对改良的CASS工艺在城镇污水处理厂运行管理中的体会

　　摘要：以改良的CASS池为主的污水处理工艺在城镇污水厂得到广泛的应用，桂林市雁山污水处理厂就采用该工艺，本文主要介绍该工程的特点以及本厂在CASS工艺运行管理方面的尝试和体会。通过一年多的运行，雁山污水处理厂出水水质指标均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级B标准，而且显示出工艺运行方式灵活，出水水质稳定，运行成本少的优势。
　　关键词：CASS工艺；城镇污水处理；运行管理
　　1.工程概况
　　雁山污水处理厂位于桂林市雁山镇东北角，该厂服务范围是雁山区，雁山区位于桂林市南部，距市区16公里。区域内包括：雁山镇、桂林旅游学院、广西师范大学、桂林工学院、桂林中学新校区和喀斯特生态博览世界、相思江生态家园等，服务人口6.2万。
　　雁山污水处理厂隶属于桂林市排水工程管理处，设计污水处理能力2万吨/日，采用改良型CASS工艺处理，出水经过紫外线消毒后排放。出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级B标准。
　　表1污水水质及设计出水要求
　　水质指标 进水 出水
　　CODCR ≤300mg/L ≤60mg/L
　　BOD5 ≤150mg/L ≤20mg/L
　　SS ≤180mg/Ll ≤20mg/Ll
　　NH3-N ≤20mg/L ≤8mg/L
　　TP ≤4mg/L ≤1mg/L
　　PH 6-9 6-9
　　粪大肠菌群  ≤104个/l
　　2.雁山污水厂工艺流程如下：
　　
　　3.主要构筑物及设备
　　3.1进水井、渠：由进水井和三道进水渠通到进水泵房，两道渠上安装了回转齿耙式格栅除污机2台，用于去除形状较大的浮渣，另一道渠为备用渠道。
　　3.2进水泵房
　　集水池位于泵房下部，尺寸：15mх6mх11m，集水池有一定的调节水质水量作用，避免负荷冲击对生化处理系统造成不良影响。配备3台潜污泵，每台流量800m3,其中一台配变频调速器，两台软启动电控柜。
　　3.3细格栅间：渠宽1.2米，渠长4.5米，安装2台循环耙式除污机，栅条间隙6毫米，用于拦截较小的渣物。
　　3.4旋流沉砂池
　　旋流式沉砂池由两组沉砂池组成，每组沉砂池直径为3.0m，有效水深4.0米各配一台沉砂池搅拌机、排砂机，可除去比重较大的无机颗粒如砂等，通过旋流及搅拌作用，使无机颗粒分离至沉砂池底部。通过鼓风机鼓入压缩空气将砂气提至砂水分离中进行砂和水分离。
　　3.5CASS池
　　CASS池是本工程的关键构筑物，是降解有机物的主要场所，CASS池尺寸：54mх52mх6m，分四组。每组池尺寸54mх13mх6m，设计有效水深5.0m，有效容积3200m3。每组可独立运行或多个池子通过进水电动阀交替使用，达到连续运行的目的。每组CASS池进水管道上安有型电动进水闸阀，厌氧区一台安装双曲面搅拌器、好氧区安装内回流泵一台、潜水搅拌机两台、滗水器一台。好氧区底部安装布气管和管式微孔管道曝气器。
　　3.6消毒池
　　消毒池采用紫外线（UV）消毒系统，消毒池尺寸2.5mх3mх2m，出水消毒后排入良丰河。
　　3.7脱水机房
　　采用带式浓缩脱水一体机，自动投药站可根据进、出泥情况灵活调节药量，污泥脱水后，含水率约80%，分别由一台水平无轴螺旋输送机和无轴螺旋输送机输送至污泥大棚，经过脱水处理后的污泥外运。
　　4.污水厂自动控制系统
　　4.1本厂自动控制系统包括两组PLC站、中心控制室和自动测量仪器等。具
　　有数据采集、传输、显示、存储功能，如水位、瞬时流量、累计流量、溶解氧、氧化还原电位、污泥浓度、设备运行状态、电流、频率、空气流量、阀门开启度、在线监测数据（进出水流量、PH、COD、NH3-N）等
　　4.2CASS工艺可根据进水及出水水量、水质变化来调整运行参数，合理分配
　　进水和曝气量，保证出水效果。
　　4.3具有现场手动和远程自动控制功能、连锁功能，如粗格栅、细格栅与进
　　水泵连锁，鼓风机频率可根据溶解氧的设置而自动调节，消毒设备的运行与滗水器进行连锁。
　　4.4具有自动生成报表、设备自动报警功能，对水量、电量、设备运行时间自
　　动记录。
　　下图是雁山污水处理厂自控系统平面图1
　　
　　5.水质在线监测系统
　　雁山污水处理厂在进水段和出水口都安装了水样自动检测仪器，监测项目有进出水流量、PH、COD、NH3-N,能对污水处理的效果实时监控，便于及时调整运行参数，保证出水水质达标，在线监测系统能实时向广西环境在线WEB信息系统上传数据。可以进行实时查询检测数据。
　　6.生产运行管理
　　雁山污水厂设立了生产管理部门和化验检测室，及时对工艺进行管理。保证了生产正常运行。
　　CASS工艺主体为间歇式反应池，在反应池主体的进水端增加了一个生物选择器，将生物反应过程和泥水分离过程结合在一个池子里进行，实现了连续进水、间歇排水的周期循环运行，CASS循环运转方式为：进水→曝气→沉淀→滗水和闲置阶段，整个过程进水是连续的。
　　Cass工艺的运行管理中，我们采用两种方式运行进行比较，一种是直接曝气，一种是先厌氧处理一段时间再曝气。在运行中我们发现厌氧一段时间再曝气的脱氮除磷效果更好，更有利于磷的释放和反硝化反应。因此我们采用厌氧处理后再曝气的运行方式。
　　在最低水位时，内回流泵和双曲面搅拌器、潜水搅拌机运行，使污水污泥充分混合，促进反硝化反应和磷的释放。我们认为厌氧时间时间控制在2小时左右比较合适。进入曝气阶段，关停内回流泵和双曲面搅拌器、潜水搅拌机，启动鼓风机，我们认为曝气时间约3小时左右、平均溶解氧控制在2.0mg/l比较合适。
　　当水位达到污泥沉淀的设计水位时停止曝气，并开始沉淀；沉淀阶段CASS池水位不断上涨，沉淀1小时左右比较合适，水位达到最高设计水位，开始滗水;滗水阶段控制滗水器缓慢下降，滗水器运行频率可控制在12Hz左右之间，保证出水不扰动污泥泥层，避免污泥随出水流出。滗水时间约1小时。滗水结束之后进入下循环。整个周期约7左右小时。如果处理效果很好可适当减少运行周期。
　　本人经过一段时间的比较认为，污泥浓度控制在3g/l左右、沉降比控制在40-50%、污泥指数控制在150ml/g以下出水水质指标比较理想。
　　在进水水量少时，如果Cass池12小时以上不处理污水又不曝气，此期间污泥缺氧，活性污泥会老化、缺乏活性，对以后的启用不利。我们认为还是需要间断曝气，曝气量可控制在最小，溶解氧0.5mg/l以上，每次曝气时间1小时，每天两次比较合适。
　　CASS工艺可连续进水，克服了SBR工艺的不足，比较适合实际排水的特点，拓宽了SBR工艺的应用领域。虽然CASS工艺设计时均考虑为连续进水，但在实际运行中即使有间断进水，也不影响处理系统的运行。分配好进水量对污泥沉淀和滗水阶段一样重要。
　　我们认为CASS工艺的运行管理需要把握好污泥的性能，尤其是污泥沉淀性能，因此在曝气阶段和闲置阶段需保证污泥的活性，不定期对污泥取样做沉降性能实验和微生物的镜检。
　　7.处理效果
　　本工程2009年12月底进水运行后，在一年半的运行过程中，不管日进水量多和少都能达到很好的处理效果，水量少时启用的CASS池相应减少，能起到节能的效果。雁山污水处理厂根据不同水量、水质调整运行方式，一年多来本厂污水处理效果稳定，出水各项指标较好，出水COD、BOD5、NH3-N、TN、TP、SS的去除率分别达到88.7%、91.1%、96.5%、81.1%、78.8%、90.9%，均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级B标准。具体进出水水质数据见表2。
　　表2污水处理工程进出水水质对比
　　项目 COD
　　(mg/L) BOD5
　　(mg/L) SS
　　(mg/L) TN
　　(mg/L) NH3-N
　　(mg/L) TP
　　（mg/l）
　　进水 179 108 75 40.7 32.46 4.10
　　出水 24 10 7 7.7 1.14 0.87
　　去除率% 88.7 91.1 90.9 81.1 96.5 78.8
　　8.CASS工艺具有以下优势与特点
　　一年多的运行效果来看，我们认为CASS工艺具有以下优势与特点
　　8.1生化反应推动力大
　　CASS工艺从污染物的降解过程来看，当污水以相对较低的水量连续进入CASS池时即被混合液稀释，因此，从空间上看CASS工艺属变体积的完全混合式活性污泥法范畴；而从CASS工艺开始曝气到排水结束整个周期来看，基质浓度由高到低，浓度梯度从高到低，基质利用速率由大到小，因此，CASS工艺属理想的时间顺序上的推流式反应器，生化反应推动力较大。
　　8.2沉淀效果好
　　CASS工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用，沉淀阶段的表面负荷比普通二次沉淀池小得多，虽有进水的干扰，但其影响很小，沉淀效果较好。当冬季温度较低，污泥沉降性能差时，不会影响CASS工艺的正常运行。在冬季遇到SV%高达80%的情况，只要将沉淀阶段的时间稍作延长，系统运行不受影响。
　　8.3运行灵活，抗冲击能力强，可实现不同的处理目标
　　CASS工艺在设计时已考虑流量变化的因素，能确保污水在系统内停留预定的处理时间后经沉淀排放，特别是CASS工艺可以通过调节运行周期来适应进水量和水质的变比。当进水浓度较高时，也可通过延长曝气时间实现达标排放，达到抗冲击负荷的目的。传统处理工艺虽然已设有辅助的流量平衡调节设施，但还很可能因水力负荷变化导致活性污泥流失，严重影响出水水质。
　　8.4当强化脱氮除磷功能时，CASS工艺可通过调整工作周期及控制反应池的
　　溶解氧水平，提高脱氮除磷的效果。所以，通过运行方式的调整，可以达到不同的处理水质。
　　8.5不易发生污泥膨胀
　　污泥膨胀是活性污泥法运行过程中常遇到的问题，由于污泥沉降性能差，污泥与水无法在二沉池进行有效分离，造成污泥流失，使出水水质变差，严重时使污水处理厂无法运行，CASS反应池中存在着较大的浓度梯度，而且处于缺氧、好氧交替变化之中，这样的环境条件可选择性地培养出菌胶团细菌，使其成为曝气池中的优势菌属，有效地抑制丝状菌的生长和繁殖，克服污泥膨胀，从而提高系统的运行稳定性。
　　8.6剩余污泥量小，性质稳定
　　传统活性污泥法的泥龄仅8－15天，而CASS法泥龄为15-20天，所以污泥稳定性好，脱水性能佳，产生的剩余污泥少。雁山污水厂去除1.0kgBOD产生0.3kg剩余污泥，仅为传统法的60％左右。其原因主要由于污泥在CASS反应池中已得到一定程度的消化，一般不需要再经稳定化处理，可直接脱水。而传统法剩余污泥不稳定，沉降性差，必须经稳定化后才能处置。
　　九.结论
　　采用CASS工艺，污水处理设施布置紧凑、占地省、投资低，CASS工艺的核心构筑物为反应池，没有二沉池及污泥回流设备，不设调节池及初沉池。因此，只要设计合理，与其它方法相比具有一定的经济优势。
　　CASS工艺流程简单，主体池容大，抗冲击能力强，出水水质稳定。运行周期可灵活调整，日处理水量可多可少，各组CASS池可以单独使用，也可组合使用，运行费用少，处理每吨污水电耗0.2度左右，剩余污泥产生量少，节约污泥处理费用，但CASS工艺对各种阀门的质量和设备的自动化程度要求比较高。总的来说，我们认为CASS工艺是一种比较适用于城镇的污水处理工艺，尤其是水量变化大的城镇更实用，CASS工艺一定会得到很大的发展。
　　参考文献：
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