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cass工藝在城鎮(zhèn)污水處理廠的應(yīng)用

摘 要:介紹 cass工藝原理和某城鎮(zhèn)污水處理廠二期工程對(duì) cass 工藝的實(shí)際應(yīng)用,該廠處理生活污水量為 3 萬(wàn)噸/日,出水水質(zhì)穩(wěn)定并達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(gb 18918-2002)一級(jí) a 標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)用中表明 cass 工藝具有運(yùn)行穩(wěn)定、脫氮除磷效果明顯等優(yōu)點(diǎn)。

 

關(guān)鍵詞:cass 工藝;城鎮(zhèn)生活污水;a2/o;應(yīng)用

 

1 引言

 

cass(cyclic activated sludge system)工藝是世界公認(rèn)先進(jìn)的生活污水處理技術(shù)。某城鎮(zhèn)污水處理廠一、二期工程總處理規(guī)模為5 萬(wàn)噸/日,兩期均采用 cass 工藝(a2/o 工藝)。其中一期工程處理量為 2 萬(wàn)噸/日,于 2009 年 3 月份建成并通過(guò)驗(yàn)收正式投入使用。二期工程處理量為 3 萬(wàn)噸/日,于 2016 年 10 月建成并通 過(guò)驗(yàn)收正式投入使用。一、二期工程除了處理量不同外,二期工程采用了更為先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。比如:厭氧區(qū)建成共用大型的配水渠,增長(zhǎng)污水在厭氧區(qū)的停留時(shí)間,使反消化更加充分,使回流污泥更好釋放磷,為后續(xù)吸磷創(chuàng)造更好狀態(tài),也使污水處理前得到充分均質(zhì),有效抵抗高濃度污水對(duì)反應(yīng)池的沖擊;1 號(hào)與 2 號(hào)池共用一個(gè)缺氧區(qū),3 號(hào)與 4 號(hào)池共用一個(gè)缺氧區(qū),共用缺氧區(qū)有效增加容積使水力停留時(shí)間更長(zhǎng),更有效達(dá)到反硝化作用;在紫外線消毒池前增加轉(zhuǎn)盤濾池(諾蒂克公司 dynadisc 轉(zhuǎn)盤過(guò)濾器),能有效去除懸浮物;處理后水質(zhì)可達(dá)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(gb 18918-2002)一級(jí) a 標(biāo)準(zhǔn)?,F(xiàn)階段,公司污水處理量總共達(dá)到 5 萬(wàn)噸/日,滿足現(xiàn)有管網(wǎng)收集廢水量,往后隨著市政管網(wǎng)的完善,收集廢水量增多,將會(huì)建設(shè)三期工程。本文以二期工程的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

 

2 cass工藝簡(jiǎn)介

 

2.1 cass 工藝的優(yōu)缺點(diǎn)

 

cass(循環(huán)式活性污泥法)是連續(xù)進(jìn)水的改良型 sbr,為了提高運(yùn)行穩(wěn)定性和加強(qiáng)脫氮除磷功能,通常在 cass 池前置生物選 擇區(qū)(厭氧區(qū))和兼氧區(qū)。由于其具有占地面積少、投資建設(shè)成本低、運(yùn)行管理方便、不易發(fā)生污泥膨脹、剩余污泥量少、污泥性質(zhì)穩(wěn)定、排水水質(zhì)穩(wěn)定、可分期建設(shè)等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛應(yīng)用。同時(shí), cass 池采用全密閉空間處理污水,大大減少?gòu)S區(qū)及附近的臭氣濃度的影響。只要做好防臭、隔音等措施,減少對(duì)周圍環(huán)境的影響,可建設(shè)在居民區(qū)、學(xué)校、行政辦公樓等產(chǎn)生污水量大的區(qū)域。cass 工藝應(yīng)用的缺點(diǎn)是構(gòu)造相對(duì) sbr 復(fù)雜點(diǎn),儀器設(shè)備較多, 維護(hù)成本提高,設(shè)備操作比較頻繁,不可長(zhǎng)時(shí)間人工操作,需要先進(jìn)的遠(yuǎn)程操作系統(tǒng),自動(dòng)化程度高。

 

2.2 cass 池工作原理

 

cass 工作原理如圖 1 所示:在主反應(yīng)器的前部設(shè)置了生物選擇區(qū)(厭氧區(qū))、兼氧區(qū),主反應(yīng)池后部設(shè)置了可升降的自動(dòng)潷水裝置。其工作過(guò)程可分為曝氣、沉淀、潷水、閑置四個(gè)階段,周期循環(huán)進(jìn)行。污水連續(xù)進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū),經(jīng)過(guò)隔墻底部進(jìn)入主反應(yīng)區(qū),在保證供氧的條件下,使有機(jī)物被池中的微生物降解。根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)可對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

 

 

在厭氧區(qū)內(nèi),微生物能通過(guò)酶的快速轉(zhuǎn)移機(jī)理迅速吸附污水中大部分可溶性有機(jī)物,經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的基質(zhì)快速積累過(guò)程,對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量、ph 和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用,同時(shí)對(duì)絲狀菌的生長(zhǎng)起到抑制作用,可有效防止污泥膨脹。厭氧區(qū)和缺氧區(qū)能增強(qiáng)脫氮除磷的效果。隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過(guò)程。cass 池里微生物于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中,從而達(dá)到對(duì)有機(jī)物去除作用,同時(shí)還具有較好的脫氮、除磷功能。

 

3 二期工程概況

 

隨著城鎮(zhèn)的發(fā)展,人口的增多,鎮(zhèn)區(qū)的污水管網(wǎng)的建設(shè),目前一期工程(處理規(guī)模 2 萬(wàn)噸/日)已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷,無(wú)法滿足管網(wǎng)污水收集量的需求,需建設(shè)二期工程。二期工程通過(guò)深入調(diào)查研究,廣泛收集資料,并同市、鎮(zhèn)有關(guān)部門的多次協(xié)商討論,確定開(kāi)展二期工程。二期工程類比一期工程,采用 cass 工藝(a2/o 工藝),設(shè)計(jì)規(guī)模為日處理量 3 萬(wàn)噸/日。設(shè)計(jì)進(jìn)出水質(zhì)如表 1。廠外污水經(jīng)過(guò)粗格柵及提升泵房提升后進(jìn)入細(xì)格柵及沉沙池,再經(jīng) cass 生化處理,尾水采用紫外消毒池進(jìn)行處理。cass 池產(chǎn)生的剩余污泥經(jīng)帶式濃縮脫水壓濾機(jī)脫水后由單螺桿泵輸送到污泥斗及時(shí)外運(yùn)處理。

 

 

4 二期工程工藝流程及說(shuō)明

 

污水經(jīng)粗格柵和細(xì)格柵進(jìn)行預(yù)處理,粗格柵用以去除污水中較大的漂浮物和懸浮物,經(jīng)過(guò)細(xì)格柵處理后的污水進(jìn)入渦流沉砂池,主要去除其中一定粒徑的砂粒,以保證后續(xù)設(shè)備的正常運(yùn)行。

 

經(jīng)過(guò)渦流沉砂池處理后的污水進(jìn)入 cass 生物池,cass 生物池由生物選擇池(厭氧區(qū))、缺氧區(qū)和主反應(yīng)區(qū)三部分組成。污水曝氣結(jié)束后進(jìn)入沉淀階段,沉淀一個(gè)小時(shí)后,進(jìn)入潷水階段,潷水結(jié)束后,潷水器自動(dòng)上升原位。處理流程圖如圖 2。

 

 

排出的上清液進(jìn)入轉(zhuǎn)盤濾池,再通過(guò)水渠道流過(guò)紫外線消毒系統(tǒng),尾水經(jīng)過(guò)消毒后部分回收利用,部分外排到河涌。部分剩余污泥排入貯泥池,送入帶式污泥濃縮脫水機(jī)械脫水機(jī)進(jìn)行濃縮脫水處理,直到含水率降至 80 %,形成泥餅外運(yùn)。

 

5 主要構(gòu)筑物及設(shè)備參數(shù)

 

5.1 粗格柵

 

機(jī)械格柵按驅(qū)動(dòng)方式分為臂式、鏈?zhǔn)?、鋼索牽引式和齒條式。本工程推薦采用鋼索牽引的格柵除污機(jī),其特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單,運(yùn)動(dòng)部件位于地面,維護(hù)簡(jiǎn)單,抓斗容量大,可抓撈渠底渣物,運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠。安裝 1 臺(tái)鋼繩牽引式格柵除污機(jī),柵寬 b=1.0 m, 柵隙寬 b=21 mm,安裝角度α=75°,柵條斷面寬 s=10 mm,配用 電機(jī)功率 n=2.2 kw。在格柵除污機(jī)下面安裝一臺(tái)帶式輸送機(jī), b=500 mm,l=7.0 m,n=0.75 kw。每道格柵前、后設(shè)有閘板供檢修和切換用。

 

5.2 提升泵房

 

2 提升泵房污水提升泵采用潛水泵濕式安裝,因其具有節(jié)省土建費(fèi)用, 安裝方便,操作簡(jiǎn)單,易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn),因此本工程推薦采用潛水泵。一期工程安裝有 3 臺(tái)潛水泵,2 用 1 備。q1=230 l/s,h=18 m,n=58 kw(1 臺(tái));q2=400 l/s,h=18 m,n=90 kw(2 臺(tái))。二期工程新增 1 臺(tái)水泵,q3=400 l/s,h=18 m,n=90 kw,采用進(jìn)口設(shè)備,變頻控制。

 

5.3 細(xì)格柵、旋流沉沙池

 

細(xì)格柵與旋流沉沙池合建。共設(shè) 1 座,平面尺寸:l×b=17.12 m×16.72 m。細(xì)格柵設(shè)計(jì)參數(shù):細(xì)格柵機(jī)器 2 臺(tái);設(shè)計(jì)流量:qmax=0.49 m3/s;過(guò)柵流速:vmax=0.7 m/s;柵條間隙:e=5 mm;柵前水深:h=1.3 m。旋流沉沙池設(shè)計(jì)參數(shù):旋流沉沙池左右各一 座,每座直徑 3.66 m,池總深 3.70 m;設(shè)計(jì)流量:qmax=0.49 m3/s;水力停留時(shí)間:30 s。

 

5.4 cass 生化池

 

cass 反應(yīng)池設(shè)一座,平面尺寸為 82.2 m×40.9 m,池深 6.3 m, 有效水深為 5.5 m,分為 4 格(池)。每池循環(huán)運(yùn)行一個(gè)周期 4 h, 一天 6 個(gè)周期。好氧池溶解氧通過(guò)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量,控制在 2.0 mg/l 左右。每個(gè)反應(yīng)池設(shè)進(jìn)水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 1 臺(tái),旋轉(zhuǎn)式潷水 器 1 臺(tái)(水量 1800 m3/h),微孔曝氣盤 7320 個(gè),污泥流泵 2 臺(tái)(每 臺(tái)流量 100 m3/h),剩余污泥泵 1 臺(tái)(每臺(tái)流量 70 m3/h),兼氧區(qū)設(shè) 置水下攪拌器 2 臺(tái)(3 kw/臺(tái)),出水端設(shè)置電動(dòng)撇渣器 1 臺(tái)(dn300,l=9 m,n=0.37 kw)。設(shè)計(jì)參數(shù):設(shè)計(jì)流量:3.0 萬(wàn) m3/d,每座共 4 個(gè)池,每個(gè)池規(guī)模 0.75 萬(wàn) m3/d,水溫:12 ℃。污泥負(fù)荷:0.14 kgbod5/kgmlss.d。混合液濃度:3.0 g/l。系統(tǒng)泥齡:15.7 d。剩 余污泥量:3337 kgds/d。

 

5.5 紫外線消毒渠

 

線劑量 15~30 mw·s/c㎡。主要工程內(nèi)容:條形接觸消毒渠 1 座, 平面尺寸:l×b=12.46 m×4.6 m,接觸區(qū)有效水深 0.75 m,設(shè)紫外線消毒設(shè)備 1 套,功率 30 kw,配套自動(dòng)水位控制儀和水位傳感器。

 

5.6 鼓風(fēng)機(jī)房

 

功能:為 cass 生化池充氧提供氣源。設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)模為 3 萬(wàn) m3/d。設(shè)計(jì)供氣量 67.5 m3/min,供氣壓力:0.7 bar。選用羅茨鼓 風(fēng)機(jī),設(shè) 3 臺(tái)(2 用 1 備),每臺(tái)風(fēng)量為 67.5 m/min,風(fēng)壓 0.7 bar, 配套電機(jī)功率 110 kw。運(yùn)行方式:根據(jù)好氧池溶解氧濃度的反饋, 控制機(jī)組開(kāi)停及調(diào)節(jié)風(fēng)量。

 

5.7 儲(chǔ)泥池和污泥濃縮脫水車間

 

設(shè)儲(chǔ)泥池 1 座分 2 格,平面尺寸 bxl=44 m×5.1 m,高度 4.0m。池內(nèi)設(shè) 2 臺(tái)攪拌器,功率 1.5 kw。儲(chǔ)泥池上進(jìn)行加蓋處理。為防 止磷在厭氧條件下重新釋放,本工程考慮對(duì)池內(nèi)進(jìn)行間歇充氧, 控制磷的釋放。

 

污泥濃縮脫水車間主要功能是把污泥進(jìn)行濃縮、脫水,降低含水率,便于污泥運(yùn)輸和最終處置。脫水機(jī)采用離心濃縮脫水一 體機(jī)。設(shè)計(jì)參數(shù):剩余污泥干重:3337 kg/d;需濃縮污泥量:477 m3/d,含水率 99.3 %,濃縮脫水后污泥量:17 m3/d,含水率 80 %;絮凝劑(pam)投加量:3~3.5 kg/td·s;離心濃縮脫水一體機(jī) 2 臺(tái), 處理能力 20~70 m3/h·臺(tái),配用電機(jī)功率 73.5 kw;污泥進(jìn)料泵 2 臺(tái)(1 用 1 備),流量 48 m3/h,揚(yáng)程 0.2 mpa,電機(jī)功率 11 kw;污 泥切割泵 2 臺(tái)(1 用 1 備),流量 56 m3/h,電機(jī)功率 4 kw;干污泥輸送泵(單螺桿泵),q=2.0 m3/h,壓力 1.8mpan=2.2 kw。

 

5.8 生物除臭設(shè)備

 

生物除臭設(shè)備為成套設(shè)備,主要收集粗格柵及提升泵房、細(xì)格柵、cass池、儲(chǔ)泥池的臭氣進(jìn)行處理,處理能力q=11500~16500 m3/h。設(shè)備平面尺寸:lxb=10.8 m×6.3 m。

 

6 cass池常見(jiàn)異常及解決對(duì)策

 

 

7 運(yùn)行效果及效益

 

二期工程經(jīng)安裝設(shè)備和調(diào)試后,運(yùn)行穩(wěn)定,出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)并通過(guò)了環(huán)保驗(yàn)收。實(shí)際運(yùn)行的出水水質(zhì)如表 2,滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》( gb18918-2002)一級(jí) a 標(biāo)準(zhǔn),符合國(guó)家排污證要求排放。2017 年度二期工程污水處理量 946.85 萬(wàn)噸, cod 削減量 804.65 噸,氨氮削減量 132.42 噸。2018 年度二期工程污水處理量 789.21 萬(wàn)噸,cod 削減量 670.98 噸,氨氮削減量 110.82 噸。2019 年度二期工程污水處理量 867.93 萬(wàn)噸,cod 削減量 737.54 噸,氨氮削減量 121.35 噸,大大減少污染物排放,減少河涌水資源污染,保護(hù)河涌環(huán)境和生態(tài)環(huán)境,出水水質(zhì)可達(dá)地表水ⅳ標(biāo)準(zhǔn),有效緩解河涌水質(zhì)的惡化,具有良好的環(huán)境效益。運(yùn)行過(guò)程中,根據(jù)實(shí)際進(jìn)水濃度,嚴(yán)格控制各個(gè)設(shè)備使用時(shí)間, 節(jié)約用電用水,節(jié)省能耗;合理使用藥劑劑量,使處理效果達(dá)到最佳,不過(guò)度用藥,節(jié)約處理成本,提高工程運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。部分排水用于中水回用,一部分用于廠里地坪曬水和綠化,一部分用于壓泥車間的污泥濃縮脫水機(jī)械的清洗水。一部分用作市政道路曬水和園林綠化,體現(xiàn)出了社會(huì)效益明顯。

 

 

8 結(jié)語(yǔ)

 

運(yùn)用 cass 工藝處理城鎮(zhèn)生活污水,首先要了解 cass 工藝原理和處理流程,根據(jù)進(jìn)水的污染物濃度,設(shè)置合適的參數(shù),有效控制、解決污水處理過(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題,使得工程運(yùn)行成本最低, 處理效果最佳。本工程實(shí)踐表明,運(yùn)用 cass 工藝處理生活污水流程簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、占地面積少、可分期建設(shè)、投資及運(yùn)行費(fèi)用低、耐沖擊負(fù)荷和脫氮除磷能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。cass 工藝處理效果優(yōu)異,出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 ( gb18918-2002)一級(jí) a 標(biāo)準(zhǔn),運(yùn)用 cass 工藝處理城鎮(zhèn)生活污水有顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,應(yīng)用前景十分廣闊。

 

來(lái)源:《廣東化工》

 

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