循环式活性污泥法污水处理厂的设计及运行

马超

【摘 要】本文通过简要介绍循环式活性污泥法在污水处理厂的设计和运行，并针对运行和设计中经常遇到的问题进行了简要分析，为城市化进程中的污水处理提供借鉴，并希望同行能够针对笔者提出的相关观点给予指正。

【关键词】污水处理厂；CSAT工艺；设计细节；探讨 1.循环式活性污泥法的原理与特点

循环式活性污泥法又叫CAST工艺，这是在原有工艺的基础上通过生物选择池和进行污泥回流改进设施，对处理时序进行系列调整的工艺，通过实践证明，循环式活性污泥法比原有的处理工艺更具有可靠性和处理效率，循环式活性污泥法讲污染物降解在时间上有效的予以推荐，形成了一个好氧——缺氧——厌氧的交替过程，具有很多优点与传统模式相比，简单说其特点主要有：操作工艺流程相对简单，大大减少了处理的构筑物；具有更强的承受水量和水质变化的能力，因为其采用了完全的混合式和推流式的曝气池这样的设置；可以人为调节曝气和间歇时间，已达到污水在反应池中的厌氧与好氧的交替，便于脱氮除磷，也便于控制丝状菌类的生长，最为明显的优势就是循环式活性污泥法是通过间歇运行的，这样可以避免设备闲置，避免频繁启停的损害，造成不必要的维修成本。

2.设计进，出水水质

我们都知道污水处理厂所处理的污水主要分为生活污水和经过预处理过的工业生产产生的废水，所以处理的污水大多含氮磷比较高，且出水水质必须达到国家一级B类水质标准。根据这一进出水水质要求，循环式活性污泥法更加适用于当前的污水处理需求。

3.工艺设计

3.1工艺流程

循环式活性污泥法在处理过程中，其工艺流程大致为，通过粗细两种栅栏除去较大的漂浮物，再通过沉砂池去除较大的无机颗粒，再通过循环式活性污泥处理工艺去除污水中的有机物。这一流程看似简单，但是却容不得半点马虎，因为处理量相对较大，每一个环节做得不好都直接导致着水质的不达标或者造成经济的浪费。

3.2主要构件设备

粗格栅及进水泵房。粗格栅与进水泵房合建，粗格栅栅宽1.0m，栅距20mm，安装角度70°，共两套，粗格栅配套无轴螺旋输送机。细格栅及旋流沉砂池。细格栅与旋流沉砂池合建，设备按3.0万m3/d安装。细格栅栅宽0.9m，栅距5mm，安装角度50°。

配水井。配水井为四座CAST池配水，闸门全部安装到位。

CAST池。采用CAST反应池，每池平面尺寸61.5m×18.0m，池深6m，有效水深5m，单池有效容积5500m3。

紫外消毒间。设两条渠道，尺寸L×B×H=6.6m×3.06m×0.6m，设两个UV3000PLUS型紫外消毒灯组，光照接触时问16s，水流流速0.3m/s，有效剂量≥20mJ/cm2。

污泥浓缩脱水间。剩余污泥量460.3m3/d、初沉池污泥量为165m3/d，采用带式浓缩脱水一体机两台，处理量为60m3/h，污泥浓缩脱水前投加PAM。

4.调试运行

4.1活性污泥培养

生化池的接种污泥大多来自附近污水厂的二沉池，采用间歇培养的方式。第一阶段，污水投配率为30%，投加一定量活性污泥和实验室驯化后有选择性处理能力的菌种，再投加营养物质，保证BOD5：N：P大约在100：5：1，控制pH为7.5～8.0，温度为20～C以上，DO为3～4mg/L；第二阶段，污水投配率增加到70%～80%，操作同第一阶段；第三阶段，污水投配率增加到90%～100%。

4.2工艺调控

4.2.1 SS的去除

污泥培养起来以后（MLSS达到2000mg/L），SS处理指标基本可以达到设计出水要求。控制排泥，使SVI高于40，泥龄在35～40d以下，保证污泥不老化，有良好的吸附性能；控制沉淀加滗水时间，合计时间在1.5～2h，保证了良好的泥水分离效果；运行时曝气池溶解氧平均值控制不高于3mg/L，避免污泥含氧量较高或由于异常进水原因，生成泡沫影响了污泥的有效沉淀。

4.2.2 COD的去除

调试时控制溶解氧平均值在1.5～2mg/L，确保提供足够的溶解氧降解COD中的可生化部分；调试中发现，如污泥浓度低于4500mg/L后，出水COD明显上升。控制反应池最高水位时曝气混合液污泥浓度在4500～5500mg/L。设计反应最高水位时曝气混合液污泥浓度为3400mg/L。控制排泥，使SVI高于40，保证活性污泥良好的吸附性能以保证COD中不可生物降解部分得到有效去除。控制沉淀加滗水时间，合计时间在1.5～2h，确保污泥得到有效的泥水分离，降低出水 含量以降低出水COD浓度。在上述条件下，控制每个周期的曝气时间为2.5h（出水COD可以控制在40mg/L以下），曝气时间为2h左右，出水COD则在50～60mg/L上下；来水中含有高浓度COD以及高浓度氨氮及的成分不明的废水，或COD去除效果不佳时，将接触反应区的功能作为好氧区使用；开启生物选择区曝气器阀门；将反应池平均溶解氧值控制在2mg/L左右。

4.2.3氨氮的去除

氨氮进水经常超过设计标准，调试初控制溶解氧平均值不低于1.5～2Mg/L，严格控制排泥，泥龄要求在25～30d，控制反应池最高水位时曝气混合液污泥浓度高于4500～5500mg/L，每个反应周期的曝气时间控制2.5h左右，但效果不是很理想。为了对氨氮进行有效处理，进一步采取了的工艺控制：将接触反应区的功能改变为好氧区，将反应池平均溶解氧值控制在2mg/L左右，减少排泥，延长污泥龄至30d以上，污泥浓度控制5500mg/L，增加回流比至40%，降低进水负荷，污泥负荷控制在0.02kgBOD5/kg MLSS，延长CAST反应系统每周期的调试时间，将进水，曝气时间延长至144min经过调整后氨氮的去除效果明显。

4.2.4 磷的去除

为提高生物除磷效果，调试时作出以下调整。将接触反应区的曝气支管开度调整至最小，溶解氧在0.5mg/L左右。调整回流比，将回流比控制在17% ，以降低生物选择区和接触反应区的分子氧。增大进水量，加大剩余污泥排放量，使活性污泥系统的污泥负荷保持在0.1kg以上，并将污泥龄控制在25d以下。受到COD、氨氮等指标处理要求的制约以及生物处理的碳源不足，BOD5， 值为15.68因此试调试过程中不能达到预期的处理效果，生物除磷效果不佳。生物除磷系统不能对总磷达到有效的去除，为使出水总磷达到设计要求，调试组进行了化学加药除磷的调试。化学加药除磷按照设计建议，采用FeSO4.7H20为沉析药剂，采用同步沉析法在CAST反应池的进水/曝气阶段对CAST反应池的主反应区进行加药除磷。由于污水厂调试进水各指标严重超标，对工艺参数的调整及调试措施经过了比较长时间的摸索，经过3个月左右的调试后，整个处理工艺连续进水，能够正常运行，经监测处理水质完全达到设计要求。

5.结语

城市的发展离不开污水处理厂默默奉献，但是建设一个新的污水处理厂往往费用都是花费巨额的，建好以后每年的维护费用也多不是一个小数目，所以进行科学合理的设计是必不可少的，通过对污水处理厂的循环式活性污泥系统的设计我们总结了几点需要注意的地方，其一，就是在调试前一定要对所有的设备和管道进行系统的检查，对杂物进行彻底清理，避免垃圾和杂物拥堵水管，给以后的运行造成不必要的麻烦，特别是不能放过水下设备的检查，这些检查别想再调试前进行，并确保无污染物。其二，要加强在培菌初期的管理，当曝气池出现泡沫的时候给予足够的重视，避免泡沫涌出污染走道和现成仪表，这一现象几乎是培菌初期必然发生的现象，一旦发生这种现象只需要给生化池投入一定量的污泥或者对溶氧量进行有效控制都可以缓解，其三，为了有效减少鼓风机送风量的大小进行调节过程中繁琐的人力劳动，可以根据实际情况进行变频控制，实行智能化调控，让生化池通过智能监测系统根据实际需求自动送风。最后一点在调试运行过程中如果遭遇雨雪天气可以根据实际进水情况来调节运行周期，避免出现曝气时间与曝气量方面的问题，做到这两方面的协调一致，不仅对于水质控制有重要作用也符合现阶段节能减排的发展趋势。