1　工程概述

　　北京航天城污水處理廠是北京航天工程的配套設(shè)施。該污水處理廠服務(wù)人口約1.5萬，分兩期建設(shè)，一期工程于1996年12月破土動工，至1998年4月建成并投入設(shè)備調(diào)試及試運(yùn)行，7月29日經(jīng)北京市環(huán)保局驗(yàn)收后轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。其平面規(guī)劃按規(guī)范進(jìn)行，綠化率為47%，環(huán)形道路，污水與污泥處理兼顧，常規(guī)分析化驗(yàn)儀器完備，是一個完整的污水處理系統(tǒng)。該工程具有以下特點(diǎn)：
　　 ⑴污水排放量大，近期排放污水量為7200m³/d ，遠(yuǎn)期為14400m³/d。廢水主要包括工業(yè)廢水、生活污水和門診部污水，各自所占比例為18.0%、81.5%、0.5%，因此，其污水主要是生活污水。主要污染物有：有機(jī)物、懸浮物和油類等。工程設(shè)計水質(zhì)采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：BOD₅=250mg/l, COD=350mg/l, SS=220mg/l, pH=6.5—8.5, 礦物油=5.8mg/l, 動植物油=8.6mg/l。
　　 ⑵無城市大市政配套設(shè)施，如不經(jīng)處理，直接排放，其污染將是十分嚴(yán)重的。根據(jù)北京市環(huán)保局的要求，污水必須經(jīng)過二級處理，達(dá)到二級新建企業(yè)的排放標(biāo)準(zhǔn)后，才能排入水體。
　　 ⑶作為跨世紀(jì)的國家重點(diǎn)工程的配套設(shè)施，污水處理廠從工藝水平、技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面均應(yīng)體現(xiàn)出時代的先進(jìn)水平。

2　工藝概況
2．1 工藝簡介

　　針對北京航天城污水處理廠，我們采用周期循環(huán)活性污泥法（Cyclic Activated Sludge System ,簡稱CASS）。該工藝是在序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor，簡稱SBR）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型污水生物處理工藝。該方法最早是美國川森維柔廢水處理公司1975年研究成功并推廣應(yīng)用的廢水處理新技術(shù)專利。目前，在美國、加拿大、澳大利亞等國已有270多個污水處理廠應(yīng)用此工藝，其中城鎮(zhèn)廢水處理廠200多家，工業(yè)廢水處理廠70多家。
　　 CASS工藝集曝氣與沉淀于同一池內(nèi)，取消了常規(guī)活性污泥法的一沉池和二沉池，其工作過程分為曝氣、沉淀和排水三個階段，運(yùn)行中可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)控制運(yùn)行參數(shù)，如有機(jī)負(fù)荷、工作周期、水力停留時間等。該方法在美國的明尼蘇達(dá)州草原市污水處理廠、俄亥俄州托萊多廢水處理廠、密執(zhí)安州地區(qū)廢水處理廠、紐約長島賽爾頓廢水處理廠、新墨西哥州造紙廠廢水處理站得到應(yīng)用，并獲得了良好的處理效果。為將該工藝引進(jìn)、消化，探討適合我國國情的新型污水處理新工藝，總裝備部工程設(shè)計研究總院環(huán)保中心于1994年在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了模擬試驗(yàn)研究，為以后的工程設(shè)計提供了寶貴的設(shè)計參數(shù)。

2．2 工藝流程

2．3 流程說明

污水中含有大量較大顆粒的懸浮物和漂浮物，經(jīng)過格柵截留，除去上述污物，對水泵機(jī)組及后續(xù)處理構(gòu)筑物具有重要的保護(hù)作用。污水經(jīng)集水池用潛污泵打至沉砂池，在沉砂池中可除去比重較大的無機(jī)顆粒，污水經(jīng)沉砂池后由配水井自流進(jìn)入CASS池進(jìn)行生物處理，出水達(dá)標(biāo)后，部分用作農(nóng)田灌溉的池塘補(bǔ)充水，剩余部分排放。

3 工程調(diào)試

污水處理廠調(diào)試及試運(yùn)行是污水處理工程建設(shè)的重要階段，是檢驗(yàn)污水處理廠前期設(shè)計、施工、安裝等工作質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。調(diào)試的目的是使污水廠運(yùn)行穩(wěn)定，發(fā)揮其應(yīng)有的社會效益和環(huán)境效益。一個成功的污水處理廠要確保所排出的廢水符合規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備和構(gòu)筑物處于最佳運(yùn)行工況，能耗和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較低。
　　 北京航天城污水處理廠的調(diào)試工作由總裝備部工程設(shè)計研究所環(huán)保中心負(fù)責(zé)，整個調(diào)試工作分為三大部分：調(diào)試階段、試運(yùn)行階段和操作管理人員培訓(xùn)。

3.1 北京航天城污水處理廠調(diào)試

3.1.1 清水聯(lián)調(diào)、污水聯(lián)調(diào)

污水處理廠要取得良好的處理效果，必須使各類設(shè)備經(jīng)常處于良好的工作狀態(tài)和保持應(yīng)有的技術(shù)性能，這是污水處理廠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的先決條件。
設(shè)備安裝完工后，按單體調(diào)試、局部聯(lián)合調(diào)試和系統(tǒng)聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)三個步驟進(jìn)行。清水和污水聯(lián)調(diào)的主要工作是按圖紙檢查各構(gòu)筑物的施工質(zhì)量；各機(jī)械設(shè)備、儀表、閥件是否滿足設(shè)計或污水處理廠生產(chǎn)工藝要求；各處理單元及連接管段流量的匹配情況；自動控制系統(tǒng)是否靈敏可靠；檢查設(shè)備有無異常震動和噪音。
　　 調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的主要問題及解決辦法如下：
　　 ①　沉砂池到CASS池的連接管段管徑偏小，高峰流量時導(dǎo)致沉砂池溢水。通過加大沉砂池至CASS池之間連接管徑，問題得到解決。
　　 ② 　自控系統(tǒng)的校正。CASS工藝之所以在國外得到普遍應(yīng)用，得益于自動化技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用。北京航天城污水處理廠各設(shè)備普遍采用了自動控制技術(shù)。整套控制系統(tǒng)采用現(xiàn)場可編程控制（PLC）與微機(jī)集中監(jiān)控，為方便操作和調(diào)試，現(xiàn)場控制除自動控制外，還可選擇手動操作。各構(gòu)筑物的運(yùn)行狀態(tài)如進(jìn)水流量、水泵、格柵、CASS池液位、潷水器、污泥脫水機(jī)等工作情況可實(shí)時傳送到中央監(jiān)控室，并可根據(jù)進(jìn)、出水水質(zhì)變化適當(dāng)調(diào)整工作程序，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。 此階段完成后進(jìn)入污泥培養(yǎng)、馴化階段。

3.1.2 污泥培養(yǎng)及馴化

活性污泥培養(yǎng)是污水處理廠投入生產(chǎn)運(yùn)行的關(guān)鍵階段，因?yàn)榛钚晕勰嗍菑U水凈化的核心，有了性能良好的活性污泥才能達(dá)到預(yù)期的處理效果。
本次污泥的培養(yǎng)馴化采用接種培養(yǎng)法，具體是在CASS池中加入其它污水處理廠濃縮脫水后的污泥，悶曝24h，此后每天排出部分上清液并加入新的污水，逐步加大負(fù)荷，此階段不排泥。培養(yǎng)期間應(yīng)通過鏡檢密切觀察CASS池中微生物相的變化；同時進(jìn)行進(jìn)、出水水質(zhì)及反應(yīng)活性污泥性能指標(biāo)的測定，包括：SV、MLSS、SVI、COD、BOD₅等。在活性污泥培養(yǎng)開始時通過鏡檢發(fā)現(xiàn)有大量的游泳型纖毛蟲如數(shù)量較多的漫游蟲、豆形蟲等，此時SVI明顯偏低，表明微生物活性不高，隨著微生物培養(yǎng)時間的增加，檢測到污泥中有大量活躍的原生動物和少量的后生動物，此時，SVI=80~100，SV=18~20%，MLSS=1200~1800mg/L，表明活性污泥培養(yǎng)基本成功。此階段完成后即可進(jìn)入污水廠全面試運(yùn)行階段。

3.2 污水廠試運(yùn)行

污水廠試運(yùn)行是指在滿負(fù)荷進(jìn)水條件下，優(yōu)化、摸索運(yùn)行參數(shù)，取得最佳的去除效果，同時對工程整體質(zhì)量進(jìn)一步全面考核，為今后長期穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。此階段大致包括以下幾方面工作：潷水器控制參數(shù)的確定，CASS池運(yùn)行周期及曝氣、沉淀、排水、時延時間的分配，污泥脫水過程中混凝劑的投加量等。

3.2.1 潷水器控制參數(shù)的確定

　　CASS工藝的特點(diǎn)是程序工作制，它可依據(jù)進(jìn)、出水水質(zhì)變化來調(diào)整工作程序，保證出水效果。潷水器是CASS工藝中的關(guān)鍵設(shè)備，本工程采用的潷水器是我院環(huán)保中心和四達(dá)水處理公司聯(lián)合研制而成，克服了過去關(guān)鍵設(shè)備依靠進(jìn)口的困難，降低了成本，為CASS工藝在我國推廣應(yīng)用創(chuàng)造了條件。每次撇水階段開始時，潷水器以事先設(shè)定的速度首先由原始位置降到水面，然后隨水面緩慢下降，下降過程為：下降10秒，靜止撇水30秒，再下降10秒，靜止撇水30秒…,如此循環(huán)運(yùn)行直至設(shè)計排水最低水位，上清液通過潷水器的堰式裝置排至排水井。潷水器下降速度與水位變化相當(dāng)，不會擾動已沉淀的污泥層。潷水器上升過程是由低水位連續(xù)升至最高位置，即原始位置，上升時間通過調(diào)試摸索確定。潷水器在運(yùn)行過程中設(shè)有線位開關(guān)，保證潷水器在安全行程內(nèi)工作。調(diào)試工作主要是根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)及水量來探索潷水器的排水時間、潷水器最佳下降速度與及排水結(jié)束后潷水器的上升時間。

3.2.2 CASS池運(yùn)行周期的確定

　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)室小試結(jié)果，原設(shè)計的CASS池運(yùn)行周期是4小時，其中曝氣2小時，沉淀1小時，排水1小時。調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)原水濃度比設(shè)計參數(shù)偏低，有必要根據(jù)實(shí)際廢水情況來確定運(yùn)行周期，根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)適當(dāng)調(diào)整周期中各階段時間的分配，如適當(dāng)減少曝氣時間、延長沉淀時間等，這樣在保證出水水質(zhì)的情況下節(jié)省了能耗，污水廠實(shí)際運(yùn)行周期仍是4小時，其中曝氣1.5小時，沉淀1小時，排水1小時，時延0.5小時。
此外調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，本工程采用水下曝氣機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)曝氣，徹底消除了噪音污染，省去管路及閥門，安裝維修方便，使用靈活，可根據(jù)進(jìn)出水情況和水中溶解氧濃度開啟不同的臺數(shù)，在保證處理效果的條件下達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。

3.2.3 運(yùn)行結(jié)果

從每天監(jiān)測的水質(zhì)情況看，CASS工藝經(jīng)過上述各階段的調(diào)試和試運(yùn)行，取得了良好效果。如出水經(jīng)常保持在COD_cr =20mg/L以下，BOD₅=7mg/L左右，SVI=80~100，SV=18~20%，并具有較好的脫氮除磷效果，優(yōu)于國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
CASS工藝產(chǎn)生的污泥量較少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定，具有良好的沉降、絮凝、脫水性能。調(diào)試至今半年過去了，未發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象，這樣更從實(shí)踐上驗(yàn)證了CASS工藝機(jī)理上的優(yōu)越性。

3.3 操作管理人員培訓(xùn)

在污水處理廠的運(yùn)行管理中，水質(zhì)分析工作極為重要，它對污水處理廠起著指示與指導(dǎo)作用。正確的水質(zhì)分析結(jié)果可反應(yīng)出污水廠進(jìn)水濃度，處理后的出水濃度。同時分析數(shù)據(jù)可反應(yīng)出污水處理構(gòu)筑物的運(yùn)行狀態(tài)以及各種變化情況。因此，定時定點(diǎn)的水質(zhì)分析工作是檢驗(yàn)污水處理效果、控制污水處理正常運(yùn)轉(zhuǎn)所必不可少的。考慮到在我國污水處理廠操作管理人員素質(zhì)普遍較低（全部為戰(zhàn)士）的情況，我們采取現(xiàn)場跟班制，出現(xiàn)問題及時解答，定期授課進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)。整個培訓(xùn)工作與調(diào)試工作穿插進(jìn)行，內(nèi)容包括講授污水處理的基本知識，操作管理基本常識，實(shí)驗(yàn)室各種儀器的操作、使用和保養(yǎng)，藥品的配制，常用水質(zhì)指標(biāo)的測定方法等。

4 結(jié)論

從北京航天城污水處理廠的運(yùn)行實(shí)踐來看，CASS工藝與其它污水處理工藝相比確實(shí)是一種先進(jìn)實(shí)用的污水處理工藝。具體體現(xiàn)在以下幾個方面：
　　 ⑴此工藝建設(shè)費(fèi)用底，省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流設(shè)備，建設(shè)費(fèi)用可節(jié)省10—25%。工藝流程簡潔，占地面積少，污水廠主要構(gòu)筑物為集水池、沉砂池、CASS曝氣池、污泥池，布局緊湊，占地面積可減少20—35%。
　　 ⑵運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用省。由于曝氣是周期性的，池內(nèi)溶解氧的濃度也是變化的，沉淀階段和排水階段溶解氧降低，重新開始曝氣時，氧濃度梯度大，傳遞效率高，節(jié)能效果顯著，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用可節(jié)省10—25%。
　　 ⑶有機(jī)物去除率高，出水水質(zhì)好，不僅能有效去除污水中有機(jī)碳源污染物，而且具有良好的脫氮、除磷功能。根據(jù)研究結(jié)果和工程應(yīng)用情況，通過合理的設(shè)計和良好的管理，二級處理的投資，可達(dá)到三級處理的水質(zhì)。
　　 ⑷管理簡單，運(yùn)行可靠，工藝本身決定了不發(fā)生污泥膨脹，污水處理廠設(shè)備種類和數(shù)量較少，控制系統(tǒng)比較簡單。據(jù)調(diào)查，以日處理量7200m³/d的北京航天城污水處理廠為例，需操作管理工5~8人，而我國相同規(guī)模采用傳統(tǒng)污水處理工藝則需操作管理工30人以上。所以，該工藝管理簡單，運(yùn)行安全可靠。
　　 ⑸污泥產(chǎn)量低，性質(zhì)穩(wěn)定。
　　 從運(yùn)行實(shí)踐來看,由總裝備部工程設(shè)計研究總院引進(jìn)并消化的CASS工藝,具有占地省、投資少、自動化程度高、管理方便、處理效率高、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，適合我國國情，相信不久將來CASS工藝會給我國的環(huán)保工作帶來很好的效益。

BEIJING SPACE CITY WASTEWATER TREATMENT PLANT
—STUDY ON EHGINEERING APPLICATION OF CASS PROCESS
Wang Shou—zhong Zhang Tong Hou Rui—qin Zhang Zhi—ren

（Environment protection center in the Institute of Engineering Design and Research under the General Equipment Department，BeiJing，100028）

ABSTRACT：BeiJing Space City waste water treatment project and the Cyclic Activated Sludge System （CASS）process are introduced in this paper，emphasizing on describing adjustment and practical operation of the waste water treatment plant。Some ideas referring to CASS process are suggested according to practical application。

KEY WORDS：PROJECT ADJUSTMENT; CASS PROCESS;SLUDGE CULTIVATE;DECANTER

作者簡介：王守中 研究生 中國礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)）
通訊處： 100028 北京4702信箱2分箱
總裝備部工程設(shè)計研究院環(huán)保中心