奉節口前污水廠的CASS池與深床濾池水量平衡技術研究

黃康 龐彥綺 周傳 謝長春 龍海洋

摘要：奉節口前污水廠位于重慶市奉節縣口前片區，一期規模3萬t/d，其CASS池間歇出水的瞬時峰值流量超過后續反硝化深床濾池在無調節池情況下的處理能力，使得出水水質難以穩定達到一級A標準。利用現狀構筑物的調蓄作用，可以實現深床濾池從瞬時的大流量進水向連續的中小流量進水的轉變，保證生產運行穩定，為今后解決類似規模廠站的SBR工藝出水與后續深度處理單元進水水量不匹配問題提供參考。

關鍵詞：CASS工藝 ?深床濾池 ?水量平衡 ?調蓄

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A ? 文章編號：1672-3791（2022）04（a）-0000-00

Study on Water Balance Technology of CASS Tank and Deep bed Filter in Fengjiekouqian Sewage Plant

HUANG Kang1 ? Pang Yanqi2ZHOU Chuan3 XIE Changchun1LONG Haiyang1

（1 Chongqing Fengjie drainage Co.， Ltd.， Chongqing，404699China; 2 Chongqing Yudong water Co.， Ltd.， Chongqing，404022China; 3 China Central South design and Research Institute of Municipal Engineering Co.， Ltd.， Wuhan， HubeiProvince，430019 China）

Abstract： Fengjiekouqian sewage treatment plant is located in kouqian area， Fengjie County， Chongqing. The scale of phase I is 30000 t/ d. The instantaneous peak flow of intermittent effluent from its Cass tank exceeds the treatment capacity of subsequent denitrification deep bed filter without regulating tank， making it difficult for the effluent quality to stably reach class I a standard. Using the regulation and storage function of the current structures， the transformation of the deep bed filter from instantaneous large flow inflow to continuous medium and small flow inflow can be realized， so as to ensure the stable production and operation， and provide a reference for solving the mismatch between the SBR process effluent of similar scale plants and the subsequent advanced treatment unit in the future.

Key Words： CASS process; Deep bed filter; Water balance; store and regulate

奉節口前污水廠位于重慶市奉節縣口前片區，長江、朱衣河兩河交匯處，一期工程處理規模3萬m3/d，于2004年6月建成，其服務范圍包括長江以北，梅溪河以南（主要包括中心城區、西部新城、蓮花池片區、沿江舊城等地區），現狀服務面積約12.8km2。

CASS工藝屬于連續進水，間歇出水工藝，其出水時間短、出水流量大[1]。一期提標改造工程將CASS池的出水通過聯絡管接入新建的反硝化深床濾池進行深度處理，反硝化深床濾池按照連續進水工藝設計，其設計處理能力為3萬t/d，但由于CASS池間歇出水的瞬時峰值流量超過反硝化深床濾池在無調節池情況下的處理能力，使得出水水質難以穩定達到一級A標準，這將對奉節縣乃至重慶市及長江下游地區的生活飲用水及工農業生產用水安全帶來威脅[2]。

1 工程現狀

1.1處理工藝及存在的問題

一期工程處理規模3萬m3/d，提標前的污水處理工藝流程如下：

粗格柵——細格柵——旋流沉砂池——CASS生物池——接觸消毒池——達標出水（一級B標）

一期工程采用3組共6格CASS池進行生物處理，處理規模3萬m3/d。提標工程新建的反硝化深床濾池按照連續進水工藝設計，處理規模為3萬m3/d[3]。CASS池運行方式為連續進水，間歇排水，瞬時峰值流量較大，變化系數達到2.0，超過反硝化深床濾池（3萬m3/d）的設計處理能力[4]。

為避免深床濾池長期超負荷運行，運行單位不得不人為減少CASS的出水水量，這樣導致CASS池內的水位升高，沉淀效果不佳，影響出水水質[5]。

2. 試驗方案

經現場調研，原一期接觸消毒池為棄置狀態，且尚未拆除;另一方面，新建的反硝化深床濾池也有一定的調節容積[6]。該研究考慮利用一期現狀接觸消毒池和新建的深床濾池，減少由消毒接觸池進入深床濾池的瞬時水量，削減沖擊負荷。

3 試驗材料與試驗方法

3.1試驗平臺的搭建

在消毒接觸池出水堰前設置軸流泵，兩用一備，兩臺為變頻運行，一臺為定頻運行，單臺水泵流量937.5m3/h，揚程8m。

同時，在深床濾池進水渠一側安裝D630x8溢流管并設置電動閥門，將多余的水量引入紫外消毒渠，不再為深床濾池增加額外的負荷。

3.2試驗與運行方案

現狀CASS池每天合計共12個運行周期，每個周期持續時間為2h，分為潷水時段和非潷水時段，其中潷水時段持續時間51min，非潷水時段持續時間為69min。

經篩選，在2019年10月29日11：00～13：00的運行周期中，CASS池潷水時段累積排水量達到最大值，為2977m3/h，即49.6m3/min。

3.2.1 11：00～11：26時間段

從11：00開始至11：26，進入潷水周期，消毒池進水流量為49.6m3/min。CASS池開始潷水前，消毒池內水位應維持為潛水泵的停泵液位（0.80m）。當CASS池開始潷水后，開啟消毒池內2臺潛水泵，工頻運行，合計流量31.25m3/min（與后續深床濾池設計處理能力相同），將池內污水從堰前提升至堰后，再自流進入后續的深床濾池。該時間段內，由于消毒池提升出水流量低于進水流量，因此池內水位將不斷上升。

在此期間，深床濾池正常運行，即開啟3臺現狀軸流泵，合計流量31.25m3/min，深床濾池溢流管上的電動閥門保持關閉。

3.2.2 11：27～11：51時間段

從11：27開始至11：51，仍為潷水周期，CASS池進水流量為49.6m3/min。消毒池水位開始大于溢流堰且不斷升高，直到超過溢流堰堰頂0.35m。消毒池內安裝有超聲波液位計，當檢測到消毒接觸池水位超過溢流堰時，潛水泵關閉，污水以自流的方式翻過溢流堰。與此同時，深床濾池開啟全部4臺軸流泵，深床濾池溢流管上的電動閥門打開，將超過深床濾池處理能力的污水直接排入紫外消毒渠。

3.2.3 11：52～11：54時間段

從11：52開始，進入非潷水周期，CASS池進水流量為零，該時間段內消毒池水位從高于堰頂0.35m直到降低到堰頂，污水仍然可以翻過溢流堰進入后續的深床濾池。深床濾池改為開啟3臺軸流泵，深床濾池溢流管上的電動閥門和消毒池內潛水泵都處在關閉狀態。

3.2.3 11：55～13：00時間段

該時間段仍為非潷水周期，CASS池進水流量為零。此時開啟消毒池內的2臺潛水泵，工頻運行，流量31.25m3/min，消毒池水位從3.5m（堰頂高度）降低至0.80m（最低水位）。深床濾池仍開啟3臺軸流泵，深床濾池溢流管上的電動閥門保持關閉。直到下一個潷水周期的到來。

綜上所述，在一個潷水周期（2h）內，當水位低于消毒池最低水位時，消毒池內的潛水泵處在關閉狀態;當消毒池內水位介于最低水位和堰頂之間時，消毒池內的潛水泵才會開啟，將CASS池來水從堰前均勻地提升至堰后;當水位高于堰頂時，消毒池內的潛水泵關閉，深床濾池溢流管上的電動閥門開啟，將超過濾池處理能力的污水引流至紫外消毒渠。

4 試驗結果

該系統投入運行后，每個潷水時段內，進入深床濾池的水量依次由三部分構成，分別是時段A：1#和2#泵同時開啟的流量，時段B：污水翻過溢流堰時的流量，時段C：3#泵單獨開啟時的流量，時段A和B構成了一個潷水周期內的潷水時段，時段C是一個潷水周期內的非潷水時段。上述三個時間段內的系統出水量和平均出水量如圖 1所示，該流量即為進入深床濾池的水量。

從平均每分鐘的出水量來看，系統每分鐘出水流量均低于深床濾池最大處理能力（31.25m3/min），避免了深床濾池超負荷運行的情況，為保證出水水質達標創造了前提條件。

從圖 2來看，除極個別時段（17：00～19：00時段）外，其余每個潷水時段內消毒池的出水量均大于對應CASS的出水量，這表明本系統具備一定的調蓄能力，可以應對絕大多數情況下CASS池出水的水量波動。

從尾水出水水質來看，均可以達到一級A排放標準，其中NH3-N濃度均低于檢測限0.05mg/L，表明該系統對于發揮削峰作用，保證出水水質具有一定的可靠性和穩定性。

5結語

（1）CASS工藝屬于連續進水，間歇出水的處理工藝，其出水時間短、瞬時出水流量大。當后續構筑物的設計采用連續進水時，可能會出現后續構筑物超負荷處理的問題。

（2）利用現狀構筑物的調蓄作用，可以實現深床濾池從瞬時的大流量進水向連續的中小流量進水的轉變，保證生產運行穩定，為今后解決類似規模廠站的SBR工藝出水與后續深度處理單元進水水量不匹配問題提供參考。

參考文獻

[1] 高偉楠.A2O+MBR工藝用于北方某再生水廠提標擴建工程[J].中國給水排水，2020，36（12）：91-95.

[2] 王維，孫正，薄翠梅，等.CASS污水處理工藝提升泵組協同控制方法[J].工業水處理，2021，41（3）：108-113.

[3] 潘麗梅，肖波.某工業園區綜合污水采用CASS處理工藝的工程實踐[J].給水排水，2021，57（S1）：265-269，275.

[4] 吳立莉.西北某污水處理廠提標改造工藝優化及工程設計研究[D].蘭州：蘭州交通大學，2020.

[5] 楊興舟.污水處理廠能耗建模及能量平衡評估[D].廣州：華南理工大學，2020.

[6] 高斌雄.某污水處理廠CASS工藝脫氮除磷效果分析[J].廣東化工，2020，47（6）：180-181，176.