普通生活污水处理工艺设计比选 9页

'1改良型CASS(IBR)工艺（1）技术来源和背景本技术源自华中科技大学主持的国家“十五”863重大科技专项中的高技术研究课题“城镇污水生物---生态处理技术与示范”的成果。该项成果通过示范工程的完善与发展，现已经成为适合乡镇污水处理的成熟技术。该工艺具有投资低、运行费用低、管理要求低，污泥量少的特点。（2）工艺技术说明（a）工艺流程该项组合技术将改良型CASS(IBR)生物反应池技术集成和优化组合，形成城市污水处理与回用的高效率低运行成本的生物工艺。工艺流程详见图1-1。（b）基本原理改良型CASS(IBR)生物处理工艺是一种集厌氧、兼氧、好氧反应及沉淀于一体的连续进出水的周期循环活性污泥法。其内部构造示意如图6-4所示。通过设置于池底的三相分离器将反应池分为位于池中间的反应区与位于池两侧的沉淀区。活性污泥混合液通过三相分离器完成气固液的分离，沉淀区内放置斜管填料，形成沉淀的污泥自滑回流至生物反应区内，使反应池实现无动力内循环；清水由池顶出水槽收集后排放，可实现连续进水出水，避免了传统CASS工艺中通过设置滗水器及其水位控制系统带来的设备投资大，控制环节多的缺点。此外，反应池内采用潜水泵+激波传质器的射流曝气方式，与传统CASS工艺相比，减少了鼓风机房和曝气管路系统。激波传质器是将两级射流曝气与隐形双吸搅拌技术相结合的专利技术，具有可切割活性污泥 絮体，强化气液传质过程，维持高生物量反应等特点。经激波传质器切割的活性污泥与常规活性污泥相比，具有粒径小、密度大、比表面积大、吸附能力强等特点，有效提高了生物反应器的有机物去除效果。从运行方式上，改良型CASS(IBR)反应池与传统CASS池相似，采用连续进出水，间歇曝气方式运行。通过调节曝气、搅拌、静沉时间比例，从时间上营造出污水在反应池中的多级A/A/O状态，使污水在反应池中得到最佳状态的脱N除P工况，以最大限度地去除N和P。根据原污水水质、水量、水温、季节变化调节生物反应池曝、搅、沉周期，实现生物反应池曝气量最小，系统整体节能的目的。改良型CASS(IBR)反应池同时兼具按空间分割的连续流活性污泥法及按时间进行分割的间歇性活性污泥法的优点，与按空间分割的连续流活性污泥法相比，省去了污泥回流的环节，因而节省运行能耗及减少处理设施及投资；与按时间分割的间歇流活性污泥法相比，具备连续进出水的特点，因而减少了处理设施容积及总的土建投资。污水处理厂配置远程集中自控系统，可以根据原污水水质、水量、水温与季节变化，在充分利用生态系统处理能力的前提下，灵活自动地控制生物反应池的运行模式，使生物反应池利用现行的好氧生化处理法的1/3-1/2能耗，获得相当于好氧生化处理2/3以上的处理效率，在保证出水水质的情况下，实现系统的能耗最小化。进水粗格栅进水泵房栅、砂外运细格栅改良型CASS(IBR)反应池污泥脱水间污泥外运平流式沉砂池 剩余污泥絮凝剂D型滤池紫外线消毒出水图1-1改良型CASS(IBR)工艺图图1-2改良型CASS(IBR)反应池构造示意图（c）改良型CASS(IBR)-处理工艺优越性改良型CASS(IBR)工艺与其他工艺相比，具有较大的优势。与空间系列的连续流活性污泥法相比，省去了污泥及混合液回流、二沉池等环节，因而节省运行能耗及减少相关设施；与时间系列的间歇流活性污泥法相比，具备连续进出水的特点，省去了滗水器，增加了处理设施的利用效率，并减少了提升水头。节省基建投资，处理能耗低。其优越性总结为以下几个方面。n构筑物少，用地节省 由于其连续进出水的特性，对于小城镇污水厂而言，由于规模通常较小（低于10000m3/d），改良型CASS(IBR)池可方便地与平流沉砂池及后续的消毒渠合建，流程布置顺畅，平面简洁，用地节省。■机电设备少，能量消耗低、运行费用低改良型CASS(IBR)工艺需要配备的机电设备非常少，构筑物内只须配备激波传质器和潜水搅拌器，整个污水厂除改良型CASS(IBR)池之外，只须配备提升泵站设备和污泥浓缩设备。系统内的动力设备只有潜污泵与搅拌设备，所需的能耗为污水提升、改良型CASS(IBR)生物反应池内维持两种模式运行所耗的电能，能耗非常低。就整个污水处理厂系统而言，除了改良型CASS(IBR)池的能耗之外，就只有提升泵站能耗及污泥浓缩所需能耗。不存在污泥回流能耗，同时，由于连续进出水的特性及改良型CASS(IBR)池进出水水头相差小，提升水头较其他时间系列的污水处理工艺减小1m以上，能量消耗上具有一定的优越性。■控制简单工艺设备少，同时改良型CASS(IBR)内的激波传质器及潜水搅拌器设备只须按照时间控制其开停，没有复杂的反馈及执行元件，提升系统也仅须按照液位调整水泵的运行状态，因此，工艺系统采用简单的时间控制及液位控制装置即可达到自控目的，操作管理非常简单，所需操作管理人员少。■运行无噪音系统内的动力设备只有潜污泵与搅拌设备，无产生噪音的动力设备，全系统处于净音运行状态，对周围的环境没有噪音污染。（d）改良型CASS(IBR)-处理工艺应用实例项目名称处理规模出水水质标准 湖北省仙桃市毛嘴镇污水处理工程4000m3/dGB18918-2002一级B中国一拖集团废水处理与回用工程 3600m3/dGB一T18920一2002湖北武当山经济特区污水处理工程14000m3/dGB18918-2002一级B贵州省赫章县污水处理工程5000m3/dGB18918-2002一级B1Orbal氧化沟工艺（a）工艺流程图进水方案二工艺流程图详见图6-5。粗格栅进水泵房栅、砂外运细格栅平流式沉砂池Orbal氧化沟絮凝剂污泥回流配水井污泥外运污泥脱水间D型滤池剩余污泥二沉池紫外线消毒出水图2-1Orbal工艺流程图污水经粗格栅去除大颗粒SS后，进入调节池稳定水量。调节池内潜水泵将污水提升至细格栅及沉砂池，以去除小颗粒SS和悬浮物。 而后，污水自流进入氧化沟内完成脱碳脱氮及除磷，出水自流进入二沉池进行泥水分离，上清液自流进入紫外消毒渠消毒后重力外排厂外，剩余污泥进入污泥池，由污泥泵提升输送，部分回流至氧化沟参与脱氮反应，其余剩余污泥输送至污泥脱水间，完成污泥脱水工作。泥饼收集后外运。（b）工艺说明Orbal氧化沟采用典型的三个同心沟型式，由外到内分别形成厌氧、缺氧和好氧三个区域，采用转碟曝气。第一沟的体积占总体积的60%，沟内溶解氧浓度控制在0~0.5mg/L，沟内进行大分子有机物的分解、反硝化及大部分的硝化反应。第二沟的体积占总体积的30%，沟内溶解氧浓度控制在0.5~1.5mg/L，进一步去除剩余的BOD或继续进行硝化。第三沟的体积占总体积的10%，沟内溶解氧浓度控制在2.0~2.5mg/L，以保持“最终处理”方式，使污水在进入沉淀池前能去除剩余BOD5和NH3-N。为增强系统的内循环，在内沟内设置污泥回流泵，使污泥回流至第一沟，维持第一沟内的微生物量，同时增强脱氮率。1方案比较和确定上述两个方案均为除磷脱氮活性污泥法，能达到本工程要求的出水水质标准，但在技术上和经济上有一定的差异，其方案比较表详表6-2。通过表6-2的比较可以看出，改良型CASS(IBR)工艺相对于Orbal氧化沟工艺占地面积小，各方面指标均略优于Orbal氧化沟工艺，改 良型CASS(IBR)工艺也具有很多中小城镇运转经验与实例，所以本工程推荐采用改良型CASS(IBR)工艺。表3-1工艺方案比较表比较内容方案一（改良型CASS(IBR)）方案二（Orbal氧化沟）工艺特点1.通过调节曝气、搅拌、静沉时间比调节反应池A/A/O状态，脱氮除磷效果稳定，抗冲击负荷能力强。2.污泥泥龄长，SVI低，产泥量少，沉降性能好。3.采用潜水射流曝气方式，激波传质器曝气后氧利用率高。水池较深，占地面积小。4.改良型CASS(IBR)内置三相分离器替代常规SBR滗水器，结构简单易于操作管理，提高了活性污泥沉淀效率。5.采用一体化结构设计，不需建设二沉池，节省土建投资。6.所需设备少，动力消耗少，节省运行投资。7.技术先进，已经成为适合乡镇污水处理的成熟技术。已有大量工程实例。1.属于改良型氧化沟工艺，池内设有厌氧区、缺氧区、好氧区，耐冲击负荷能力强，脱碳脱氮效果稳定，但除磷效果不佳。2.为维持外沟微生物量，提高脱氮效果，需采用大流量低扬程的过墙式回流泵实现内回流。3.采用转刷曝气器，水池较浅，供氧及搅拌动力消耗较大。4.水力停留时间长，具备延时曝气特点，污泥稳定，污泥量少。但由于池容较大，占地面积大，土建投资高。5.不需建设初沉池，但需建设二沉池。6.技术相当成熟，有大量工程实例。设备设备种类及数量相对少，维护方便。设备种类及数量相对多，供氧设备效率较低，管理和维护复杂。运行管理工艺步骤简单，自动化程度要求较高。工艺步骤较简单，自动化程度要求不高，对管理水平要求较低。土建池体数量少，池型相对简单，施工难度较小。池体数量较多，池型较大，结构相对复杂，土建投资较大，施工难度较大。占地不需建二沉池，占地相对较少。氧化沟占地较大，需建二沉池，污泥回流泵房等，总体工艺占地多。基建投资设备投资少、构筑物投资少，工程总投资少。设备投资较多、构筑物投资大，工程总投资大。1D型滤池D型滤池是由清华大学开发研制的一种重力式高速自适应滤池，它以国家863计划的专利产品——彗星式纤维滤料为技术核心，采用小阻力配水系统、高效的气水反冲洗技术、恒水位或变水位的过滤方 式，广泛应用于市政自来水工程、工业给水工程和中水回用工程，取得良好的经济效益和社会效益。D型滤池采用彗星式（自适应）纤维滤料，这是一种新型的过滤材料，设计为不对称构形，一端为松散的纤维丝束，称“彗尾”,另一端为比重较大的实心体，称“彗核”，彗尾纤维丝束固定于彗核内，整体呈彗星状，如图6-6所示。彗星式纤维滤料的不对称结构使得其兼有颗粒滤料和纤维滤料的特点。图6-6彗星式纤维滤料D型滤池具备传统快滤池的主要优点，且由于运用了DA863过滤技术，多方面性能优于传统快滤池，是一种实用、新型、高效的滤池。它具有以下特点：a、过滤精度高：经Multisizer3颗粒粒度分布和计数仪分析测试，对水中大于5μm的悬浮固体颗粒的去除率可达91％以上，最高去除率为97.7％，正常出水浊度在1NTU以下。b、截污容量大：经混凝处理的水，截污容量在10～35kg/m3的范围内。c、过滤速度快：在工程应用中的设计过滤速度为18～23m/h，它可以减少水厂的占地面积，从而节约建设投资。d、反洗耗水率低：反冲洗耗水量小于周期滤水量的1～2％。e、运行费用低：絮凝剂投加量是常规砂滤技术的1/2～1/3，且周期产水量的提高使得吨水运行费用也随之减少。 f、使用寿命长：滤料本身耐腐蚀性能好，自然使用寿命在十年以上，维护费用低。g、检修维护方便：使用多年后对滤池适量补充滤料，不存在纤维束滤池滤料必须整体割除更换的弊病。h、抗负荷能力强：能经受短时间内高浊度水（如雨季水源）的冲击，而仍然保证出水水质。与传统砂滤池相比，D型滤池具有占地省、投资少、运行费用低、节能减排等优点；与传统的纤维束/球滤池相比，具有反洗效果好、安全性能高、使用寿命长的优点。因此，D型滤池作为一种高效率、低能耗的深度处理核心工艺，是非常适和于城镇污水处理厂提高出水水质的处理技术。1D型滤池优点通过以上综合分析，D型具有运行效果稳定、受二级处理系统出水水量水质影响较小、处理水质高、设备投资及运行费用低等优点，因此，本项目拟选择D型滤池作为三级处理工艺。'