[摘要]福州開(kāi)發(fā)區(qū)長(zhǎng)安污水處理廠處理長(zhǎng)安投資區(qū)內(nèi)工業(yè)污水為主體的污水，選擇酸化水解—CASS工藝，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，選擇適合長(zhǎng)安工業(yè)區(qū)污水性質(zhì)和特點(diǎn)的工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

[關(guān)鍵詞]工業(yè)污水酸化水解CASS工藝處理目標(biāo)

1 概述

福州開(kāi)發(fā)區(qū)長(zhǎng)安污水處理廠服務(wù)范圍約12.66km2，服務(wù)人口11萬(wàn)多人，主要處理亭江片區(qū)的生活污水及投資區(qū)的工業(yè)廢水，其中工業(yè)污水占70%，工程建設(shè)規(guī)模5.0萬(wàn)噸/日，近期建設(shè)規(guī)模2.5萬(wàn)噸/日。污水處理廠最終受納水體為閩江。

由于工業(yè)污水成份較為復(fù)雜，污染物種類多、數(shù)量大、濃度高，污水處理過(guò)程采用水解酸化—CASS工藝，出水水質(zhì)可以達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。污泥處理采用濃縮脫水一體機(jī)，處理后含水率75%～80%的泥餅運(yùn)至垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋處理。

水解酸化—CASS工藝設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)及其處理效果見(jiàn)表1。

表1水解酸化—CASS工藝設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)及處理效果表

指標(biāo)CODcrBOD5SSTNNH3-NTP糞大腸菌群數(shù)

單位mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L個(gè)/L

進(jìn)水30015025045304

出水≤60≤20≤20≤20≤8(15)≤1≤10000

去除率≥80.0%≥86.7%≥92.0%≥55.6%≥73.3%≥75%

2污水處理廠工藝設(shè)計(jì)

2.1工藝過(guò)程

污水中含有較多的大顆粒污染物質(zhì)，這些懸浮物和漂浮物經(jīng)粗格柵進(jìn)行攔截后，污水進(jìn)入泵池，經(jīng)潛污泵提升，由細(xì)格柵攔截小顆粒物質(zhì)及雜質(zhì)，進(jìn)入沉砂池進(jìn)行沉砂處理，沉砂處理后的污水進(jìn)行酸化水解過(guò)程，調(diào)節(jié)可生化性能指標(biāo)，通過(guò)微生物的新陳代謝作用，污染物質(zhì)得以降解或去除，反應(yīng)池出水經(jīng)紫外線消毒由尾水排放管排入閩江。

水解沉淀污泥、CASS池剩余污泥，經(jīng)污泥泵輸送至污泥濃縮脫水一體機(jī)處置后外運(yùn)填埋。

工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1污水處理廠工藝流程圖

2.2 設(shè)計(jì)原則

長(zhǎng)安污水處理廠近期設(shè)計(jì)規(guī)模2.5萬(wàn)m3/d，污水總變化系數(shù)K為1.47，遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)規(guī)模5.0萬(wàn)m3/d，污水總變化系數(shù)1.38。

粗格柵及污水提升泵房、細(xì)格柵及旋流沉砂池、水解酸化池按最大設(shè)計(jì)流量計(jì)算，CASS池按平均流量計(jì)算，按最大設(shè)計(jì)流量校核，供氧量按最大設(shè)計(jì)流量計(jì)算。各處理構(gòu)筑物之間的連接管渠均按最大設(shè)計(jì)流量計(jì)算，并以平均流量校核其不淤流速。

2.3 構(gòu)筑物與設(shè)備

2.3.1粗格柵及進(jìn)水泵房

粗格柵用于截流污水中塊狀漂浮物及固狀物，保證提升系統(tǒng)和后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行，減輕生物處理的負(fù)荷。

格柵間與進(jìn)水泵房合建，設(shè)粗格柵2臺(tái)，配備DN300螺旋壓榨機(jī)，輸送和壓榨柵渣，按近期流量選擇潛水排污泵4臺(tái)。

2.3.2細(xì)格柵及旋流沉砂池

細(xì)格柵與旋流沉砂池合建，選擇細(xì)格柵2臺(tái)，進(jìn)一步去除污水中的漂浮物及直徑大于6mm的雜質(zhì)，由螺旋壓榨機(jī)輸送壓榨柵渣，保證后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。

旋流沉砂池去除進(jìn)水中比重大于2.65，粒徑大于0.2mm的砂粒，保證后續(xù)處理過(guò)程的運(yùn)行，防止砂粒對(duì)設(shè)備的磨損。

選用直徑2.43m，有效水深2.01m的旋流沉砂池兩組，配備砂泵、攪拌裝置、螺旋式砂水分離器等設(shè)備1套。

2.3.3水解酸化池

由于工業(yè)廢水比重較大，可生化性能差，進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)具有較大不確定性，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮在生化處理前設(shè)水解酸化過(guò)程，調(diào)節(jié)可生化性能指標(biāo)，有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。

酸化水解過(guò)程是利用水解和產(chǎn)酸微生物，將污水中的大分子和不易生物降解的有機(jī)物分解為易于生物降解的小分子有機(jī)物，使得污水在后續(xù)的好氧單元以較少的能耗和較短的停留時(shí)間得到處理，

水解酸化池40×20×5.0m3，有效水深4m，設(shè)計(jì)停留時(shí)間t=2.5h。采用折板流形式，輔以推流攪拌器進(jìn)行攪拌，防止池內(nèi)污泥沉淀。

水解池采用污泥泵排泥，以縱向多點(diǎn)方式排泥。

2.3.4 CASS生物反應(yīng)池

CASS工藝是利用生物吸附降解的原理，去除BOD5等有機(jī)污染物，同時(shí)進(jìn)行生物脫氮除磷。

①主要設(shè)計(jì)參數(shù)

設(shè)計(jì)污泥負(fù)荷:F/M=0.084kgBOD5/kgMLSS.d，容積負(fù)荷0.252kgBOD5/m3.d，污泥濃度MLSS=3000mg/L，剩余污泥量3250kgMLSS/d，設(shè)計(jì)氣水比6.67:1;高峰供氧量6947m3/h，設(shè)計(jì)65×13㎡的CASS池4格，有效水深5m，總停留時(shí)間HRT=16.22h，選擇盤(pán)式可變微孔曝氣器5504個(gè)。

②運(yùn)行模式

單池每池每天循環(huán)運(yùn)行5個(gè)周期，每周期4.8h。其中:曝氣2.4h、沉淀0.8h、潷水1.2h、攪拌0.4h，依次循環(huán)。通過(guò)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量，控制主反應(yīng)池的溶解氧濃度大于2.0mg/L。

③工藝設(shè)備

CASS工藝單池內(nèi)設(shè)電動(dòng)進(jìn)水堰、浮桶式潷水器、污泥回流泵、剩余污泥泵、盤(pán)式曝氣系統(tǒng)等設(shè)備。還設(shè)置DO測(cè)定儀，污泥濃度計(jì)、酸度計(jì)、超聲波水位計(jì)等儀器儀表。

2.3.5紫外消毒間

利用強(qiáng)大的紫外線C殺菌作用，殺滅尾水中各種細(xì)菌、病毒等微生物，并通過(guò)光解作用，有效降解水中的氯化物。

紫外線C消毒設(shè)備6個(gè)模塊。每個(gè)模塊設(shè)10支0.24kW功率的紫外線燈管。

3運(yùn)行特點(diǎn)

3.1 工藝特點(diǎn)

3.1.1功能

CASS生物處理是循環(huán)活性污泥的簡(jiǎn)稱，是混合反應(yīng)沉淀排水于一體，過(guò)程分為曝氣沉淀潷水閑置4個(gè)步驟，預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)之間設(shè)回流泵，與傳統(tǒng)的SBR工藝不同，CASS工藝在時(shí)間和空間上創(chuàng)造厭氧、缺氧、好氧階段，使微生物交替地處于厭氧、缺氧、好氧周期性變化之中，具有較好的生物脫氮除磷功能。

3.1.2預(yù)反應(yīng)區(qū)

微生物通過(guò)酶的快速轉(zhuǎn)移迅速吸附污水中可溶性有機(jī)物，經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷快速積累過(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。

3.1.3主反應(yīng)區(qū)

運(yùn)行過(guò)程控制曝氣強(qiáng)度和溶解氧濃度，以使區(qū)內(nèi)的主體溶液處于適宜好氧狀態(tài)，DO 2.0~2.5mg/l保證顆粒狀絮凝污泥在好氧環(huán)境中進(jìn)行有機(jī)物降解和硝化，達(dá)到一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過(guò)程。

3.1.4活性污泥

由于溶解氧向污泥絮體內(nèi)的傳遞受到限制，顆粒內(nèi)部基本處于缺氧狀態(tài)，而顆粒外部質(zhì)量濃度較高的硝酸鹽通過(guò)濃度梯度很快的滲透到絮體內(nèi)部，在預(yù)反應(yīng)階段吸附大量可溶性有機(jī)物或微生物內(nèi)源為基質(zhì)，進(jìn)行反硝化，使主反應(yīng)區(qū)進(jìn)行硝化的同時(shí)發(fā)生同步反硝化?；旌弦翰粩嗟卦谥鞣磻?yīng)區(qū)和副反應(yīng)區(qū)內(nèi)回流，有利于聚磷菌的生長(zhǎng)和累積，保證磷的去除。

3.2運(yùn)行模式

3.2.1階段

CASS工藝由四個(gè)步驟運(yùn)行，即進(jìn)水/曝氣階段、沉淀階段、潷水階段，對(duì)污染物的降解時(shí)間上是理想推流，空間上完全混合的活性污泥工藝，微生物處于好氧—缺氧—厭氧周期變化之中，有效去除有機(jī)污染物的同時(shí)具有較好的除磷脫氮功能。

3.2.2周期

CASS生物池按時(shí)間序列運(yùn)行。以5.0個(gè)工作周期為例，每周期工作時(shí)間為4.8 h，其中進(jìn)水-曝氣2.4 h，靜止沉淀1.2 h，排水排泥1.2 h。在同一時(shí)間各池間的工作時(shí)序均不同，不會(huì)發(fā)生重疊，同一時(shí)間只有一個(gè)反應(yīng)池潷水，自動(dòng)控制及操作管理較簡(jiǎn)單，各池間具體工作時(shí)序如圖2。

圖2CASS工藝運(yùn)行時(shí)序圖

3.2.3程序

①進(jìn)水曝氣階段，主反應(yīng)區(qū)進(jìn)水曝氣，同時(shí)回流污泥泵連續(xù)不斷的向預(yù)反應(yīng)區(qū)回流污泥。有機(jī)污染物被微生物氧化分解，污水中的氨氮通過(guò)微生物的硝化作用轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。

②沉淀階段，主反應(yīng)區(qū)不充水也不曝氣，此時(shí)微生物利用水中剩余的DO進(jìn)行氧化分解，生物池逐漸由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉(zhuǎn)變，開(kāi)始進(jìn)行反硝化反應(yīng)，活性污泥逐漸沉到池底，上層水逐漸變清。

③排水排泥階段，主反應(yīng)區(qū)的潷水器開(kāi)始工作，自上而下逐漸排出上清液，同時(shí)池內(nèi)的剩余污泥泵向污泥調(diào)節(jié)池輸送剩余污泥。生物池逐漸由缺氧狀態(tài)過(guò)渡到厭氧狀態(tài)，繼續(xù)進(jìn)行反硝化反應(yīng)。

④潷水器的潷水能力是按最不利的情況進(jìn)行選擇，實(shí)際潷水時(shí)間通常要比設(shè)計(jì)潷水時(shí)間短，其剩余時(shí)間通常用于CASS主反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥的閑置，以恢復(fù)污泥的吸附能力。

4結(jié)束語(yǔ)

4.1 長(zhǎng)安污水處理廠工程將于2009年底建成投產(chǎn)。選擇水解酸化—CASS工藝適合長(zhǎng)安地區(qū)的水質(zhì)指標(biāo)要求，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)可以達(dá)到良好的處理效果。

4.2 CASS處理工藝是一種有效的二級(jí)生化處理工藝，輔以水解酸化段，能較好地處理含有部分工業(yè)廢水的城市污水。

4.3 CASS工藝具有占地省、構(gòu)筑物簡(jiǎn)單、運(yùn)行靈活等突出特點(diǎn)，針對(duì)用地緊張、進(jìn)水水質(zhì)水量波動(dòng)大的污水，CASS工藝具有較大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

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