( 1)技术来源和背景 本技术源自华中科技大学主持的国家“十五” 863 重大科技专项 中的高技术研究课题“城镇污水生物 ---生态处理技术与示范”的成果。 该项成果通过示范工程的完善与发展， 现已经成为适合乡镇污水处理 的成熟技术。该工艺具有投资低、运行费用低、管理要求低，污泥量 少的特点。
(2)工艺技术说明 (a)工艺流程
该项组合技术将改良型 CASS(IBR生物反应池技术集成和优化组 合，形成城市污水处理与回用的高效率低运行成本的生物工艺。
工艺流程详见图 1-1。 ( b )基本原理
改良型CASS(IBR生物处理工艺是一种集厌氧、兼氧、好氧反应 及沉淀于一体的连续进出水的周期循环活性污泥法。 其内部构造示意 如图 6-4 所示。通过设置于池底的三相分离器将反应池分为位于池中 间的反应区与位于池两侧的沉淀区。 活性污泥混合液通过三相分离器 完成气固液的分离， 沉淀区内放置斜管填料， 形成沉淀的污泥自滑回 流至生物反应区内， 使反应池实现无动力内循环； 清水由池顶出水槽 收集后排放，可实现连续进水出水，避免了传统
CASS工艺中通过设
置滗水器及其水位控制系统带来的设备投资大，控制环节多的缺点。 此外，反应池内采用潜水泵 +激波传质器的射流曝气方式， 与传统 CASS 工艺相比， 减少了鼓风机房和曝气管路系统。 激波传质器是将两级射 流曝气与隐形双吸搅拌技术相结合的专利技术， 具有可切割活性污泥
絮体，强化气液传质过程，维持高生物量反应等特点。经激波传质器 切割的活性污泥与常规活性污泥相比，具有粒径小、密度大、比表面 积大、吸附能力强等特点，有效提高了生物反应器的有机物去除效果。
从运行方式上，改良型 CASS(IB反应池与传统CASS也相似，采 用连续进出水，间歇曝气方式运行。通过调节曝气、搅拌、静沉时间 比例，从时间上营造出污水在反应池中的多级 A/A/O状态，使污水在 反应池中得到最佳状态的脱 N除P工况，以最大限度地去除N和P。 根据原污水水质、水量、水温、季节变化调节生物反应池曝、搅、沉 周期，实现生物反应池曝气量最小，系统整体节能的目的。
改良型CASS(IB反应池同时兼具按空间分割的连续流活性污泥 法及按时间进行分割的间歇性活性污泥法的优点，
与按空间分割的连
续流活性污泥法相比，省去了污泥回流的环节，因而节省运行能耗及 减少处理设施及投资；与按时间分割的间歇流活性污泥法相比， 具备 连续进出水的特点，因而减少了处理设施容积及总的土建投资。
污水处理厂配置远程集中自控系统，可以根据原污水水质、水量、 水温与季节变化，在充分利用生态系统处理能力的前提下， 灵活自动 地控制生物反应池的运行模式，使生物反应池利用现行的好氧生化处 理法的1/3-1/2能耗，获得相当于好氧生化处理2/3以上的处理效率, 在保证出水水质的情况下，实现系统的能耗最小化
污泥外运 污泥脱水间 平流式沉砂池 改良型CASS(IBR反应池
进水
1 F 粗格栅进水泵房 片 r 栅、砂外运
-------- 细格栅 剩余污泥
图1-1 改良型 CASS(IBR)工艺图
(c)改良型CASS(IBR处理工艺优越性
改良型CASS(IBR)工艺与其他工艺相比，具有较大的优势。
与空间系列的连续流活性污泥法相比， 省去了污泥及混合液回流、 二沉池等环节，因而节省运行能耗及减少相关设施；
与时间系列的间歇流活性污泥法相比，具备连续进出水的特点， 省去了滗水器，增加了处理设施的利用效率，并减少了提升水头。节 省基建投资，处理能耗低。
其优越性总结为以下几个方面。
构筑物少，用地节省
由于其连续进出水的特性，对于小城镇污水厂而言，由于规模通 常较小(低于10000m/d),改良型CASS(IBR)池可方便地与平流沉 砂池及后续的消毒渠
3
合建，流程布置顺畅，平面简洁，用地节省。
■机电设备少，能量消耗低、运行费用低
改良型CASS(IBR)工艺需要配备的机电设备非常少，构筑物内只 须配备激波传质器和潜水搅拌器，整个污水厂除改良型 CASS(IBR) 池之外，只须配备提升泵站设备和污泥浓缩设备。
系统内的动力设备只有潜污泵与搅拌设备，所需的能耗为污水提 升、改良型CASS(IBR)生物反应池内维持两种模式运行所耗的电能，能 耗非常低。
就整个污水处理厂系统而言，除了改良型CASS(IBR)池的能耗之 外，就只有提升泵站能耗及污泥浓缩所需能耗。 不存在污泥回流能耗， 同时，由于连续进出水的特性及改良型 CASS(IBR)池进出水水头相差 小，提升水头较其他时间系列的污水处理工艺减小1m以上，能量消耗 上具有一定的优越性。
■控制简单
工艺设备少，同时改良型CASS(IBR)内的激波传质器及潜水搅拌 器设备只须按照时间控制其开停，没有复杂的反馈及执行元件，提升 系统也仅须按照液位调整水泵的运行状态，
因此，工艺系统采用简单
的时间控制及液位控制装置即可达到自控目的，操作管理非常简单， 所需操作管理人员少。
■运行无噪音
系统内的动力设备只有潜污泵与搅拌设备， 无产生噪音的动力设 备，全系统处于净音运行状态，对周围的环境没有噪音污染。
(d)改良型CASS(IBR处理工艺应用实例
项目名称 | 处理规模 出水水质标准
湖北省仙桃市毛嘴镇污水处理工 程 中国一拖集团废水处理与回用工 程 湖北武当山经济特区污水处理工 程 4000m /d 3600m /d ---------------- 3 ---------------- 1 GB18918-2002 —级 B GB 一 T18920 一 2002 GB18918-2002 一级 B GB18918-2002 一级 B 14000m3/d 5000m /d 3 贵州省赫早县污水处理工程 2 Orbal氧化沟工艺
(a)工艺流程图
方案二工艺流程图详见图6-5
进水
栅、砂外运
污泥外运污泥脱水间污泥回流配水井 絮凝剂 剩余污泥
紫外线消毒
D型滤池
出水
图2-1 Orbal工艺流程图
污水经粗格栅去除大颗粒
SS后，进入调节池稳定水量。调节池
内潜水泵将污水提升至细格栅及沉砂池，以去除小颗粒SS和悬浮物
而后，污水自流进入氧化沟内完成脱碳脱氮及除磷， 出水自流进入二 沉池进行泥水分离， 上清液自流进入紫外消毒渠消毒后重力外排厂外， 剩余污泥进入污泥池， 由污泥泵提升输送， 部分回流至氧化沟参与脱 氮反应，其余剩余污泥输送至污泥脱水间，完成污泥脱水工作。泥饼 收集后外运。
(b)工艺说明
Orbal 氧化沟采用典型的三个同心沟型式，由外到内分别形成厌 氧、缺氧和好氧三个区域，采用转碟曝气。
第 一 沟 的 体 积 占 总 体 积 的 60% ， 沟 内 溶 解 氧 浓 度 控 制 在
0~0.5mg/L,沟内进行大分子有机物的分解、反硝化及大部分的硝化 反应。
第二沟的体积占总体积的 30%， 沟内 溶解氧浓度控制在 0.5~1.5mg/L,进一步去除剩余的BOD或继续进行硝化。
第三沟的体积占总体积的 10%， 沟内 溶解氧浓度控制在 2.0~2.5mg/L,以保持“最终处理”方式，使污水在进入沉淀池前能 去除剩余BOD5和NH3-N。
为增强系统的内循环， 在内沟内设置污泥回流泵， 使污泥回流至 第一沟，维持第一沟内的微生物量，同时增强脱氮率。
3 方案比较和确定
上述两个方案均为除磷脱氮活性污泥法， 能达到本工程要求的出 水水质标准， 但在技术上和经济上有一定的差异， 其方案比较表详表 6-2。
通过表6-2的比较可以看出，改良型 CASS(IBR工艺相对于Orbal 氧化沟工艺占地面积小，各方面指标均略优于 Orbal 氧化沟工艺，改
良型CASS(IBR工艺也具有很多中小城镇运转经验与实例，所以本工 程推荐采用改良型CASS(IBR工艺。
表3-1 工艺方案比较表
比较 内容 方案一(改良型 CASS(IBR) 方案二(Orbal氧化沟) 1•通过调节曝气、搅拌、静沉时间比调节反 应池A/A/O状态，脱氮除磷效果稳定，抗冲 击负荷能力强。 1•属于改良型氧化沟工艺，池内设有厌氧区、 缺氧区、好氧区，耐冲击负荷能力强，脱碳脱 氮效果稳定，但除磷效果不佳。 2•污泥泥龄长，SVI低，产泥量少，沉降性能 好。 2•为维持外沟微生物量，提高脱氮效果，需 采用大3•采用潜水射流曝气方式，激波传质器曝气 后氧流量低扬程的过墙式回流泵实现内回 流。 利用率咼。水池较深，占地面积小。 工 3•采用转刷曝气器，水池较浅，供氧及搅拌动 力消4•改良型CASS(IBR内置三相分离器替代常规 耗较大。 艺 特 占 SBR滗水器，结构简单易于操作管理，提高 了活4•水力停留时间长，具备延时曝气特点，污泥 稳八、、 性污泥沉淀效率。 定，污泥量少。但由于池容较大，占地面积 大，土5•采用一体化结构设计，不需建设二沉池， 节省建投资咼。 土建投资。 5•不需建设初沉池，但需建设二沉池。 6•所需设备少，动力消耗少，节省运行投资。 6.技术相当成熟，有大量工程头例。 7•技术先进，已经成为适合乡镇污水处理的 成熟技术。已有大量工程头例。 设备种类及数量相对少，维护方便。 设 备 运行 管理 池体数量少，池型相对简单，施工难度较小。 土 建 不需建二沉池，占地相对较少。 占 地 基建 投资 设备投资少、构筑物投资少，工程总投资少。 工艺步骤简单，自动化程度要求较咼。 设备种类及数量相对多，供氧设备效率较低， 管理和维护复杂。 工艺步骤较简单，自动化程度要求不咼，对管 理水平要求较低。 池体数量较多，池型较大，结构相对复杂，土 建投资较大，施工难度较大。 氧化沟占地较大，需建二沉池，污泥回流泵房 等，总体工艺占地多。 设备投资较多、构筑物投资大，工程总投资大。 4 D型滤池
D型滤池是由清华大学开发研制的一种重力式高速自适应滤池， 它以国家863计划的专利产品一一彗星式纤维滤料为技术核心，
采用
小阻力配水系统、高效的气水反冲洗技术、恒水位或变水位的过滤方 式，广泛应
用于市政自来水工程、工业给水工程和中水回用工程，取 得良好的经济效益和社会效益。
D型滤池采用彗星式（自适应）纤维滤料，这是一种新型的过滤
材料，设计为不对称构形，一端为松散的纤维丝束，称“彗尾”
，另
一端为比重较大的实心体，称“彗核”，彗尾纤维丝束固定于彗核内， 整体呈彗星状，如图6-6所示。彗星式纤维滤料的不对称结构使得其 兼有颗粒滤料和纤维滤料的特点。
图6-6 彗星式纤维滤料
D型滤池具备传统快滤池的主要优点，且由于运用了 DA863过滤 技术，多方面性能优于传统快滤池，是一种实用、新型、高效的滤池。 它具有以下特点：
a、 过滤精度高：经Multisizer3颗粒粒度分布和计数仪分析测试， 对水中大于5卩m的悬浮固体颗粒的去除率可达 91%以上，最高去除 率为97.7%，正常出水浊度在1NTU以下。
b、 截污容量大：经混凝处理的水，截污容量在 10〜35kg/m3的范 围内。 c、 过滤速度快：在工程应用中的设计过滤速度为 18〜23m/h，它 可以减少水厂的占地面积，从而节约建设投资。
d、 反洗耗水率低：反冲洗耗水量小于周期滤水量的
1〜2%。
e、 运行费用低：絮凝剂投加量是常规砂滤技术的 1/2〜1/3，且周 期产水量的提高使得吨水运行费用也随之减少。
f、 使用寿命长：滤料本身耐腐蚀性能好，自然使用寿命在十年以 上，维护费用低。
g、 检修维护方便：使用多年后对滤池适量补充滤料，不存在纤 维束滤池滤料必须整体割除更换的弊病。
h、 抗负荷能力强：能经受短时间内高浊度水（如雨季水源）的 冲击，而仍然保证出水水质。
与传统砂滤池相比， D 型滤池具有占地省、 投资少、运行费用低、 节能减排等优点；与传统的纤维束 /球滤池相比，具有反洗效果好、 安全性能高、使用寿命长的优点。因此， D 型滤池作为一种高效率、 低能耗的深度处理核心工艺， 是非常适和于城镇污水处理厂提高出水 水质的处理技术。
5 D 型滤池优点
通过以上综合分析， D 型具有运行效果稳定、 受二级处理系统出 水水量水质影响较小、处理水质高、设备投资及运行费用低等优点， 因此，本项目拟选择 D 型滤池作为三级处理工艺。
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