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在厌氧区内,微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物,经历一个高负荷的基质快速积累过程,对进水水质、水量、pH 和有毒有害物质起到较好的缓冲作用,同时对丝状菌的生长起到抑制作用,可有效防止污泥膨胀。厌氧区和缺氧区能增强脱氮除磷的效果。随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。CASS 池里微生物于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中,从而达到对有机物去除作用,同时还具有较好的脱氮、除磷功能。
3 二期工程概况
随着城镇的发展,人口的增多,镇区的污水管网的建设,目前一期工程(处理规模 2 万吨/日)已经达到设计负荷,无法满足管网污水收集量的需求,需建设二期工程。二期工程通过深入调查研究,广泛收集资料,并同市、镇有关部门的多次协商讨论,确定开展二期工程。二期工程类比一期工程,采用 CASS 工艺(A2/O 工艺),设计规模为日处理量 3 万吨/日。设计进出水质如表 1。厂外污水经过粗格栅及提升泵房提升后进入细格栅及沉沙池,再经 CASS 生化处理,尾水采用紫外消毒池进行处理。CASS 池产生的剩余污泥经带式浓缩脱水压滤机脱水后由单螺杆泵输送到污泥斗及时外运处理。
4 二期工程工艺流程及说明
污水经粗格栅和细格栅进行预处理,粗格栅用以去除污水中较大的漂浮物和悬浮物,经过细格栅处理后的污水进入涡流沉砂池,主要去除其中一定粒径的砂粒,以保证后续设备的正常运行。
经过涡流沉砂池处理后的污水进入 CASS 生物池,CASS 生物池由生物选择池(厌氧区)、缺氧区和主反应区三部分组成。污水曝气结束后进入沉淀阶段,沉淀一个小时后,进入滗水阶段,滗水结束后,滗水器自动上升原位。处理流程图如图 2。
排出的上清液进入转盘滤池,再通过水渠道流过紫外线消毒系统,尾水经过消毒后部分回收利用,部分外排到河涌。部分剩余污泥排入贮泥池,送入带式污泥浓缩脱水机械脱水机进行浓缩脱水处理,直到含水率降至 80 %,形成泥饼外运。
5 主要构筑物及设备参数
5.1 粗格栅
机械格栅按驱动方式分为臂式、链式、钢索牵引式和齿条式。本工程推荐采用钢索牵引的格栅除污机,其特点是构造简单,运动部件位于地面,维护简单,抓斗容量大,可抓捞渠底渣物,运转稳定可靠。安装 1 台钢绳牵引式格栅除污机,栅宽 B=1.0 m, 栅隙宽 b=21 mm,安装角度α=75°,栅条断面宽 s=10 mm,配用 电机功率 N=2.2 kw。在格栅除污机下面安装一台带式输送机, B=500 mm,L=7.0 m,N=0.75 kW。每道格栅前、后设有闸板供检修和切换用。
5.2 提升泵房
2 提升泵房污水提升泵采用潜水泵湿式安装,因其具有节省土建费用, 安装方便,操作简单,易于维护等优点,因此本工程推荐采用潜水泵。一期工程安装有 3 台潜水泵,2 用 1 备。Q1=230 L/s,H=18 m,N=58 kW(1 台);Q2=400 L/s,H=18 m,N=90 kW(2 台)。二期工程新增 1 台水泵,Q3=400 L/s,H=18 m,N=90 kW,采用进口设备,变频控制。
5.3 细格栅、旋流沉沙池
细格栅与旋流沉沙池合建。共设 1 座,平面尺寸:L×B=17.12 m×16.72 m。细格栅设计参数:细格栅机器 2 台;设计流量:Qmax=0.49 m³/s;过栅流速:Vmax=0.7 m/s;栅条间隙:e=5 mm;栅前水深:h=1.3 m。旋流沉沙池设计参数:旋流沉沙池左右各一 座,每座直径 3.66 m,池总深 3.70 m;设计流量:Qmax=0.49 m³/s;水力停留时间:30 s。
5.4 CASS 生化池
CASS 反应池设一座,平面尺寸为 82.2 m×40.9 m,池深 6.3 m, 有效水深为 5.5 m,分为 4 格(池)。每池循环运行一个周期 4 h, 一天 6 个周期。好氧池溶解氧通过调节鼓风机的送风量,控制在 2.0 mg/L 左右。每个反应池设进水电动调节阀 1 台,旋转式滗水 器 1 台(水量 1800 m³/h),微孔曝气盘 7320 个,污泥流泵 2 台(每 台流量 100 m³/h),剩余污泥泵 1 台(每台流量 70 m³/h),兼氧区设 置水下搅拌器 2 台(3 kw/台),出水端设置电动撇渣器 1 台(DN300,L=9 m,N=0.37 kw)。设计参数:设计流量:3.0 万 m³/d,每座共 4 个池,每个池规模 0.75 万 m³/d,水温:12 ℃。污泥负荷:0.14 kgBOD5/kgMLSS.d。混合液浓度:3.0 g/L。系统泥龄:15.7 d。剩 余污泥量:3337 kgDS/d。
5.5 紫外线消毒渠
线剂量 15~30 mW·s/c㎡。主要工程内容:条形接触消毒渠 1 座, 平面尺寸:L×B=12.46 m×4.6 m,接触区有效水深 0.75 m,设紫外线消毒设备 1 套,功率 30 kw,配套自动水位控制仪和水位传感器。
5.6 鼓风机房
功能:为 CASS 生化池充氧提供气源。设备设计规模为 3 万 m³/d。设计供气量 67.5 m³/min,供气压力:0.7 bar。选用罗茨鼓 风机,设 3 台(2 用 1 备),每台风量为 67.5 m/min,风压 0.7 bar, 配套电机功率 110 kw。运行方式:根据好氧池溶解氧浓度的反馈, 控制机组开停及调节风量。
5.7 储泥池和污泥浓缩脱水车间
设储泥池 1 座分 2 格,平面尺寸 BxL=44 m×5.1 m,高度 4.0m。池内设 2 台搅拌器,功率 1.5 kw。储泥池上进行加盖处理。为防 止磷在厌氧条件下重新释放,本工程考虑对池内进行间歇充氧, 控制磷的释放。
污泥浓缩脱水车间主要功能是把污泥进行浓缩、脱水,降低含水率,便于污泥运输和最终处置。脱水机采用离心浓缩脱水一 体机。设计参数:剩余污泥干重:3337 kg/d;需浓缩污泥量:477 m³/d,含水率 99.3 %,浓缩脱水后污泥量:17 m3/d,含水率 80 %;絮凝剂(PAM)投加量:3~3.5 kg/Td·S;离心浓缩脱水一体机 2 台, 处理能力 20~70 m³/h·台,配用电机功率 73.5 kw;污泥进料泵 2 台(1 用 1 备),流量 48 m³/h,扬程 0.2 Mpa,电机功率 11 Kw;污 泥切割泵 2 台(1 用 1 备),流量 56 m³/h,电机功率 4 kw;干污泥输送泵(单螺杆泵),Q=2.0 m³/h,压力 1.8MPaN=2.2 kw。
5.8 生物除臭设备
生物除臭设备为成套设备,主要收集粗格栅及提升泵房、细格栅、CASS池、储泥池的臭气进行处理,处理能力Q=11500~16500 m³/h。设备平面尺寸:LxB=10.8 m×6.3 m。
6 CASS池常见异常及解决对策
7 运行效果及效益
二期工程经安装设备和调试后,运行稳定,出水水质达标并通过了环保验收。实际运行的出水水质如表 2,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》( GB18918-2002)一级 A 标准,符合国家排污证要求排放。2017 年度二期工程污水处理量 946.85 万吨, COD 削减量 804.65 吨,氨氮削减量 132.42 吨。2018 年度二期工程污水处理量 789.21 万吨,COD 削减量 670.98 吨,氨氮削减量 110.82 吨。2019 年度二期工程污水处理量 867.93 万吨,COD 削减量 737.54 吨,氨氮削减量 121.35 吨,大大减少污染物排放,减少河涌水资源污染,保护河涌环境和生态环境,出水水质可达地表水Ⅳ标准,有效缓解河涌水质的恶化,具有良好的环境效益。运行过程中,根据实际进水浓度,严格控制各个设备使用时间, 节约用电用水,节省能耗;合理使用药剂剂量,使处理效果达到最佳,不过度用药,节约处理成本,提高工程运行的经济效益。部分排水用于中水回用,一部分用于厂里地坪晒水和绿化,一部分用于压泥车间的污泥浓缩脱水机械的清洗水。一部分用作市政道路晒水和园林绿化,体现出了社会效益明显。
8 结语
运用 CASS 工艺处理城镇生活污水,首先要了解 CASS 工艺原理和处理流程,根据进水的污染物浓度,设置合适的参数,有效控制、解决污水处理过程出现的问题,使得工程运行成本最低, 处理效果最佳。本工程实践表明,运用 CASS 工艺处理生活污水流程简单、运行稳定、占地面积少、可分期建设、投资及运行费用低、耐冲击负荷和脱氮除磷能力强等优点。CASS 工艺处理效果优异,出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》 ( GB18918-2002)一级 A 标准,运用 CASS 工艺处理城镇生活污水有显著的环境效益、经济效益和社会效益,应用前景十分广阔。
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