基于CAST工艺处理小城镇污水的运行模式优化研究.docx

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基于CAST工艺处理小城镇污水的运行模式优化研究

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论文导读:：针对万盛污水处理厂在常温运行期间进水低污染物浓度、低C/N、运行能耗偏高等问题进行运行模式的优化研究。结果表明采用循环周期为4h的梯级非限制性曝气模式，即曝气/进水前1h控制DO1mg/L，后1h控制DO=2~3mg/L，沉淀1h，滗水1h，可在保证COD和NH3-N去除效果的同时，使TN去除效果比设计模式提高15%，同时通过相应的曝气系统调整，可使运行能耗降低25%。

论文关键词：CAST，运行模式，脱氮，节能

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在我国城市污水厂通常与排水管网的铺设同期进行或按城市规划中远期进行建设，因此污水厂建成后所接纳的水量、水质会与设计值存在一定差异，而且这种差异往往在污水厂运行初期较为明显。同时小城镇污水厂具有进水水质水量随季节变化明显的特点。这都要求污水厂在运行中需要根据实际条件进行运行模式与参数的调整，以实现最佳的处理效能和能耗的节约。作为一种SBR的变型，CAST工艺不但继承了其耐冲击负荷强、运行方式灵活、能耗低等特点，而且进一步强化了抗污泥膨胀和脱氮除磷性能，使其成为了适合我国国情，特别是水质、水量变化较大的小城镇的污水处理技术[1,2]。但CAST工艺在我国的研究尚处于发展完善阶段，虽然在国外的应用积累了较多经验，但其运行条件和客观环境与我国实际存在较大差别，难以直接借鉴[3,4]。本文以重庆市万盛污水厂为研究对象，在常温较低污染物浓度、低C/N条件下进行了运行模式调控研究，在提升脱氮效果的同时大幅度的降低了运行能耗。

1工程概况

1.1工艺流程

万盛污水处理厂位于重庆市万盛区万东镇，占地约3ｈa，总设计处理能力为5×104m3/d，服务人口约15万。一期工程处理能力2×104m3/d于2007年3月建成投入使用，主体采用CAST工艺，生物脱氮，生物辅以化学除磷。工艺流程见图1。

图1万盛污水厂工艺流程

Fig.1Flowchartoftreatmentprocessof

WanshengWWTP

CAST生化池按近期规模2×104m3/d进行设计，分为两组４个池子，单池尺寸为30ｍ×18ｍ×6.8ｍ，有效水深为5.8m；生物选择区容积为282m3，主反应区容积为2850m3；最大滗水深度为1.6ｍ；充水比为0.2~0.2.8；SRT为18ｄ节能减排论文，HRT为14ｈ；设计循环周期为4h，其中进水/曝气2h、沉淀1h、滗水1h。

1.2水质水量

表1为万盛污水厂的设计进出水水质。

表1设计进出水水质

Tab.1Designqualityofinfluentandeffluent

Mg.L-1

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项目

COD

BOD5

SS

NH3-N

TN

TP

进水

360

180

220

35

40

5

出水

60

20

20

8(15)

20

1.5

由于污水厂收集区域内采用合流制排水体系且内无大型工矿企业，所以该厂进水水质、水量随季节变化明显。采集2007年12月至2008年11月的数据分析，夏季平均水量接近1.7×104m3/d，比冬季平均水量高约60%。图2为进水水质的逐月变化曲线核心期刊。

图2研究期间进水水质的逐月变化

Fig.2Variationofinfluentquantityeachmonthduringexperimentalperiod

可知冬、春季污染物浓度较高，夏、秋季污染物浓度较低；进水BOD5/COD在0.4~0.7范围内波动，可生化性较好；BOD5/TN绝大部分低于3.5，BOD5/TN过低会直接影响系统的脱氮效果。

2运行模式调控研究

2.1运行模式安排

研究时间为2008年5~8月。根据万盛污水厂在常温运行期间进水低污染物浓度、低C/N，运行能耗较高等问题，选用了三种循环周期均为4h的运行模式进行研究。其中A模式为设计运行模式；B模式将曝气时间缩短为1.5h，在进水0.5h后开始曝气，属半限制性曝气方式；C模式将曝气分为两段，前1h微曝，控制DO在1mg/L以下，后1h正常曝气，因其DO值在两个阶段分别控制在不同梯度，将其称为梯级非限制性曝气方式。除运行模式不同外，其余运行条件基本相同，DO控制在2~3mg/L，MLSS为3.5~4.5g/L，充水比0.24~0.28，污泥龄20~25d，水温23~28℃。

2.2采样与分析方法

工艺运行模式研究的进、出水水样为全天混合水样，每小时由自动取样机取样保存。进水取样点位于进水细格栅处，出水取样点为接触消毒池末端。污染物周期变化取样点位于CAST生化池中部固定位置，从0min开始，每30min取样一次。每天所取水样经预处理后置于0~4℃冰箱内保存，待当天取样完成后统一测定。分析测试按照国家环保部编写的《水和