CASS深度處理法在城市污水處理中的應(yīng)用

葉一林

（深圳市寶安區(qū)環(huán)境科學(xué)研究所，廣東深圳512600）

CASS深度處理法在城市污水處理中的應(yīng)用

葉一林

（深圳市寶安區(qū)環(huán)境科學(xué)研究所，廣東深圳512600）

城市污水處理在解決和緩解城市日益加重的水污染問題上發(fā)揮著巨大作用，因此，采用科學(xué)的污水處理工藝是十分重要的。結(jié)合具體的工程實(shí)例，對(duì)一期工程處理效果不理想的情況進(jìn)行升級(jí)改造，采用了CASS深度處理法進(jìn)行城市污水處理，旨在確保出水水質(zhì)達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，提高污水處理效果的穩(wěn)定性，以供相關(guān)人員參考。關(guān)鍵詞：污水處理；CASS工藝；深度處理；工藝設(shè)計(jì)

1 工程背景

某污水處理廠建設(shè)規(guī)模為4×104m3/d，其中，一期工程（2×104m3/d）采用一體化氧化溝工藝結(jié)合深度處理工藝，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)為《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際運(yùn)行中存在如下問題：①污水廠一期設(shè)備老化嚴(yán)重，不能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)；②一期一體化氧化溝及氧化溝兩側(cè)的沉淀區(qū)生化效果和水力條件不理想，導(dǎo)致處理能力下降，出水效果不理想。根據(jù)污水處理廠所管轄區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，以及城市建設(shè)規(guī)劃與方針，擬對(duì)一期工程實(shí)施升級(jí)改造。

改造前該污水處理廠采用的工藝流程如圖1所示，其中，二期工程（2×104m3/d）生物處理采用A2O工藝。

圖1 改造前污水處理廠工藝流程

一期氧化溝出水與二期A2O出水混合后進(jìn)入后續(xù)深度處理系統(tǒng)。此次改造工程針對(duì)一期工程，規(guī)模為2×104m3/d，變化系數(shù)K＝1.41.改造工程的設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)見表1.

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)（單位：mg/L）

2 升級(jí)改造工藝方案

2.1 處理工藝的選擇及說明

污水來源為該地城區(qū)生活污水和部分工業(yè)廢水。需要對(duì)原一期氧化溝進(jìn)行工藝改造，并加裝深度處理系統(tǒng)，使出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。在實(shí)際中，需考慮如下3方面：①合理配置預(yù)處理設(shè)備，充分考慮因污水的變化系數(shù)造成的水力沖擊；②改造工藝的選擇，不僅需改變沉淀效果不佳的現(xiàn)狀，同時(shí)還需確保滿足污水脫氮除磷的需要；③由于進(jìn)水水質(zhì)、水量的波動(dòng)性，所選工藝應(yīng)具有一定的抗沖擊負(fù)荷能力，設(shè)計(jì)污水處理裝置能在不同工況下自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)荷，使裝置始終在最理想、最經(jīng)濟(jì)點(diǎn)運(yùn)行。

考慮到實(shí)際情況，并綜合技術(shù)性能及經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，此次改造采用CASS工藝，可以使污水中有機(jī)物及氨氮得到有效降解。為了確保出水達(dá)標(biāo)，在生化處理后設(shè)置深度處理工藝。

2.2 CASS工藝

與其他SBR工藝相比，CASS工藝的特點(diǎn)有：①設(shè)置生物選擇區(qū)，可以抑制絲狀菌繁殖，防止活性污泥膨脹；②在泥齡足夠、缺氧的條件下具有一定的脫氮效率；③具有很好的除磷功能，在選擇器中有較多的碳源可用于聚磷菌釋磷，對(duì)于C/N、C/P比值不是過低的污水具有一定的除磷作用。

2.3 離子型酶促填料

離子型酶促填料的生產(chǎn)采用了纖維紡絲、針刺、起毛、熱定型等一系列工藝，實(shí)現(xiàn)了填料的“雙層膜”和“空隙層”的特殊結(jié)構(gòu)，從而具有比表面積大、孔隙率高的特點(diǎn)。經(jīng)檢測(cè)，比表面積大于1 000 m2/m3，孔隙率達(dá)到0.98，均大幅超過同類填料的性能。離子型酶促填料在加工過程中經(jīng)過離子化材料改性及親水高分子共混改性，表面帶正電荷，這將使微生物在載體表面附著，固定過程更加容易進(jìn)行。離子型酶促填料在保證比表面積大的前提下，有較好的機(jī)械強(qiáng)度，在水力剪切作用過程及載體之間的摩擦碰撞過程中不會(huì)發(fā)生破損。

2.4 微孔曝氣系統(tǒng)選擇

微孔曝氣器主要有剛玉曝氣器、膜片盤式曝氣器、膜片球冠式曝氣器、膜片管式曝氣器、膜片懸掛式（鏈?zhǔn)剑┢貧馄鞯?。?jīng)過綜合比較，并根據(jù)工程實(shí)際運(yùn)行情況，本項(xiàng)目選用膜片管式曝氣器。

2.5 深度處理系統(tǒng)

為了確保出水達(dá)標(biāo)，在生化處理后設(shè)置離子纖維濾布濾池系統(tǒng)去除水中磷、COD、BOD5、SS。本濾池采用專用濾布，具有能耗低、濾速高、處理能力強(qiáng)、出水水質(zhì)好、占地面積小、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單可靠、可靈活設(shè)置處理單元、滿足不同水量選型要求等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合化學(xué)除磷措施，可使出水水質(zhì)從一級(jí)B達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，滿足污水處理廠升級(jí)改造需求。該離子纖維濾布濾池主要由纖維濾片、集水干管、移動(dòng)吸泥系統(tǒng)、排泥槽等組成。其中，濾片包括專用離子纖維濾布和濾布支架。沖洗采用移動(dòng)式線狀吸洗，洗過的斷面可立即進(jìn)入過濾狀態(tài)，無需存儲(chǔ)沖洗用水。

2.6 升級(jí)改造工藝流程

改造后的工藝流程充分利用原一期構(gòu)筑物，將原氧化溝改造為CASS反應(yīng)池。CASS反應(yīng)池出水與原A2O二沉池出水混合后進(jìn)入深度處理系統(tǒng)。深度處理系統(tǒng)中原V型濾池重建為離子纖維濾布濾池，同時(shí)新增一座鼓風(fēng)機(jī)房、一座中間水池。

3 升級(jí)改造工藝設(shè)計(jì)

3.1 預(yù)處理設(shè)施

3.1.1 提升泵房

設(shè)計(jì)流量為4×104m3/d，集水井設(shè)計(jì)有效水深為8 m。更換設(shè)備：潛水排污泵共5臺(tái)（4用1備），流量為600 m3/h，揚(yáng)程為120 kPa，功率為37 kW；手動(dòng)電動(dòng)式渠道鋼閘門（啟閉機(jī)）4臺(tái)；超聲波液位計(jì)1套，測(cè)量水深為0～10 m；液位開關(guān)1套。

3.1.2 細(xì)格柵

設(shè)計(jì)有效水深為0.6 m，60°安裝。

更換設(shè)備：水平無軸螺旋輸送機(jī)1臺(tái)，輸送長(zhǎng)度為5 m；超聲波液位計(jì)1套，測(cè)量水深為0～1.5 m；現(xiàn)場(chǎng)電控柜1套。

3.1.3 旋流沉砂池

設(shè)計(jì)2座，單座設(shè)計(jì)水量為2×104m3/d。

更換設(shè)備：砂水分離器1套；旋流除砂機(jī)2套；手動(dòng)電動(dòng)式渠道鋼閘門（啟閉機(jī)）4臺(tái)。

3.2 CASS生化反應(yīng)系統(tǒng)

CASS生化反應(yīng)系統(tǒng)的主要作用是去除污水中的有機(jī)物，經(jīng)附著在離子型酶促填料上的微生物及懸浮生長(zhǎng)的微生物對(duì)污水中有機(jī)物、氨氮進(jìn)行降解。設(shè)置2座并聯(lián)運(yùn)行的CASS池，交替循環(huán)，以便使系統(tǒng)可以連續(xù)處理污水。每座CASS池中均設(shè)置2個(gè)區(qū)，第一區(qū)為生物選擇區(qū)，第二區(qū)為主反應(yīng)區(qū)，污水首先進(jìn)入生物選擇區(qū)，然后再進(jìn)入主反應(yīng)區(qū)。設(shè)置生物選擇區(qū)的目的是防止系統(tǒng)出現(xiàn)污泥膨脹和保證磷在選擇區(qū)中釋放。在主反應(yīng)區(qū)內(nèi)完成去除有機(jī)物、硝化/反硝化等生物處理過程，沉淀后清水由潷水器潷出。每座池內(nèi)設(shè)剩余污泥泵1臺(tái)，將剩余污泥輸送至污泥貯池。每池另外設(shè)置污泥回流泵1臺(tái)，將回流污泥輸送到前端的生物選擇區(qū)，回流比為20%左右。

3.3 深度處理系統(tǒng)

3.3.1 中間水池

設(shè)計(jì)中間水池的主要作用是對(duì)CASS池出水進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證后續(xù)構(gòu)筑物的連續(xù)運(yùn)行。設(shè)計(jì)有效水深為4 m。

主要設(shè)備：濾池提升泵3套（2用1備），流量為450 m3/h，揚(yáng)程為100 kPa，功率為22 kW；超聲波液位計(jì)1套，測(cè)量范圍為0～10 m；液位開關(guān)1套。

3.3.2 絮凝反應(yīng)池

本單元采用垂直軸式絮凝反應(yīng)沉淀池，可以適應(yīng)水量變化且水頭損失小。共設(shè)2座反應(yīng)池，每座絮凝池分3格。有效水深為3.5 m。

主要設(shè)備：垂直軸式機(jī)械攪拌機(jī)6臺(tái)，功率為0.37 kW；管道混合器1臺(tái)，內(nèi)徑為600 mm。

3.3.3 離子纖維濾布濾池

設(shè)計(jì)濾速為5 m3/（h·m2）?？紤]濾池的檢修，需設(shè)置超越管道。

因考慮除磷，需投加PAC，所以增加一套PAC投加裝置。PAC（干基）投加量按30 mg/L計(jì)，PAC溶液配比按10%計(jì)，則PAC溶液投加量約為250 L/h，可以選擇流量為400 L/h的計(jì)量泵投加。另外，需要增加管道混合器。

3.3.4 紫外消毒設(shè)備

消毒水渠建設(shè)規(guī)模為4×104m3/d。經(jīng)紫外消毒后的尾水溢流進(jìn)入排放水池后排入受納水體。改造中更換了消毒系統(tǒng)的核心設(shè)備。

更換設(shè)備：紫外消毒系統(tǒng)1套，功率為18 kW；電磁流量計(jì)1套，內(nèi)徑為600 mm。在線監(jiān)測(cè)出水COD，當(dāng)COD質(zhì)量濃度大于50 mg/L時(shí)，中控室報(bào)警。液位計(jì)連續(xù)監(jiān)測(cè)池內(nèi)液位，低液位時(shí)，控制室報(bào)警并停反沖洗水泵，將紫外發(fā)生器運(yùn)行狀況傳至中控室顯示。排放口設(shè)電磁流量計(jì)，監(jiān)測(cè)出水流量，并將信號(hào)傳至中控室。

4 運(yùn)行情況分析

改造后水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見表2.

改造完成后進(jìn)行了設(shè)備聯(lián)動(dòng)調(diào)試，隨后進(jìn)入正常的生產(chǎn)運(yùn)行。運(yùn)行結(jié)果表明，升級(jí)改造工程基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，且各項(xiàng)出水指標(biāo)均能夠達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

表2 正常運(yùn)行狀況下的進(jìn)、出水水質(zhì)（單位：mg/L）

5 結(jié)論

綜上所述，本文針對(duì)某污水處理廠一期工程出水效果不理想的狀況，將原氧化溝工藝升級(jí)改造為CASS工藝，采用了“CASS反應(yīng)池改造＋混凝＋離子纖維濾布濾池”方案。運(yùn)行結(jié)果證明，升級(jí)改造后的系統(tǒng)具有出水水質(zhì)好、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低的特點(diǎn)，確保出水水質(zhì)達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，可適應(yīng)日趨嚴(yán)格的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)了企業(yè)正常、良性運(yùn)轉(zhuǎn)，使其創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

［1］陳偉，李輝.CASS工藝在城市污水處理中的應(yīng)用淺析［J］.城市建設(shè)理論研究：電子版，2012（8）.

［2］朱敏，黨清平，邱宏俊.污水處理廠CASS工藝的設(shè)計(jì)與優(yōu)化［J］.中國(guó)給水排水，2013，29（12）.

〔編輯：劉曉芳〕

TU992

：A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.16.145

2095－6835（2017）16－0145－03