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1、CASS工艺处理小区污水及中水回用 1概述 建筑小区是含有一个功效或多个功效相对独立区域，其排水系统通常不在城市市政管网覆盖范围之内。依据当地环境保护标准，必需设置独立污水处理设施，这就是我们所指小区污水处理。 小区污水系统处理能力，各国并无统一限定。前苏联曾提议单个构筑物处理能力不宜超出1400m3/d，美国则把处理能力限定在3785m3/d范围内。依据中国情况，提议把污水量在4000m3/d以下处理厂定义为小区污水处理厂。 小区污水不一样于城市污水(常包含部分工业废水)，属于生活污水范围。其水质水量特征可概括为：水质水量改变较大，污染物浓度偏低，即比城市污水低，污水可生化性好，处理难度小。
2、 小区污水处理工艺因污水排入水体功效不一样而异，常见处理方法有：化粪池、一级处理 (首次沉淀池)、生物二级处理及二级处理后再经过滤消毒回用等。因为小区污水量较小，管理者水平不高，所以在工艺设计时尽可能选择无污泥或少污泥处理工艺，以防因污泥处理不善造成二次污染。本文在介绍小区污水处理设计标准及常见步骤基础上，关键介绍了周期循环活性污泥(CASS)工艺处理小区污水及回用设计参数和应用情况。 2小区污水处理设计标准及常见步骤 2.1设计标准 (1)通常来说，不一样小区对出水要求差异较大，应依据中国地面环境质量标准(GB3838 -88)和污水综合排放标准(GB8978-96)相关要求和当地环境保护部
3、门要求确定处理程度，以确保出水水质。 (2)污水处理设施设计和建设必需结合小区整体计划和建筑特点，即外观设计上要和小区建筑环境相协调，以求美观。 (3)在污水处理工艺上努力争取简单实用，以方便管理。 (4)在高程部署上应尽可能采取立体布局，充足利用地下空间。平面部署上要紧凑，以节省用地。 (5)污水处理厂位置应尽可能在小区下风向，和其它建筑物有一定距离，以降低对环境影响。 (6)设备化，定型化，模块化，施工安装方便，运行简易，设备性能稳定，适合分期建设。 (7)处理程度高，污泥产量少，并尽可能采取节能处理技术。 (8)处理构筑物对水力负荷和有机物负荷适应范围较大，使系统有很好经受冲击负荷能力。
4、 (9)小区内人口是逐步增加，所以小区污水处理厂应留有发展余地。 2.2常见步骤 依据小区废水处理标准，应选择处理效果稳定、产泥少、节能处理方法。小区系统中各类建筑物通常均建有化粪池，所以化粪池应和污水处理方法相结合。常见工艺步骤有： 污水格栅调整池提升泵接触氧化池沉淀池 出水。 污水格栅调整池提升泵曝气池沉淀池污泥回流出水。 污水格栅调整池提升泵SBR池或CASS池出水。 污水格栅调整池提升泵混凝沉淀(加药)过滤出水(物化方法)。 污水格栅调整池提升泵接触氧化池混凝过滤(加药)出水。 中国小区污水处理设计中组合式处理厂曾风靡一时，组合式处理指装配好或易于组装定型设备，其关键优点是施工快，不占
5、绿地。但实际应用表明，存在不少问题。如设备维修管理困难，对运行情况考评不便，单机处理水量有限，使用寿命等全部有待时间验证。依据工程设计及实际运行经验，提议日处理能力1000m3以上污水处理厂宜采取地上式。在水量不大，场地十分担心时可考虑用埋地设备。 3CASS工艺处理小区污水 3.1工作原理 CASS(Cyclic Activated Sludge System)是在SBR基础上发展起来，即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续进水(沉淀期、排水期仍连续进水)，间歇排水。设置生物选择器关键目标是使系统选择出絮凝性细菌，其容积约占整个池子10%。生物选择器工艺过程遵照活性污泥基质积累
6、-再生理论，使活性污泥在选择器中经历一个高负荷吸附阶段(基质积累)，随即在主反应区经历一个较低负荷基质降解阶段，以完成整个基质降解全过程和污泥再生。 据相关资料介绍，污泥膨胀直接原因是丝状菌过量繁殖。因为丝状菌比菌胶团比表面积大，所以有利于摄取低浓度底物。但通常丝状菌比增殖速率比非丝状菌小，在高底物浓度下菌胶团和丝状菌全部以较大速率降解底物和增殖，但因为胶团细菌比增殖速率较大，其增殖量也较大，从而较丝状菌占优势，这么利用基质作为推进力选择性地培养胶团细菌，使其成为曝气池中优势菌。所以，在CASS池进水端增加一个设计合理生物选择器，能够有效地抑制丝状菌生长和繁殖，克服污泥膨胀，提升系统运行稳定性
7、。 CASS工艺对污染物质降解是一个时间上推流过程，集反应、沉淀、排水于一体，是一个好氧-缺氧-厌氧交替运行过程，所以含有一定脱氮除磷效果。 3.2和传统活性污泥法比较 和传统活性污泥工艺相比，CASS工艺含有以下优点： (1)建设费用低。省去了首次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备，建设费用可节省20%30 %。工艺步骤简练，污水厂关键构筑物为集水池、沉砂池、CASS曝气池、污泥池，布局紧凑，占地面积可降低35%。 (2)运转费用省。因为曝气是周期性，池内溶解氧浓度也是改变，沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低，重新开始曝气时，氧浓度梯度大，传输效率高，节能效果显著，运转费用可节省10%25%。 (3
8、)有机物去除率高，出水水质好。不仅能有效去除污水中有机碳源污染物，而且含有良好脱氮、除磷功效。 (4)管理简单，运行可靠，不易发生污泥膨胀。污水处理厂设备种类和数量较少，控制系统简单，运行安全可靠。 (5)污泥产量低，性质稳定。 3.3曝气方法选择 因为小区大全部是居民居住区，对环境要求比较高，所以污水厂建设时应充足考虑噪音扰民问题和污水厂操作人员工作环境，采取水下曝气机替换传统鼓风机曝气可有效处理噪音污染。另外，因为CASS工艺独特运行方法，采取水下曝气机可省去复杂管路及阀门，安装、维修方便，使用灵活，可依据进出水情况开不一样台数，在确保效果条件下，达成经济运行目标。 3.4撇水方法选择 撇
9、水机是CASS工艺关键组成部分，其性能是否稳定可靠直接影响到CASS工艺正常运行。现在，中国外对撇水机仍在进行研究和开发，根据现在所用原理，撇水机可分为三种类型，即浮球式、旋转式和虹吸式。撇水机研制关键是处理滗水过程中，堰口、导水软管和升降控制装置和水流之间形成动态平衡，使之可随排水量不一样调整浮动水堰浸没深度，并随水位均匀地升降，将排水对底层污泥干扰降低到最低程度，确保出水水质稳定。 我院自主研制开发撇水机属丝杠旋转式，自动撇水装置关键组成部分是：滗水器、可扰动软管、水位控制器、可伸缩推进杆和驱动电机等。其中滗水器又叫自动浮动式水堰，上部为堰口和预防浮渣进入出水浮筒，下部出水管兼起支撑作用，
10、部分浸没在水中，经过可伸缩推进杆使方形堰口达成连续均匀地排出反应池中上清液。含有升降平稳、排水均匀、自动控制、价格低廉等优点。 3.5关键设计参数 CASS设计参数：污泥负荷0.10.2 kg BOD5/(kgMLSSd)，污泥龄1530 d。 水力停留时间12 h，工作周期4 h，其中曝气2.5 h，沉淀0.75 h，排水0.50.75 h。 4CASS工艺出水回用 众所周知，水资源紧缺已经成为世界性问题。中国也一样面临水资源短缺现实。中国现在人均年占有水资源2700m3，仅相当于世界平均水平1/4。中国城市缺水现象更为严重，在300多个大中城市中有180个城市缺水，其中50多个城市严重缺水
11、。以北京为例，全市水资源人均占有量仅为全国人均占有量1/6，而其年用水量已达42亿m3，每十二个月大约缺水710亿m3。因为水资源短缺，多年来城市供水水价连续上涨，小区污水经过合适处理后，用于小区绿化、厕所便器冲洗、洗车和清洁等有很好社会效益和经济效益。 采取CASS工艺处理小区污水，出水水质稳定，优于通常传统生物处理工艺，其出水靠近生活杂用水水质标准(CJ25.1-89)，关键项目见表1。经过过滤和消毒处理后，就能够作为中水回用。 表1生活杂用水水质标准项目便器冲洗、城市道路浇洒洗车、扫除溶解性固体(mg/L)12001000 悬浮性固体(mg/L)105色度(度)3030 臭无不快感觉无不
12、快感觉pH 6.59.06.59.0 BOD(mg/L)1010COD(mg/L)5050氨氮(mg/L) 2010总大肠菌群(个/L)33过滤采取膜分离技术，膜分离技术是物质分离技术中一个单元操作。膜法分离最大特点是动力为压力，不伴随大量热量改变。所以有节能、可连续操作、便于自动化等优点。为开拓CASS工艺出水回用领域，开发了一个新型过滤膜(盘片式过滤膜)，该膜含有通量大、寿命长、耐污染强度大、易于反冲洗等优点。工程应用表明含有良好应用前景。 因为小区污水中含有致病细菌，消毒后回用可确保使用安全，在膜过滤前进行消毒还有利于对膜保护。消毒采取次氯酸钠消毒剂即可达消毒要求。 污水处理量在1000
13、m3/d以上时，其污泥处理通常采取浓缩后脱水处理方法，小规模时因为所产污泥量少，通常浓缩后定时用大粪车外运填埋或作农肥。 在多个工程应用基础上，近期推出CASS+膜过滤工艺已经应用于装备指挥技术学院污水处理及回用(m3/d)、总参某部污水处理及回用(3000m3/d)和中国济南海关污水处理及回用(100m3/d)等工程。在济南海关污水工程设计中，充足利用所提供地形，既保护了原有绿化统一计划，又能够利用处理后水进行绿化和冲洗车辆，节省了大量自来水，使用户受益匪浅。 5结论 在水资源日益紧缺今天，将处理后水回用于绿化、冲洗车辆和冲洗厕所，其应用前景广泛。周期循环活性污泥工艺含有出水水质稳定、处理效果好、操作管理运行简单特点，实际运行中能够实现中央集中控制和现场手动自动控制，经过多个工程实际应用，该工艺配套设备滗水器和水下射流曝气机已经成熟，其出水经过滤和消毒处理后能够达成中水回用标准，依据实际需求，能够设计成地埋式或半地埋式，所以含有节省占地优势。中水回用势在必行，周期循环活性污泥+膜过滤工艺为小区污水处理及回用提供了新工艺和配套设备。