CASS深度處理法在城市污水處理中的應用

葉一林

（深圳市寶安區環境科學研究所，廣東深圳512600）

CASS深度處理法在城市污水處理中的應用

葉一林

（深圳市寶安區環境科學研究所，廣東深圳512600）

城市污水處理在解決和緩解城市日益加重的水污染問題上發揮著巨大作用，因此，采用科學的污水處理工藝是十分重要的。結合具體的工程實例，對一期工程處理效果不理想的情況進行升級改造，采用了CASS深度處理法進行城市污水處理，旨在確保出水水質達到一級A標準，提高污水處理效果的穩定性，以供相關人員參考。關鍵詞：污水處理；CASS工藝；深度處理；工藝設計

1 工程背景

某污水處理廠建設規模為4×104m3/d，其中，一期工程（2×104m3/d）采用一體化氧化溝工藝結合深度處理工藝，設計出水水質為《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）中的一級A標準。在實際運行中存在如下問題：①污水廠一期設備老化嚴重，不能連續穩定運轉；②一期一體化氧化溝及氧化溝兩側的沉淀區生化效果和水力條件不理想，導致處理能力下降，出水效果不理想。根據污水處理廠所管轄區域的經濟發展，以及城市建設規劃與方針，擬對一期工程實施升級改造。

改造前該污水處理廠采用的工藝流程如圖1所示，其中，二期工程（2×104m3/d）生物處理采用A2O工藝。

圖1 改造前污水處理廠工藝流程

一期氧化溝出水與二期A2O出水混合后進入后續深度處理系統。此次改造工程針對一期工程，規模為2×104m3/d，變化系數K＝1.41.改造工程的設計進、出水水質見表1.

表1 設計進、出水水質（單位：mg/L）

2 升級改造工藝方案

2.1 處理工藝的選擇及說明

污水來源為該地城區生活污水和部分工業廢水。需要對原一期氧化溝進行工藝改造，并加裝深度處理系統，使出水水質穩定達標排放。在實際中，需考慮如下3方面：①合理配置預處理設備，充分考慮因污水的變化系數造成的水力沖擊；②改造工藝的選擇，不僅需改變沉淀效果不佳的現狀，同時還需確保滿足污水脫氮除磷的需要；③由于進水水質、水量的波動性，所選工藝應具有一定的抗沖擊負荷能力，設計污水處理裝置能在不同工況下自動調節負荷，使裝置始終在最理想、最經濟點運行。

考慮到實際情況，并綜合技術性能及經濟性指標，此次改造采用CASS工藝，可以使污水中有機物及氨氮得到有效降解。為了確保出水達標，在生化處理后設置深度處理工藝。

2.2 CASS工藝

與其他SBR工藝相比，CASS工藝的特點有：①設置生物選擇區，可以抑制絲狀菌繁殖，防止活性污泥膨脹；②在泥齡足夠、缺氧的條件下具有一定的脫氮效率；③具有很好的除磷功能，在選擇器中有較多的碳源可用于聚磷菌釋磷，對于C/N、C/P比值不是過低的污水具有一定的除磷作用。

2.3 離子型酶促填料

離子型酶促填料的生產采用了纖維紡絲、針刺、起毛、熱定型等一系列工藝，實現了填料的“雙層膜”和“空隙層”的特殊結構，從而具有比表面積大、孔隙率高的特點。經檢測，比表面積大于1 000 m2/m3，孔隙率達到0.98，均大幅超過同類填料的性能。離子型酶促填料在加工過程中經過離子化材料改性及親水高分子共混改性，表面帶正電荷，這將使微生物在載體表面附著，固定過程更加容易進行。離子型酶促填料在保證比表面積大的前提下，有較好的機械強度，在水力剪切作用過程及載體之間的摩擦碰撞過程中不會發生破損。

2.4 微孔曝氣系統選擇

微孔曝氣器主要有剛玉曝氣器、膜片盤式曝氣器、膜片球冠式曝氣器、膜片管式曝氣器、膜片懸掛式（鏈式）曝氣器等。經過綜合比較，并根據工程實際運行情況，本項目選用膜片管式曝氣器。

2.5 深度處理系統

為了確保出水達標，在生化處理后設置離子纖維濾布濾池系統去除水中磷、COD、BOD5、SS。本濾池采用專用濾布，具有能耗低、濾速高、處理能力強、出水水質好、占地面積小、運行維護簡單可靠、可靈活設置處理單元、滿足不同水量選型要求等優點，結合化學除磷措施，可使出水水質從一級B達到一級A標準，滿足污水處理廠升級改造需求。該離子纖維濾布濾池主要由纖維濾片、集水干管、移動吸泥系統、排泥槽等組成。其中，濾片包括專用離子纖維濾布和濾布支架。沖洗采用移動式線狀吸洗，洗過的斷面可立即進入過濾狀態，無需存儲沖洗用水。

2.6 升級改造工藝流程

改造后的工藝流程充分利用原一期構筑物，將原氧化溝改造為CASS反應池。CASS反應池出水與原A2O二沉池出水混合后進入深度處理系統。深度處理系統中原V型濾池重建為離子纖維濾布濾池，同時新增一座鼓風機房、一座中間水池。

3 升級改造工藝設計

3.1 預處理設施

3.1.1 提升泵房

設計流量為4×104m3/d，集水井設計有效水深為8 m。更換設備：潛水排污泵共5臺（4用1備），流量為600 m3/h，揚程為120 kPa，功率為37 kW；手動電動式渠道鋼閘門（啟閉機）4臺；超聲波液位計1套，測量水深為0～10 m；液位開關1套。

3.1.2 細格柵

設計有效水深為0.6 m，60°安裝。

更換設備：水平無軸螺旋輸送機1臺，輸送長度為5 m；超聲波液位計1套，測量水深為0～1.5 m；現場電控柜1套。

3.1.3 旋流沉砂池

設計2座，單座設計水量為2×104m3/d。

更換設備：砂水分離器1套；旋流除砂機2套；手動電動式渠道鋼閘門（啟閉機）4臺。

3.2 CASS生化反應系統

CASS生化反應系統的主要作用是去除污水中的有機物，經附著在離子型酶促填料上的微生物及懸浮生長的微生物對污水中有機物、氨氮進行降解。設置2座并聯運行的CASS池，交替循環，以便使系統可以連續處理污水。每座CASS池中均設置2個區，第一區為生物選擇區，第二區為主反應區，污水首先進入生物選擇區，然后再進入主反應區。設置生物選擇區的目的是防止系統出現污泥膨脹和保證磷在選擇區中釋放。在主反應區內完成去除有機物、硝化/反硝化等生物處理過程，沉淀后清水由潷水器潷出。每座池內設剩余污泥泵1臺，將剩余污泥輸送至污泥貯池。每池另外設置污泥回流泵1臺，將回流污泥輸送到前端的生物選擇區，回流比為20%左右。

3.3 深度處理系統

3.3.1 中間水池

設計中間水池的主要作用是對CASS池出水進行調節，保證后續構筑物的連續運行。設計有效水深為4 m。

主要設備：濾池提升泵3套（2用1備），流量為450 m3/h，揚程為100 kPa，功率為22 kW；超聲波液位計1套，測量范圍為0～10 m；液位開關1套。

3.3.2 絮凝反應池

本單元采用垂直軸式絮凝反應沉淀池，可以適應水量變化且水頭損失小。共設2座反應池，每座絮凝池分3格。有效水深為3.5 m。

主要設備：垂直軸式機械攪拌機6臺，功率為0.37 kW；管道混合器1臺，內徑為600 mm。

3.3.3 離子纖維濾布濾池

設計濾速為5 m3/（h·m2）。考慮濾池的檢修，需設置超越管道。

因考慮除磷，需投加PAC，所以增加一套PAC投加裝置。PAC（干基）投加量按30 mg/L計，PAC溶液配比按10%計，則PAC溶液投加量約為250 L/h，可以選擇流量為400 L/h的計量泵投加。另外，需要增加管道混合器。

3.3.4 紫外消毒設備

消毒水渠建設規模為4×104m3/d。經紫外消毒后的尾水溢流進入排放水池后排入受納水體。改造中更換了消毒系統的核心設備。

更換設備：紫外消毒系統1套，功率為18 kW；電磁流量計1套，內徑為600 mm。在線監測出水COD，當COD質量濃度大于50 mg/L時，中控室報警。液位計連續監測池內液位，低液位時，控制室報警并停反沖洗水泵，將紫外發生器運行狀況傳至中控室顯示。排放口設電磁流量計，監測出水流量，并將信號傳至中控室。

4 運行情況分析

改造后水質監測數據見表2.

改造完成后進行了設備聯動調試，隨后進入正常的生產運行。運行結果表明，升級改造工程基本達到了設計要求，且各項出水指標均能夠達到一級A標準。

表2 正常運行狀況下的進、出水水質（單位：mg/L）

5 結論

綜上所述，本文針對某污水處理廠一期工程出水效果不理想的狀況，將原氧化溝工藝升級改造為CASS工藝，采用了“CASS反應池改造＋混凝＋離子纖維濾布濾池”方案。運行結果證明，升級改造后的系統具有出水水質好、耐沖擊負荷能力強、運行維護費用低的特點，確保出水水質達到一級A標準，可適應日趨嚴格的污水排放標準，促進了企業正常、良性運轉，使其創造更大的經濟價值和社會價值。

［1］陳偉，李輝.CASS工藝在城市污水處理中的應用淺析［J］.城市建設理論研究：電子版，2012（8）.

［2］朱敏，黨清平，邱宏俊.污水處理廠CASS工藝的設計與優化［J］.中國給水排水，2013，29（12）.

〔編輯：劉曉芳〕

TU992

：A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.16.145

2095－6835（2017）16－0145－03