预处理+CASS+高效沉淀池+超滤在污水工程中的探讨

杨思文

（广州开发区水质净化管理中心 广东省广州市 510510）

预处理+CASS+高效沉淀池+超滤在污水工程中的探讨

杨思文

（广州开发区水质净化管理中心 广东省广州市 510510）

针对广州某工业园区污废水水质的特点，提出预处理+CASS+高效沉淀池+超滤+组合工艺对污水进行常规及深度处理。工程规模为3.6万m3/d，出水执行《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅳ类水标准。通过对整体组合工艺设计分析，总结了该工艺特点以及工程设计方面的经验。

预处理；CASS；超滤；高效沉淀

工程概况

该水质净化厂为广州某工业园区项目的配套设施。本废水处理工程废水总量为约3.6万m3/d。工业园的废水先经厂区内污水处理站预处理后，再进入本项目水质净化厂处理。

工业园内实行雨污分流，雨水采用重力排水系统，就近排入市政雨水管。生产废水排污管道分类，分为含氟废水、含H2O2废水、酸碱废水、含氮有机废水和有机废水，生产废水总量约为34，920m3/d，生活污水720m3/d，废水排放总量35，640m3/d。所有废水在厂内污水处理站分类处理，达到广东省《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）三级标准以及氨氮、磷酸盐、氟化物达到《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）后，排入该项目水质净化厂进一步处理。进入水质净化厂后，采用预处理+CASS+高效沉淀池+超滤+组合工艺对污水进行常规及深度处理，出水执行《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅳ类水标准。

1 设计水质及工艺流程

1.1 设计进出水水质

该项目水质净化厂进水主要是工业园区经处理后达标排放的工业废水和人员生活用水，设计进出水水质如表1。

表1 设计进、出水水质

1.2 工艺流程确定

根据对本工程进、出水水质的分析，本工程处理工艺选择过程中，需重点考虑以下因素：

（1）根据已有污水处理厂经验，由于来水中工业废水成分较高，处理工艺中应考虑工厂内事故排放时，对深度处理厂的负荷冲击。

（2）本工程中需进一步降低进水中的氟类及铜等重金属离子的含量。

（3）本工程的进水中含有大量工业废水成分，并且这部分工业废水已经在厂内进行过生化处理，废水中残留有机物的生化性差，降解难度大，需考虑对这部分难降解物质的处理措施。

（4）本工程氮、磷含量偏高，正常的二级生化处理工艺，难以有效去除多余的氮、磷。需考虑对氮、磷的深度处理工艺。

综上所述，处理工艺既要满足脱氮除磷的要求，又要满足处理部分氟离子和难降解有机物的要求。

本工程采用预处理+CASS+高效沉淀池+超滤工艺组合进行污水处理。

图1 工艺流程图

2 预处理工艺

2.1 事故调节池

预处理工艺主要解决园区工厂事故排放对该项目水质净化厂的负荷冲击问题以及降低污水中的氟类以及重金属离子浓度的问题。根据现有污水处理厂的处理经验，纳污范围内某些企业厂内污水处理设施出现故障时，会造成超标排放的情况，使市政水质净化厂的运行出现问题，严重时不能达标排放。为了解决这个问题，在有条件的情况下，需在水质净化厂建设事故调节池，对超标污水进行临时储存，并考虑通过加药等方式进行预处理调节。

本工程中，从严格保证出水效果的角度考虑，当污水处理厂污水不能达标排放时，设置有一个废水回收池，且停留时间不小于3h。

2.2 机械絮凝池+斜板沉淀池

本工程中，絮凝池主要完成对氟离子、大部分磷和部分可能超标的金属离子的去除，其作用机理是反应沉淀，与给水工程中药剂与源水中胶体物质反应形成絮体的机理有所区别。污水中，加药后，其生成颗粒物质结构更加稳定，易形成沉淀。通过加药，形成化学反应以及化学沉淀，去除污水中的氟离子、Cu等金属离子。

本工程主要需侧重考虑的问题是，采用效率较高，占地小，能抗击冲击负荷的工艺。机械反应絮凝池，具有反应迅速、抗冲击能力强、占地小等优点。斜板沉淀池与平流沉淀池相比，具有占地小，效率高的特点。

2.3 预处理工艺路线的确定

针对于本工程规模较大，污染物经过厂内废水处理后，浓度已经大大降低等特点，固采用常规的机械混凝+斜板沉淀工艺进行预处理，同时设置事故调节池兼做废水回收池。

污水经工业园区内的污水处理站处理后进入废水深度处理厂处理，在进入常规二级处理工艺前，废水深度处理厂通过强化物化处理，大幅度去除磷、铜和氟化物，采用投加石灰及聚合氯化铝的方式进行混凝反应，再辅以高分子絮凝剂以形成大的胶体后流入沉淀池进行沉淀分离。

确保氟化物在进入二级常规生化处理前浓度达到1.05mg/L、铜离子达到0.7mg/L以下，达到地表水Ⅳ类标准。

TP浓度达到4.0～5.0mg/L左右，满足后续生化反应对磷的要求，由不会因为浓度高而影响脱氮等反应的效果。

3 常规处理工艺

CASS工艺：

可实现除磷脱氮功能，流程较简洁，可稳定达到一级B标准排放，整体效果稳定，运行管理简单，可根据进水水质调整充氧量或运行周期，运转灵活性较大。在统一反应池中完全混合反应，实现生化反应及沉淀，占地较小。从整个工艺流程看，虽然需设置高效沉淀池才能达到一级A标准，但整体占地仍是最小的，同时处理效果最稳定。在能耗方面，CASS池回流量较小，充氧效率较高，能耗低。

4 深度处理工艺

由于本工程要求的出水水质中COD含量非常低，而且本工程进水中COD多为大分子难降解有机物，因此，应在预处理+常规处理的基础上，仍要考虑以进一步降低COD为目的的深度处理工艺，确保出水水质合格。

根据国内外同类型废水处理厂运行经验，工业园区生产企业排放的尾水中总氮浓度偏高，主要是厂内生产工艺中有硝酸酸洗工艺，出水中含有大量硝酸根离子。而国家相关企业污水排放标准中，均未对TN指标有明确要求，所以本工程进水水质中TN指标偏高，而氨氮指标较低。为确保工程出水水质，本工程考虑了降低总氮，特别是硝酸盐的措施。

考虑到本工程中所要求总磷的排放浓度为0.21mg/L，二级生化处理工艺难以达到这个标准，因此，在二级生化处理工艺后，仍需设置深度处理工艺，去除磷酸盐。

本工程拟采用高效沉淀池作为后处理设施，通过强化的混凝沉淀，去除水中多余的悬浮物和磷酸盐指标。

5 膜处理技术

本废水深度处理厂尾水排放标准较高，高效沉淀池之后，污水只能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准的A的标准，与本工程要求的《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅳ类水的排放标准相比，在COD、BOD、TN、TP等指标上，仍有差距。常规的处理工艺已很难再进一步去除水中剩余的难降解大分子有机物、N、P等指标。为保证出水水质可达标，设计采用膜技术进行处理。

膜处理技术由于高效、实用、可调、节能和工艺简便，已经被广泛地应用于污水回用领域，随着制造工艺的提高，曾被认为是十分昂贵的膜处理技术如今变得越来越经济了。现在应用得较多的膜处理技术有微滤、纳米过滤、超滤、渗析、反渗透、电渗析等。

根据目前国内外膜处理技术在污水处理工程中的应用情况，微滤、超滤、纳滤、反渗透超滤膜所能去除的污染物粒径呈逐步减小的趋势，但造价也随之升高。因此，应在满足处理效果的前提下，尽量采用费用较低的膜。本次设计中考虑到本工程处理的污染物主要是高分子有机物，以及投资及运行费用。本次设计采用超滤膜的方式处理较为合适。

6 总结

（1）本工程采用以预处理+CASS+反硝化+高效沉淀池+超滤的组合工艺，该组合工艺能够适应进水难降解有机物含量高、总氮含量高、系统要求对F离子、Cu离子处理效果好等特点，具备处理效果可靠、运行模式灵活等优点。

（2）在主体处理工艺之前设置斜板沉淀预处理工艺，斜板沉淀主要用于去除进水过量的氟离子、磷酸盐及部分超标重金属离子。设置事故池，增加强了整个处理工艺的抗冲击负荷和应对突发事故的能力。

（3）进水中TN含量较高，且根据实际，TN主要以氨氮（30～ 35%）、有机氮（50%）的形式存在，因此CASS主体工艺中，应充分延长反应时间，保证硝化反应的效果。

（4）由于深度处理后的出水要求达到地表IV水体的要求，对总氮和总磷有很高的要求，在生物处理后设置高效沉淀池、超滤膜工艺，进一步去除难降解的有机物、有机氮和磷酸盐等。

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1673-0038（2015）24-0205-02

2015-5-11

杨思文（1986-），男，助理工程师，本科，毕业于广东工业大学给水排水工程专业，主要从事市政污水处理设施建设及运行管理工作。