黄康 庞彦绮 周传 谢长春 龙海洋

摘要：奉节口前污水厂位于重庆市奉节县口前片区，一期规模3万t/d，其CASS池间歇出水的瞬时峰值流量超过后续反硝化深床滤池在无调节池情况下的处理能力，使得出水水质难以稳定达到一级A标准。利用现状构筑物的调蓄作用，可以实现深床滤池从瞬时的大流量进水向连续的中小流量进水的转变，保证生产运行稳定，为今后解决类似规模厂站的SBR工艺出水与后续深度处理单元进水水量不匹配问题提供参考。

关键词：CASS工艺  深床滤池  水量平衡  調蓄

中图分类号：X703 文献标识码：A   文章编号：1672-3791（2022）04（a）-0000-00

Study on Water Balance Technology of CASS Tank and Deep bed Filter in Fengjiekouqian Sewage Plant

HUANG Kang1   Pang Yanqi2ZHOU Chuan3 XIE Changchun1LONG Haiyang1

（1 Chongqing Fengjie drainage Co.， Ltd.， Chongqing，404699China; 2 Chongqing Yudong water Co.， Ltd.， Chongqing，404022China; 3 China Central South design and Research Institute of Municipal Engineering Co.， Ltd.， Wuhan， HubeiProvince，430019 China）

Abstract： Fengjiekouqian sewage treatment plant is located in kouqian area， Fengjie County， Chongqing. The scale of phase I is 30000 t/ d. The instantaneous peak flow of intermittent effluent from its Cass tank exceeds the treatment capacity of subsequent denitrification deep bed filter without regulating tank， making it difficult for the effluent quality to stably reach class I a standard. Using the regulation and storage function of the current structures， the transformation of the deep bed filter from instantaneous large flow inflow to continuous medium and small flow inflow can be realized， so as to ensure the stable production and operation， and provide a reference for solving the mismatch between the SBR process effluent of similar scale plants and the subsequent advanced treatment unit in the future.

Key Words： CASS process; Deep bed filter; Water balance; store and regulate

奉节口前污水厂位于重庆市奉节县口前片区，长江、朱衣河两河交汇处，一期工程处理规模3万m3/d，于2004年6月建成，其服务范围包括长江以北，梅溪河以南（主要包括中心城区、西部新城、莲花池片区、沿江旧城等地区），现状服务面积约12.8km2。

CASS工艺属于连续进水，间歇出水工艺，其出水时间短、出水流量大[1]。一期提标改造工程将CASS池的出水通过联络管接入新建的反硝化深床滤池进行深度处理，反硝化深床滤池按照连续进水工艺设计，其设计处理能力为3万t/d，但由于CASS池间歇出水的瞬时峰值流量超过反硝化深床滤池在无调节池情况下的处理能力，使得出水水质难以稳定达到一级A标准，这将对奉节县乃至重庆市及长江下游地区的生活饮用水及工农业生产用水安全带来威胁[2]。

1 工程现状

1.1处理工艺及存在的问题

一期工程处理规模3万m3/d，提标前的污水处理工艺流程如下：

粗格栅——细格栅——旋流沉砂池——CASS生物池——接触消毒池——达标出水（一级B标）

一期工程采用3组共6格CASS池进行生物处理，处理规模3万m3/d。提标工程新建的反硝化深床滤池按照连续进水工艺设计，处理规模为3万m3/d[3]。CASS池运行方式为连续进水，间歇排水，瞬时峰值流量较大，变化系数达到2.0，超过反硝化深床滤池（3万m³/d）的设计处理能力[4]。

为避免深床滤池长期超负荷运行，运行单位不得不人为减少CASS的出水水量，这样导致CASS池内的水位升高，沉淀效果不佳，影响出水水质[5]。

2. 试验方案

经现场调研，原一期接触消毒池为弃置状态，且尚未拆除;另一方面，新建的反硝化深床滤池也有一定的调节容积[6]。该研究考虑利用一期现状接触消毒池和新建的深床滤池，减少由消毒接触池进入深床滤池的瞬时水量，削减冲击负荷。

3 试验材料与试验方法

3.1试验平台的搭建

在消毒接触池出水堰前设置轴流泵，两用一备，两台为变频运行，一台为定频运行，单台水泵流量937.5m3/h，扬程8m。

同时，在深床滤池进水渠一侧安装D630x8溢流管并设置电动阀门，将多余的水量引入紫外消毒渠，不再为深床滤池增加额外的负荷。

3.2试验与运行方案

现状CASS池每天合计共12个运行周期，每个周期持续时间为2h，分为滗水时段和非滗水时段，其中滗水时段持续时间51min，非滗水时段持续时间为69min。

经筛选，在2019年10月29日11：00～13：00的运行周期中，CASS池滗水时段累积排水量达到最大值，为2977m3/h，即49.6m3/min。

3.2.1 11：00～11：26时间段

从11：00开始至11：26，进入滗水周期，消毒池进水流量为49.6m3/min。CASS池开始滗水前，消毒池内水位应维持为潜水泵的停泵液位（0.80m）。当CASS池开始滗水后，开启消毒池内2台潜水泵，工频运行，合计流量31.25m3/min（与后续深床滤池设计处理能力相同），将池内污水从堰前提升至堰后，再自流进入后续的深床滤池。该时间段内，由于消毒池提升出水流量低于进水流量，因此池内水位将不断上升。

在此期间，深床滤池正常运行，即开启3台现状轴流泵，合计流量31.25m3/min，深床濾池溢流管上的电动阀门保持关闭。

3.2.2 11：27～11：51时间段

从11：27开始至11：51，仍为滗水周期，CASS池进水流量为49.6m3/min。消毒池水位开始大于溢流堰且不断升高，直到超过溢流堰堰顶0.35m。消毒池内安装有超声波液位计，当检测到消毒接触池水位超过溢流堰时，潜水泵关闭，污水以自流的方式翻过溢流堰。与此同时，深床滤池开启全部4台轴流泵，深床滤池溢流管上的电动阀门打开，将超过深床滤池处理能力的污水直接排入紫外消毒渠。

3.2.3 11：52～11：54时间段

从11：52开始，进入非滗水周期，CASS池进水流量为零，该时间段内消毒池水位从高于堰顶0.35m直到降低到堰顶，污水仍然可以翻过溢流堰进入后续的深床滤池。深床滤池改为开启3台轴流泵，深床滤池溢流管上的电动阀门和消毒池内潜水泵都处在关闭状态。

3.2.3 11：55～13：00时间段

该时间段仍为非滗水周期，CASS池进水流量为零。此时开启消毒池内的2台潜水泵，工频运行，流量31.25m3/min，消毒池水位从3.5m（堰顶高度）降低至0.80m（最低水位）。深床滤池仍开启3台轴流泵，深床滤池溢流管上的电动阀门保持关闭。直到下一个滗水周期的到来。

综上所述，在一个滗水周期（2h）内，当水位低于消毒池最低水位时，消毒池内的潜水泵处在关闭状态;当消毒池内水位介于最低水位和堰顶之间时，消毒池内的潜水泵才会开启，将CASS池来水从堰前均匀地提升至堰后;当水位高于堰顶时，消毒池内的潜水泵关闭，深床滤池溢流管上的电动阀门开启，将超过滤池处理能力的污水引流至紫外消毒渠。

4 试验结果

该系统投入运行后，每个滗水时段内，进入深床滤池的水量依次由三部分构成，分别是时段A：1#和2#泵同时开启的流量，时段B：污水翻过溢流堰时的流量，时段C：3#泵单独开启时的流量，时段A和B构成了一个滗水周期内的滗水时段，时段C是一个滗水周期内的非滗水时段。上述三个时间段内的系统出水量和平均出水量如图 1所示，该流量即为进入深床滤池的水量。

从平均每分钟的出水量来看，系统每分钟出水流量均低于深床滤池最大处理能力（31.25m3/min），避免了深床滤池超负荷运行的情况，为保证出水水质达标创造了前提条件。

从图 2来看，除极个别时段（17：00～19：00时段）外，其余每个滗水时段内消毒池的出水量均大于对应CASS的出水量，这表明本系统具备一定的调蓄能力，可以应对绝大多数情况下CASS池出水的水量波动。

从尾水出水水质来看，均可以达到一级A排放标准，其中NH3-N浓度均低于检测限0.05mg/L，表明该系统对于发挥削峰作用，保证出水水质具有一定的可靠性和稳定性。

5结语

（1）CASS工艺属于连续进水，间歇出水的处理工艺，其出水时间短、瞬时出水流量大。当后续构筑物的设计采用连续进水时，可能会出现后续构筑物超负荷处理的问题。

（2）利用现状构筑物的调蓄作用，可以实现深床滤池从瞬时的大流量进水向连续的中小流量进水的转变，保证生产运行稳定，为今后解决类似规模厂站的SBR工艺出水与后续深度处理单元进水水量不匹配问题提供参考。

参考文献

[1] 高伟楠.A2O+MBR工艺用于北方某再生水厂提标扩建工程[J].中国给水排水，2020，36（12）：91-95.

[2] 王维，孙正，薄翠梅，等.CASS污水处理工艺提升泵组协同控制方法[J].工业水处理，2021，41（3）：108-113.

[3] 潘丽梅，肖波.某工业园区综合污水采用CASS处理工艺的工程实践[J].给水排水，2021，57（S1）：265-269，275.

[4] 吴立莉.西北某污水处理厂提标改造工艺优化及工程设计研究[D].兰州：兰州交通大学，2020.

[5] 杨兴舟.污水处理厂能耗建模及能量平衡评估[D].广州：华南理工大学，2020.

[6] 高斌雄.某污水处理厂CASS工艺脱氮除磷效果分析[J].广东化工，2020，47（6）：180-181，176.