CASS工藝出水的紫外消毒系統改造

摘 要： 某污水處理廠(chǎng)采用紫外線(xiàn)對CASS池出水進(jìn)行消毒，實(shí)際運行中由于CASS池出水 流量波動(dòng)與設計值差距較大，造成紫外消毒系統損壞，殺菌效果達不到設計要求。通過(guò)對紫外消毒 系統進(jìn)行技術(shù)改造，出水水質(zhì)能夠穩定達到《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB 18918-2002) 的一級B標準。介紹了紫外消毒系統的改造方案，可為今后采用紫外線(xiàn)對CASS反應池出水進(jìn)行 消毒的工藝提供參考。

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

紫外線(xiàn)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(jiǎn)單、便于管理等優(yōu)點(diǎn)，目 前已在污水處理領(lǐng)域廣泛應用。

1 工程概況

大連市某污水處理廠(chǎng)的原水為生活污水，設計 規模為6．0×10 m。／d，總變化系數K=1．3，主體工 藝采用CASS工藝，消毒方式采用紫外線(xiàn)消毒，設計 出水水質(zhì)達到《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》 (GB 18918-2002)的一級B標準。該工程經(jīng)調試 后于2005年正式投入使用。 工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 污水處理工藝流程

2 主要構筑物及設計參數

① CASS反應池

設計CASS反應池2座，每座分4格，每格按程 序交替運行，運行周期為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(guò)時(shí)問(wèn)排布控制2座CASS池連續進(jìn)水、連續出水。

② 紫外消毒渠

設紫外消毒渠1座，連續進(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 套設置導流板、跨水渠箱、空壓機、中控柜及無(wú)動(dòng)力自動(dòng)堰門(mén)等。

3 實(shí)際運行狀況分析

該工程運行后發(fā)現，CASS反應池不能實(shí)現24 h 連續出水，沒(méi)有達到設計預期效果，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(guò)多次 調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， 少數時(shí)段峰值流量>4 500 m³/h，且每1．5 h有一次停水過(guò)程。

由于該工程紫外消毒系統以24 h連續流的方 式進(jìn)行設備配置，故實(shí)際運行過(guò)程中的流量波動(dòng)使 紫外消毒系統損壞，運行不穩定，主要表現在以下幾個(gè)方面：

① 峰值流量時(shí)殺菌效果不達標

瞬時(shí)最大流量為1．25 m³／s(4 500 m³ ／h)，已經(jīng) 達到設計流量0．69 m³ ／s(2 500 m³/h)的1．8倍，因 而出現了燈管數量不足，紫外劑量不夠，進(jìn)而殺菌效 果不達標的問(wèn)題。

② 燈管頻繁啟動(dòng)，嚴重影響使用壽命

紫外消毒系統的紫外燈管完全浸沒(méi)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 此設計時(shí)，設備供應商考慮了燈管的干燒保護，即當 水位低于設定水位30 S后，第一排燈管自動(dòng)熄滅并 報警；低水位信號持續5 min后，所有燈管自動(dòng)熄滅 并報警。該工程實(shí)際運行過(guò)程中，每1．5 h燈管自 動(dòng)關(guān)閉一次，來(lái)水后重新啟動(dòng)，頻繁啟動(dòng)導致燈頭發(fā) 黑、燈管發(fā)紅、紫外光強衰減很快，即單支燈的輸出 光強迅速衰減，影響系統總體劑量。

③ 水位控制裝置動(dòng)作頻繁

按照連續流方式設計的自動(dòng)堰門(mén)，在流量變化 頻繁時(shí)動(dòng)作頻繁，設備磨損較大。為了避免小的波 浪及虛假信號的影響，水位控制裝置設置了一定的 反應延時(shí)，但該工程潷水開(kāi)始和即將結束時(shí)水量變 化太大，水位控制裝置來(lái)不及反應，導致消毒模塊處 的水位過(guò)高或過(guò)低。

④ 套管結垢加重

當水位低于設定水位時(shí)，會(huì )導致燈管于燒，于燒 時(shí)燈管、套管表面溫度較高，套管上附著(zhù)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(guò)率。

4 改造方案

為解決該工程紫外消毒系統在運行中出現的諸 多問(wèn)題，現提出以下兩種可行的改造方案，具體內容 如下：

方案一：對消毒系統進(jìn)水水量進(jìn)行調節，維持現 有紫外消毒系統不變。即在CASS反應池與紫外消 毒渠之間增加調節池，由提升泵均勻向消毒系統供 水，保證紫外燈管在24 h內連續運行。

改造方案一流程見(jiàn)圖2。

圖2 改造方案一流程

此方案需新建調節池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(1用1 備)，單臺流量為2 500 m³／h，揚程為80 kPa，功率為 55 kW，同時(shí)可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。

方案二：對紫外消毒系統進(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 建紫外消毒系統按照最大流量(4 500 m³／h)進(jìn)行設 計，增加3個(gè)紫外消毒模塊，燈管數量由原108支增 加到162支，同時(shí)將水位控制裝置由無(wú)動(dòng)力自動(dòng)控 制堰門(mén)改為固定溢流堰，保證在零流量時(shí)燈管全部 淹沒(méi)在水中，不會(huì )頻繁啟動(dòng)，保持24 h連續點(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(jiàn)圖3。

圖3 改造方案二流程

兩種改造方案的技術(shù)經(jīng)濟比較見(jiàn)表1。

表1 兩種改造方案的技術(shù)經(jīng)濟比較

5 結論

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

參考文獻：
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