循環(huán)式活性污泥法污水處理廠的設計及運行

馬超

【摘 要】本文通過簡要介紹循環(huán)式活性污泥法在污水處理廠的設計和運行，并針對運行和設計中經(jīng)常遇到的問題進行了簡要分析，為城市化進程中的污水處理提供借鑒，并希望同行能夠針對筆者提出的相關觀點給予指正。

【關鍵詞】污水處理廠；CSAT工藝；設計細節(jié)；探討 1.循環(huán)式活性污泥法的原理與特點

循環(huán)式活性污泥法又叫CAST工藝，這是在原有工藝的基礎上通過生物選擇池和進行污泥回流改進設施，對處理時序進行系列調(diào)整的工藝，通過實踐證明，循環(huán)式活性污泥法比原有的處理工藝更具有可靠性和處理效率，循環(huán)式活性污泥法講污染物降解在時間上有效的予以推薦，形成了一個好氧——缺氧——厭氧的交替過程，具有很多優(yōu)點與傳統(tǒng)模式相比，簡單說其特點主要有：操作工藝流程相對簡單，大大減少了處理的構筑物；具有更強的承受水量和水質(zhì)變化的能力，因為其采用了完全的混合式和推流式的曝氣池這樣的設置；可以人為調(diào)節(jié)曝氣和間歇時間，已達到污水在反應池中的厭氧與好氧的交替，便于脫氮除磷，也便于控制絲狀菌類的生長，最為明顯的優(yōu)勢就是循環(huán)式活性污泥法是通過間歇運行的，這樣可以避免設備閑置，避免頻繁啟停的損害，造成不必要的維修成本。

2.設計進，出水水質(zhì)

我們都知道污水處理廠所處理的污水主要分為生活污水和經(jīng)過預處理過的工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水，所以處理的污水大多含氮磷比較高，且出水水質(zhì)必須達到國家一級B類水質(zhì)標準。根據(jù)這一進出水水質(zhì)要求，循環(huán)式活性污泥法更加適用于當前的污水處理需求。

3.工藝設計

3.1工藝流程

循環(huán)式活性污泥法在處理過程中，其工藝流程大致為，通過粗細兩種柵欄除去較大的漂浮物，再通過沉砂池去除較大的無機顆粒，再通過循環(huán)式活性污泥處理工藝去除污水中的有機物。這一流程看似簡單，但是卻容不得半點馬虎，因為處理量相對較大，每一個環(huán)節(jié)做得不好都直接導致著水質(zhì)的不達標或者造成經(jīng)濟的浪費。

3.2主要構件設備

粗格柵及進水泵房。粗格柵與進水泵房合建，粗格柵柵寬1.0m，柵距20mm，安裝角度70°，共兩套，粗格柵配套無軸螺旋輸送機。細格柵及旋流沉砂池。細格柵與旋流沉砂池合建，設備按3.0萬m3/d安裝。細格柵柵寬0.9m，柵距5mm，安裝角度50°。

配水井。配水井為四座CAST池配水，閘門全部安裝到位。

CAST池。采用CAST反應池，每池平面尺寸61.5m×18.0m，池深6m，有效水深5m，單池有效容積5500m3。

紫外消毒間。設兩條渠道，尺寸L×B×H=6.6m×3.06m×0.6m，設兩個UV3000PLUS型紫外消毒燈組，光照接觸時問16s，水流流速0.3m/s，有效劑量≥20mJ/cm2。

污泥濃縮脫水間。剩余污泥量460.3m3/d、初沉池污泥量為165m3/d，采用帶式濃縮脫水一體機兩臺，處理量為60m3/h，污泥濃縮脫水前投加PAM。

4.調(diào)試運行

4.1活性污泥培養(yǎng)

生化池的接種污泥大多來自附近污水廠的二沉池，采用間歇培養(yǎng)的方式。第一階段，污水投配率為30%，投加一定量活性污泥和實驗室馴化后有選擇性處理能力的菌種，再投加營養(yǎng)物質(zhì)，保證BOD5：N：P大約在100：5：1，控制pH為7.5～8.0，溫度為20～C以上，DO為3～4mg/L；第二階段，污水投配率增加到70%～80%，操作同第一階段；第三階段，污水投配率增加到90%～100%。

4.2工藝調(diào)控

4.2.1 SS的去除

污泥培養(yǎng)起來以后（MLSS達到2000mg/L），SS處理指標基本可以達到設計出水要求?？刂婆拍啵筍VI高于40，泥齡在35～40d以下，保證污泥不老化，有良好的吸附性能；控制沉淀加潷水時間，合計時間在1.5～2h，保證了良好的泥水分離效果；運行時曝氣池溶解氧平均值控制不高于3mg/L，避免污泥含氧量較高或由于異常進水原因，生成泡沫影響了污泥的有效沉淀。

4.2.2 COD的去除

調(diào)試時控制溶解氧平均值在1.5～2mg/L，確保提供足夠的溶解氧降解COD中的可生化部分；調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，如污泥濃度低于4500mg/L后，出水COD明顯上升?？刂品磻刈罡咚粫r曝氣混合液污泥濃度在4500～5500mg/L。設計反應最高水位時曝氣混合液污泥濃度為3400mg/L?？刂婆拍?，使SVI高于40，保證活性污泥良好的吸附性能以保證COD中不可生物降解部分得到有效去除。控制沉淀加潷水時間，合計時間在1.5～2h，確保污泥得到有效的泥水分離，降低出水 含量以降低出水COD濃度。在上述條件下，控制每個周期的曝氣時間為2.5h（出水COD可以控制在40mg/L以下），曝氣時間為2h左右，出水COD則在50～60mg/L上下；來水中含有高濃度COD以及高濃度氨氮及的成分不明的廢水，或COD去除效果不佳時，將接觸反應區(qū)的功能作為好氧區(qū)使用；開啟生物選擇區(qū)曝氣器閥門；將反應池平均溶解氧值控制在2mg/L左右。

4.2.3氨氮的去除

氨氮進水經(jīng)常超過設計標準，調(diào)試初控制溶解氧平均值不低于1.5～2Mg/L，嚴格控制排泥，泥齡要求在25～30d，控制反應池最高水位時曝氣混合液污泥濃度高于4500～5500mg/L，每個反應周期的曝氣時間控制2.5h左右，但效果不是很理想。為了對氨氮進行有效處理，進一步采取了的工藝控制：將接觸反應區(qū)的功能改變?yōu)楹醚鯀^(qū)，將反應池平均溶解氧值控制在2mg/L左右，減少排泥，延長污泥齡至30d以上，污泥濃度控制5500mg/L，增加回流比至40%，降低進水負荷，污泥負荷控制在0.02kgBOD5/kg MLSS，延長CAST反應系統(tǒng)每周期的調(diào)試時間，將進水，曝氣時間延長至144min經(jīng)過調(diào)整后氨氮的去除效果明顯。

4.2.4 磷的去除

為提高生物除磷效果，調(diào)試時作出以下調(diào)整。將接觸反應區(qū)的曝氣支管開度調(diào)整至最小，溶解氧在0.5mg/L左右。調(diào)整回流比，將回流比控制在17% ，以降低生物選擇區(qū)和接觸反應區(qū)的分子氧。增大進水量，加大剩余污泥排放量，使活性污泥系統(tǒng)的污泥負荷保持在0.1kg以上，并將污泥齡控制在25d以下。受到COD、氨氮等指標處理要求的制約以及生物處理的碳源不足，BOD5， 值為15.68因此試調(diào)試過程中不能達到預期的處理效果，生物除磷效果不佳。生物除磷系統(tǒng)不能對總磷達到有效的去除，為使出水總磷達到設計要求，調(diào)試組進行了化學加藥除磷的調(diào)試?；瘜W加藥除磷按照設計建議，采用FeSO4.7H20為沉析藥劑，采用同步沉析法在CAST反應池的進水/曝氣階段對CAST反應池的主反應區(qū)進行加藥除磷。由于污水廠調(diào)試進水各指標嚴重超標，對工藝參數(shù)的調(diào)整及調(diào)試措施經(jīng)過了比較長時間的摸索，經(jīng)過3個月左右的調(diào)試后，整個處理工藝連續(xù)進水，能夠正常運行，經(jīng)監(jiān)測處理水質(zhì)完全達到設計要求。

5.結語

城市的發(fā)展離不開污水處理廠默默奉獻，但是建設一個新的污水處理廠往往費用都是花費巨額的，建好以后每年的維護費用也多不是一個小數(shù)目，所以進行科學合理的設計是必不可少的，通過對污水處理廠的循環(huán)式活性污泥系統(tǒng)的設計我們總結了幾點需要注意的地方，其一，就是在調(diào)試前一定要對所有的設備和管道進行系統(tǒng)的檢查，對雜物進行徹底清理，避免垃圾和雜物擁堵水管，給以后的運行造成不必要的麻煩，特別是不能放過水下設備的檢查，這些檢查別想再調(diào)試前進行，并確保無污染物。其二，要加強在培菌初期的管理，當曝氣池出現(xiàn)泡沫的時候給予足夠的重視，避免泡沫涌出污染走道和現(xiàn)成儀表，這一現(xiàn)象幾乎是培菌初期必然發(fā)生的現(xiàn)象，一旦發(fā)生這種現(xiàn)象只需要給生化池投入一定量的污泥或者對溶氧量進行有效控制都可以緩解，其三，為了有效減少鼓風機送風量的大小進行調(diào)節(jié)過程中繁瑣的人力勞動，可以根據(jù)實際情況進行變頻控制，實行智能化調(diào)控，讓生化池通過智能監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)實際需求自動送風。最后一點在調(diào)試運行過程中如果遭遇雨雪天氣可以根據(jù)實際進水情況來調(diào)節(jié)運行周期，避免出現(xiàn)曝氣時間與曝氣量方面的問題，做到這兩方面的協(xié)調(diào)一致，不僅對于水質(zhì)控制有重要作用也符合現(xiàn)階段節(jié)能減排的發(fā)展趨勢。