時 間：2009-05-04 10:10:37  作者： 來 源：  瀏覽：4
 
摘 要：新型一體化M-CASS設(shè)備針對普通MBR和CASS設(shè)備存在的缺點(diǎn)，利用總污泥量綜合設(shè)計(jì)法，保證了活性污泥的良好沉降性能和沉降污泥的壓密實(shí)性，由水平懸浮濾膜系統(tǒng)作為新型一體化M-CASS設(shè)備的排水系統(tǒng)，保證了設(shè)備出水能夠符合建設(shè)部頒布的《生活雜用水回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50335-2002)和《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50336-2002)，而且獨(dú)特的排水方式使得該設(shè)備的運(yùn)行周期長，膜污染的程度大大減少，維持較高的膜通量。

普通膜生物反應(yīng)器(MBR)是膜分離與生物處理技術(shù)組合而成的廢水生物處理新工藝，具有對有機(jī)污染物去除效率高、流程簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、易操作等特點(diǎn)，在污水深度處理方面有著極其廣闊的前景。但是，膜污染問題嚴(yán)重阻礙著膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用與推廣。

循環(huán)式活性污泥法(CASS)是SBR工藝的一種新形式。通常CASS反應(yīng)池分三個反應(yīng)區(qū)：生物選擇器、缺氧區(qū)和好氧區(qū)，容積比一般為1：5：30。排水系統(tǒng)是CASS處理工藝設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，也是其設(shè)計(jì)中最具特色和關(guān)系到系統(tǒng)運(yùn)行成敗的關(guān)鍵部分。而實(shí)際工程中的潷水器往往很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求，出水的懸浮物較多，濁度較高，出水水質(zhì)很難保證。普通CASS設(shè)備出水還不足以達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。

新型一體化M-CASS設(shè)備針對普通MBR和CASS設(shè)備存在的缺點(diǎn)，利用總污泥量綜合設(shè)計(jì)法，保證了活性污泥的良好沉降性能和沉降污泥的壓密實(shí)性，由水平懸浮濾膜系統(tǒng)作為新型一體化M-CASS設(shè)備的排水系統(tǒng)，保證了設(shè)備出水能夠符合建設(shè)部頒布的《生活雜用水回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50335-2002)和《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50336-2002)，而且獨(dú)特的排水方式使得該設(shè)備的運(yùn)行周期長，膜污染的程度大大減少，維持較高的膜通量。

1 設(shè)備主要組成部分及其功能

新型一體化M-CASS設(shè)備主要由三大部分組成：CASS生化反應(yīng)池、水平懸浮濾膜系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)。水平懸浮濾膜組件和自動控制系統(tǒng)是本實(shí)用新型設(shè)備的關(guān)鍵部分。

1．1 CASS生化反應(yīng)池的設(shè)計(jì)
CASS生化反應(yīng)池的體積隨日處理量的不同而不同，具體的設(shè)計(jì)如下所述，其他主要設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

表1 主要設(shè)計(jì)參數(shù)
進(jìn)水ρ（COD）/（mg·L-1) 出水ρ（COD）/（mg·L-1) 進(jìn)水ρ（NH3-N）/（mg·L-1) 進(jìn)水ρ（NH3-N）/（mg·L-1) 停留時間/h ρ（MLSS）/（mg·L-1) 氣水比 Isv/(mL·g-1)
300-450 12-20 15-50 1-3 14 8000 20:1 37.5

由于本設(shè)備基于良好的污泥沉降性能而設(shè)計(jì)的，采用總污泥量綜合設(shè)計(jì)法[3]。以一定的活性污泥量為前提，并滿足適合的污泥體積指數(shù)(Isv)條件，保證在沉降階段歷時和排水階段歷時內(nèi)的沉降距離和沉淀面積，據(jù)此推算出最低水深下的最小污泥沉降所需的體積，然后根據(jù)最大周期進(jìn)水量求算貯水容積，兩者之和即為所求CASS池容積，并由此驗(yàn)算曝氣時間內(nèi)的活性污泥濃度及最低水深下的污泥濃度，以判別計(jì)算結(jié)果的合理性。其計(jì)算式為：

Ts=naQ0(C0-Cr)tT·S (1)
Vmin=AHmin≥Ts·Isv·10-3 (2)
Hmin=Hmax-△H (3)
V=Vmin+△V (4)
式中：TS ——單個CASS池內(nèi)干污泥總量，kg；
n——CASS 1d內(nèi)的反應(yīng)周期，個；
a——產(chǎn)泥系數(shù)，即單位BOD5所產(chǎn)生的剩余污泥量，kg[MLSS]/kg[BOD5]；
Q0——進(jìn)水水量，m3；
tT·S—— 總污泥齡，d；
A——CASS池幾何平面積，m2；
Hmax，Hmin——曝氣時最高水位和沉淀終了時最低水位，m；
V——生物反應(yīng)器容積，m3；
Isv——污泥體積指數(shù)，mL/g；
Vmin——最低水位時的混合液容積，m3；
△V——最高水位與最低水位的容積之差，m3；
△H——最高水位與最低水位之差，m3；
C0——進(jìn)水：BOD5質(zhì)量濃度，mg/L；
Cr——出水BOD5質(zhì)量濃度與出水懸浮物中溶解性BOD5質(zhì)量濃度之差，其值為：
Cr=Ce-Z·Cse·1.42(1-eklt) (5)
式中：Cse——出水中懸浮物的質(zhì)量濃度，kg/m3；
k1——耗氧速率，d-1；
t——BOD試驗(yàn)時間，d；
Z——活性污泥中異養(yǎng)菌所占比例，其值為：
 
B=0.555+4.167(1+ρ(TS0)/ρ(BOD5))Ns·1.072(15-θ) (7)
Ns=1/(a·tT·S) (8)
式中：Ns——BOD污泥負(fù)荷率，kg[BOD5]/(kg[MLSS]，d)；
a——產(chǎn)泥系數(shù)；即單位BOD5所產(chǎn)生的剩余污泥量，kg[MLSS]/kg[BOD5]；其值為：

式中：ρ(TS0)——進(jìn)水懸浮固體的質(zhì)量濃度，kg/m3；
ρ(BOD5)——進(jìn)水BOD5的質(zhì)量濃度，kg/m3；
θ——污水水溫，℃。

1．2水平懸浮濾膜系統(tǒng)

水平懸浮濾膜系統(tǒng)位于設(shè)備的末端。水平懸浮濾膜系統(tǒng)是該設(shè)備的關(guān)鍵部分，包括水平懸浮濾膜組件、膜組件懸浮球、膜組件集水管路框架、框架滑軌和塑料耐壓軟管及其他組成部分。

水平懸浮濾膜組件為偏氟聚乙烯(PVDF)中空纖維膜組件。膜組件公稱孔徑為0.2 μm。中空纖維膜絲較細(xì)，有較好的柔韌性，能保持較長的壽命，即使有膜絲破損的現(xiàn)象發(fā)生，由于膜絲內(nèi)徑僅為270μm，可被污泥迅速堵住，對處理水質(zhì)完全沒有影響，膜組件懸浮球一般由PVC塑料制成，呈半球狀，懸浮球內(nèi)充滿空氣，產(chǎn)生一定的浮力，均勻分布在膜組件塑料框架上，使水平懸浮濾膜組件始終保持在保護(hù)高度(距水面0．3～0．5m)的液面以下。膜組件集水管路框架由U-PVC塑料管連接而成，它把多層水平放置的膜組件固定為一體，膜濾出水通過此管路由泵吸出?？蚣芑売蓛蓷l相對的、嵌入池體的“L”型不銹鋼鋼條制成，內(nèi)形成倒“T”字槽，連接在膜組件集水管路框架上的“T”字型不銹鋼體在其中滑動。塑料耐壓軟管是連接在集水管路框架上的輸水管，可隨著集水管路框架的升降而自由伸縮。

2 自動控制系統(tǒng)
新型一體化M-CASS設(shè)備的自動控制系統(tǒng)由監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)(上位機(jī))、可編程控制器(PLC)、電氣控制柜、現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)及現(xiàn)場監(jiān)測儀表組成。
自動控制系統(tǒng)包括單片機(jī)控制部分(由8031(10)為框架滑軌集水管路框架與滑軌連接芯片，2732芯片，74L373芯片，晶振電路組成)、輸入通道(由超聲波液位探測器，自制液位探測器組成)、輸出通道(由光電耦合器，繼電器組成)及控制面板。超聲波液位探測器實(shí)時監(jiān)控上清液高度、沉淀污泥層高度和混合液的高度。自制液位探測器實(shí)時監(jiān)控膜組件在混合液中的位置，當(dāng)膜組件露出水面后，自制液位探測器斷開并發(fā)出警報(bào)，采取人工干預(yù)，調(diào)節(jié)膜組件在液面保護(hù)高度以下。
 
3 出水水質(zhì)
試驗(yàn)平均進(jìn)水的ρ(COD)為378.5 mg/L，ρ(NH3-N)為33.28 mg/L，平均出水的ρ(COD)為29.31 mg/L，ρ(NH3-N)為4.25 mg/L，從圖4可以看出該設(shè)備表現(xiàn)出良好的去除率。膜污染程度很小，膜阻力上升速率緩慢，保持較高的膜通量。而該設(shè)備在保持一定的膜通量時的極限膜傳遞壓差(TMP)為4.0× 10-2MPa。
 
4 結(jié)束語
新型M-CASS一體化設(shè)備的尺寸、水平懸浮濾膜組件的面積、提升泵及曝氣系統(tǒng)隨著日處理量的不同而不同。主體反應(yīng)池采用污泥總量法設(shè)計(jì)，保證污泥的沉降性能。水平懸浮濾膜組件的獨(dú)特結(jié)構(gòu)保證了出水的回用要求，既經(jīng)濟(jì)又適用。新型M-CASS一體化設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是：
①試驗(yàn)研究證明：新型M-CASS一體化設(shè)備出水水質(zhì)好，出水ρ(COD)小于30mg/L，出水濁度可到0 NTU，達(dá)到建設(shè)部頒布的《生活雜用水回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50335-2002)。
②CASS生物反應(yīng)器內(nèi)能維持高濃度的微生物量，使處理裝置容積負(fù)荷提高，占地面積大幅度減小。
③膜污染程度降低，在較長的運(yùn)行周期表現(xiàn)出較高的膜通量。
④該設(shè)備適用于以優(yōu)質(zhì)雜排水為原水的中水回用系統(tǒng)，可廣泛應(yīng)用于住宅小區(qū)，別墅，高級賓館等的中水系統(tǒng)。
⑤易于實(shí)現(xiàn)自動控制，操作管理方便。

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