CAST工艺在寒冷地区城市污水处理厂中的应用 4页

化学工程师ChemicalEngineer2011年第6期文章编号：1002—1124(2011)06—0047～03环蟪卫CAST工艺在寒冷地区城市程污水处理厂中的应用木王伟，王明刚2沈占国，王彦龙(1．黑龙江工程学院土木与建筑工程学院，黑龙江哈尔滨150050；2．北京建工金源环保科技发展有限公司。北京100101)摘要：采用CAST工艺处理寒冷地区城市污水，以绥化市城市污水处理工程为背景，详细介绍了CAST工艺设计参数、设备选型等设计问题，并介绍了CAST工艺在冬季运行期间对污染物的去除性能。结果表明，作为一种高效的污水生物处理工艺，CAST完全可以用于高寒地区城市污水的处理，并可以稳定满足国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18919—2002)一级B排放标准。关键字：CAST工艺；城市污水；温度中图分类号：X703．1文献标识码：AApplicationofCASTprocessincoldregionstreatingmunicipalwastewaterWANGWei，WANGMing—gang2,SHENZhan—guo，WANGYan-long2(1．SchoolofCivilandArchitecturalEngineering，Heilon~iangInstituteofTechnology，Harbin150050，China；2．BeijingBCEGGoldenSourcesE．P．D．Co．，Ltd．，Bering100101，China)Abstract：ACASTprocesswasusedtotreatmunicipalwastewaterincoldregions．TheSuihuawastewatertreatmentplantispresentedtoshowtheparameterdesignandequipmentselectionfromthedesignview．Inaddi——tion．thepollutantremovaleficiencyisanalyzedincoldwinter．Theresultsshowthat．asafavorableperformancewastewatertreatmentprocess，theCASTprocesscanbeusedinextremelycoldregionstotally．SystemeffluentcansatisfiedthenationalstandardclasslIforthemunicipalwastewatertreatmentsteadily．Keywords：CASTprocess；municipalwastewater；temperatureCAST工艺是一种循环式活性污泥法，它是在研究，以便更加深入地了解和掌握CAST技术，使之ICEAS工艺的基础上发展起来的⋯。CAST最大的特能更好的应用于寒冷地区的污水处理工程中。点是将主反应区中的部分剩余污泥回流到选择器中，沉淀阶段不进水，使排水的稳定性得到保证。此1工程概况外，设置缺氧区也使CAST工艺具有较好的脱氮除绥化市污水处理厂位于绥胜干渠北侧绥化市磷效果f2I。目前，CAST工艺在国内的应用已较为普宝山镇东房山沟村，东经126。25至127。23，北纬遍[]，但在寒冷地区应用CAST工艺的应用实例还46。19至47。09，绥化城市规划区外1．7kin处，占地比较少。寒冷地区由于气候原因，污水处理厂池体面积5．0公顷。本项目为一期处理工程，预处理的设结构、严寒期的运行维护，都具有特殊性。在经过仔计规模lO0000m。·d～，主体反应池(CAST池)的设计细的方案比选之后，绥化市污水处理工程项目最终规模50000m·d～。确定采用CAST工艺。项目2009年5月动_T，2010绥化市处于欧亚大陆东部，属典型的大陆季风年7月通过国家相关部门的验收，2010年9月正式气侯，受季风影响，春季干旱，夏季短热，秋季早霜，投入运营。作为CAST工艺在寒冷地区的一个典型冬季寒冷。年平均温度2．1qC。极端最高气温为38．3oC，应用，有必要对CAST]_艺的设计、运行等方面进行极端最低气温为一41．8℃，平均冰深2．1Om。一年中从1O月初至第二年的4月下旬，约180d处于低温时期，排水温度一般在11℃左右，这就给污水处理收稿日期：2011-03—22带来很大困难。基金项目：国家自然科学基金~0808128)；北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室开放基金项目作者简介：王伟(1979一)，女，讲师，博士，主要从事污水生物处理及过2设计进出水水质程控制研究。\n王伟等：CAST工艺在寒冷地区城市污水处理厂中的应用‘2011年第06期绥化市污水处理厂设计进出水水质情况见表理后的栅渣送入手推车，堆满后运至指定地点，等1。进出水水质执行国家《城镇污水处理厂污染物排待运往垃圾填埋场。放标准》(GB18919—2002)中的一级B标准，即4．1．2提升泵房提升泵房为全地下式钢筋混凝土COD~<60rag·L-l,BOD5~<20mg·L-I,SS~<20mg·L～，NH：结构，泵房与粗格栅井合建，池底设计高程155．40m，集水池设计最高水位159．253m，污水经水泵提升后-N~<8mg‘L-1,TP≤lmg·I『。至细格栅，提升泵房按雨季的截流污水量设计，设表1设计进出水水质Tab．1ThedesignqualityofInfluentandefluent计能力4166．7m·h～。为适应不同的水量变化，选用5台潜污泵2用3备，其中3台流量1400m·h一，扬程12m，电机功率75kW，另外2台流量875m·h一，扬程12m，电机功率55kW。潜水提升泵由PLC控制，并实时显示提升泵的启闭状态，发生事故时会报警并自动关闭运行水3污水处理工艺流程泵，启用备用水泵。潜水提升泵可以做到全自动运行，现场无需专人看管。图1为绥化市污水处理厂工艺流程图。工艺系4．1．3细格栅污水经潜水泵提升后进入3条细统预处理单元主要包括粗格栅、提升泵房、细格栅和沉砂池4个部分；主体部分主要有CAST反应池，格栅槽，在提升泵房与旋流沉砂池之间设置细格栅，用以进一步去除污水中较小的悬浮、漂浮杂质。处理后的污水经紫外消毒间之后排入受纳水体；此外，系统还包括污泥处理单元：主要由污泥存储、污细格栅按雨季的截流污水量4166．7m·h设计，选泥脱水间组成，污泥经过脱水之后，泥饼外运。用3台耙齿式回转格栅除污机。栅槽宽度1300mm，地面下深度1900mm，倾角70。，格栅间隙5ram。细格栅的开停运行和粗格栅相同，由现场PLC根据格栅前后的水位差进行自动控制。污水经过细格栅处理后进人旋流沉砂池。池4．1．4旋流沉砂池沉砂池设计水量按雨季的截流污水量4166．7m·h设计，选用2套直径4200mm的旋流沉砂池，选用1台砂水分离器。沉砂池进出口设有渠道闸门，当其中一个沉砂池设备发生故障时或设备需检修时，污水可通过另一沉沙池进入后出水图1污水处理厂工艺流程图续处理构筑物。排砂方式采用气提装置。Fig．1Flowchartofwastewatertreatmentplant每套旋流沉砂池设计流量Q=2o83．4m3·h～，池径D=42m，有效水深H=3．8m。沉砂池设有搅拌设备两4．主要处理构筑物及设计参数套，功率为0．75kW。另设砂水分离器—套，Q=-432m，·h一，功率为0．75kW。4．1预处理构筑物的设计计算4．2主体构筑的设计计算4．1．1进水粗格栅在泵前设置与泵房合建的粗4．2．1CAST池CAST反应池处理容量按5×格栅井，格栅井为矩形三槽式钢筋混凝土结构，槽104m。·d设计，分为4个池子，两个池子为一组。内配三台回转式机械格栅除污机，近期2用1备，CAST反应池为矩形钢筋混凝土结构，在每个CAST远期3台T作。棚槽宽度1200mm，地面下~5800mm，反应池前端设置生物选择池，每个CAST反应池中倾角70。，格栅问隙20ram，每台粗格栅前后均设有部装设混合液回流泵，将混合液从主反应区回流至闸门，以便单台检修。生物选择池，与进水在生物选择池中得以完全混合粗格栅的开停由现场PLC自控系统根据栅前、后进入主反应区。预反应区、主反应区的体积分别栅后水位差自动控制，控制信号输送到PLC系统，占CAST池总体积的22％和78％。滗水装置安装在PLC系统实时显示格栅启闭状态或发生事故报警。反应池的末端，采用旋转式滗水器，将处理后的池粗格栅问设置无轴螺旋输送压榨一体机1台，将处内上清液滗出池外。剩余污泥排放位置设置在主反\n2011年第06期王伟等：CAST工艺在寒冷地区城市污水处理厂中的应用49应区前端。由潜污泵将剩余污泥输送至污泥存储池的停留时间是按5．7h设计，污泥存储间平面尺寸池。12．3m×6．2m，最大泥深3．5m，池体为钢筋混凝土结单个CAST反应池平面尺寸为55．3m×43．4m，构。最大水深5m，超高0．5m，最低水位时水深3．87m，池污泥存储池设潜水搅拌器2台，单机搅拌功率体总容积为12000m。2．2kW。主要设备包括：污泥回流泵4台(潜水泵)，每4．3．2污泥脱水间污泥处理间的平面尺寸个池子1台，单台流量5501TI·h～，扬程为3．5m，功30m×15m，每日处理污泥量约为1115m。·d～，污泥率为18．5kW。剩余污泥泵4台(潜水泵)，每个池子含水率约99．2％，要求脱水后污泥含固率<8O％。污1台，单台流量90m·h～，扬程为6m，功率为3．0kW。泥脱水设备包括：离心浓缩脱水一体机、污泥切割设滗水器8台，每个池子2台，单台滗水量1500机、污泥进料泵、流量计、絮凝剂制备装置、加药泵、1TI·h～，最大滗水深度1．70m。潜水搅拌器8台，每个泥饼无轴螺旋输送器、控制柜等设备。池子2台，功率为1lkW。进水用手电两用圆型铸铁污泥脱水设备按全天24h工作，选用离心式脱闸f1DN1000mm4台，每个池子1台，进气用电动水机2台，单台脱水机处理能力25m，·h～，主电机驱针型调节阀DN600mm4台，每个池子1台。动功率37kW、变频调速，背驱动电机驱动功率设计污泥负荷为0．12kgBOD#(kgMLSS·d)，污1lkW、变频调速。经过离心机脱水后泥饼含水率低泥龄25．2d。设计每日运行6个周期，每周期总运行于80％。每台离心脱水机配置一台控制柜。该控制时间4h，其中充水曝气期2h，沉淀期lh，滗水期柜为离心脱水机、污泥切割机、污泥供料泵、流量1h。计、絮凝剂制备装置、污泥无轴螺旋输送器等设备4．2．2鼓风机房鼓风机房是保证曝气系统正常提供电源、在线控制、报警显示，以确保污泥脱水系工作的关键设施，经计算要满足曝气系统正常运统的安全运用。行，鼓风机房最大供气量Q=354In·min～，气体压力为了改善污泥脱水性能提高脱水设备的生产P=60kPa。鼓风机房平面尺寸24m×11．7m，设置7能力，在污泥进入脱水机前投加聚丙烯酰胺，投加台三叶罗茨鼓风机，6用1备，其中2台配变频电量按污泥于重的O．4％投加，则每天投加28．8kg·d～。机。每台鼓风机的设计最大风量Q=59m3．rain～，设本工程设一体化溶解加药系统一套，用于配置0．2％计风压P=60kPa，电机功率N=90kW。浓度聚丙烯酰胺溶液，用加药螺杆泵进行投加。螺每台风机的进风管上均设有进口消音器，每台杆泵选用2台，1用1备，流量Q=45m·h～，功率风机的出风管上设有单向阀、安全阀、出口弹性接／、，=】】kW头、出口消音器、压力表等。4．2-3紫外线消毒问处理后污水经过紫外线消5运行效果毒问时通过紫外线照射，可以达到消毒和灭菌的目污水处理厂自2010年7月份开始进行调试，的。随着污泥的培养和驯化，出水效果越来越好，出水绥化市污水处理厂设紫外线消毒间1座，平面水质也逐渐稳定，在9月中旬就已经达到《城镇污尺寸8．7m×7．2m。内有紫外线消毒池1个，设计规模水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级为5×104nld～。池长L=8．40m，池宽B=0．915m(进B标准。表2为2010年10月至2011年1月，污水出水部分宽1．40m)，有效水深0．70m。渠道内设14厂稳定运行以来系统对污染物的去除情况。组紫外线消毒模块，每组消毒模块设8根紫外灯由于绥化市地处高寒地区，自10月份开始，气管。每组紫外灯管功率为250W。共设112根紫外灯温开始较大幅度波动，并迅速下降，11月正式进人管，灯管寿命>12000h。冬季，11月、l2月和1月份的月平均气温分别为4．3污泥处理与处置构筑物l0．02、6．74和6．67oC。而l2月和1月也是全年气温4．3．1污泥存储池污水处理厂污泥主要来自最低的2个月份，污水处理池内混合后的污水最低CAST池，每日污泥净产量约8523kg·d～，剩余污泥温度达到2．1cc。尽管系统一直在较低的温度下运每日产生量约为1115m·d，污泥含水率约99．2％。行，但系统对污染物的去除效率仍然较高，且基本来自CAST池的剩余污泥首先进入污泥存储能够满足国家规定的《城镇污水处理厂污染物排放池，再由污泥螺杆泵输送到污泥处理问，污泥存储\n王伟等：CAST工艺在寒冷地区城市污水处理厂中的应用2011年第O6期标准》的一级B标准。10月、11月、12月和1月份的系统COD出水月平均浓度分别为51．4、45．8、53．76结论和62．73mg·I『，出水NH：一N浓度分别为1．06、0．88、对CAST工艺的设计和运行实践表明：1．37和0．86mg·L一，NH：一N去除率分别为96．16％、96．(1)采用CAST处理寒冷地区城市污水，具有占56％、94．7％和96．74％，出水TP浓度分别为0．34、0．78地小、投资省的优点；、1．13和0．89mg·L～。出水污染物浓度除个别时候不(2)CAST工艺用于寒冷地区的城市污水处理能满足排放标准，大部分时间均低于国家规定的一厂是可行的。在合理的运行控制条件下，尽管在冬级B排放标准。此外，由于设置了较为合理的沉淀、季极端严寒的条件下，CASS工艺系统仍然可以满滗水时间，系统出水ss浓度较低，各月份平均出水足国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级Bss分别为10．2、7．9、11．1和8．9mg·L～，完全可以满标准，并能长期稳定运行。足国家排放标准。表2污水厂平均进、出水水质及去除效果参考文献Tab．2Theaveragevaluesofinfluentandeffluentqualityand[1]王宝贞，王琳．水污染治理新技术[M]．北京：科学出版社，2004．removalefficiencyofWWTP57-65．[2]李亚峰，夏怡，曹文平．小城镇污水处理设计及工程实践[M]．月份平均水温项目CODBOD5NHg-NSSTP北京：化学工业出版社，2011．64—65．[3]张建良．CAST工艺在小城镇污水处理厂的应用彭州污水处理厂的设计运行实例[J]．江苏环境科技，2006，19(AO1)：34—36．[4]房安富，王旭，王文光．CAST工艺在大连老虎滩污水处理厂的应用[J]．中国给水排水，2007，23(4)：61—64．[5]孙剑辉，闰怡新．循环式活性污泥法的工艺特性及其应用[J]．工业水处理，2003，23(5)：5—8．青岛兴建12万toa海洋生物制剂项目日前，总投资7亿元的海洋生物制剂及农业有机液肥项目在青岛市即墨签约。该项目由青岛宏凯集团、中国农业科学院农业资源与农业区划研究所共同投资，建成达产后，可利用天然海藻年产l2万t海洋生物制剂和农业有机液肥，年可实现销售收入13亿元。该项目利用从大型速生褐藻中提取的海藻液生产新型生物菌剂及生物有机液肥，产品在改良土壤性能、提高农作物产量、品质等方面效果显著。