论文部分内容阅读
摘要：佛山市南海区大沥镇盐步污水处理厂二期工程近期规模5万m3/d，远期24万m3/d，选用CASS工艺，出水水质执行国家《城镇污水处理厂排放标准》（GB18918-2002）的一级B标准和广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二时段的一级标准。
关键词：污水处理；工程设计；CASS工艺
中图分类号： [TU992.3] 文献标识码： A 文章编号：
前言：
大沥镇位于佛山市南海区中部，地处广州和佛山两地之间，地理位置得天独厚，素有“广佛商贸黄金走廊”之称。由上海市政工程总院设计的盐步污水处理厂一期工程已于2009年8月投入使用，处理规模5万m3/d，运行情况良好。为了更好的适应大沥镇发展的需求，改善周边经济生活环境，盐步二期污水处理厂的建设已迫在眉睫。
盐步二期污水处理厂设计规模近期为5万m3/d，远期24万m3/d，采用CASS处理工艺，出水水质执行国家《城镇污水处理厂排放标准》（GB18918-2002）的一级B标准和广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二时段的一级标准。
工程总体设计
工程位置及规模
盐步污水处理厂二期工程位于大沥镇盐步平地村新基村小组（大码头）地段，二期与一期工程衔接段包括进水总管及尾水排放管。设计规模近期为5万m3/d，远期24万m3/d，设计考虑了初雨的收集，截流倍数n=1。
设计水质
二期设计进水水质参考一期目前进水，出水执行国家一级B标准，详见下表：
表1 盐步污水处理厂二期设计进水水质
污水首先进入粗格栅，拦截去除污水中较大杂质和颗粒，再由潜水泵提升，经细格栅进一步去除污水中较小漂浮物和悬浮杂质，然后进入CASS生物反应池，同步去除BOD、N、P等可溶性物质，最后经紫外消毒灭菌排放。整个工艺流程如图1所示。
图1工艺流程图
主要构筑物
污水厂主要构筑物详见下表2：
表2 主要构筑物表
CASS生物反应池工艺设计
盐步污水处理厂二期工程对处理要求较高，且用地面积也有限，因此需要选择高效先进、技术可靠、管理方便、紧凑经济、有丰富的管理运行经验的处理工艺。而CASS反应器工艺是以生物反应动力学原理及合理的水力条件为基础而开发的一种具有系统组成简单、运行灵活可靠等优良特点的废水处理新工艺，尤其适用于含有较多工业废水的城市污水。因此，选用CASS工艺是符合本工程特点要求的。
（1）CASS工艺的特点
CASS的整个工艺为一间歇式反应器，在此反应器中进行交替的曝气－不曝气过程的不断重复，将生物反应过程及泥水的分离过程结合在一个池子中完成。因此，它是SBR工艺及ICEAS工艺的一种最新变型。
（2）本工程CASS池的组成
本工程CASS反应器主要由三个区域组成：生物选择区、兼氧区和主反应区。生物选择区是设置在CASS前端的小容积区，通常在厌氧或兼氧条件下运行，有效容积330m3，停留时间0.63h。兼氧区不仅具有辅助在厌氧或兼氧条件下运行的生物选择区对进水水质水量变化的缓冲作用，同时还具有促进磷的进一步释放和强化反硝化作用，其有效容积980m3，停留时间1.88h。主反应区则是最终去除有机物的场所，是主要的曝气充氧区，其有效容积6440m3，停留时间12.36h 。CASS池内有效水深5m，污泥浓度3000mg/L，污泥龄为14.09d，高峰供氧量10778m3/h ，汽水比5.17:1。CASS池总体平面布置如下图2所示：
图2 CASS池平面示意图
（3）CASS池的运行
CASS工艺的循环运行操作主要包括曝气、搅拌、沉淀和滗水四个步骤。本工程一个周期运行的标准时间为4h，其中曝气144min，搅拌24min，沉淀48min、潷水72min，每天运行6个周期。本工程CASS池共分为4组，交错运行，操作示意图如下图3所示：
图3 CASS池循环操作示意图
CASS池除磷是在厌氧捕捉选择区、预反应区和曝气反应区（主反应区）完成。硝化和反硝化是在预反应区和主反应区完成。充水/曝气开始，溶解氧（DO）浓度从0mg/L逐渐增加到2.0mg/L的过程中，大约有50％的时间其DO接近于零，约30％时间DO在1mg/L左右，约20％时间DO在2mg/L左右。DO能否进入微生物絮体内，取决于絮体大小和活性污泥的好氧速率。一般情况下，好氧速度较快DO含量不高时，溶解氧很难进入絮体内部，这样在絮体内形成了微缺氧环境，而硝化产生的较多浓度梯度的NO3-N可进入絮体内部，使絮体内部发生反硝化作用，使硝化/反硝化过程同时发生。另本工程从主方应区回流20~30%混合液至选择区，主要是为了强化除磷效果。
污泥处置
结合盐步污水处理厂首期污泥处置情况，二期污泥处置继续沿用污泥重力浓缩+污泥机械脱水方案。重力浓缩池共两座，直径12m，进泥含水率99.3%，出泥含水率97.5%，浓缩时间23h，固体负荷29.19kg/m2.d。污泥脱水机选用带式压滤机，带宽2.5m。污泥经脱水后含水率降至80%。
尾水消毒
本工程尾水消毒装置采用紫外线消毒渠。消毒渠土建规模15万m3/d，设备规模5万m3/d，设计流速0.8 m3/s，消毒池内共设紫外线灯管108根，接触时间6s，出水大肠菌群数 ＜104个/L。
结语
本工程在设计之初有以下几个问题：1、如何衔接二期和首期工程的用地、用电以及进出水管道；2、污水处理厂进水含较多工业废水会对活性污泥造成较大冲击；3、如何有效的去除TN和TP。经过充分论证选用CASS工艺能很好的和首期工程相结合，由于同是选用的CASS工艺，在管理及自控方面可以进行协同，同时，CASS工艺没有二沉池，占地面积小，布局更为紧凑。针对本工程进水含较多工业废水的特点，在CASS池前加设生物选择区，减少有毒废水对微生物的毒害。本工程出水执行国家一级B标准，TN和TP的去除率较高，为了有效去除氮磷，CASS池分隔为两段，前段兼性好氧增强反硝化去除TN，同时从主反应区回流20~30%混合液至选择区，增强厌氧状态下微生物的释磷作用去除TP，最后出水辅以三级深度处理更加大了水质达标的保证。 由此可见，通过对CASS工艺的有效改良使其更符合厂区的实际情况，实现了工程设计之初的预期目标。
2010年8月 盐步污水处理厂二期工程正式通水运行，一年多来对进出水水质进行了实时监控，详见下表3：
表3 盐步污水处理厂二期进出水水质统计表
由上表可以看出，盐步二期污水处理厂尾水的各项指标均能达到国家《城镇污水处理厂排放标准》（GB18918-2002）的一级B标准和广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二时段的一级标准，且在TN、TP及SS等指标上甚至能达到国家一级A标准，由此可见这是一个成功的设计，对今后类似项目也有一定的借鉴意义。
参考文献
[1]张自杰.排水工程（第四版）[M].北京:中国建筑出版社，2004.
[2]孔茜.CASS工艺出水的紫外消毒系统改造.中国给水排水第八期.2010.
[3]张辰.污水厂设计. [M].上海:中国建筑工业出版社，2010.
关键词：污水处理；工程设计；CASS工艺
中图分类号： [TU992.3] 文献标识码： A 文章编号：
前言：
大沥镇位于佛山市南海区中部，地处广州和佛山两地之间，地理位置得天独厚，素有“广佛商贸黄金走廊”之称。由上海市政工程总院设计的盐步污水处理厂一期工程已于2009年8月投入使用，处理规模5万m3/d，运行情况良好。为了更好的适应大沥镇发展的需求，改善周边经济生活环境，盐步二期污水处理厂的建设已迫在眉睫。
盐步二期污水处理厂设计规模近期为5万m3/d，远期24万m3/d，采用CASS处理工艺，出水水质执行国家《城镇污水处理厂排放标准》（GB18918-2002）的一级B标准和广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二时段的一级标准。
工程总体设计
工程位置及规模
盐步污水处理厂二期工程位于大沥镇盐步平地村新基村小组（大码头）地段，二期与一期工程衔接段包括进水总管及尾水排放管。设计规模近期为5万m3/d，远期24万m3/d，设计考虑了初雨的收集，截流倍数n=1。
设计水质
二期设计进水水质参考一期目前进水，出水执行国家一级B标准，详见下表：
表1 盐步污水处理厂二期设计进水水质
污水首先进入粗格栅，拦截去除污水中较大杂质和颗粒，再由潜水泵提升，经细格栅进一步去除污水中较小漂浮物和悬浮杂质，然后进入CASS生物反应池，同步去除BOD、N、P等可溶性物质，最后经紫外消毒灭菌排放。整个工艺流程如图1所示。
图1工艺流程图
主要构筑物
污水厂主要构筑物详见下表2：
表2 主要构筑物表
CASS生物反应池工艺设计
盐步污水处理厂二期工程对处理要求较高，且用地面积也有限，因此需要选择高效先进、技术可靠、管理方便、紧凑经济、有丰富的管理运行经验的处理工艺。而CASS反应器工艺是以生物反应动力学原理及合理的水力条件为基础而开发的一种具有系统组成简单、运行灵活可靠等优良特点的废水处理新工艺，尤其适用于含有较多工业废水的城市污水。因此，选用CASS工艺是符合本工程特点要求的。
（1）CASS工艺的特点
CASS的整个工艺为一间歇式反应器，在此反应器中进行交替的曝气－不曝气过程的不断重复，将生物反应过程及泥水的分离过程结合在一个池子中完成。因此，它是SBR工艺及ICEAS工艺的一种最新变型。
（2）本工程CASS池的组成
本工程CASS反应器主要由三个区域组成：生物选择区、兼氧区和主反应区。生物选择区是设置在CASS前端的小容积区，通常在厌氧或兼氧条件下运行，有效容积330m3，停留时间0.63h。兼氧区不仅具有辅助在厌氧或兼氧条件下运行的生物选择区对进水水质水量变化的缓冲作用，同时还具有促进磷的进一步释放和强化反硝化作用，其有效容积980m3，停留时间1.88h。主反应区则是最终去除有机物的场所，是主要的曝气充氧区，其有效容积6440m3，停留时间12.36h 。CASS池内有效水深5m，污泥浓度3000mg/L，污泥龄为14.09d，高峰供氧量10778m3/h ，汽水比5.17:1。CASS池总体平面布置如下图2所示：
图2 CASS池平面示意图
（3）CASS池的运行
CASS工艺的循环运行操作主要包括曝气、搅拌、沉淀和滗水四个步骤。本工程一个周期运行的标准时间为4h，其中曝气144min，搅拌24min，沉淀48min、潷水72min，每天运行6个周期。本工程CASS池共分为4组，交错运行，操作示意图如下图3所示：
图3 CASS池循环操作示意图
CASS池除磷是在厌氧捕捉选择区、预反应区和曝气反应区（主反应区）完成。硝化和反硝化是在预反应区和主反应区完成。充水/曝气开始，溶解氧（DO）浓度从0mg/L逐渐增加到2.0mg/L的过程中，大约有50％的时间其DO接近于零，约30％时间DO在1mg/L左右，约20％时间DO在2mg/L左右。DO能否进入微生物絮体内，取决于絮体大小和活性污泥的好氧速率。一般情况下，好氧速度较快DO含量不高时，溶解氧很难进入絮体内部，这样在絮体内形成了微缺氧环境，而硝化产生的较多浓度梯度的NO3-N可进入絮体内部，使絮体内部发生反硝化作用，使硝化/反硝化过程同时发生。另本工程从主方应区回流20~30%混合液至选择区，主要是为了强化除磷效果。
污泥处置
结合盐步污水处理厂首期污泥处置情况，二期污泥处置继续沿用污泥重力浓缩+污泥机械脱水方案。重力浓缩池共两座，直径12m，进泥含水率99.3%，出泥含水率97.5%，浓缩时间23h，固体负荷29.19kg/m2.d。污泥脱水机选用带式压滤机，带宽2.5m。污泥经脱水后含水率降至80%。
尾水消毒
本工程尾水消毒装置采用紫外线消毒渠。消毒渠土建规模15万m3/d，设备规模5万m3/d，设计流速0.8 m3/s，消毒池内共设紫外线灯管108根，接触时间6s，出水大肠菌群数 ＜104个/L。
结语
本工程在设计之初有以下几个问题：1、如何衔接二期和首期工程的用地、用电以及进出水管道；2、污水处理厂进水含较多工业废水会对活性污泥造成较大冲击；3、如何有效的去除TN和TP。经过充分论证选用CASS工艺能很好的和首期工程相结合，由于同是选用的CASS工艺，在管理及自控方面可以进行协同，同时，CASS工艺没有二沉池，占地面积小，布局更为紧凑。针对本工程进水含较多工业废水的特点，在CASS池前加设生物选择区，减少有毒废水对微生物的毒害。本工程出水执行国家一级B标准，TN和TP的去除率较高，为了有效去除氮磷，CASS池分隔为两段，前段兼性好氧增强反硝化去除TN，同时从主反应区回流20~30%混合液至选择区，增强厌氧状态下微生物的释磷作用去除TP，最后出水辅以三级深度处理更加大了水质达标的保证。 由此可见，通过对CASS工艺的有效改良使其更符合厂区的实际情况，实现了工程设计之初的预期目标。
2010年8月 盐步污水处理厂二期工程正式通水运行，一年多来对进出水水质进行了实时监控，详见下表3：
表3 盐步污水处理厂二期进出水水质统计表
由上表可以看出，盐步二期污水处理厂尾水的各项指标均能达到国家《城镇污水处理厂排放标准》（GB18918-2002）的一级B标准和广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二时段的一级标准，且在TN、TP及SS等指标上甚至能达到国家一级A标准，由此可见这是一个成功的设计，对今后类似项目也有一定的借鉴意义。
参考文献
[1]张自杰.排水工程（第四版）[M].北京:中国建筑出版社，2004.
[2]孔茜.CASS工艺出水的紫外消毒系统改造.中国给水排水第八期.2010.
[3]张辰.污水厂设计. [M].上海:中国建筑工业出版社，2010.