摘要：本文結(jié)合工程實(shí)例，著重探討了重慶市某污水處理廠工程設(shè)計(jì)概況和采用的循環(huán)式活性污泥法CASS工藝，對(duì)培菌過程進(jìn)行了詳細(xì)介紹，分析了該污水廠運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，并提出了改進(jìn)措施，具有一定的參考借鑒意義。
　　關(guān)鍵詞：污水處理；CASS工藝；運(yùn)行
　　
　　1工程概況
　　重慶市某污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為日處理污水4.0×104m3/d，其中一期工程設(shè)計(jì)規(guī)模為2.0×104m3/d，采用周期循環(huán)活性污泥法(CyclicActivatedSludgeSystem，簡(jiǎn)稱CASS工藝)。工程占地面積2.94×104m2，納污面積7.81km2，服務(wù)人口8.2萬(wàn)人，排水體制為合流制，考慮截流倍數(shù)1.0，污水經(jīng)截流后輸送至污水處理廠，處理后尾水排放執(zhí)行《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)，受納水體為嘉陵江。
　　2工藝流程
　　圖1為該污水處理廠工藝流程示意圖。

                                 
　                                                                                     　圖1CASS工藝流程圖
　　污水經(jīng)粗、細(xì)格柵間及旋流沉砂池預(yù)處理后，進(jìn)入CASS反應(yīng)器前段小容積的生物選擇區(qū)，通常在厭氧或兼氧條件下運(yùn)行，之后進(jìn)入預(yù)反應(yīng)區(qū)（兼氧區(qū)），對(duì)水質(zhì)、水量變化進(jìn)行緩沖，促進(jìn)磷的進(jìn)一步釋放和強(qiáng)化反硝化作用，最后進(jìn)入主反應(yīng)區(qū)，在好氧條件下進(jìn)一步去除有機(jī)污染物。設(shè)計(jì)進(jìn)﹑出水水質(zhì)如表1。
　　表1CASS工藝設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)（mg/L）

                      
　　CASS池是污水處理廠生物處理的核心，它在SBR的基礎(chǔ)上演變而來的，其工作原理是在反應(yīng)器的前部設(shè)置了生物選擇區(qū)，后部設(shè)置了可升降的自動(dòng)潷水裝置，其工作過程可分為曝氣、沉淀和排水三個(gè)階段，三個(gè)階段均在同一池子內(nèi)周期性循環(huán)進(jìn)行。生物選擇區(qū)和反應(yīng)區(qū)之間由隔墻隔開，污水連續(xù)進(jìn)入預(yù)反應(yīng)區(qū)（兼氧區(qū)），在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)，微生物能通過酶的快速轉(zhuǎn)移機(jī)理迅速吸附污水中大部分可溶性有機(jī)物，經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的基質(zhì)快速積累過程，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；隨后經(jīng)過隔墻進(jìn)入主反應(yīng)區(qū)，在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過程，在保證供氧的條件下，完成對(duì)污水中有機(jī)物質(zhì)的微生物降解，再經(jīng)過靜置沉淀，潷水，從而使有機(jī)物得以去除。根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)及在線監(jiān)測(cè)儀表可對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。圖2為CASS反應(yīng)池構(gòu)造簡(jiǎn)圖。

                                   
　　                                                                                           圖2CASS反應(yīng)池構(gòu)造簡(jiǎn)圖

                       
　　2.1預(yù)處理
　　預(yù)處理單元包括粗格柵間、污水提升泵站、細(xì)格柵間及旋流沉砂池。粗格柵除污機(jī)采用2臺(tái)回轉(zhuǎn)式格柵，單臺(tái)寬1100mm，柵條間隙20mm，安裝角度75°。污水提升泵站為全地下式，采用3臺(tái)潛水泵，單臺(tái)流量680～850m3/h,揚(yáng)程11m，功率45kW，2用1備。回轉(zhuǎn)式細(xì)格柵除污機(jī)2臺(tái)，柵槽寬900mm，柵條間隙5mm，安裝角度60°。旋流沉砂池2座，單座直徑3050mm，鋼筋砼結(jié)構(gòu)。此階段主要作用是通過格柵除污機(jī)和沉砂池，將污水中的漂浮物和硬質(zhì)細(xì)小顆粒物質(zhì)初步除去，保護(hù)后續(xù)工藝設(shè)備。
　　2.2生物處理
　　生物處理在CASS反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，主要利用創(chuàng)造的缺氧、厭氧、好氧條件，去除污水中的BOD5、CODCr、N、P等污染物。CASS池分三個(gè)區(qū)，即選擇區(qū)、預(yù)反應(yīng)區(qū)（兼氧區(qū)）、主反應(yīng)區(qū)。在選擇區(qū)中，污水中的溶解性有機(jī)物質(zhì)能通過酶反應(yīng)機(jī)理而迅速去除，回流污泥中的硝酸鹽可在此選擇區(qū)中得到反硝化，選擇區(qū)的最基本功能是防止產(chǎn)生污泥膨脹，兼氧區(qū)內(nèi)微量曝氣，主反應(yīng)區(qū)內(nèi)主要進(jìn)行降解有機(jī)物和硝化—反硝化過程。
　　該廠CASS池為1組2格，每格池內(nèi)分生物選擇區(qū)、預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)，每格可獨(dú)立運(yùn)行。單格平面尺寸：B×L=26.0×52.9m，潷水高水位5.40米，潷水低水位3.50m，超高0.7m，鋼筋砼結(jié)構(gòu)。生物選擇區(qū)容積1628m3、兼氧區(qū)4254m3、主反應(yīng)區(qū)21300m3。設(shè)計(jì)污泥濃度3500mg/L，污泥負(fù)荷為0.0723kgBOD5/kgSS•d，容積負(fù)荷為0.24kgBOD5/m3•d，采用微孔鼓風(fēng)曝氣充氧，所需供風(fēng)量為218m3/min，污泥回流采用潛水泵，回流比R＝0.5~1.0，回流污泥經(jīng)過流量計(jì)計(jì)量后進(jìn)入生物選擇區(qū)。
　　3活性污泥的培養(yǎng)與馴化
　　單體調(diào)試以后，開始進(jìn)水和培菌，第一階段，采取連續(xù)進(jìn)水進(jìn)泥再悶曝的方式，增加系統(tǒng)活性污泥。將2格CASS池分成A、B、C、D共4個(gè)池子，先向A、B池內(nèi)進(jìn)水，進(jìn)水進(jìn)泥的同時(shí)進(jìn)行曝氣，污泥暫不回流，控制選擇區(qū)、兼氧區(qū)、主反應(yīng)區(qū)DO分別為：≤0.2mg/L、≤0.5mg/L、2.5~3.5mg/L。滿水曝氣3h后，沉淀1h、潷水1h，閑置1h,每天運(yùn)行4個(gè)周期。A、B池沉淀潷水時(shí)，C、D池開始進(jìn)水，然后進(jìn)行相同的操作。如此操作6天后，主反應(yīng)區(qū)污泥濃度MLSS達(dá)1000~1200mg/L。
　　第二階段，轉(zhuǎn)入60%負(fù)荷工況試運(yùn)行，控制總進(jìn)水流量為1000m3/h，按照進(jìn)水曝氣3h,沉淀1h,潷水1h的方式進(jìn)行，同時(shí)開啟污泥回流泵，以800m3/h的回流量將主反應(yīng)區(qū)底部的活性污泥回流至生物選擇區(qū)，調(diào)整潷水器的潷水高度為1.50米（設(shè)計(jì)正常潷水高度為1.90m）。DO控制與一階段相同。如此操作15天后，污泥濃度進(jìn)一步升高，達(dá)到2000~2500mg/L，污泥外觀由黑色逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橥梁稚�，鏡檢結(jié)果表明：污泥顏色較淺，菌膠團(tuán)密實(shí)，鐘蟲、累枝蟲大量出現(xiàn)，活性較好，出水CODCr、BOD5、SS處理效率分別達(dá)到75%、73%、80%。由此可見，本系統(tǒng)活性污泥達(dá)到設(shè)計(jì)工況運(yùn)行條件。
　　第三階段，100%負(fù)荷正常運(yùn)行，控制總進(jìn)水流量為1667m3/h，按照第二階段方法操作，控制選擇區(qū)、兼氧區(qū)、主反應(yīng)區(qū)DO分別為：≤0.2mg/L、≤0.5mg/L、2.5~3.5mg/L，潷水器潷水高度調(diào)整至設(shè)計(jì)正常值1.90m，在沉淀和潷水階段排泥，每個(gè)工藝周期排泥30分鐘，流量為120m3/h,每天共排泥1440m3。運(yùn)行10天后，污泥濃度可達(dá)到3500mg/L,鏡檢顯示：大量累枝蟲成簇出現(xiàn)，較多鐘蟲、吸管蟲、楯纖蟲活性較好。處理效果如下表2，表明活性污泥系統(tǒng)基本培養(yǎng)馴化成熟。
　　表2CASS系統(tǒng)2010年2月運(yùn)行效果表（mg/L）

                                    
　　4CASS工藝的主要特點(diǎn)
　　與傳統(tǒng)的活性污泥處理工藝及經(jīng)典SBR工藝相比，CASS工藝具有以下四個(gè)方面的特征：
　　4.1根據(jù)生物選擇原理，利用位于系統(tǒng)前端的生物選擇區(qū)對(duì)磷的釋放、反硝化作用及對(duì)進(jìn)水中有機(jī)底物的快速吸附及吸收作用，增強(qiáng)了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性；
　　4.2可變?nèi)莘e的運(yùn)行提高了系統(tǒng)對(duì)水量水質(zhì)變化的適應(yīng)性和操作的靈活性；
　　4.3根據(jù)生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理，采用多池串聯(lián)運(yùn)行，使廢水在反應(yīng)器的流動(dòng)呈現(xiàn)整體推流而在不同區(qū)域內(nèi)為完全混合的復(fù)雜流態(tài)，不僅保證了穩(wěn)定的處理效果，而且提高了容積利用率；
　　4.4通過對(duì)生物速率的控制，使反應(yīng)器以厭氧—缺氧—好氧—-缺氧—厭氧的序批方式運(yùn)行，使其具有優(yōu)良的脫氮除磷效果，降低了運(yùn)行費(fèi)用。
　　5CASS池運(yùn)行的影響因素及解決措施
　　5.1出水漂浮物較多，影響感官效果。運(yùn)行期間，水質(zhì)指標(biāo)CODCr、BOD5、NH3-N、TN、TP均優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但出水中細(xì)小的纖維狀漂浮物較多。經(jīng)分析，主要是細(xì)格柵的除渣效果問題，根據(jù)設(shè)計(jì)，細(xì)格柵槽寬為900mm,設(shè)備寬度為800mm，實(shí)際安裝時(shí)，設(shè)備與土建之間100mm的距離用橡膠擋板對(duì)水流進(jìn)行了阻擋，加上回轉(zhuǎn)式細(xì)格柵本身包括每邊各50mm的框架，實(shí)際過水槽寬減少到700mm,過水?dāng)嗝嬉虼藴p少了22%，導(dǎo)致過柵流速較快，細(xì)小纖維狀浮渣就從柵條中穿過。為了解決這一問題，該廠換用了新型旋轉(zhuǎn)網(wǎng)式清污機(jī)，過網(wǎng)流速≤0.8m/s，安裝角度30°，截污網(wǎng)間隙5mm，清污機(jī)長(zhǎng)度5500mm。更換新的清污機(jī)以后，出水中細(xì)小的漂浮物減少約80%，有效解決出水中細(xì)小的纖維狀漂浮物較多的問題。
　　5.2CASS系統(tǒng)生物選擇區(qū)的設(shè)置問題。該廠CASS池為2格獨(dú)立分開的系統(tǒng)，每格內(nèi)A、B池和C、D池分建生物選擇區(qū)，分別進(jìn)水和回流，分開排泥。在運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)變化較大時(shí)，由于系統(tǒng)的不均衡性，經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行積累，各池的污泥濃度不均衡，在同樣曝氣強(qiáng)度下，每隔一段時(shí)間，需要采取手動(dòng)控制方式，均衡排泥，對(duì)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行造成一定影響。據(jù)查閱國(guó)內(nèi)相關(guān)污水處理廠資料，CASS系統(tǒng)采用合建生物選擇區(qū)的方式，可以順利解決該問題。本人通過對(duì)兩種方式進(jìn)行對(duì)比分析，認(rèn)為合建設(shè)生物選擇區(qū)可以有效防止因水質(zhì)變化沖擊負(fù)荷對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成重大打擊，可以更好的保障系統(tǒng)的均衡性，而分建生物選擇區(qū)如果進(jìn)水水質(zhì)短時(shí)間內(nèi)濃度過高或含有毒害物質(zhì)，將會(huì)對(duì)某一個(gè)池子產(chǎn)生影響，從而影響其他池的運(yùn)行；所以，在水質(zhì)變化較大的地區(qū)（如一些工業(yè)開發(fā)區(qū)）選用CASS工藝，建議采用合建生物選擇區(qū)，而在水質(zhì)穩(wěn)定的地區(qū)，可以采用分建生物選擇區(qū)的方式。
　　6結(jié)束語(yǔ)
　　綜上所述，重慶市某污水處理廠采用的循環(huán)式活性污泥法CASS工藝和對(duì)該污水廠運(yùn)行過程的改進(jìn)措施，效果顯著。
　　CASS工藝是以生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及合理的水力條件為基礎(chǔ)而開發(fā)的一種具有系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單、運(yùn)行靈活、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)的廢水處理新工藝，尤其適合于需要脫氮除磷功能的城市污水處理。
　　參考文獻(xiàn)：
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