CWSBR工藝及其在城鎮(zhèn)污水處理中的應(yīng)用研究

李　靜，鮑東杰，林　青，徐志林，楊振軒　

（1.邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北　邢臺　054035；2.邢臺市污水處理廠，河北　邢臺　054000）

?

CWSBR工藝及其在城鎮(zhèn)污水處理中的應(yīng)用研究

李靜1，鮑東杰1，林青1，徐志林2，楊振軒2

（1.邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北邢臺054035；2.邢臺市污水處理廠，河北邢臺054000）

基于CWSBR反應(yīng)器的構(gòu)造和工藝運行過程，根據(jù)污水水質(zhì)數(shù)據(jù)和工程實際確定了污水處理廠的CWSBR處理工藝流程。工程實施后的實際運行結(jié)果表明，污水出水水質(zhì)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準》（GB18918—2002）的一級A標(biāo)準。工程應(yīng)用證明，CWSBR工藝易通過調(diào)整進水時間及工作周期和控制反應(yīng)池的溶解氧水平來創(chuàng)造厭氧、缺氧和好氧交替的環(huán)境，具備高效脫氮除磷功能，具有良好的應(yīng)用價值。

污水處理；CWSBR工藝；脫氮除磷

國家環(huán)境保護總局2006年第21號公告發(fā)布了規(guī)范標(biāo)準修改單，將《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準》（GB18918－2002）的4.1.2.2條進行了修改，指出排入重點流域及湖泊、水庫等封閉、半封閉水域的污水處理廠出水須達到一級標(biāo)準的A標(biāo)準。河北省環(huán)境保護局在冀環(huán)科函【2007】327號文件中明確要求自2007年12月20日起新建（包括改、擴建）的城鎮(zhèn)污水處理廠項目，須嚴格執(zhí)行GB18918－2002中的一級A標(biāo)準。

污水處理廠出水要達到國標(biāo)一級A標(biāo)準，其所采取的污水處理工藝須具備高效同步脫氮除磷功能。為達到經(jīng)濟運行的目的，城市污水處理廠多采用生物處理技術(shù)進行脫氮除磷。在傳統(tǒng)的生物脫氮工藝中，氮的去除是通過硝化和反硝化過程實現(xiàn)的，硝化階段有氧參與并需一定的堿度，反硝化階段厭氧運行并需滿足一定的碳源要求；而生物除磷主要是利用聚磷菌在厭氧條件下釋放磷和在好氧條件下蓄積磷的作用。CWSBR工藝容易通過調(diào)整進水時間及工作周期和控制反應(yīng)池的溶解氧水平創(chuàng)造厭氧、缺氧和好氧交替的環(huán)境，從而促進生物在厭氧條件下釋放磷和在好氧環(huán)境中吸收磷，并能在運行過程中不斷為反硝化過程提供碳源，避免硝態(tài)氮的積累。因而，CWSBR工藝在污水同步脫氮除磷中得到了廣泛的應(yīng)用。

一、CWSBR工藝介紹

1.CWSBR反應(yīng)器構(gòu)造

CWSBR（Constant Water-level Sequencing Batch Reactors）即恒水位序批式反應(yīng)器，是在SBR工藝的基礎(chǔ)上研發(fā)出來的，包括進水控制區(qū)、混合反應(yīng)沉淀區(qū)、出水平衡區(qū)3個標(biāo)準處理單元模塊，如圖1所示。

2.CWSBR工藝的運行過程

圖2所示為CWSBR反應(yīng)器的運行示意圖，控制區(qū)連續(xù)進水，設(shè)在控制區(qū)的進水泵將原水送往反應(yīng)區(qū)，在反應(yīng)區(qū)內(nèi)完成混合反應(yīng)、曝氣、靜置沉淀、潷水等過程，潷水器出水通過出水泵送至出水平衡區(qū)并連續(xù)出水。進水泵在輸送原水和出水泵在輸送凈水過程中使各區(qū)水體變化產(chǎn)生的推力實現(xiàn)了柔性水帆的往復(fù)移動，其借助體積變化使常規(guī)SBR的變水位運行改為恒水位運行，即在單個水池中連續(xù)進水、連續(xù)出水，周期性的完成SBR工藝的充水、攪拌、曝氣、沉淀、潷水的全過程；恒水位潷水器的使用實現(xiàn)了在潷水階段只取池內(nèi)最上層水，不干擾沉淀后的污泥層，保證了出水水質(zhì)的安全穩(wěn)定。CWSBR工藝繼承了SBR工藝簡單、污泥穩(wěn)定不宜膨脹、污水處理效果好等優(yōu)點，又克服了SBR工藝間歇、變水位運行的不足，具有較強的技術(shù)優(yōu)勢。

圖1　CWSBR反應(yīng)器構(gòu)造示意圖

圖2　CWSBR反應(yīng)池運行狀態(tài)示意圖

二、CWSBR工藝的工程應(yīng)用分析與設(shè)計

（一）工程規(guī)模和設(shè)計進、出水質(zhì)

1.工程規(guī)模

某污水處理廠污水處理工程規(guī)模為：近期50000m3/d，總變化系數(shù)：K總=1.40；遠期100000m3/d，總變化系數(shù)：K總=1.29。

2.進水水質(zhì)

進水水質(zhì)為：CODCr≤420mg/L，BOD5≤220mg/L，SS≤220mg/L，TN≤45mg/L，NH3-N≤35mg/L，TP≤4mg/L，pH為6-9。

3.出水水質(zhì)

為消除污水出水對河流及地下水的污染，考慮到河道景觀用水的回用，出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準》GB18918-2002中一級標(biāo)準的A標(biāo)準，即：CODCr≤50mg/L，BOD5≤10mg/L，SS≤10mg/L，TN≤15mg/L，NH3-N≤5（8）mg/L，T-P≤0.5mg/L（注：括號內(nèi)數(shù)值為水溫≤12℃時的控制指標(biāo)）。

（二）工藝流程

1.預(yù)處理段

預(yù)處理段通常包括粗、細格柵、提升泵房和沉砂池。

2.二級生化處理段

根據(jù)本工程進水水質(zhì)特點和出水要求，從諸多具備生物脫氮除磷工藝中篩選出AAO工藝、CASS工藝、CARROUSEL氧化溝工藝、CWSBR工藝，考慮到本工程占地規(guī)模較小，水處理構(gòu)筑物要求緊湊及出水水質(zhì)達標(biāo)的問題，經(jīng)綜合分析選取具有處理效果好、工藝流程簡潔、土建方式靈活等技術(shù)優(yōu)勢的CWSBR工藝作為二級生物處理工藝方案。

本工程進水總磷為4mg/L，出水總磷要求≤0.5mg/L，僅靠傳統(tǒng)工藝的生物除磷達到這一要求是比較困難的。因此，選取生物除磷和化學(xué)除磷相結(jié)合的方法強化除磷效果?？捎糜诨瘜W(xué)除磷的金屬鹽主要是鈣鹽、鐵鹽和鋁鹽，其中可用于化學(xué)除磷的鋁鹽中的聚合氯化鋁具有除磷效果好及明顯的價格優(yōu)勢，因此被選作本工藝的投加混凝劑。

3.消毒

目前的消毒常用方法有液氯消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒和紫外線消毒燈，根據(jù)各種消毒方法的特點及出水作為景觀回用水的要求，選取二氧化氯作為本工程的消毒方法。

4.污泥處理

本工程生物處理段產(chǎn)生的剩余污泥泵送至污泥脫水機房，經(jīng)濃縮壓榨脫水一體機進行機械脫水后外運。

基于上述分析，設(shè)定本工程的工藝流程如圖3所示。

圖3　污水處理工藝流程圖　

三、CWSBR工藝的工程應(yīng)用效果與分析

CWSBR污水處理工程于2013年6月開始進行生產(chǎn)調(diào)試，半年后投入正常運行。經(jīng)環(huán)境監(jiān)測站多次對出水水質(zhì)進行監(jiān)測，檢測結(jié)果表明該工藝運行平穩(wěn)，出水水質(zhì)穩(wěn)定，達到了設(shè)計標(biāo)準預(yù)定的設(shè)計目標(biāo)。實際進、出水水質(zhì)如表1所示。

表1　實際進出水水質(zhì)

四、結(jié)語

CWSBR工藝利用柔性水帆的往復(fù)移動保持反應(yīng)池的液位恒定，實現(xiàn)了連續(xù)進、出水和恒水位運行，并能在單池中實現(xiàn)厭氧、缺氧和好氧交替運行的周期性過程；在構(gòu)造上采用恒水位潷水器，保證了潷水時只取上層水而不擾動污泥層，實現(xiàn)了出水的穩(wěn)定。

總之，CWSBR保留了SBR工藝的工藝簡單、污水處理效果好、污泥膨脹程度低等優(yōu)點，又克服了其變水位、間歇運行的缺點，具有工藝簡單、出水水質(zhì)好、運行費用低、占地面積小、污泥穩(wěn)定等技術(shù)優(yōu)勢，在中小城鎮(zhèn)污水處理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

［1］龍騰銳，何強.排水工程（第2冊）［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015.

［2］鄭興燦，李亞新.污水除磷脫氮技術(shù)［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998.

［3］孫巍，陳向明，楊威等.CWSBR工藝處理市政污水的工程分析［J］.中國給水排水，2012，28（2）.

［4］王德河，唐立軍.CWSBR工藝處理市政污水工程的設(shè)計與運行［J］.中國給水排水，2009，25（16）.

［5］黃春.適于寒冷地區(qū)污水處理的CWSBR工藝介紹［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2010，35（5）.

［6］徐琦，王海龍.SBR的新寵―CWSBR［J］.黑龍江科技信息，2008（18）.

［7］馬海龍，沙瑛，陳永.低溫環(huán)境下CWSBR工藝設(shè)計與調(diào)試運行［J］.環(huán)境科技，2012，25（3）.

（責(zé)任編輯董云平）

Research on CWSBR Process and Application in Municipal Sewage Treatment

LI Jing1，BAO Dong-jie1，LIN Qing1，XU Zhi-lin2，YANG Zhen-xuan2

（1.Xingtai Polytechnic College, Xingtai, Hebei 054035, China; 2. Xingtai Wastewater Treatment Plant, Xingtai, Hebei 054000, China）

Based on the structure and running state of the reactor，CWSBR process is adopted in WWTP according to the sewage quality and the actual situation of the plant.Actual running results show that the effluent quality meets the first level A criteria specified in Discharge Standard of Pollutants for Municipal Wastewater Treatment Plant（GB18918-2002）.Engineering application has shown that CWSBR process is easy to create an environment of anaerobic，anoxic and aerobic conditions by adjusting the influent time，working period and controlling the dissolved oxygen level in the reaction tank.This process has the function of high efficiency nitrogen and phosphorus removal，and has good application value.

sewage treatment；CWSBR process；nitrogen and phosphorus removal

X703.1

A

1008—6129（2016）01—0085—04

2016—01—23

河北省科技支撐計劃項目——“脫氮除磷關(guān)鍵工藝在污水深度處理及再生水回用中的應(yīng)用研究”，項目編號:15273628。

李靜（1976—），女，河北館陶人，邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院，副教授。