【正文】 運(yùn)行的目的。污泥膨脹是活性污泥法運(yùn)行過程中常遇到的問題之一，選擇不易發(fā)生污泥膨脹的處理工藝是污水處理廠設(shè)計(jì)中必須考慮的問題。實(shí)踐證明，當(dāng)冬季溫度較低，污泥沉降性能差時(shí)，或在處理一些特種工業(yè)廢水污泥的絮凝性能差時(shí)，均不會(huì)影響CASS 的運(yùn)行。 ⑵ 曝氣階段生化反應(yīng)推動(dòng)力大 這有利于減少曝氣池容積，降低工程投資。 2. CASS 工藝的主要優(yōu)點(diǎn) ⑴ 工藝簡(jiǎn) 單，占地面積小，投資較低 CASS 的核心構(gòu)筑物為反應(yīng)池，沒有二沉池及污泥回流池，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池及初沉池。反應(yīng)池內(nèi)混合液體積和基質(zhì)濃度均是變化的，基質(zhì)降解是非穩(wěn)態(tài)的。 ⑵ 運(yùn)行上的時(shí)序性 CASS 反應(yīng)池通常按曝氣、沉淀、排水和閑置四個(gè)階段根據(jù)時(shí)間依次進(jìn)行。雖然 CASS工藝設(shè)計(jì)時(shí)均考慮為連續(xù)進(jìn)水，但在實(shí)際運(yùn)行中即使有時(shí)候沒有進(jìn)水，也不影響處理系統(tǒng)的運(yùn)行，只會(huì)增加一些能耗。如果在此階段進(jìn)行曝氣，則有利于恢復(fù)污泥的活性。以此同時(shí)，反應(yīng)池污泥層因?yàn)槿芙庋鹾艿腿詴?huì)發(fā)生反硝化作用。與此同時(shí)，活性污泥在幾乎靜止沉淀的條件下進(jìn)行分離，活性污泥沉至池底，下一個(gè)周期繼續(xù)發(fā)揮作用，處理后的水位于污泥上層。 ⑵ 沉淀階段 停止曝氣后，微生物繼續(xù)利用水中剩余的溶解氧進(jìn)行氧化分解。經(jīng)過模擬試驗(yàn)研究，已成功應(yīng)用于生活污水、食品廢水、制藥廢水的治理，取得了良好的處理效果，為 CASS 法在我國(guó)的推廣應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)，其工作原理見圖 圖 CASS池工藝原理圖 CASS 工藝反應(yīng)周期分為四個(gè)階段： ⑴ 曝氣階段 在此階段，曝氣系統(tǒng)向反應(yīng)池內(nèi)供氧，一方面滿足好氧微生物對(duì)氧的需要， 另一方面有利于活性污泥與有機(jī)物的混合與接觸，從而使得有機(jī)污染物被微生物氧化分解。 CASS 工藝集反應(yīng)、沉淀、排水功能于一體，污染物的降解在時(shí)間上是一個(gè)推流過程，而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中，從而達(dá)到對(duì)污染物去除作用，同時(shí) 還具有較好的脫氮、除磷功能。 CASS 池分預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)，在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)置生物選擇器的主要目的是使系統(tǒng)選擇出絮凝性細(xì)菌，其容積約占整個(gè)池子的 10%。其 基本結(jié)構(gòu)是：在序批式活性污泥法（ SBR）的基礎(chǔ)上 演變而來 ，反應(yīng)池沿池長(zhǎng)方向設(shè)計(jì)為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)，其主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的自動(dòng)撇水裝置。之后清水在貯水池內(nèi)停留儲(chǔ)存，由恒壓供水設(shè)備將出水接至中水回用管網(wǎng)，用于小區(qū)的綠化、道路澆灌以及洗車等。該濾池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，運(yùn)行管理方便，對(duì)生活污水有不錯(cuò)的過濾處理作用。設(shè)計(jì)采用普通快濾池對(duì) CASS 池出水進(jìn)行進(jìn)一步處理，利用濾料的過濾、吸附作用，去除廢 水中較難生化處理的有機(jī)物。CASS 工藝用于處理中小城市污水，出水水質(zhì)穩(wěn)定，固液分離效果好，優(yōu)于一般生物處理工藝，尤其適于作為中水水源。池子末 端安裝配套潷水器一臺(tái)，在程序控制下自上而下將上清液排出至濾池做進(jìn)一步處理。 池內(nèi)安裝水下射流曝氣機(jī)進(jìn)行曝氣。 ⑷ CASS 池 CASS 池延池長(zhǎng)方向份為預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)兩部分，連續(xù)進(jìn)水、間歇排水，曝氣、沉淀、排水等過程在同一池子內(nèi)周期循環(huán)運(yùn)行，不需要污泥回流。由于全泵潛入水中，不存在最大允許吸上真 空高度問題，也不會(huì)發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。 ⑶ 潛污泵 離心式潛水泵廣泛適用于中小型污水處理廠，它的構(gòu)造原理、特性曲線與離心泵基本相同。其中低位是核心參數(shù)，該水位以下是調(diào)解池中儲(chǔ)存的水量，以保證高濃度廢水進(jìn)入調(diào)解池時(shí)，能夠達(dá)到一定程度的稀釋，進(jìn)入 CASS 反 應(yīng)池，以降低濃度的變化給處理效果帶來的影響。 調(diào)節(jié)池中的污水提升泵都是采用液位控制，一般的模式是高位開泵，低位關(guān)泵。 為防止調(diào)節(jié)池積泥發(fā)臭，在調(diào)節(jié)池內(nèi)安裝預(yù)曝氣系統(tǒng)。 ⑵ 調(diào)節(jié)池 由于中水水源為生活污水，用水每日變化幅度較大，故需設(shè)置一座調(diào)節(jié)池以均化水量，減少后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷變化。該應(yīng)用 CASS 工藝的小型污水處理站建議設(shè)置一道細(xì)格柵。格柵對(duì)懸浮物去除效果較好，減輕后續(xù)生物處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，以免其對(duì)后續(xù)處理單元的機(jī)泵或工藝管線造成損害。 ⑷ CASS 比 CAST 系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但脫氮除磷效果不如后者。 ⑵ CASS 進(jìn)水是連續(xù)的，因此進(jìn)水管道上無(wú)電磁閥等控制元件，單個(gè)池子可獨(dú)立運(yùn)行，而 SBR 或 CAST 工藝進(jìn)水過程是間歇的，應(yīng)用中一般要 2 個(gè)或 2 個(gè)以上池子交替運(yùn)行，增加了控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度。 ⑸ 污泥產(chǎn)量低，性質(zhì)穩(wěn)定，便于進(jìn)一步處理與處置。 ⑶ 有機(jī)物去除率高，出水水質(zhì)好不僅能有效去除污水中有機(jī)碳源污染物，而且具有良好的脫氮除磷效果。工藝流程簡(jiǎn)潔，污水廠的主要構(gòu)筑物為集水池、沉砂池、 CASS 曝氣池、污泥池，布局緊湊，占地面積可減少 35%。 CASS 工藝的出水經(jīng)過 簡(jiǎn)單 過濾和消毒處理即可達(dá)到中水回用的標(biāo)準(zhǔn) ，滿足小區(qū) 道路沖洗、洗車及綠地灌溉的設(shè)計(jì)要求 。常用的工藝流程有 以下幾種 ： ① 污 水 → 格 柵 → 調(diào)節(jié) 池 → 提升 泵 → 接觸氧化 池 → 沉淀 池 → 出水 ② 污 水 → 格 柵 → 調(diào)節(jié) 池 → 提升 泵 → 曝氣池 → 沉淀池 （ 污泥回流 ） → 出水 ③ 污 水 → 格 柵 → 調(diào)節(jié) 池 → 提升 泵 → SBR 池或 CASS 池 → 出水 ④ 污 水 → 格 柵 → 調(diào)節(jié) 池 → 提升 泵 → 混凝沉淀 （ 加藥 ） → 過濾 → 出水 ⑤ 污 水 → 格 柵 → 調(diào)節(jié) 池 → 提升 泵 → 接觸氧化池 → 混凝過濾 （ 加藥 ） → 出水。小區(qū)系統(tǒng)中的各類建筑物一般均建有化糞池，所以化糞池應(yīng)與污水處理方法相結(jié)合。這種工藝適用于水量小但水質(zhì)變化大的情況。 ⑶ 膜生物反應(yīng)器中水處理工藝 主要流程為：污水→格柵→調(diào)節(jié)池→膜生物反應(yīng)器→消毒→清水池→回用。以超濾膜分離技術(shù)替代上述工藝中的沉淀、過濾單元是一項(xiàng)有前途的技術(shù)工藝，日本已把它用于中水道技術(shù)。適用于有機(jī)物含量較高的生活污水。 ⑵ 生化法中水處理工藝 主要流程為：污水→格柵→調(diào)節(jié)池→生物處理→消毒→清水池→回用。工藝流程可分為以下三類： ⑴ 物化法中水處理工藝 主要流程為：污水→格柵→調(diào)節(jié)池→物化處理→超濾→消毒→清水池→回用。中水回用采用的方法分為預(yù)處理、主要處理及后處理。中水回用需要多種工藝的有機(jī)組合，構(gòu)成了系統(tǒng)的多樣化。 回用處理工藝 污水處理系統(tǒng)是中水回用的關(guān)鍵，污水回用的目的不同，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和深度處理的工藝也不同。污染程度高，有油垢、表面活性劑 、生物有機(jī)物以及泥灰，污染指標(biāo)有： ABS、 LAS、 BOD、 COD等，回用廁所時(shí)可用。中水系統(tǒng)水源可分為以下三類： ⑴ 優(yōu)質(zhì)雜排水 包括洗手洗臉?biāo)?、冷卻水、鍋爐污水、雨水等，但不含雨水、廁排水，主要污染源為灰塵，處理方法簡(jiǎn)單。 ⑼ 小區(qū)內(nèi)的人口是逐漸增加的，因此小區(qū)污水處理廠應(yīng)留有發(fā)展余地。 ⑺ 處理程度高，污泥產(chǎn)量少，并盡可 能采用節(jié)能處理技術(shù)。 ⑸ 污水處理廠位置應(yīng)盡可能位于小區(qū)下風(fēng)向，與其它建筑物有一定的距離，以減少對(duì)環(huán)境的影響。 ⑷ 在高程布置上應(yīng)盡量采用立體布局，充分利用地下空間。 ⑵ 污水處理設(shè)施的設(shè)計(jì)和建設(shè)必須結(jié)合小區(qū)的整體規(guī)劃和建筑特點(diǎn)，即外觀設(shè)計(jì)上要與小區(qū)建筑環(huán)境相協(xié)調(diào)，以求美觀。 某小區(qū)生活污水中水回用處理工程設(shè)計(jì) 6 表 生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（ — 89） 項(xiàng)目 廁所便器沖洗、城市綠化 洗車、掃除 PH值 ~ ~ 臭 無(wú)不快感 外觀 無(wú)不快感 懸浮性固體含量 /(mg/L) ＜ 10 ＜ 5 NH3?N 含量 /(mg/L) ＜ 20 ＜ 10 BOD5/(mg/L) ＜ 10 ＜ 10 CODcr/(mg/L) ＜ 50 ＜ 50 游離余氯含量 /(mg/L) 管網(wǎng)末端水≥ 設(shè)計(jì)依據(jù) 中水工程設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)可利用原水的水質(zhì)、水量和中水用途，進(jìn)行水量平衡和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，合理確定中水水源 、系統(tǒng)型式、處理工藝和規(guī)模 ， 做到技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。 近年來，我國(guó)對(duì)中水研究越來越深入，為保證中水作為生活雜用水的安全可靠和合理利用，于 1989 年正式頒布了 《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（ — 89），見表 。 ⑶ 滿足設(shè)備構(gòu)造方面的要求，即水質(zhì)不易引起設(shè)備、管道的嚴(yán)重腐蝕和結(jié)垢 。 ⑵ 滿足人們 感官 要求， 即 無(wú)不快感覺 。 中水回用標(biāo)準(zhǔn) 中水水質(zhì)必須要滿足以下條件 ： ⑴ 滿足衛(wèi)生要求 。 考慮到處理中要留有 5%的反沖洗水，則用水量 19 59 30 5? ? ?。此類污水可生化性好，屬于比較容易處理的污水。 設(shè)計(jì)水質(zhì)水量及用水 標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)水質(zhì)水量 ⑴ 進(jìn)水水質(zhì) 小區(qū)污水主要為生活污水，生活污水是小區(qū)居民在日常生活活動(dòng)中產(chǎn)生的廢水，其中主要物質(zhì)為生活廢料和人的排泄物，其中包括廚房洗滌、淋浴、洗衣等的廢水以及沖洗廁所等的廢水，水中雜物較多。 ⑶ 地形和地貌：小區(qū)區(qū)域地勢(shì)平坦 ⑷ 污水水質(zhì)：污水主要為生活污水，可生化性好。地勢(shì)低平，土壤種類為青紫泥。全年平均氣溫 ℃，無(wú)霜期 234 天，平均日照 2021h，多年平均降水量 。中水主要用于小區(qū)內(nèi)的綠化澆灌，道路地面沖洗、車輛清洗等功能。 某小區(qū)生活污水中水回用處理工程設(shè)計(jì) 4 第二章 設(shè)計(jì)資料 背景資料 某地塊是 A 市某房地產(chǎn)經(jīng)營(yíng)有限公司開發(fā)的大型住宅小區(qū)，總占地 164700m2，總建筑面積 417748m2，小區(qū)分三期建設(shè)，總綠化面積 57600m2，道路面積 12021m2，停車位 900 個(gè)，水景面積 3500 m2。原因主要是人們觀念中對(duì)由“下水”變成的“中水”存有疑慮，自來水與中水的比價(jià)不合理，投資運(yùn)營(yíng)費(fèi)用難以保障，回用工程資金匱乏、缺口大，不少城市上了回用設(shè)施沒有管網(wǎng)配套，難以形成供水能力。 盡管我國(guó)污水回用工作已經(jīng)全面啟動(dòng)， 但 我國(guó)污水回用仍處于起步階段。 此外，天津、深圳、上海和大連等城市的中水建設(shè)也初見成效。 以此為契機(jī) ， 北京市的中水設(shè)施建設(shè)得到較快的發(fā)展， 到 1995 年 北京市已有中水設(shè)施 115 個(gè)，日回用污水已達(dá) 10? m3，中水建設(shè)已初具規(guī)模。從 1986 年開始，污水資源化相繼列入了國(guó)家重點(diǎn)科技（攻關(guān)）計(jì)劃。大連的小試于 1983 年 10 月 27 日通過了建設(shè)部鑒定，認(rèn)為是國(guó)內(nèi)首次提出有關(guān)城市污水回用的成果，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。 我國(guó)的污水回用事業(yè)大致可以分為 3 個(gè)階段， 1985 前的“六五”期間是起步階段， 1986～ 2021 年的“七五”、“八五”、“九五” 15 年時(shí)間是技術(shù)儲(chǔ)備、示范工程引導(dǎo)階段， 2021 年以“十五”綱要明確提出污水回用為標(biāo)志，進(jìn)入全面啟動(dòng)階段。南非的約翰斯堡每天有 104m3飲用水來自再生水工廠；納米比亞于 1968 年建起了世界上第一個(gè)再生飲用水工廠，日產(chǎn)水 6300 m3，水質(zhì)達(dá)到世界衛(wèi)生組織和美國(guó)環(huán)保局公布的標(biāo)準(zhǔn)。 此外， 俄羅斯、西歐各國(guó)、印度、南非和納米比亞的污水回用也很普遍。日本的雙管供水系統(tǒng)比較普遍 （ 其一為飲用水系統(tǒng)，另一為再生水系統(tǒng)，即 “ 中水道 ” 系統(tǒng) ） ，中水道的再生水一般用于沖洗廁所、澆 灌城市 街道和 綠地及消防。 而 日本早在 20 世紀(jì) 80 年代中期，城市污水回用量就 已 達(dá)到了 107m3/d。全國(guó)的 127 座污水庫(kù)與其他水源聯(lián)合調(diào)控，統(tǒng)一使用。目前，美國(guó)城市污水回用量達(dá) 106m3/d，其中 62%的再生水用 于農(nóng)業(yè)灌溉， 30%用于工業(yè)，其余用于城市設(shè)施和地下水回灌 ，并有很多 經(jīng)典的工程范例 ，如 馬里蘭州巴爾的摩市的伯利恒鋼鐵廠將處理后的城市污水作為冷卻水 ； 加州橘子縣將城市污水經(jīng)過二級(jí)處理后 ， 再經(jīng)化學(xué)凈化、氨解析、混合濾料過濾、活性炭過濾、氯化、反滲透等處理后注入地下水層 防止海水入侵 ；佛羅里達(dá)州圣彼得堡的城市污水通過凈化進(jìn)入雙管布水系統(tǒng)，供住宅、辦公樓的消防用水和空調(diào)冷卻水以及綠化用水。 中水回用的現(xiàn)狀 國(guó)外中水回用 概況 美國(guó)、以色列、日本等國(guó)廁所沖洗、園林灌溉、道路保潔、城市噴泉等都大量使用回用水。 進(jìn)行該設(shè)計(jì)可掌握中水的相關(guān)內(nèi)容，了解中水處理回用的設(shè)計(jì)程序，鞏固并豐富專業(yè)知識(shí)。 本設(shè)計(jì) 概述了小區(qū)污水處理站的設(shè)計(jì)原則及常用工藝流程，詳細(xì)介紹 使用 CASS 工藝處理小區(qū)污水 。這樣可以降低環(huán)境污染，也達(dá)到美化環(huán)境的目的。 城市建筑小區(qū)采用中水系統(tǒng)后 ， 居住區(qū)用水量將節(jié)省 30%~40%， 同時(shí)排放量減少 35%~50%， 對(duì)于商住小區(qū)設(shè)置中水系統(tǒng)可節(jié)水 70%， 科研事業(yè)單位可節(jié)水 40%左右 ，對(duì)一般居民住宅 ， 可節(jié)水 30%左右。中水回用不僅攸關(guān)水資源的可持續(xù)利用，更重要的是攸關(guān)每個(gè)人生活質(zhì)量的提高，攸關(guān)當(dāng)代與子孫后代的生存發(fā)展。 中水處理即是采用物理、化學(xué)以及生物化 學(xué)方法將城市污水或 者 生活污水進(jìn)行 高級(jí) 處理 ，并使之達(dá)到一定水質(zhì)要求，可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用 ， 如用于沖洗地面、廁所、綠化、噴灑及景觀用水等 。 城市污水經(jīng)處理設(shè)施深度凈化處理后的水 (包括污水處理廠經(jīng)二級(jí)處理再進(jìn)行深化處理后的水和大型建筑物、生活社區(qū)的洗浴水、洗菜水等集中經(jīng)處理后的水 )統(tǒng)稱為中水。因而，城市污水回用是一條值得推廣的途徑之一 ， 污水資源化利用技術(shù)的推廣應(yīng)用勢(shì)在必行 。天津、長(zhǎng)春、大連、青島、唐山和煙臺(tái)等大中城市已受到水資源短缺的嚴(yán)重威脅。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市缺水問題尤為突出。人口劇增和社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展造成需水量激增，加上水資源的浪費(fèi)和