污水處理廠CASS 工藝的調試與運行

陳華柳

（瀚藍環境股份有限公司 廣東佛山 528200）

1 工程概況

佛山市某污水處理廠遠期規模為27.5×104m3/d，分五期建設。一期工程處理規模為5×104m3/d，于2002年10月開始建設，2005年12月正式投入運行，處理工藝為威立雅水務集團的專利技術——曝氣生物濾池工藝。一期工程部分預處理構筑物及尾水消毒接觸池、儲泥池已考慮二期的建設規模，污泥脫水機房土建工程已按總規模建設。

二期擴建工程的處理規模為5×104m3/d，2008年2月開始土建工作，2009年1月開始調試運行。與工程規模配套的污水管網工程也已同步實施建設。

二期工程設計進、出水水質（見表1），出水執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的一級B標準。

表1 二期工程設計進、出水水質

2 工藝流程

一期工程處理工藝為曝氣生物濾池，運行效果顯示，該工藝具有良好的有機物去除和除磷效果，但脫氮和抗沖擊負荷能力較弱，且池體構造復雜，給施工帶來不便，建設期較長，土建費用高，因此二期工藝不再沿用曝氣生物濾池。結合污水處理廠的水質、水量、和遠期征地等具體條件，二期工程采用具有良好的脫氮除磷效果，抗沖擊負荷強，池體結構簡單，施工建設期短，投資較少，并可根據水質水量變化靈活調整運行工況的CASS工藝[1]。

污水處理CASS工藝流程見圖1。

圖1 污水處理廠二期工藝流程圖

循環式活性污泥法實質是將可變容積的活性污泥工藝過程與生物選擇器原理有機結合的SBR工藝[2]。本工程CASS反應器由三個區域組成：生物選擇區、預反應區和主反應區。生物選擇區是設置在CASS前端的小容積區，通常在厭氧或缺氧條件下運行。預反應區具有輔助生物選擇器對進水水質水量變化的緩沖作用，還具有促進磷的進一步釋放和強化反硝化的作用[3]。CASS工藝的連續進水模式在一定程度上破壞了SBR的時間上的推流特點，因此前置生物選擇池和預反應區，使得連續進水的CASS工藝獲得空間上推流的特點，在不同的反應區域形成不同的生物相，有利于控制污泥膨脹和提高處理效率[4]。

3 工藝調試

二期構筑物于08年12月底通過驗收，活性污泥培養從1月10日開始。根據一期實際進水水質情況，平均CODcr為120mg/L，BOD5為50mg/L，大大低于設計值，不利于微生物的快速繁殖。鑒于CASS工藝的特點，我們采取滿負荷連續培菌法，將CASS池注水至設計水位，悶曝24h，之后按照設計水位潷水，進水。采用8h為一周期，其中曝氣6h，沉淀1h，潷水40min，閑置20min，曝氣期間控制DO為2~4mg/l，期間逐漸縮短曝氣時間至2h，每周期為4h。

圖2為活性污泥濃度增長曲線。培菌的初期，污泥量增長緩慢。因此擬接種培菌，由于鄰近的桂城污水處理廠干污泥量有限，我們只接種了1#、2#CASS池。由曲線可看出，連續投加干污泥后MLSS約為1500mg/L，而3#、4#CASS池MLSS上升為500mg/L左右。接種污泥一星期后，1#、2#CASS池MLSS均有所下降，可能接種的污泥有部分死亡或隨出水流失了。之后的20d，污泥濃度上升很快，到培菌第49d，1#、2#CASS池的MLSS約為3000mg/L。第75d，3#、4#池MLSS也達到了3000mg/L。此時的污泥呈黃褐色，沉降性能良好，SV30值在15%左右。鏡鑒發現有鐘蟲，并有少量的后生動物輪蟲出現。這表明，系統內活性污泥已培養成功。

圖2 CASS 池污泥濃度增長曲線

4 運行效果及經濟分析

4.1 運行效果

污水處理廠二期于3月25號交由廠方運行。運行控制參數如下：

①采用連續進水方式，每周期4h，其中曝氣2h，沉淀1h，潷水50min，閑置10min。

②對DO的控制，生物選擇池在0.3mg/L以下，預反應區在1mg/L左右，主反應區為2~3mg/L，最高可達到8mg/L。

③混合液回流比為20%~30%，全程不間斷回流。

④對剩余污泥系統的控制，采用MLSS兼顧SVI來指導排泥。具體操作是MLSS大于4000mg/L時，增大剩余污泥排放量，小于3000mg/L時，減小排泥量，同時SVI控制在50~120ml/g的范圍內。

目前，二期系統處理水量穩定在(4~4.5)×104m3/d，系統2009年4月和5月的進、出水水質如表2所示。

表2 二期工程進、出水水質

TN的去除率較低，由進水有機物濃度低，生化池DO偏高，缺氧反硝化效率不高所導致。出水TP超標一次，可能為進水BOD5太小，碳源不足、厭氧釋磷不充分所導致。二期工程設計了物化輔助除磷，以備原水碳源不足時投入使用，以強化除磷效果。

4.2 經濟分析

二期工程不設獨立計電表，因此計算二期耗電量必須從總電耗中扣除一期電耗量。一期滿負荷穩定運行時單位電耗為0.179kW·h/m3，即結合總電耗和一、二期的處理水量可算得二期單位電耗為0.200kW·h/m3；同理，可由總泥量及一期產泥率0.26m3/km3(含水率80%)推算得二期CASS工藝產泥率為0.17m3/km3。二期工程平均直接生產成本為185元/km3(電費、氯氣和PAM費，2009年5月價格)，一期工程的直接生產成本為224元/km3(電費、氯氣、PAM和PAC費，2009年5月價格)，可見，CASS工藝因為沒有物化段，在運行成本上比曝氣生物濾池具有較明顯的優勢。

5 結語

①該CASS工藝工程設計合理，處理后出水達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的一級B標準。

②在進水濃度較低時，接種培菌需50天左右。另外，接種培菌比自然培菌用時可縮短1/3。

③由于進水水質參數嚴重小于設計值，工程投入運行后，主反應區內DO值常為5~7mg/L，影響了反硝化，TN的去除效率較低，后期運營管理中應注意控制曝氣量，必要時補充碳源。

④CASS工藝沒有物化段，污泥產量較小，處理成本低于曝氣生物濾池工藝。

[1]田立江,姚志彬.SBR工藝與CASS工藝的比較[J].江蘇環境科技,2003,16(2):14-15.

[2]張自杰.排水工程下冊[M].北京:中國建筑工業出版社,2000.

[3]王秋艷,林華東.CASS工藝在重慶某污水處理廠的應用[J].市政工程,2008,26(6):26-27.

[4]常江.朔州市污水廠CAST工藝調試和運行[D].山西:太原理工大學,2008.