王星卜¹，徐堅²
( 1.吉林建筑工程學(xué)院環(huán)境工程系，吉林長春130021；2.中國市政工程東北設(shè)計研究院，吉林長春130021)

　　摘　要： 簡要介紹了間歇循環(huán)式活性污泥法(CASS)處理城市污水的反應(yīng)池設(shè)計要點及運行操作程序，供工程設(shè)計人員參考。
?　關(guān)鍵詞：間歇循環(huán)式活性污泥法；運行操作；周期
　　中圖分類號：X505
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2002)11-0056-03

1　設(shè)計水量與水質(zhì)

　　某污水廠設(shè)計規(guī)模為10×10⁴m³/d,污水水溫為13℃,時變化系數(shù)K=1.32。進(jìn)水水質(zhì)：COD=420mg/L，BOD₅=220mg/L，SS=260 mg/L,TKN=35mg/L, TP=4mg/L。處理水排放采用標(biāo)準(zhǔn)：COD≤60mg/L，BOD₅≤20mg/L，SS≤20mg/L，NH₄⁺-N≤5mg/L，NO₃^--N≤5mg/L,TP≤1mg/L。

2　設(shè)計步驟

　　反應(yīng)池通常分為4組，根據(jù)水量每組反應(yīng)池可設(shè)1池或多池，其設(shè)計內(nèi)容包括：①根據(jù)污水水溫、水質(zhì)等確定污泥齡；②計算剩余污泥量；③根據(jù)每池周期處理水量及沉泥量假定池容，核算MLSS等參數(shù)，最終確定池容；④計算需氧量。
2.1　污泥齡
　　硝化所需好氧污泥齡:?
?　　　θ_SN=(1/μ)×1.103^(15-T)×f_S　　　　(1)
　　式中?θ_SN——硝化所需最低好氧污泥齡，d，當(dāng)T=13℃時，θ_SN=8d
?　　　　μ——硝化菌比增長速率，d^-1,T=15 ℃時μ=0.47d^-1
?　　　　f_S——安全系數(shù),一般取2.5～3.0
?　　　　T——污水溫度，℃
　　根據(jù)系統(tǒng)氮量平衡和反應(yīng)池運行方式,硝化和反硝化污泥齡θ_SR=13.5d，確定系統(tǒng)的總污泥齡θ_ST=18d。
2.2　剩余污泥量
　　系統(tǒng)的剩余污泥量：
?　　　　Sp=Q·BOD₅·[Y_H-(0.9·b_H·Y_H·f_T.H)/(1/θ_SR+b_H·f_T.H)]+YSS·Q·(SS_i-SS_e)　　(2)
　　式中?SS_i、SS_e——分別為反應(yīng)池進(jìn)、出水的懸浮固體濃度，mg/L
?　　　　Y_H——異養(yǎng)微生物的增殖率,取0.5～0.6
?　　　　Y_SS——不能水解的懸浮固體率，Y_SS=0.5～0.6
?　　　　f_T.H——溫度修正系數(shù)?
?　　　　b_H——異養(yǎng)微生物的內(nèi)源呼吸速率(自身氧化率),bH=0.08d^-1
　　SP的最后計算值為17600kg/d。?
2.3　反應(yīng)池池容?
　　生物反應(yīng)池分4組，每組3池，則總池數(shù)nB=12。反應(yīng)池的工作周期為4h(曝氣2h、沉淀1h、潷水和排泥1h)。每池的周期處理污水量ΔV=1833m³，反應(yīng)池池容按V=ΔV/30%=6100m³試算，取V=50m×25m×5m=6250m³。
　　單池所存污泥總量S_T.P=S_P·θ_S.T/n_B=26 500 kg，反應(yīng)池高水位時的MLSS=S_T.P/V=4200mg/L，反應(yīng)池低水位時的? MLSS=S_T.P/(V-ΔV)=5900mg/L，每池每周期的最大排水高度h₁=ΔV/(50×25)=1.5m，沉淀后的污泥濃度按8～10g/L計,則沉淀后污泥層厚h₂=2.75m，h₁+h₂+0.5m=4.75m＜5m，確定反應(yīng)池池容V=50m×25m×5m=6250m³，生物選擇器容積為500m³，厭氧區(qū)容積為900m³。
2.4　反應(yīng)池需氧量
　　需氧量=a·QK·(La-Le)+b·Q_K·(Nka-Nke)-b·QK·(Nka-Nke-NOe)·62.5%　　　　　(3)
　　式中?a——?BOD氧當(dāng)量，a=1.2
?　　　　b——NH₄⁺-N氧當(dāng)量，b=4.6
?　　　　La、Le——分別為進(jìn)、出水的BOD₅濃度，mg/L
　　　　　Nka——進(jìn)水凱氏氮濃度，mg/L
　　　　　Nke——出水凱氏氮濃度，mg/L
　　　　　NOe——出水NO₃^--N濃度，mg/L
?　　　　QK——每組反應(yīng)池的周期最大處理水量，m³
　　每組反應(yīng)池的周期最大處理水量QK=5500m³，每組反應(yīng)池的周期需氧量為1520kg，有2組反應(yīng)池同時曝氣則系統(tǒng)總需氧量為1 520kg/h。
2.5　鼓風(fēng)機系統(tǒng)布置
　　由反應(yīng)池自控運行程序可知，任意時間只有2組反應(yīng)池在曝氣且曝氣時反應(yīng)池內(nèi)的水位是變化的，因此需設(shè)置2組獨立的鼓風(fēng)機為生物反應(yīng)池供氧。每組風(fēng)機支持2組反應(yīng)池，當(dāng)A組反應(yīng)池曝氣時，B組反應(yīng)池處于沉淀、潷水階段，反之亦然。每組鼓風(fēng)機的供氧量與每組反應(yīng)池的需氧量相當(dāng)。只有當(dāng)污水量極少時，可以采用2組反應(yīng)池，由1組鼓風(fēng)機供氧。鼓風(fēng)機系統(tǒng)布置見圖1。

3　運行操作?

　　一般情況下，在曝氣、進(jìn)水的同時將曝氣區(qū)的混合液回流至生物選擇器，沉淀階段停止進(jìn)水和回流，最后按預(yù)設(shè)液位控制潷水結(jié)束，剩余污泥(按預(yù)設(shè)時間控制排泥量)通過設(shè)在曝氣區(qū)內(nèi)的剩余污泥泵排出。在運行中可通過調(diào)整循環(huán)周期和曝氣時間以適應(yīng)水量、水質(zhì)變化。表1是某污水廠反應(yīng)池的運行操作程序。

表1　生物反應(yīng)池運行自控表 時段 A組反應(yīng)池 B組反應(yīng)池 C組反應(yīng)池 D組反應(yīng)池 進(jìn)氣閥 進(jìn)水閥 回流泵 攪拌器 潷水器 排泥泵 進(jìn)氣閥 進(jìn)水閥 回流泵 攪拌器 潷 水器 排泥泵 進(jìn)氣閥 進(jìn)水閥 回流泵 攪拌器 潷 水器 排泥泵 進(jìn)氣閥 進(jìn)水閥 回流泵 攪拌器 潷 水器 排泥泵 0:00～1:00 √ √ √ √ × × × × × × × × × × × × √＊ ＊√ √ √ √ √ × × 1:00～2:00 √ √ √ √ × × × × × × √＊ ＊√ √ √ √ √ × × × × × × × × 2:00-3:00 × × × × × × √ √ √ √ × × √ √ √ √ × × × × × × √＊ ＊√ 3:00-4:00 × × × × √＊ ＊√ √ √ √ √ × × × × × × × × √ √ √ √ × × 4:00-5:00 √ √ √ √ × × × × × × × × × × × × √＊ ＊√ √ √ √ √ × × 5:00-6:00 √ √ √ √ × × × × × × √＊ ＊√ √ √ √ √ × × × × × × × × 6:00-7:00 × × × × × × √ √ √ √ × × √ √ √ √ × × × × × × √＊ ＊√ 7:00-8:00 × × × × √＊ ＊√ √ √ √ √ × × × × × × × × √ √ √ √ × × 8:00-9:00 √ √ √ √ × × × × × × × × × × × × √＊ ＊√ √ √ √ √ × × 9:00-10:00 √ √ √ √ × × × × × × √＊ ＊√ √ √ √ √ × × × × × × × × 10:00-11:00 × × × × × × √ √ √ √ × × √ √ √ √ × × × × × × √＊ ＊√ 11:00-12:00 × × × × √＊ ＊√ √ √ √ √ × × × × × × × × √ √ √ √ × × 12:00-13:00 √ √ √ √ × × × × × × × × × × × × × × √ √ √ √ × × 13:00-14:00 √ √ √ √ × × × × × × √＊ ＊√ √ √ √ √ × × × × × × × × 14:00-15:00 × × × × × × √ √ √ √ × × √ √ √ √ × × × × × × √＊ ＊√ 15:00-16:00 × × × × √＊ ＊√ √ √ √ √ × × × × × × × × √ √ √ √ × × 16:00-17:00 √ √ √ √ × × × × × × × × × × × × √＊ ＊√ √ √ √ √ × × 17:00-18:00 √ √ √ √ × × × × × × × × × × × × √＊ ＊√ √ √ √ √ × × 18:00-19:00 × × × × × × √ √ √ √ × × √ √ √ √ × × × × × × √＊ ＊√ 19:00-20:00 × × × × √＊ ＊√ √ √ √ √ × × × × × × × × √ √ √ √ × × 20:00-21:00 √ √ √ √ × × × × × × × × × × × × √＊ ＊√ √ √ √ √ × × 21:00-22:00 √ √ √ √ × × × × × × √＊ ＊√ √ √ √ √ × × × × × × × × 22:00-23:00 × × × × × × √ √ √ √ × × √ √ √ √ × × × × × × √＊ ＊√ 23:00-24:00 × × × × √＊ ＊√ √ √ √ √ × × × × × × × × √ √ √ √ × × 　　注：√代表開，√＊代表開至一定水位后關(guān)，×代表關(guān)，＊√代表開一定時間后關(guān)。

4　運行結(jié)果

　　 表2是該污水廠投產(chǎn)后的運行結(jié)果。

表2　　運行結(jié)果　　 mg/L 項目 COD BOD₅ SS? TN TP 原水 350～380 160～190 240 40 2～3 處理出水 ≤35 ≤15 ≤20 3～4 0.3～0.5

　　 該工程自投產(chǎn)以來，運行效果穩(wěn)定，出水達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—96)中的一級標(biāo)準(zhǔn)。二級生物處理能耗為0.26(kW·h)/m³，污水廠的運行費用為0.3元/m³。

5　結(jié)語

　　①間歇循環(huán)式活性污泥法用于城市污水處理時的工作周期通常為4h，并可根據(jù)進(jìn)水情況在一定范圍內(nèi)對循環(huán)周期和曝氣時間進(jìn)行調(diào)整，運行十分靈活。
　　②系統(tǒng)總污泥齡為15～25d，反應(yīng)池高液位時的MLSS為3500～5000mg/L，污泥負(fù)荷為0.08～0.12kgBOD₅/(kgMLSS·d)。?　　　③反應(yīng)池通常設(shè)計成4組，應(yīng)有2組獨立的鼓風(fēng)機支持系統(tǒng)用氧。
　　④間歇循環(huán)活性污泥法處理城市污水時，對COD的去除率可達(dá)90%，對BOD₅去除率＞95%，出水NH₄⁺-N≤5mg/L，TP≤1mg/L。同時處理費用低，非常適合在我國推廣使用。

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　　電　　話：(0431)5674030(O) 5626058(H)
　　E-mail:zyhxbw@mail.jl.cn
　　收稿日期：2002-05-29