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CASS工艺出水的紫外消毒系统改造

中国污水处理工程网 时间:2010-12-24 15:32:14

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摘 要: 某污水处理厂采用紫外线对CASS池出水进行消毒,实际运行中由于CASS池出水 流量波动与设计值差距较大,造成紫外消毒系统损坏,杀菌效果达不到设计要求。通过对紫外消毒 系统进行技术改造,出水水质能够稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002) 的一级B标准。介绍了紫外消毒系统的改造方案,可为今后采用紫外线对CASS反应池出水进行 消毒的工艺提供参考。

关键词: 污水处理; CASS反应池; 紫外消毒; 技术改造 

紫外线消毒具有消毒速度快、效率高、对大肠杆 菌的平均去除率高、操作简单、便于理等优点,目 前已在污水处理领域广泛应用。

1 工程概况

大连市某污水处理厂的原水为生活污水,设计 规模为6.0×10 m。/d,总变化系数K=1.3,主体工 艺采用CASS工艺,消毒方式采用紫外线消毒,设计 出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB 18918-2002)的一级B标准。该工程经调试 后于2005年正式投入使用。 工艺流程见图1。

图1 污水处理工艺流程

2 主要构筑物及设计参数

① CASS反应池

设计CASS反应池2座,每座分4格,每格按程 序交替运行,运行周期为6 h,其中进水1.5 h、曝气 3.5 h(进水同时进行曝气)、沉淀1 h、滗水1.5 h。通过时问排布控制2座CASS池连续进水、连续出水。

② 紫外消毒渠

设紫外消毒渠1座,连续进水,水量为2 500 m³ /h,共配置6个模块108支320 W 紫外灯,且配 套设置导流板、跨水渠箱、空压机、中控柜及无动力自动堰门等。

3 实际运行状况分析

该工程运行后发现,CASS反应池不能实现24 h 连续出水,没有达到设计预期效果,实际每格的滗水 时间约为1 h,且滗水器的流量并不均衡。经过多次 调整滗水器的控制方式,CASS池在滗水期间的水量 一般为3 500—4 500 in /h,平均流量>3 600 m³/h, 少数时段峰值流量>4 500 m³/h,且每1.5 h有一次停水过程。

由于该工程紫外消毒系统以24 h连续流的方 式进行设备配置,故实际运行过程中的流量波动使 紫外消毒系统损坏,运行不稳定,主要表现在以下几个方面:

① 峰值流量时杀菌效果不达标

瞬时最大流量为1.25 m³/s(4 500 m³ /h),已经 达到设计流量0.69 m³ /s(2 500 m³/h)的1.8倍,因 而出现了灯数量不足,紫外剂量不够,进而杀菌效 果不达标的问题。

② 灯频繁启动,严重影响使用寿命

紫外消毒系统的紫外灯完全浸没于水中,利 用流动的水体自然冷却,以避免灯干烧损坏。因 此设计时,设备供应商考虑了灯的干烧保护,即当 水位低于设定水位30 S后,第一排灯自动熄灭并 报警;低水位信号持续5 min后,所有灯自动熄灭 并报警。该工程实际运行过程中,每1.5 h灯自 动关闭一次,来水后重新启动,频繁启动导致灯头发 黑、灯发红、紫外光强衰减很快,即单支灯的输出 光强迅速衰减,影响系统总体剂量。

③ 水位控制装置动作频繁

按照连续流方式设计的自动堰门,在流量变化 频繁时动作频繁,设备磨损较大。为了避免小的波 浪及虚假信号的影响,水位控制装置设置了一定的 反应延时,但该工程滗水开始和即将结束时水量变 化太大,水位控制装置来不及反应,导致消毒模块处 的水位过高或过低。

④ 套结垢加重

当水位低于设定水位时,会导致灯于烧,于烧 时灯、套表面温度较高,套上附着的水分迅速 蒸发,而水中的钙、镁离子极易在套表面形成碳酸 盐垢,进而影响套紫外光的透过率。

4 改造方案

为解决该工程紫外消毒系统在运行中出现的诸 多问题,现提出以下两种可行的改造方案,具体内容 如下:

方案一:对消毒系统进水水量进行调节,维持现 有紫外消毒系统不变。即在CASS反应池与紫外消 毒渠之间增加调节池,由提升均匀向消毒系统供 水,保证紫外灯在24 h内连续运行。

改造方案一流程见图2。

图2 改造方案一流程

此方案需新建调节池1座,有效容积为5 000 m³ ,停留时间为2.0 h;增加污水提升2台(1用1 备),单台流量为2 500 m³/h,扬程为80 kPa,功率为 55 kW,同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。

方案二:对紫外消毒系统进行改造。新建1座 紫外消毒渠,原有渠道作为检修超越渠道使用。新 建紫外消毒系统按照最大流量(4 500 m³/h)进行设 计,增加3个紫外消毒模块,灯数量由原108支增 加到162支,同时将水位控制装置由无动力自动控 制堰门改为固定溢流堰,保证在零流量时灯全部 淹没在水中,不会频繁启动,保持24 h连续点亮;同 时保证在最大流量时堰上水深不会超出灯有效杀 菌范围。

改造方案二流程见图3。

图3 改造方案二流程

两种改造方案的技术经济比较见表1。

表1 两种改造方案的技术经济比较

5 结论

对上述两个方案从技术可行性、工程实施、工程 投资、运行能耗及运行费用等方面进行综合比较,可 以看出方案一投资高、占地面积大,由于没有足够的 预留用地,此方案较难实现;方案二优势较明显,虽 按最大流量设计会造成一定的浪费,但该方案投资 低、运行成本低、占地面积小、改造方便、运行理简 单,最终被采纳。水厂经改造后于2008年正式运 行,实践证明改造后的紫外消毒系统运行正常,出水 水质稳定达标。

参考文献:
[1] 熊红权,李文彬.CASS工艺在国内的应用现状[J]. 中国给水排水,2003,19(2):34—35.
[2] 陈婉如,李益洪.CAST工艺在污水处理厂的应用[J]. 中国环保产业,2006,(5):28—30.
[3] 孙慧修.排水工程(第4版)[M].北京:中国建筑工 、I 出版社,1995.来源:中国给水排水 作者: 孔茜 张会敏 郭霞

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