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摘要：概述了北京航天城污水處理廠工程概況和工藝概況，重點介紹了工程調試及試運行情況，最后結合實際對cass工藝特點談了自己的看法。

關鍵詞：城市污水cass工藝工程調試潷水器

casswastewatertreatmentprocessforbeijingspaceflightcenter

abstract:theengineeringsituationandtechnologicalprocessespeciallytheset-upandtrialrunningofbeijingspaceflightcenterwtparepresented.finallysomepersonalviewsonthespecialcharactersofcyclicactivatedsludgesystem(cass)processaredescribedpractically.

0概述

北京航天城污水處理廠是跨世紀國家重點工程的配套設施。該污水處理廠分兩期建設，一期工程于1996年12月破土動工，至1998年4月建成并投入設備調試及試運行，7月29日經(jīng)北京市環(huán)保局驗收后轉入正常運轉。近期排放污水量7200m3/d，遠期14400m3/d。廢水主要包括生活污水、工業(yè)廢水'''');">工業(yè)廢水和醫(yī)院污水，各自所占比例為81.5%、18.0%、0.5%，其污水主要是生活污水，主要污染物包括：有機物、懸浮物和油類等。設計進出水水質及排放標準(北京市綜合廢水排放二級標準)見表1。

表1設計進出水水質及排放標準

項目cod

/mg/lbod5

/mg/lss

/mg/lph礦物油

/mg/l

進水3502502206.5～8.55.8

出水＜50＜15＜306.0～8.5＜3

排放標準6020506.0～8.54

1工藝概況

1.1工藝簡介

在大量文獻調研基礎上，通過方案篩選，我們選用周期循環(huán)活性污泥法(cyclicactivatedsludgesystem，簡稱cass)。該工藝最早是美國川森維柔廢水處理公司1975年研究成功并推廣應用的廢水處理技術專利。為將該工藝引進、消化，探討適合我國國情的新型污水處理工藝，總裝備部工程設計研究總院環(huán)保中心于1994年在實驗室進行了模擬試驗研究，并成功地應用于北京航天城污水處理廠。

1.2工藝流程

污水處理廠高程布置如圖1所示。污水中含有較大顆粒的懸浮物和漂浮物，經(jīng)過格柵截留，除去上述污染物，防止后續(xù)處理構筑物管道、閥門和水泵機組堵塞。污水經(jīng)集水池用潛污泵抽至沉砂池，在沉砂池中可除去比重較大的無機顆粒，污水經(jīng)沉砂池后由配水管自流進入cass池進行生物處理，出水達標后，部分用作農(nóng)田灌溉或池塘補充水，剩余部分排放。

圖1北京航天城污水處理廠高程布置圖(數(shù)字的單位為m)

cass池是污水處理廠的核心，它在sbr的基礎上前部設置了生物選擇區(qū)，后部安裝了可升降的自動潷水器，曝氣、沉淀、排水均在同一池子內周期性循環(huán)進行。生物選擇區(qū)和主反應區(qū)之間由隔墻隔開，污水由生物選擇區(qū)通過隔墻下部進入主反應區(qū)，托動水層緩慢上升。整個cass池平面24m×24m，主反應區(qū)和預反應區(qū)長度分別為19.25m和3.75m，寬度方向分4格，每格可獨立運行，池深5m，有效水深4.5m(污泥區(qū)高1.3m，緩沖區(qū)高1.7m)，活性污泥界面以上最小水深為1.34m，每周期排水比約為1/3，cass反應池構造簡圖示于圖2。

圖2cass反應池構造簡圖

2工程調試和試運行

污水處理廠調試及試運行是污水處理工程建設的重要階段，是檢驗污水處理廠前期設計、施工、安裝等工程質量的重要環(huán)節(jié)。設備安裝完工后，按單體調試、局部聯(lián)合調試和系統(tǒng)聯(lián)合試運轉三個步驟進行。污泥的培養(yǎng)馴化采用接種培養(yǎng)法，具體是在cass池中加入其它污水處理廠濃縮脫水后的污泥，悶曝24h，此后每天排出部分上清液并加入新的污水，逐步加大負荷，此階段不排泥。培養(yǎng)期間應通過鏡檢密切觀察cass池中微生物相的變化；同時進行進、出水水質及反映活性污泥性能指標的測定，包括：sv、mlss、svi、cod、bod5等。隨著微生物培養(yǎng)時間的增加，檢測到污泥中有大量活躍的原生動物和少量的后生動物，此時svi＝80ml/g～100ml/g，sv＝18%～20%，mlss＝1200mg/l～1800mg/l，表明活性污泥培養(yǎng)基本成功。此階段完成后即可進入污水廠全面試運行階段。

污水廠試運行是指在滿負荷進水條件下，優(yōu)化、摸索運行參數(shù)，取得最佳的去除效果，同時對工程整體質量進一步全面考核，為今后長期穩(wěn)定運行奠定基礎。此階段大致包括以下幾方面工作：潷水器控制參數(shù)的確定，cass池運行周期及曝氣、沉淀、排水、閑置時間的分配，自控系統(tǒng)的校正、污泥脫水過程中混凝劑的投加量等。

2.1潷水器控制參數(shù)的確定

cass工藝的特點是程序工作制，可依據(jù)進、出水水質變化來調整工作程序，保證出水效果。潷水器是cass工藝中的關鍵設備，工程采用的潷水器是我院環(huán)保中心和四達水處理公司在模擬試驗基礎上開發(fā)成功的新型潷水設備。該潷水器采用絲杠套筒式，通過電機的運動，帶動絲杠上下移動，從而帶動連接于絲杠末端的浮動式潷水堰，完成潷水過程。

每次潷水階段開始時，潷水器以事先設定的速度首先由原始位置降到水面，然后隨水面緩慢下降，下降過程為：下降10s，靜止?jié)?0s，再下降10s，靜止?jié)?0s…，如此循環(huán)運行直至設計排水最低水位，通過潷水器的堰式裝置迅速、穩(wěn)定、均勻地將處理后的上清液排至排水井，潷水器下降速度與水位變化相當，排出的始終是最上層的上清液，不會擾動已沉淀的污泥層。潷水器上升過程是由低水位連續(xù)升至最高位置，即原始位置，上升時間通過調試摸索確定。潷水器在運行過程中設有限位開關，保證潷水器在安全行程內工作。調試工作主要是根據(jù)進出水水質及水量來探索潷水器的排水時間、潷水器最佳下降速度及排水結束后潷水器的上升時間。

2.2cass池運行周期的確定

根據(jù)實驗室小試結果，原設計的cass池運行周期是4h，其中曝氣2h，沉淀1h，排水1h。調試過程中發(fā)現(xiàn)原水濃度比設計原水濃度低，有必要根據(jù)實際廢水水質情況來確定運行周期，根據(jù)進出水水質指標適當調整周期中各階段時間的分配，如適當減少曝氣時間、延長沉淀時間等，這樣在保證出水水質的情況下節(jié)省了能耗。污水廠實際運行周期仍是4h，其中曝氣1.5h，沉淀1h，排水1h，閑置0.5h。

2.3自控系統(tǒng)的校準

cass工藝之所以在國外得到普遍應用，得益于自動化技術的應用。北京航天城污水處理廠根據(jù)工藝流程與廠區(qū)設備分布狀況，自動控制采用集散式控制系統(tǒng)，由我院環(huán)保中心與北京研華公司合作研制。整套控制系統(tǒng)采用現(xiàn)場可編程控制(plc)與微機集中監(jiān)控，在污水提升泵房、4座cass池及污泥脫水機房各設置1臺現(xiàn)場控制機(可手動控制)；在中心監(jiān)控室設有1臺工控機和模擬顯示屏。現(xiàn)場控制機獨立完成相應的參數(shù)設置、數(shù)據(jù)顯示、自動控制、數(shù)據(jù)通信等全功能，中央控制計算機通過工業(yè)現(xiàn)場總線向各現(xiàn)場控制機傳輸和采集數(shù)據(jù)，并可根據(jù)進、出水水質變化適當調整工作程序，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。模擬顯示屏顯示工藝全過程的數(shù)據(jù)與狀態(tài)。

2.4運行結果

從每天監(jiān)測的水質情況看，cass工藝經(jīng)過上述各階段的調試和試運行，取得了良好效果。進水水質：codcr＝70mg/l～80mg/l，bod5＝30mg/l～35mg/l，ph＝6.8～7.5；出水經(jīng)常保持在codcr＝20mg/l以下，bod5=7mg/l左右，svi＝80ml/g～100ml/g，sv=18%～20%，ph＝6.8～7.5，優(yōu)于國家排放標準。

cass工藝產(chǎn)生的污泥量較少，污泥性質穩(wěn)定，具有良好的沉降、絮凝、脫水性能。調試至今半年過去了，未發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象，這樣更從實踐上驗證了cass工藝的優(yōu)越性。

3cass工藝的特點

從北京航天城污水處理廠的運行實踐來看，cass工藝與其它污水處理工藝相比確實是一種先進實用的工藝。具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)此工藝建設費用低，與常規(guī)活性污泥法相比，省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流設備，工藝流程簡潔，建設費用可節(jié)省10%～25%，占地面積可減少20%～35%。

(2)運轉費用省。由于曝氣是周期性的，重新開始曝氣時，氧濃度梯度大，傳遞效率高，節(jié)能效果顯著，運轉費用可節(jié)省10%～25%。此外，本工程采用水下曝氣機代替?zhèn)鹘y(tǒng)鼓風機曝氣，消除了噪音污染。

(3)有機物去除率高，出水水質好。

(4)管理簡單，運行可靠，能有效防止污泥膨脹。與傳統(tǒng)的sbr工藝相比，cass最大的特點在于增加了一個生物選擇區(qū)，且連續(xù)進水(沉淀期、排水期仍連續(xù)進水)，沒有明顯標志的反應階段和閑置階段。設置生物選擇區(qū)的主要目的是使系統(tǒng)選擇出良好的絮凝性生物。

據(jù)有關資料［1］介紹，污泥膨脹的直接原因是絲狀菌的過量繁殖。由于絲狀菌比菌膠團的比表面積大，因此，有利于攝取低濃度底物。而一般絲狀菌的比增殖速率比其它細菌小，在高底物濃度下菌膠團和絲狀菌都以較大速率降解底物和增殖，但由于菌膠團細菌比增殖速率較大，其增殖量也很大，從而占優(yōu)勢。所以cass池首端設計合理的生物選擇區(qū)可以有效地抑制絲狀菌的生長和繁殖，克服污泥膨脹。

(5)控制系統(tǒng)設計緊密結合cass工藝特點，管理簡單，運行可靠。cass工藝要求周期性地對相關設備進行控制，在系統(tǒng)設計與軟件編程上我們采取了以下做法：①潷水器的潷水量采用了準pwm法，即在排水進程潷水器間歇下降，由于下降時間與間歇時間均可方便設定，實現(xiàn)了非調速潷水機潷水量的控制；②監(jiān)控室內可方便地設定曝氣量；③采取了超低水位進程暫停、超高水位聲光報警等較完備的保護措施。④污水提升泵采用自動循環(huán)備用的自控模式，使每臺泵的運行幾率盡可能相同；避免了自動備用方式造成的主泵過度運轉。日處理量7200m3/d的北京航天城污水處理廠，需操作管理工5～8人，而我國相同規(guī)模采用傳統(tǒng)污水處理工藝則需操作管理工30人以上。

(6)污泥產(chǎn)量低，性質穩(wěn)定。

參考文獻

1王福珍.污泥膨脹問題與序列間歇式活性污泥法.中國環(huán)境科學，1995，15(2)：131～134