ICEAS 工藝在云南某縣污水處理廠中的應用

張寶偉

(云南省設計院，云南昆明 650228)

間歇循環延時曝氣活性污泥法(Intermittent Cycle Extended Aeration Sludge，簡稱ICEAS)工藝被廣泛用于處理生活污水，其工藝運行方式靈活，將同步去除BOD5、脫氮、除磷的工藝集于一池，省去了初沉池和二沉池，減少占地;無污泥回流和混合液的內循環，能耗低;可通過改變每個周期的時間來緩沖水量、水質的波動，具有較強的適應性。

1 項目概況

祿勸縣污水處理廠設計規模近期6 000m3/d，遠期為12 000m3/d。雨季有部分合流制截留干管截留的雨水匯入，近期高峰流量11 000 m3/d。祿勸縣污水處理廠進水水質參考同規模縣城污水處理廠進水水質設計，設計數值見表1。

表1 祿勸縣污水處理廠一期旱季進水水質

本項目排放標準執行GB 18918-2002城鎮污水處理廠污染物排放標準中一級標準的A標準(見表2)。

表2 祿勸縣污水處理廠設計出水水質

2 ICEAS工藝原理分析

ICEAS反應池由預反應區和主反應區兩部分組成，預反應區容積占總池容的12%左右。預反應區可使系統選擇出適應污水中有機物降解，絮凝能力強的微生物。實現了連續進水(即沉淀期、潷水期間任連續進水)，間歇排水的運行模式。在主反應區由曝氣系統向池內供氧，有機物、污染物被微生物氧化分解，同時污水中的NH3-N通過微生物的硝化作用轉化為NO3-N。在攪拌和沉淀階段，反應池逐漸由好氧狀態向缺氧狀態轉化，開始進行反硝化反應。

ICEAS工藝比傳統的SBR工藝費用更省，自動化管理程度高。

3 各處理單元的設計參數

粗格柵:粗格柵設計兩組，渠道寬0.7 m，高8.10m，近期使用一組。反撈式格柵除污機(粗)，柵條間隙25 mm，安裝角度75°，過柵流速 0.8 m/s。

污水提升泵房:污水提升泵5臺，近期2用1備，單泵流量190 m3/h，揚程14 m，電機功率15 kW。

細格柵:按遠期規模設計，轉鼓式格柵除污機2臺，格柵渠道寬 0.8 m，柵條間距 5 mm，安裝角度 35°，過柵流速 0.8 m/s。

旋流沉砂池:設旋流沉砂池2座，近期使用1座。每座沉砂池直徑2.43 m，采用氣提砂方式排砂，由羅茨鼓風機供氣。

ICEAS反應池:生物反應池設計規模近期6 000 m3/d，共設2組生物反應池。每組反應池的尺寸為33.0 m×12.0m×5.0m，有效水深4.5 m。完整的ICEAS操作周期一般分為曝氣、攪拌、沉淀、潷水4個階段。

調節池:考慮到ICEAS出水為間歇出水，D型濾池為連續進水，則需增設調節池一座，經計算調節池容積為600 m3。

D型濾池:按照最高日平均時流量作為設計規模，即250m3/h。正常過濾速度16.7 m/h，反沖洗水泵和反沖洗風機均單獨設置。

紫外消毒及巴氏計量槽:根據規范，紫外消毒渠設計兩組渠道，近期使用一組，另一組可作為近期備用。巴氏計量槽設計喉寬300 mm。

儲泥池:按照污泥停留時間16 h計算，儲泥池尺寸為5.2×5.2×5.0。為防止磷的釋放，增設曝氣管。

污泥脫水間:帶寬1 m帶式污泥濃縮脫水一體機一臺，濾帶沖洗水由紫外消毒渠出水加壓沖洗。

4 設計優化及注意問題

4.1 ICEAS反應池

1)經過查閱文獻記載，膜管曝氣器氧轉移效率實際運行效果無法達到20%，建議采用8%～12%，本設計采取10%，較為安全。

2)由于縣級污水處理廠基本無法提供污水進水水質，因此對于反應池容積計算，若按照污泥負荷計算偏差較大，因此可按照停留時間計算較為簡單可行，本設計停留時間14.2 h。

3)建議潷水器出水管不用通過渠道出水，而是直接通過管道接入下一個處理單元，這樣可節省水頭損失0.5 m左右。

4.2 調節池

祿勸污水處理廠近期只運行兩座ICEAS反應池，則每個運行周期仍然僅2 h潷水，則需通過增設調節池來調節水量，以此滿足D型濾池的連續運行。調節池容積為潷水器最大潷水量與D型濾池處理規模的差，通過計算調節池容積為600 m3。

增設調節池后，深度處理構筑物(D型濾池和紫外消毒池)設計規模均為平均時流量，不需考慮變化系數的影響，土建和設備投資可節省40%投資。

4.3 D 型濾池

由于祿勸污水處理廠出水標準為一級A標，因此需要增加深度處理設施。我國在污水深度處理中一般都采用混合→反應→沉淀→過濾的傳統工藝來進行總磷與懸浮物的進一步去除。

本著節省投資的原則，采用微絮凝過濾工藝，微絮凝過濾是省去沉淀過程而將混凝與過濾過程在濾池內同步完成的一種接觸絮凝過濾工藝。為使投加的絮凝劑能同水均勻混合，本工程采用管道靜態混合器。靜態混合器是利用在管道內設置多節固定式分流板使水流成對分流，同時又有交叉入旋渦反向旋轉，以達到混合效果。通過計量泵將絮凝劑投加入管道混合器進行絮凝反應。根據實際經驗，微絮凝反應時間為30 s時，藥劑能夠充分反應，絮凝效果最佳，時間較短時微絮體還未很好形成，時間太長會導致礬花絮體較大，增加了后續過濾反沖洗次數。調節池出水泵流量為250 m3/h，出水管管徑為350 mm，經計算管道流速為0.69 m/s，為了達到30 s反應時間，出水管管道長度應大于21 m。

4.4 鼓風機房

目前，鼓風機的電耗占污水廠的總運行電耗的60%左右，因此污水處理廠選用何種形式的風機是一個非常重要的問題。

風機的種類主要有羅茨風機和多級離心風機。本工程針對目前污水廠應用較多的羅茨風機、多級離心風機和單級離心風機進行比較選擇。

同時ICEAS反應池為連續進水，即水量和水質是連續波動的，則反應池所需風量也應實時變化。本設計多級離心風機采用變頻調速技術，電耗基本上與流量同步變化。對于中小型污水處理廠，選擇變頻調速多級離心機，具有較高的節能效果，運行費用低。

5 結語

祿勸縣污水處理廠設計規模近期6 000m3/d，遠期為12 000 m3/d。針對實地污水情況，設計采用ICEAS工藝，并對該工藝進行了優化設計，經過近兩年的運行調試，污水廠出水水質完全達到設計要求。

［1］ 張立秋，張可方，李淑更，等.ICEAS反應器處理城市污水最優工況［J］.水處理技術，2006(5):58-60.

［2］ 劉 波，劉云紅.ICEAS工藝在昆明市第四污水處理廠的應用［J］.給水排水，2006(3):11-15.

［3］ 劉艷東，劉如峰，李洪靜.ICEAS工藝脫磷除氮的影響因素［J］.水處理技術，2007(4):57-59.