摘 要： 某污水處理廠采用紫外線對CASS池出水進(jìn)行消毒，實(shí)際運(yùn)行中由于CASS池出水 流量波動(dòng)與設(shè)計(jì)值差距較大，造成紫外消毒系統(tǒng)損壞，殺菌效果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。通過對紫外消毒 系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，出水水質(zhì)能夠穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002) 的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。介紹了紫外消毒系統(tǒng)的改造方案，可為今后采用紫外線對CASS反應(yīng)池出水進(jìn)行 消毒的工藝提供參考。

關(guān)鍵詞： 污水處理； CASS反應(yīng)池； 紫外消毒； 技術(shù)改造 

紫外線消毒具有消毒速度快、效率高、對大腸桿 菌的平均去除率高、操作簡單、便于管理等優(yōu)點(diǎn)，目 前已在污水處理領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

1 工程概況

大連市某污水處理廠的原水為生活污水，設(shè)計(jì) 規(guī)模為6．0×10 m。／d，總變化系數(shù)K=1．3，主體工 藝采用CASS工藝，消毒方式采用紫外線消毒，設(shè)計(jì) 出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB 18918-2002)的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。該工程經(jīng)調(diào)試 后于2005年正式投入使用。 工藝流程見圖1。

圖1 污水處理工藝流程

2 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

① CASS反應(yīng)池

設(shè)計(jì)CASS反應(yīng)池2座，每座分4格，每格按程 序交替運(yùn)行，運(yùn)行周期為6 h，其中進(jìn)水1．5 h、曝氣 3．5 h(進(jìn)水同時(shí)進(jìn)行曝氣)、沉淀1 h、潷水1．5 h。 通過時(shí)問排布控制2座CASS池連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出 水。

② 紫外消毒渠

設(shè)紫外消毒渠1座，連續(xù)進(jìn)水，水量為2 500 m³ ／h，共配置6個(gè)模塊108支320 W 紫外燈，且配 套設(shè)置導(dǎo)流板、跨水渠箱、空壓機(jī)、中控柜及無動(dòng)力 自動(dòng)堰門等。

3 實(shí)際運(yùn)行狀況分析

該工程運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)，CASS反應(yīng)池不能實(shí)現(xiàn)24 h 連續(xù)出水，沒有達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期效果，實(shí)際每格的潷水 時(shí)間約為1 h，且潷水器的流量并不均衡。經(jīng)過多次 調(diào)整潷水器的控制方式，CASS池在潷水期間的水量 一般為3 500—4 500 in ／h，平均流量>3 600 m³/h， 少數(shù)時(shí)段峰值流量>4 500 m³/h，且每1．5 h有一次 停水過程。

由于該工程紫外消毒系統(tǒng)以24 h連續(xù)流的方 式進(jìn)行設(shè)備配置，故實(shí)際運(yùn)行過程中的流量波動(dòng)使 紫外消毒系統(tǒng)損壞，運(yùn)行不穩(wěn)定，主要表現(xiàn)在以下幾 個(gè)方面：

① 峰值流量時(shí)殺菌效果不達(dá)標(biāo)

瞬時(shí)最大流量為1．25 m³／s(4 500 m³ ／h)，已經(jīng) 達(dá)到設(shè)計(jì)流量0．69 m³ ／s(2 500 m³/h)的1．8倍，因 而出現(xiàn)了燈管數(shù)量不足，紫外劑量不夠，進(jìn)而殺菌效 果不達(dá)標(biāo)的問題。

② 燈管頻繁啟動(dòng)，嚴(yán)重影響使用壽命

紫外消毒系統(tǒng)的紫外燈管完全浸沒于水中，利 用流動(dòng)的水體自然冷卻，以避免燈管干燒損壞。因 此設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)備供應(yīng)商考慮了燈管的干燒保護(hù)，即當(dāng) 水位低于設(shè)定水位30 S后，第一排燈管自動(dòng)熄滅并 報(bào)警；低水位信號(hào)持續(xù)5 min后，所有燈管自動(dòng)熄滅 并報(bào)警。該工程實(shí)際運(yùn)行過程中，每1．5 h燈管自 動(dòng)關(guān)閉一次，來水后重新啟動(dòng)，頻繁啟動(dòng)導(dǎo)致燈頭發(fā) 黑、燈管發(fā)紅、紫外光強(qiáng)衰減很快，即單支燈的輸出 光強(qiáng)迅速衰減，影響系統(tǒng)總體劑量。

③ 水位控制裝置動(dòng)作頻繁

按照連續(xù)流方式設(shè)計(jì)的自動(dòng)堰門，在流量變化 頻繁時(shí)動(dòng)作頻繁，設(shè)備磨損較大。為了避免小的波 浪及虛假信號(hào)的影響，水位控制裝置設(shè)置了一定的 反應(yīng)延時(shí)，但該工程潷水開始和即將結(jié)束時(shí)水量變 化太大，水位控制裝置來不及反應(yīng)，導(dǎo)致消毒模塊處 的水位過高或過低。

④ 套管結(jié)垢加重

當(dāng)水位低于設(shè)定水位時(shí)，會(huì)導(dǎo)致燈管于燒，于燒 時(shí)燈管、套管表面溫度較高，套管上附著的水分迅速 蒸發(fā)，而水中的鈣、鎂離子極易在套管表面形成碳酸 鹽垢，進(jìn)而影響套管紫外光的透過率。

4 改造方案

為解決該工程紫外消毒系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)的諸 多問題，現(xiàn)提出以下兩種可行的改造方案，具體內(nèi)容 如下：

方案一：對消毒系統(tǒng)進(jìn)水水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，維持現(xiàn) 有紫外消毒系統(tǒng)不變。即在CASS反應(yīng)池與紫外消 毒渠之間增加調(diào)節(jié)池，由提升泵均勻向消毒系統(tǒng)供 水，保證紫外燈管在24 h內(nèi)連續(xù)運(yùn)行。

改造方案一流程見圖2。

圖2 改造方案一流程

此方案需新建調(diào)節(jié)池1座，有效容積為5 000 m³ ，停留時(shí)間為2．0 h；增加污水提升泵2臺(tái)(1用1 備)，單臺(tái)流量為2 500 m³／h，揚(yáng)程為80 kPa，功率為 55 kW 。

方案二：對紫外消毒系統(tǒng)進(jìn)行改造。新建1座 紫外消毒渠，原有渠道作為檢修超越渠道使用。新 建紫外消毒系統(tǒng)按照最大流量(4 500 m³／h)進(jìn)行設(shè) 計(jì)，增加3個(gè)紫外消毒模塊，燈管數(shù)量由原108支增 加到162支，同時(shí)將水位控制裝置由無動(dòng)力自動(dòng)控 制堰門改為固定溢流堰，保證在零流量時(shí)燈管全部 淹沒在水中，不會(huì)頻繁啟動(dòng)，保持24 h連續(xù)點(diǎn)亮；同 時(shí)保證在最大流量時(shí)堰上水深不會(huì)超出燈管有效殺 菌范圍。

改造方案二流程見圖3。

圖3 改造方案二流程

兩種改造方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見表1。

表1 兩種改造方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

5 結(jié)論

對上述兩個(gè)方案從技術(shù)可行性、工程實(shí)施、工程 投資、運(yùn)行能耗及運(yùn)行費(fèi)用等方面進(jìn)行綜合比較，可 以看出方案一投資高、占地面積大，由于沒有足夠的 預(yù)留用地，此方案較難實(shí)現(xiàn)；方案二優(yōu)勢較明顯，雖 按最大流量設(shè)計(jì)會(huì)造成一定的浪費(fèi)，但該方案投資 低、運(yùn)行成本低、占地面積小、改造方便、運(yùn)行管理簡 單，最終被采納。水廠經(jīng)改造后于2008年正式運(yùn) 行，實(shí)踐證明改造后的紫外消毒系統(tǒng)運(yùn)行正常，出水 水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：
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[3] 孫慧修．排水工程(第4版)[M]．北京：中國建筑工 、I 出版社，1995．

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