CASS+活性砂工艺处理大学城污水.pdf

CASS 活性砂工艺处理大学城污水 孙培彬史明 机械工业第六设计研究院， 郑州 450007 摘要 针对水量变化大、 占地面积有限的污水处理厂， 设计采用了 CASS 与活性砂过滤池相结合的污水处理工艺。出 水稳定达 GB 189182002 城镇污水处理厂污染物排放标准 一级 A 标准。通过对各处理构筑物、 设备布置的设计介 绍， 总结了该工程设计的经验和体会。 关键词 污水处理; CASS; 活性砂工艺; 设计 DESIGN OF CASS ACTIVE SAND FILTER FOR UNIVERSITY CITY WASTEWATER TREATMENT Sun PeibinShi Ming No． 6 Institute of Project Planning ＆ Research of Ministry of Machinery Industry，Zhengzhou 450007，China AbstractFor variation in the flow of sewage and the limited area of the sewage treatment plant，a combination of CASS and active sand filter process was used in the design of wastewater treatment plant． The effluent can stably meet the first-order of “Municipal Wastewater Treatment Plant Pollutant Emission Standards” GB 189182002 ． Through technological design of various structures and introduction to the arrangement of equipment，it is summarized the process characteristics and understanding in technological design． Keywordswastewater treatment;CASS;active sand process;design 1工程概况 龙湖镇位于河南省新郑市北部， 北临郑州市， 龙 湖镇辖区内有 28 个行政村， 全镇常驻居民 7. 5 万人， 其中镇区常驻居民约 4. 0 万人; 除常驻人口外， 龙湖 镇镇区范围内各类学校学生及教职工人数共计约 8 万人; 镇区流动人口及工业企业人口约 1 万人; 镇区 现状人口合计约 13 万人。目前， 龙湖镇尚无城市污 水处理设施， 区域内现状生活及工业废水未经处理直 接排入十七里河， 对自然水体造成了污染。因此， 为 保护环境， 治理淮河流域水污染， 改善区域居住、 投资 环境， 建设郑州市第三污水处理工程十分必要。针对 学校人口多、 水量周期性变化大的特点， 生化处理采 用了间歇式活性污泥法 － CASS 工艺， 深度处理采用 活性砂工艺， 污水处理厂占地少、 抗冲击负荷能力强、 可同步硝化反硝化、 脱氮除磷效果好 ［1］。 2工程设计 2. 1设计水量 污水处理厂工程设计规模 2. 5 104m3/d， 新建 厂区占地16 842. 2 m2。 2. 2设计进出水水质 设计进出水水质见表 1。污水处理厂出水执行 GB 189182002城镇污水处理厂污染物排放标准 表 1 一级 A 标准。 表 1设计进出水水质 mg/L 项目 ρ BOD5 ρ CODρ SSρ NH3-N ρ TN ρ TP 废水≤200≤350≤200≤35≤50≤4. 0 排放标准≤10≤50≤10≤5 8≤15≤0. 5 2. 3工艺流程 根据水量变化大、 出水标准高的特点， 二级处理 采用 CASS 工艺， 深度处理采用活性过滤池进一步去 除水中的污染物质， 出水经紫外线消毒后， 达标排入 贾鲁河流域。工艺流程如图 1 所示。 2. 4主要构筑物原理与工程设计 1 粗格栅及提升泵房 粗格栅与提升泵房合建。 采用回转式粗格栅除污机 2 台， 格栅宽度1 100 mm， 栅条 间 隙 20 mm; 提 升 泵 房 平 面 尺 寸 8 200 mm 6 500 mm， 提 升 泵 采 用 潜 污 泵， 4 台 3 用 1 备 ， 520 m3/h， H 14 m， P 30 kW。 32 环境工程 2011 年 12 月第 29 卷第 6 期 图 1工艺流程 2 细格栅及旋流沉砂池 细格栅与旋流沉砂池 合建。细格栅渠采用转鼓式细格栅除污机 2 台， 格栅 宽度1 500 mm， 栅条间隙 3 mm; 由于整个污水处理厂 工艺有除磷要求， 因此沉砂阶段不宜采用含有曝气效 果的工艺， 因此选用旋流沉砂池， 1 座 2 池， 共用进出 水渠道。单池池径 D 3. 65 m， 总高 H 3. 75 m， 水 力停留时间 ≥30 s， 采用气提除砂。旋流沉砂器 2 套， 转速14 r/min， 功率 P 3. 0 kW; 砂水分离器 2 套， 除砂能力 12 ～ 20 L/s， 功率 P 0. 37 kW， 遥控或 现 场 手 动 控 制;气 提 罗 茨 鼓 风 机 2 套，Q 2. 74 m3/min， 风压5 m， 功率4. 0 kW。 3 CASS 生化系统 CASS 反应池即循环式活性污 泥反应池， 由选择器和主反应区组成。设置生物选择 器的主要目的是使系统选择出絮凝性细菌， 由于本工 程对出水有脱氮除磷的要求， 因此在 CASS 反应池的 设计上在选择区与曝气区中间增加一个兼氧区， 整个 CASS 反应系统相当于厌氧、 缺氧、 好氧阶段串联起来， 同时曝气区和静止沉淀的过程中都同时进行着硝化和 反硝化反应， 从而达到理想的脱氮除磷效果 ［2］。 新建 CASS 反应池 1 座， 分成 4 个单独的反应单 元， 每个反应单元分成选择区、 兼氧区和主曝气区。 每个反应单元运行周期为4 h， 其中进水曝气2 h、 静 置沉淀1 h、 滗水1 h， 每天运行 6 个周期。单池尺寸 为 58 m 16 m 6. 8 m， 超高 0. 8 m， 单池有效容积 5 250 m3， 总 有 效 容 积 21 000 m3。BOD5污 泥 负 荷 0. 08 kg/ kg d ， MLSS 平均浓度4 000 mg/L。曝气 系统配置单级高速离心式鼓风机 3 台 2 用 1 备 ， 单 机功率 160 kW， 出口风压 68. 6 kPa， 每台风机配置 1 台变频器。曝气采用管式曝气器， 2 025 套 2 根 1 套， 含 5 备用 。每座 CASS 池选择区设高速潜水搅 拌器 1 套， 直径 325 mm; 兼氧区设高速潜水搅拌器 2 套， 直径 480 mm; 主反应区设中间回流泵 1 套， 流量 1 050 m3/h， 扬程0. 7 m， 功率 7. 5 kW; 回流污泥泵 1 套， 流量 120 m3/h， 扬程 9 m， 功率 7. 5 kW; 剩余污泥 泵 1 套， 流量 80 m3/h， 扬程 9 m， 功率 4. 5 kW; 溶解 氧仪 1 台、 液位差计 1 台。 4 水量调节池及二次提升泵房CASS 池出水经 过水量调节池进行水量调节后， 通过水泵将水量调节 池出水提升， 满足后续工艺的水头损失。平面尺寸 20 000 mm 12 000 mm， 潜 水 提 升 泵 4 台 3 用 1 备 ， Q 350 m3/h， H 8 m， P 15 kW。 5 活性砂过滤池 二级处理出水通过位于设备底 部的布水器进入过滤， 逆流过滤， 经过滤后的清水由过 滤顶部溢流出水。截流的污染物从设备的锥形底部被 空气提升泵运送到顶部的洗砂器， 经紊流作用和机械 作用使污染物从活性砂中分离出来， 杂质通过清洗水 口排出， 净砂返回砂床。其将混凝、 澄清、 过滤及生物 反硝化功能集于一体， 可去除原水中的 SS、 TP 及 TN 等 ［3］。其不需停机反冲洗; 采用单级滤料， 无需级配， 没有水力分布不均和初滤液等问题; 不需要反冲洗水 泵及停机切换用电动、 气动阀门; 无需单设混凝、 澄清 池; 无需混凝、 澄清用机械设备。因此占地面积更紧 凑， 运行费用更经济。通过投加适量的絮凝剂 PAC ， 对 SS 和 TP 的平均去除率高达 80 以上 ［4］。 活性砂过滤池采用钢筋混凝土结构， 规格尺寸 20. 65 m 10. 20 m 6. 05 m。池内安装 24 台活性砂 过滤器， 布置成 4 个过滤单元， 每个过滤单元内安装 6 套过滤组件， 且单元互通， 过滤速度 7. 6m/h。 6 加药间及空压机房 为了提高活性砂过滤池 的污染物去除效果且进一步去除磷， 在活性砂过滤池 的进水端加入絮凝剂， 使污水中细小的悬浮物颗粒及 胶体在絮凝剂的作用下， 形成较大的絮体颗粒， 从而 得以去除， 絮凝剂投加浓度为10 mg/L。溶药罐和储 药罐各 1 套， 絮凝剂投加计量泵 2 台 1 用 1 备 ， 流 量 0 ～ 333 L/h，絮 凝 搅 拌 机 1 台，叶 轮 直 径 1 000 mm， 转速100 r/min。 7 紫外线消毒渠 设置 1 条紫外线消毒渠道， 渠 道中安装 1 个紫外消毒模块组， 8 储泥池及污泥脱水机房 设置储泥池 1 座， 池 径 D 6 m， 有效容积99 m3， 配置潜水搅拌器 1 台; 污 泥浓缩脱水采用 2 套 1 用 1 备 带式浓缩脱水一体 机， 单台总功率22 kW， 2 台螺杆污泥泵。1 套絮凝剂 制备及投加系统， 规格 配 1 套无轴螺旋输送机 水平 安装 D 260 mm， L 7 m， 1 套无轴螺旋输送机 倾 下转第 27 页 42 环境工程 2011 年 12 月第 29 卷第 6 期 图 3各工序最佳工艺参数 8结论 1 通过生产性试验可知， 用钢管酸洗废液生产 聚合硫酸铁是可行的。该技术先进， 工艺可靠， 产品 质量稳定， 生产出的聚合硫酸铁质量达 GB1459193 Ⅰ型标准， 可广泛应用于各种水处理领域。 2 用钢管酸洗废液生产聚合硫酸铁经济效益明 显。从经济效益分析可以看出， 年可创效 400 多万 元。同时， 可减少废水排放对环境造成的污染， 具有 明显的环境和社会效益。 参考文献 ［1］GB1459193净水剂聚合硫酸铁［S］． ［2］高廷耀． 水污染控制工程［M］． 3 版． 北京 高等教育出版社， 2007． ［3］冯惠台， 曾权宁． 聚合硫酸铁的制备及作净水剂的应用［J］． 中 山大学学报论丛， 2001， 3 90- 94． ［4］朱键卫． 简便易行的聚合硫酸铁 PFS 生产新工艺和应用试验 ［C］/ /水处理药剂研究及应用学术研讨会论文集． 北京 中国 化工学会工业水处理专业委员会， 1995． ［5］林永增， 王国栋， 刘相华， 等． 聚合氯化铁在处理高浓度镀锡废 水中的应用 ［J］． 环境工程， 2009 S1 68- 71． ［6］刘立华． 新型聚季铵盐与聚合硫酸铁复合絮凝剂合成及其基础 理论与应用研究［D］． 长沙 中南大学， 2004． ［7］杨永福， 艾建玲， 付维军． 废硫酸回收新工艺 ［J］． 环境工程， 2009， 27 3 108- 109． ［8］樊盛春， 李越湘． 钢铁酸洗废液的处理与综合利用［J］． 江西冶 金， 2000， 20 3 12- 14． ［9］汤兵， 朱又春， 刘奕玲， 等． 带钢酸洗废液综合利用研究［J］． 钢 铁， 2005， 40 5 75- 78． ［ 10］王丽萍， 王丽丽， 张玮玮， 等． 环境价值链分析在钢铁行业的应 用 ［J］． 环境工程， 2009， 27 2 110- 112． ［ 11］谢蔚嵩． 利用钢铁酸洗废液制备絮凝剂及其应用的研究［D］． 四川 四川大学， 2006． ［ 12］胡菊， 马俊林， 郭兴荣， 等． 以酸洗废液生产聚合硫酸铁的工艺 研究［J］． 十堰职业技术学院学报， 2005， 18 1 81- 82． ［ 13］陈文松， 宁寻安， 白晓燕． 废酸液的资源化处理技术［J］． 工业 水处理， 2008， 28 3 20- 22． ［ 14］邹元龙， 赵锐锐， 石宇， 等． 钢铁工业综合废水处理与回用技术 的研究［J］． 环境工程， 2007， 25 6 101- 104． 作者通信处阳卫国421001湖南衡阳钢管 集团 有限公司技改 工程部 电话 0734 8875144 E- mailliyuhao111 sina． com 2011 － 03 － 18 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 上接第 24 页 斜安装 D 260 mm， L 7 m。 3设计总结 1 由于选择区、 兼氧区和好氧区水位标高一致， 大大降低了中间回流泵的扬程， 降低了运行功率， 而 且硝化液的回流， 可较好的实现脱氮除磷效果。 2 采用 CASS 工艺， 可通过减少 CASS 池运行格 数， 改变运行模式， 有效解决学校放假期间水量剧烈 减少的问题， 并且 CASS 工艺具有同步硝化反硝化、 抗冲击负荷能力强、 出水水质稳定的特点， 非常适合 中小规模污水处理厂。 3 深度处理采用活性砂过滤工艺， 可进一步脱 氮除磷。出水水质稳定达 GB 189182002 表 1 一级 A 标准。 参考文献 ［1］张统． SBR 及其变法污水处理与回用技术［M］． 北京 化学工业 出版社， 2003. ［2］戴国新． CASS 工艺在严寒地区市政污水处理中的应用［J］． 中 国给水排水， 2010， 26 14 74- 77. ［3］王东， 马景辉， 张红丽， 等． DynaSand 活性砂过滤器在市政中水 回用中的应用［J］． 工业水处理， 2006， 26 9 59- 61. ［4］李俊生． 活性砂过滤器在城镇污水厂节能减排中的应用［J］． 中国给水排水， 2010， 26 1 57- 59. ［5］果婷， 杨中， 王红磊． 屠宰废水处理工程设计及调试［J］． 环境 工程， 2008， 26 5 70- 71． ［6］张毅， 步德新， 潘勇伟． UASB-CASS-接触氧化工艺处理玉米酒 精废水［J］． 环境工程， 2005， 23 5 10- 12． 作者通信处孙培彬450001河南省郑州市中原中路 191 号机械 工业第六设计研究院第三工程所 电话 0371 67606036 E- mailsunpb11001 163． com 2011 － 03 － 14 收稿 72 环境工程 2011 年 12 月第 29 卷第 6 期