一、项目概述百事食品（中国）有限公司北京一分厂位于北京市大兴区青云店，北邻南六环。其生产废水主要来自于土豆加工过程中产生的废水，改（扩）建完成后，总排放废水可达900m3/d。厂址原有一套每天500m3/d的废水处理设施，采用“水解+好氧”工艺，由于工艺设计不合理，自建成后无法正常运转，水质达不到相应环保排水标准。百事公司收购前公司后，决定改（扩）建该工程，并且要求车间废水在排放之前，对残留部分淀粉进行了回收。二、设计要求（一）、进水水质：土豆加工生产废水 土豆加工生产废水水质：项目名称 CODCr (mg/L) BOD5 (mg/L) SS (mg/L) 原水水质 6920 3270 4480 设计水质 7000 3500 4500 除收集土豆加工生产废水，本工程还收集了清洗炸锅油水、碱水并统一进行处理。 （二）、出水水质: 排放水水质：《北京市水污染物排放标准》(试行)中二级新建标准。编号 项目 标准 1 色 色度不超过50度 2 pH 6.0-8.5 3 悬浮物 SS 不超过50mg/L 4 生化需氧量（五天20℃） BOD5 不超过20mg/L 5 化学耗氧量（重铬酸钾法） CODCr 不超过60mg/L 6 矿物油 不超过4mg/L 7 总磷 不超过0.3mg/L （三）、设计水量生产车间目前生产线排水量约为350 m3/d，以后将再增加一条生产线，排水量为350m3/d，厂区生活污水排水量在150m3/d左右，小时处理能力设计水量40-50 m3/d。总排放污/废水总量为900 m3/d，按照每日连续运行，则本工程的污/废水处理设计总水量为900 m3/d. 三、水质分析（一）废水水量：通过对百事北京（大兴）分厂废水进行48小时的连续监测，生产车间排放废水量300m3/d, 生活污水排放水量100m3/d左右。生产车间废水排水量12-15 m3/h,生活污水排水量4-6 m3/h，水量波动不大。另外，每周生产线清洗一次，排油100kg/次，8%烧碱水4m3/次，清洗水16m3/次，总油、碱废水排放水量20m3/次。以下是各个时段水量值：(从1月18日13：00开始记录，到1月20日结束) 日期 2005年1月18日 2005年1月19日时间 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 1:00 3:00 5:00 7:00 9:00 11:00 13:00 每隔两小时水量（m3） 33 35 30 35 24 27 41 31 39 22 26 23 日期 2005年1月19日 2005年1月20日时间 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 1:00 3:00 5:00 7:00 9:00 11:00 　每隔两小时水量（m3） 32 35 29 21 35 30 34 34 34 32 28 　（二）废水水质：废水主要来自于土豆加工车间的生产废水，污染物主要有土豆皮、土豆碎粒、泥砂、淀粉；部分经化粪池处理后的生活污水；少量每周生产线清洗油碱废水排水,车间内中和后排入废水站。通过取样化验分析，生产废水水质指标为：CODCr约为3500-6920mg/L，SS值为4350mg/L，BOD5约为2160-3500mg/L。拟设计水质指标： CODCr：7000mg/L BOD5：3500mg/L SS：4500mg/L 我公司化验室实验结果分析：以下是各个时段北京工厂取样分析水质CODCr值：日期 2005年1月18日 2005年1月19日时间 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 1:00 3:00 5:00 7:00 9:00 11:00 13:00 CODCr（mg/l） 3120 4060 3600 3540 6920 4060 4100 3640 3760 3800 3280 3420 3200 BOD5（mg/l） 4320 B/C值 0.62 SS 4350 日期 2005年1月19日 2005年1月20日时间 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 1:00 3:00 5:00 7:00 9:00 11:00 13:00 　 CODCr（mg/l） 3360 3640 3500 3360 3580 3640 4460 4320 4180 3420 3380 3460 　经过对取回的（北京厂）水样进行试验，原水CODCr值为6920mg/L，静沉1小时后CODCr值为2200 mg/L，经过混凝沉淀后CODCr值在1000 mg/L；上海松江工厂原水CODCr值为9397 mg/L，混凝沉淀后CODCr值为1050 mg/L；由此可见CODCr值主要表现在水中大部分的可沉淀物质。通过沉淀后，CODCr值明显降低。 由于北京厂与上海松江厂生产流程差不多，在污水处理工艺上有可参照之处。对上海松江厂各处理单元的出水CODCr值进行了化验分析，分析结果如下：处理单元 集水池进水（摇匀） 初沉池出水（上清液） 生物过滤出水（上清液） 中间初沉池（上清液） 曝气池出水（上清液） 二沉池出水（上清液） CODCr值 9397 1191 819 595 446 186 BOD5 值 6440 595 327 202 125 43 B/C值 0.68 0.50 0.40 0.34 0.28 0.23 SS 4320 从原水来看北京一分厂，原水COD比上海松江原水中的COD低，是由于北京厂对土豆切片水的淀粉过行了回收，减少了淀粉排放，但是土去皮工段淀粉没有回收，另外只回收了不可溶性淀粉，可溶性淀粉无法回收。从实验结果分析：前处理单元采用有效沉淀处理非常有必要的。由于水中淀粉主要是不可溶性的，不可溶性淀粉又分为两大类，一类是可以通过自然沉淀去除的，另一类是不能通过自然沉淀去除的，这类淀粉呈现细小白色颗粒状，悬浮性好，仅靠简单沉淀不能全部去除，出水CODCr值仍然偏高。我公司小试认为：可采用气浮混凝沉淀工艺，用气泡混凝剂捕捉细小淀粉颗粒，形成浮渣，用刮渣机刮除，用来去除大部分不可溶性淀粉胶体颗粒。 上海松江厂废水站二沉池出水在186㎎/L，虽然能满足排放标准（CODCr≤300 mg/L）要求，但要达到CODCr≤60 mg/L有一定的困难。从取回的上海松江工厂水样来看，原水中还存在部分淀粉颗粒，这是由于是上海松江厂工艺前处理单元只设有初沉池，未能对水中的淀粉颗粒进行很好的去除，导致在后续各个处理单元的出水CODCr值高。综上所述，该类废水污染物成分按分离方式主要由以下几种成分组成： ①能自然沉淀去除的大颗粒土豆皮，泥沙，小颗粒不可溶性淀粉； ②悬浮性好，不可沉淀小颗粒，不可溶性淀粉和胶质状淀粉； ③不可混凝去除溶解性淀粉和有机物；其中大部分为小分子易生化降解淀粉和有机物。 ④不易生化降解可溶性有机物污染物。其中大部为大分子难生化降解淀粉和有机物。 上海松江工厂采用 “生物塔滤+活性污泥法”相结合的好氧处理工艺，对该废水污染物处理是有针对性的。 考察上海松江厂废水站得到启示： ①污泥处理方面有借鉴之处，上海松江工厂废水站在99年建成，并正常使用至今，已有一定的运行管理经验。在处理单元中未设污泥池，污泥处理分为两部分，一部分为初沉池污泥，另一部分为生化污泥。初沉池的污泥含水率低，含水率为90%，所以无需加药，而直接从初沉池抽至污泥脱水机时行脱水，污泥含水率为80%，脱水效果非常好。另外含淀粉污泥易板结，储存时间长了易堵设备和管道。生化污泥相对脱水效果稍差一点，需要加聚丙烯酰胺。据操作人员讲，这种污泥如果储存一天就会发酵，发酵后脱水效果反而不好，需要加大药剂量10倍以上。并且易穿透滤带流失，重新进入初沉池，后脱水效果反而不好。因此建议以上两种污泥不要混合处理，应分时段分别处理。 ②调整调节池设置位置，调节池用于调节生产运行过程排水水质、水量变化波动；由于废水中淀粉悬浮固体物质易沉淀，如果原水直接进入调节池，淀粉悬浮物易沉淀在调节池中不易排除，采用曝气将大量消耗能量，沉淀污泥停留时间一长，又易变质不易脱水。因此调节池宜设置在气浮处理后。 ③设置初沉池，原水总固体物（TSS）值为8300㎎/L，静沉取上清液后TSS值为1750mg/L。初沉池设在气浮前，可去除大部分易沉淀悬浮物，此类悬浮物含有磨粹土豆皮、土豆屑及淀粉，泥量占全部污泥量的80%，并可直接脱水，减少了后续处理加药量。 四、方案选择：（一）土豆废水成分 1、可通过自然沉淀去除的大块土豆屑，部分不可溶性淀粉； 2、可通过气浮去除悬浮性有机物，大部分不可性淀粉，油脂； 3、可通过好氧生化处理去除溶解性有机物； 4、不易通过生化去除溶解性有机物； （二）处理思路以上1、2、3类污染物可分别通过沉淀法，气浮法，接触氧化+CASS法分别去除掉。对于第4类污染物可设置水解酸化处理，将部分不可生化降解大分子有机物降解为可生化降解小分子有机物，提高污水可生化性，同时将生活废水（含食堂废水）经气浮后过入生化系统，提高后段生化系统可生化性。 （三）切合实际的工艺选择采用好氧法优于采用厌氧法。 1、 原水（CODCr3000-7000mg/L）经初沉后，CODCr可降为1000-2000 mg/L；初沉去除可沉淀物，颗粒较大不溶物，不易用生化去除，无论用厌氧和好氧法都不易去除。根据国内外厌氧UASB运行经验表明，如果进水CODCr浓度太低，不可溶物>60％左右， UASB是很难正常运行的。 2、采用厌氧处理水温常年只有15℃（工艺用水采用地下井水），厌氧菌低温不易生长，对污染物去除率低，如果加温（30℃），每天需要33.75吨蒸气，每吨蒸气200元，每天蒸气费用6750元，运行费用高。 3、原水经沉淀、气浮处理后COD可降为600-1000 mg/L，BOD/COD(B/C值)>0.4，处理后COD值，B/C比值均适合采用好氧法。 4、好氧法对COD去除率比用厌氧法高，最终出水可保证COD <60mg/L。单纯使用厌氧法COD去除率只能做到50％，经推算最终出水COD仅能做到500 mg/L，为达到COD <60mg/L，还需要进行深度处理。 5、淀分污泥沉降性好，在厌氧池内储存时间长了易板结，易堵塞管路系统，使排泥不畅，系统无法运行。 6、厌氧污泥产量也不少，因为土豆块分解时间很长，有些不能彻底分解形成厌氧污泥，也需要脱水，该类污泥恶臭，易污染环境，不利于厂区卫生。 7、厌氧尾气处理难，由于污染物浓度低，厌氧产气少。可燃气体含量少，不易燃烧处理，如查直接排放，存在安全问题，另外尾少中含H2S等恶臭气体，还要作碱洗吸附处理，不能直接排放，否则对环境影响大。因此本设计采用沉淀、气浮代替厌氧法，后处理采用好氧法可保证达到理出水标准。 （四）原设施设计问题及改造意见 1、 原设施（北京分厂）系统设计没有详尽了解土豆废水污染物种类与性质。原设计未考虑水中含有大量易沉降颗粒物，其形成的污泥占系统排出污泥量的80％以上。我们认为应该尽量减轻生化系统负荷，提前去除易沉降颗粒物。 2、原设计废水先进入调节池，停留时间长，易沉降污泥先沉淀到调节池。经过实验，停留10分钟，污泥沉淀60％，沉淀1小时，污泥沉淀80％以上。该类污泥含有大量淀粉、含水率低（90％左右）、粘度高、流动性差、易板结，不易从调节池底收集排除。污泥在池内停留时间过长，会厌氧发酵，污泥很难脱水。经过现场实测原水排水量比较平衡，波动不大，波动范围20-30％。日期 2005年1月18日 2005年1月19日时间 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 1:00 3:00 5:00 7:00 9:00 11:00 13:00 每隔两小时水量（m3） 33 35 30 35 24 27 41 31 39 22 26 23 日期 2005年1月19日 2005年1月20日时间 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 1:00 3:00 5:00 7:00 9:00 11:00 　每隔两小时水量（m3） 32 35 29 21 35 30 34 34 34 32 28 　我们认为可先不通过调节池进行水量均衡。废水24小时较连续均衡排放，因此改变原设计，将调节池放到气浮后。废水直接进入初沉池，分离出易沉淀污泥，同时去除大部分有机物。经沉淀气浮后，污水中污染物大部分为不可溶性沉淀物，进入调节池，不会沉淀到调节池中，此时调节池调节水质水量减少后续生化系统水力负荷和有机负荷冲击,使生化菌在相对稳定外部环境中运行，实现稳定出水。 3、废水中质轻淀粉和有机物胶体不能通过沉淀去除。这类物质（极其微小，不能通过过滤去除）既不溶解于水，又不易被生化菌氧化，如果不提前去除，将增大后续处理负荷。我们认为采用混凝气浮可有效去除这类物质。混凝剂可通过破坏颗粒双电层，架桥作用，吸附作用等方式将细小悬浮物凝聚成较大颗粒即矾花。由于悬浮物质轻，形成的矾花也不易沉淀，特别是油脂类有机物比重比水轻浮于水面，采用气浮法最为合理，气浮是通过曝气机向水中吸入空气形成微小气泡，吸附水中混凝剂凝聚的悬浮颗粒物及胶体物质，因气泡比重比水轻，上浮到水面形成浮渣，定期用刮渣机刮除浮渣进行再脱水，有可效脱除悬浮物。 4、经气浮处理过的废水主要含有可溶性有机物，COD值可降为1000mg/L以下，通过生化法，很容易使出水达到CODCr<60mg/l，去除率约为95％，通过好氧两级生化处理基本可以达到。考虑到水的可生化性问题，由于可溶性有机物中含有部分不可直接好氧生化降解的有机物，我们认为可增加水解酸化工艺将大分子不可降解有机物部分分解为可降解小分子有机物，提高水体好氧可生化性。后续好氧处理，B/C值降低很快，继续降解时需要增加水体营养成分，我们认为可在二级接触氧化段引入部分生活污水，提高废水N ，P营养成分，增高水体可生化性。接触氧化后，采用CASS继续处理。由于CASS池有机负荷很低，生物菌生长缓慢，污泥龄加长，污泥沉降性好，泥水易分离。CASS 池设计为连续进水，间歇出水，根据进水水质及出水水质调整各阶段时间，如延长曝气时间，减少沉淀时间、闲置时间可改善出水水质。如果前段生化池出水好，CASS池曝气时间减短，滗水层减少，减少曝气量，可达到节能降耗。另外CASS池分为2个池子可分别运行，也可同时运行。本设计将原设计中不合理地方进行改进，加强沉淀、气浮预处理，降低了生化池有机负荷，保证了出水水质。原设计CODCr4000mg/L，经沉淀后生化系统进水按3000mg/L，每天500m3/d，每天去除有机物CODCr1500kg/d；本设计CODCr7000mg/L，经沉淀后CODCr2000mg/L，气浮后1000 mg/L，进入生化系统，每天900 m3/d，每天去除有机物CODCr900kg/d，因此可以满足用户要求。 5、污泥脱水污泥来源：初沉池、气浮池、CASS 池污泥成分：土豆屑、泥土，泥砂，土豆皮；不可溶土豆淀粉；经混凝气浮后的淀粉。污泥脱水原则：分类分时段脱水，不设污泥贮池。（1）初沉池、气浮池污泥合并处理可以更容易脱水，可不加助凝剂减少运行 成本，应尽快脱水。（2）由于负荷低，停留时间长，好氧消化，CASS池污泥产量少，并且CASS 池还可储存活性污泥。生化污泥单独处理需加助凝剂，提高污泥脱水性能。两种污泥不需要混合后再脱水，也没有必要储存。因为污泥厌氧储存会发酵，不易脱水。将原有污泥池，调节池和中间水池连通共同作中间水池，可以满足新处理流量对水力停留时间的要求。 （五）方案优势 1、调研我们安排设计人员到北京分厂废水站进行实地考察，对水量进行了连续48小时连续监测，并取回水样进行了认真的分析。我们安排设计人员到上海松江厂废水站进行了考察，吸取了该厂对该种废水处理工艺的成功经验，并取回水样进行了认真的分析。针对工艺改进，我们取得了第一手资料。 2、小试通过对取回的水样进行小试，得出结论：必须加强预处理，采用沉淀+气浮的物化前处理工艺是完全可行的。没有必要在前处理段采用厌氧工艺。经过沉淀气浮后废水完全能满足后续好氧工艺对负荷的要求。 3、技术工艺选择所选用的沉淀、气浮工艺是成熟的预处理工艺，后续的接触氧化+CASS工艺有许多成功的工程实例佐证。经过对此种废水的分析了解，选择的工艺应是贴近实际、最经济、可行可靠的。 4、设备选用本方案中所选用的设备质量可靠，是通过我们许多工程实践中优选出来的产品。对我们的产品可以承诺两年保修的服务。 5、项目管理及公司优势：我们公司是通过了ISO9000认证的企业。本着对甲方负责的态度，从方案的确立、设计、工程施工。我们建立了完整的质量监控体系，对每一项工程做到了“交钥匙”。此外，我们公司与各区县环保局、水务局有长期合作的优势。 （六）达标的技术手段： 1、初沉池表面负荷按****流量设计，尽量提高初沉池沉淀效率，减少初沉池出水中悬浮物含量。 2、初沉池底设刮泥板，尽快排出初沉池污泥。因初沉池污泥量大，含水量少，粘度高，流动性差，污泥易板结，采用刮泥板，可彻底排除初沉池污泥，防止因污泥停留时间长发酵，不易脱水。 3、水体保温，新建初沉池为混凝土池，并作保温，生化池为地下砼池，保温性好，CASS池、接触氧化池曝气为鼓风曝气，空气经过鼓风机作功加热，不降低水体温度，减少调节池容积。减少污水在设施中水力停留时间，减少散热时间。 4、增加气浮装置，提高悬浮物及有机物去除能力，减少生化池有机负荷，防止悬浮物带到出水中。保证出水中SS 含量低，不溶解有机物低。 5、气浮工艺后，原水中大量的悬浮物被去除掉，增设调节池进一步平衡进入下级生化处理过程的废水水质水量，防止生化处理因废水负荷变化导致的处理波动性。 6、水解池、接触氧化池采用生化填料高效率培养微生物，提高生化处理效率，降低各段出水有机负荷。 7、提高CASS池可生化性，在生化池后段引入生活污水，提高水中N，P等营养成分。 8、降低CASS池有机负荷，按冬季最不利条件进行设计。使出水水质更好，并可以通过时间调节曝气量，污泥排量，控制CASS池出水水质。 9、原水浓度按不利条件COD=7000mg/l设计，远大于平均COD=4000 mg/的要求。 10、采用PCF纤维过滤器对终端出水进行进滤，尽量降低水中悬浮物及相应有机物，可以保证出水水质稳定达标。 五、工艺确定 （一）、工艺流程经过现场水样试验分析及小试，了解上海松江工厂的运行经验后，经反复研究制定如下工艺：生产废水处理工艺： 生活污水处理工艺： （二）、工艺说明处理工艺分为四部分： 1、预处理单元（沉淀+气浮+调节池） 2、生化单元（水解酸化+接解氧化+CASS池） 3、深度处理单元（PCF过滤） 4、污泥处理单元。预处理（沉淀+组合气浮）说明： 由于原水中含有大量的土豆碎皮屑、淀粉等废物，需进行沉淀去除，大量的土豆碎皮屑，同时为后续气浮工艺减少投药量减少运行成本，气浮工艺后出水CODCr值基本在1000 mg/L左右，为后续生化处理单元创造了有利条件。　组成： 1、初沉池：采用竖流式初沉池，机械排泥。 2、组合气浮土豆淀粉废水中的部分不溶性有机物（SS）主要以胶体形式存在，其特点是较细且轻，难以用重力沉淀法去除。组合气浮通过向废水中溶入大量的气体，使废水中的悬浮物由于粘附气泡而上升到液面，形成浮渣，污染物从水中分离出来。通过刮渣装置可去除这些浮渣。在废水进入组合气浮前加入混凝剂和助凝剂，可加强气浮效果。组合气浮工作原理是通过降低废水中悬浮固体的表观密度，使其漂浮上升，形成浮渣，从而达到去除悬浮固体的目的。选用的气浮工艺为涡凹气浮，其工作原理是未经处理的污水首先进入装有专利涡凹曝气机的小型充气段。污水在上升的过程中通过充气段，絮体和悬浮物与微气泡充分混合接触，由于气固混合物和液体之间存在密度差，以至产生一个垂直向上的浮力，将固体悬浮物带到水面。上浮过程中散气泡附着到悬浮物上，到达水面后固体悬浮物便依靠这些气泡支撑和维持在水面，通过连续移动的链条刮渣机刮到污泥槽中去除。本工程选用国内新型先进的组合气浮装置，其对水量、水质的变化具有很强的适应能力，运行费用低、所需动力低，效率高，维修操作简单。在去除废水中的油脂、胶状物以及固体悬浮物达到80％的同时，可使CODcr及BOD5在此预处理阶段去除50%以上。与其它气浮工艺比较有如下优点： "无噪音 槽内没有需要维修的部件； "不需要循环泵 所有的运动部件随手可及； "不需要空压机 设备整体性好，安装方便； "不需要高压泵 节省运行费用40%--90%； "不需要压力容器 节省占地面积40%--60%； "不需要清理喷嘴 即时启动，可频繁关启； 3、调节池 均衡水质水量作用，设水下搅拌机，防止可沉物沉积，但不曝气，使溶解氧DO<0.5mg/l,为水解池创造缺氧条件，以利顺利运行。这种搅拌机紧凑，且直接传动后，潜水搅拌机安装在导轨上，便于安装与维护，能量传换充分节能高效。生化单元说明：采用水解酸化+接解氧化+CASS池工艺，污水通过水解酸化使大分子物质分解成小分子物质，进一步增加污水的可解性，水解酸化阶段COD的去除率在30-50%之间。经过水解酸化后的污水COD值约为600 mg/L左右。随后污水进入接触氧化池，COD值的去除率在60-80%之间，这样进入CASS池的污水中COD值就在120 mg/L左右了，在最后一个生化单元内CASS池经过处理后出水基本上可以稳定在60 mg/L。组成： 1、水解酸化（1）水解、产酸阶段的产物主要为小分子的有机物，可生物降解民性一般较好。由于水解池可以改变原废水的可生化性，从而可减少反应时间和处理能耗。（2）固体有机物和降解及减少污泥量，其功能与厌氧消化池一样。工艺产生很少的难厌氧降解剩余活性污泥，故可实现废水及污泥一次处理，不需要中温厌氧消化池。（3）控制在产酸阶段，出水无厌氧发酵的不良气味。 2、接触氧化生物接触氧化法，就是在曝气池中填充填料，经曝气的废水流经填料层，使填料颗粒表面长满生物膜，废水和生物膜相接触，在生物膜生物的作用下，污染物被生化氧化分解，废水得到净化。它是一直兼有活性污泥和生物膜法特点的废水处理构筑物。本工艺采用填料为悬浮性球形填料。寿命长达十年以上，并且比表面积大、无需固定安装、而且具有缺氧脱氮区，可以减少水中总氮含量，提高出水指标。当废水流经填料时，由于水力条件好，能够很好的向填料上固着的生物膜供应营养和氧，而且填料生物膜上的生物相很丰富，能够形成稳定生态系，所以能使废水稳定达标。接触氧化法随冲击负荷具有较强的适应能力，污泥生成量少，不产生污泥膨胀，能够保证出水水质，易于维护管理，不产生池蝇，不散发臭气，同时还能去除一定量的氮、磷等污染物。鼓风系统为好氧处理的关键部分，考虑到噪音扰民的问题，我们一般选用低噪音回转式鼓风机，不但运行稳定，而且没有噪音扰民问题。与鼓风机相配合使用的微孔曝气管为可变微孔曝气管，曝气管可以有效释放更微小的气泡，进一步提高了溶氧效率。 3、CASS工艺：好氧段采用CASS活性污泥法,周期循环活性污泥法的简称CASS，最早产生于美国，90年代初引入中国，目前，由于该工艺的高效和经济性，应用势头迅猛，受到环保部门及拥护的广泛关注和一致好评。经过模拟试验研究，已成功应用于生活污水、食品废水、制药废水的治理，取得了良好的处理效果。 CASS工艺原理： CASS池分预反应区和主反应区。在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，应有效防止污泥膨胀，设置自动控制可解决该问题，随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。 CASS工艺集反应、沉淀、排水、功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。 CASS操作周期一般可分为四个步骤：曝气阶段、沉淀阶段、滗水阶段、闲置阶段可连续进水处理。 CASS法是在间歇式活性污泥法（SBR法）的基础上演变而来的，其工作原理如下图所示： 进水 滗水器 预反应区 主反应区 出水空气在反应器的前部设置了生物选择区，后部设置了可升降的自动滗水装置。其工作过程可分为曝气、沉淀和排水三个阶段，周期循环进行。污水连续进入预反应区，经过隔墙底部进入主反应区，在保证供氧的条件下，使有机物被池中的微生物降解，对难降解有机物的去除效果更好。根据进水水质可对运行参数进行调整。 CASS法的优点： 1、建设费用低： 省去了初次初沉池、二初沉池；工艺流程短，占地面积少； 2、运转费用省： 由于曝气是周期性的，池内溶解氧的浓度也是变化的，沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低，重新开始曝气时，氧的浓度梯度大，传递效率高，节能效果显著，运转费用可节省10-25%。 3、有机物去除率高，出水水质好： 根据研究结果和工程应用情况，通过合理的设计和良好的管理，对食品废水，进水COD为400mg/L时，出水小于30mg/L以下。 4、管理简单，运行可靠：废水处理设备种类和数量较少，控制系统比较简单，　　　 工艺本身决定了不发生污泥膨胀。 5、污泥产量低，污泥性质稳定，具有脱氮除磷功能，无异味。深度处理单元说明： PCF过滤器，是一种目前较为先进的高效过滤器，出水SS值可以达到3mg以下，经过过滤后的出水一部分排放，另一部分储存丰收来回用于皮带机，压滤机冲洗。深度处理单元采用了PCF过滤器（孔隙调节型纤维过滤器），引进韩国的新一代全自动孔隙调节型纤维过滤器，它是结合了精密过滤器性能和传统砂滤器的反冲洗性能而成的最新型过滤器。 PCF采用一种新型柔软纤维丝作为滤元，其滤料直径可达几微米，并具有比表面积大，过滤阻力小的优点。该产品可以有效地去除水中的悬浮物，并对水中的有机物、胶体等有明显的去除作用。它具有过滤速度快、精度高、截污容量大、操作十分方便、运行可靠、不需特殊维护等优点。 PCF纤维过滤器与其它过滤器性能对照表（以活性污泥2次处理水为基准，Q=15m3/h，SS=20ppm为基准）项目 砂滤器 高效过滤器 P.C.F过滤器过滤方法 表面过滤 深层过滤 深层过滤处理水质（SS） 大于20 ppm 小于3 ppm 过滤精度 30μm左右 5μm左右滤材种类 砂石 纤维(丙纶膨化长丝) 柔软纤维丝（PP，Nylon）滤材更换 不方便(费时长) 较容易 容易（费时短）过滤速（m3/m2d） 8m/h左右 29m/h左右 60m/h左右反冲洗时间 10分钟左右 20-59分钟 2分钟左右反冲洗水量（%） 5-15 5-15 0.5-3 设置占地面积 占地大 占地较大 占地小 PCF纤维过滤器特点： 1、 效率高，水质优良，处理效率95%以上； 2、 机型小，重量轻，性价比高； 3、反冲洗时间短，用水量少；反冲洗时间为2分钟左右，反冲洗用水量0.5~2%； 4、 滤材寿命长，更换简便；使用柔软性纤丝(PP，Nylon)，寿命长(1~2年)； 5、自动化程度高，全自动运行； 污泥处理单元说明：由于初沉池和气浮机浮渣与生化污泥性质有所不同，选用一台带式压滤机进行处理。由于生化单元采用了CASS工艺，污泥产量相对较少，大部分污泥来源于初沉池和气浮机的浮渣，这部分污泥易于脱水不需加药。采用分时段的办法对两种污泥进行不同时段的脱水。特点： 1. 利用系统自身的处理出水来冲洗压滤机，节约了自来水和降低了运行成本。 2. 脱水后的初沉池污泥外买作饲料用，生化污泥可买给农民作肥料可产生一定的经济效益。 CODcr BOD5 SS污染物去除率一览表工艺阶段 CODcr BOD5 SS 浓度 mg/L 单项去除率(%) 总去除率 浓度 mg/L 单项去除率(%) 总去除率(%) 浓度 mg/L 单项去除率(%) 总去除率(%) 原污水 7000 3500 4500 初沉池 2100 70 70 1750 50 50 2250 50 50 气浮 840 60 88 525 70 85 50 98 98.9 水解酸化 600 40 91.4 262 50 96.2 接解氧化 120 80 98.3 60 75 98.3 CASS 60 50 99.1 20 66.7 99.4 PCF过滤 48 20 99.3 18 10 99.6 20 60 六、改造方案本着遵守系统稳定可靠，具有完善和调节能力。强化不利条件下，出水水质达标保障能力的原则，针对以上问题，对原处理设施及周围环境进行仔细考察后，提出改造方案。重新设计制定处理工艺，利用原系统处理设施，加强预处理降低生化处理负荷。选用性价比较高的处理设备，提高系统自动化管理水平，同时改造过程注意节省投资。 1、调整调节池位置根据实测生产车间排水量，其排水量均衡，变化小，在预处理阶段，可不用调节池调节，还可以防止沉淀物沉淀，发酵使污泥不易脱水。在预处理阶段后设置调节池，均衡水质水量，减少生化阶段冲击负荷。另外，生活污水进行单独收集，并设自动格栅，截留水中大块状、纤维类杂物。 2、取消污泥池污泥池中生物污泥和初沉池，气浮渣厌氧化酵不易脱水。另外，气浮和初沉池渣易脱水可直接脱水不加药，生化污泥另行加药脱水处理。 3、将原有的调节池、污泥池、中间池打通组成一个大的中间水池用于临时储存CASS的排水。 4、新建两个沉淀池，并联使用，可降低上升流速，增加初沉池SS的去除率。初沉池设在气浮前，可去除大部分易沉悬浮物，此类悬浮物有磨粹土豆皮和土豆屑，淀粉可直接脱水，减少了加药量并且易脱水，而且泥量大占整体污泥量的80%。 5、增加一中和隔油池。因每周一次检修有100kg的油进入系统，并有4m3 8%火碱洗炸锅，其先在车间内中和后排出一般pH在5-10波动，在池内中和加HCL或NaOH到pH调整到6-9，中和系统为自动运行。人工及时将隔油区域的浮油撇出。如中和不好，等再生产时分次打到系统中，对系统生物菌杀灭作用小。 6、取消原有皮带机，增加转筒式细格栅，加大生产集水池容积，将2级提升改为一级提升，将细格栅放到初沉池平台上，节能降耗。减少初沉池负荷，减少冲洗水量节省了清水。 7、增加一组合气浮装置，可去除悬浮性不溶性淀粉，可防止不溶性淀粉进入生化系统，加药可使产生的浮渣易脱水，减少脱水机用药量。 8、原有水解酸化池、CASS池保留。将原有曝气池改成接触氧化池。CASS池改为两组，同时使用，水力负荷或有机负荷小时，可只开一组，降低运行费用。 9、增加一台带宽为2.0m的脱水机，分时段对初沉池污泥和气浮浮渣以及生化剩余污泥进行脱水。系统产生的污泥量每天15m3,原泥近35-40m3。 10、曝气方式为风机曝气，减少冬季带入生化池中冷空气。（因风机对空气部分加热） 11、增设一套PCF高效过滤装置，处理出水可用于回用并可用于清洗污泥脱水机。 12、PCF过滤后1个10m3PE罐，，加冲洗泵用于旋转细格栅，脱水机冲洗，节省了自来水用量。 13、在中间水池加两台外排泵。若CASS池出水能达标，可以不经过滤直接外排。过滤器可以歇运行，节省能耗，延长过滤器的工作周期。过滤器只需产水量满足系统冲洗水量的要求即可。 14、在车间的前段预处理中，集水槽内各增加两台潜水泵与原有潜水泵配合使用，以满足水量增加的要求。 15、根据新工艺要求重新上一套电控装置。 方案特点： 1、采用的污水处理工艺，处理效率高，运行可靠、稳定，噪音低，保证达到报批、报验的要求。 2、工艺系统控制分为液位联锁、自动阀门控制及时序工艺控制三种控制功能，还可预留工艺监测点，实现远程监测，操作管理便利。 3、工程整体设计符合要求，布局合理，占地面积小，便于施工，操作简单，自动化程度高，并设有足够的运行、维修通道空间。 4、系统控制设有正常处理程序及低负荷处理程序。 原水量少时，生化处理设备处于半休眠状态，部分设备间歇运行，工作一定时间，停机一定时间，作到既维持水中溶解氧含量，又节省能源消耗。 5、排放出水水质好，平面布置灵活，采用全地埋式的结构，抗冲击负荷能力强。 6、新工艺控制管理采用全自动微机控制及工艺过程在线仪表监测，操作人员可以了解各处水池的水位，设备运转情况。还可以根据在线仪表反馈回来的数据，调整设备的运行。 7、尽量应用原有土建筑物，减少改造成本，保留原有提升泵地，提升泵、皮带机、地下水池、地上控制阀。 8、所选用的设备都是质量可靠，售后服务有保障的产品。 9、本方案完全能滿足在冬季正常运行，出水达标。 10、工艺设备具有完善抗冲击负荷能力，各单元设备对应不同水质水量，具有很强的适应能力，处理能力可以満足从50%-100%之间调节功能。 11、电控系统说明：本控制系统设计指标：安全、稳定、可靠。组 成： ①、 软件部分WinCC是西门子公司在自动化领域采用******的技术与微软公司在共同开发的居于********地位的工控软件。WinCC是一个功能强大的全面开放的监控系统，既可以用来完成小规模的简单的过程监控应用，也可以用来完成复杂的应用。在任何情况下WinCC都可以生成漂亮而便捷的人机对话接口，使操作员能够清晰地管理和优化生产过程。 WINCC几乎拥有先进人机界面产品的所有功能，其集成的功能已包括： a. 图形系统： 用于自由地组态画面，并完全通过图形对象进行操作，图形对象具有动态属性并可对属性进行在线组态。 b. 报警信息系统： 记录和存储事件并予以显示，可自由选择信息分类、信息显示和报表，操作非常简便。 c. 变量存档 接收、记录和压缩测量值，用于曲线和图表显示及进一步的编辑功能。 d. 报表系统 用户自由选择一定的报表格式，按时间顺序或事件触发来对信息操作、文档当前数据进行用户报表输出。 e. 数据处理 对图形对象的动作使用C语言及C编译器进行编辑。 f. 标准接口 通过ODBC和SQL访问用于组态和过程数据的SYBASE数据库。 g. 应用程序接口 允许用户编写可用于扩展WinCC基本功能的标准应用程序。 另外，WinCC还提供多种可选软件包。如，通讯开发工具CDK，允许用户开发用于连接数据管理器与任何目标系统的通讯软件。 WINCC的组态及归档数据存放在关系型数据库中，数据可用标准工具如ODBC和SQL等读出。很多标准的应用如Microsoft Excel等可以和WinCC并行运行，同时可通过DDE装载过程数据。操作员站软件允许通用的OCX、ActiveX链接。更进一步，集成的OPC(OLE for process control)服务器使得过程数据可由其它应用程序(OPC客户机)访问。 WinCC是PCS7系统操作站采用的监控软件(HMI)。它是一个32位的基于Windows的监控软件。在PCS7中，它被集成在SIMATIC程序管理器中。由于软、硬件均是西门子的产品，所以可以作到不接缝衔接。其数据交换变量引用的非常方便。 ②、硬件部分：本系统的工控机使用研华系列（15″液晶显示器）PLC使用了国际知名品牌西门子公司S7-300系列，通过各功能模块与电控系统及信号采集系统相联。采集系统中数字输入信号、各传感器检测到的模拟信号。根据用户控制程序输出相应数字量输出信号和模拟量输出信号，控制相应的电器设备。并将采集到的各种数据信号通过网络送到上位机进行组态。电控部分是施耐德低压电器，ABB变频控制器等组成。 ③、系统集成：本系统采用集散控制方式，即可集中控制，又可以分散控制这样即实现了集中控制，又克服了由于控制过于集中造成的风险的集中。本系统的上位机定时采样，可以形成工作记录和报警记录，这样有利于对系统的工作情况的分析及责任的认定。当系统处于手动方式时，所有的设备均可通过电控柜上的操作开关进行控制、系统处于自动方式时，整个系统由PLC根据各设备的工作状态，各池的液位、理化指标的情况进行控制，也可以在上位机上直接对各设备的运行参数进行修改，并可控制该设备的运行状况，所有设备的运行状况，各池子的液位及各理化参数均可在上位机上组态，形象地表示出来，各数据的采样周期及保存时间均可设定（受硬盘容量限制），工作日志及报警表格可按用户要求进行设计。功 能： a、系统分为三种控制方式：自动运行方式、单元联锁方式及软操作方式。这三种方式均通过上位机上进行设定。 b、通过设计精美的LCD画面，可以直观地了解整个工艺系统的运行状和单元设备的运行状态。 c、可以随时通过鼠标轻松完成对系统的控制方式选择及工艺参数进修改与调整。 d、在手动方式下，为单元设备（如电动阀、水泵）进行独立操作。 e、生产过程中出现故障时，及时发出语音和声光报警，同时画面闪烁显示，并可记录，查询，打印。 f、关键的工艺参数如水质电导率、流量均可进行历史趋势和实时趋势的显示和记录，以便进行运行分析及故障分析。数 量：1套建设方式：新增设备 12、监测仪表说明：对处理系统中的水质、水量参数进行检测，将这些检测到的数据送到PLC，并通过PLC送到上位中，PLC就会根据预先存放在PLC中的用户程序及上位机的给定值进行判断、运算、输出控制信号，控制执行元件的工作时序，以控制处理指标，从而控制水中优势菌种的种类和数量，获得最理想的处理效果。 可根据现场的实际工况(如污水污染情况，ORP等不同情况，设计若干条工艺曲线存在上位机中)，引用不同的工艺曲线，减少操作人员的工作强度，降低其操作的复杂程度。 　　组 成：摸拟在线监测仪表：沉入式液位测量仪、pH计、在线温度仪，在线ORP，流量计，远传水表。 现场仪表：压力表、温度表、液位计、转子流量计等。 12、低负荷运行方式：由于所有生产线不能一同改造投放工厂生产初期只有一条生产线时排水量只有总排水量50%，污水站处于低负荷运行阶段。低负荷运行时，采用通过调整设备工作台数，以及调整鼓风机运行时间还有就是可以闲置部分处理构筑物等措施，在满足出水合格达标的前提下，采取如下相应的措施： （1）、提升泵由预设两用一备调整成一用二备。（2）、初沉池只运行一座。（3）、接触氧化池鼓风机开一台，由于系统处于低负荷，水力停留时间相对增加，也能节省一部分能耗。（4）、CASS通过设置时间，缩短曝气时间，延长闲置和沉淀时间，节省电耗。污泥系统采用手动变频调速运行，在低负荷时调整成低速状态运行。 七、处理构筑物及设备明细表 （一）、废水处理站构筑物明细表 序号 处理构筑物 尺寸（m） 建筑容积（m3） 有效容积（m3） 数量（个） 结构形式 备注 1 生活污水集水池 3.0×2.5×2.5 18.75 7.5 1 地下钢砼 新建 2 生产废水集水池 3.0×3.0×2.5 18.75 7.5 1 地下钢砼 新建 3 中和隔油池 4.5×2.5×2.5 28.12 22.5 1 地下钢砼 新建 4 压滤机冲洗水集水池 2.5×2.5×2.5 15.625 12.5 1 地下钢砼 新建 5 混合池 3×2×2 12 9 1 地下钢砼 原有改造 6 初沉池 5×4 78.5 68.7 2 半地上钢砼 新建 7 调节池 7×6×4.5 189 168 1 地下钢砼 新建 8 水解酸化池(两格) 7×4×4.5 6×5×4.5 261 232 1 地下钢砼 部分新建，部分改造 9 一级接触氧化池 6×5×4.5 135 120 1 地下钢砼 原有改造 10 二级接触氧化池 4×10×4.5 180 160 1 地下钢砼 原有改造 11 CASS池 16×10×4.5 720 640 1 地下钢砼 原有改造 12 中间水池 10×10×4.5 450 225 1 地下钢砼 原有污泥池、调节池、中间池改造 13 设备机房 25×15×4.5 375 m2 1 地上彩钢房 原有库房改造 （二）废水处理站设备明细表序号 设备 型号 数量 性能参数 生产厂家 备注 1 生活提升泵 CT50.75-50 2台 10m3/h 10m 0.75Kw 台资川源 1用 1备 2 液下泵 32FYS-20 2台 7.5m3/h 16m 1.5Kw 上海恒通 长度 2m 3 液下泵 32FYS-20 2台 5.5m3/h 20m 1.1Kw 上海恒通 长度1m 4 一级提升泵 CT53.7-80 2台 45m3/h 15m 3.7Kw 台资川源 5 酸碱中和装置 PH控制仪计 PHZ-1 1套 北京万侯 6 NaOH 加药机 JYG-B-0.2 1台 配套进口计量泵 北京万侯 7 HCl 加药机 JYG-A-0.2 1个 配套进口计量泵 北京万侯 8 管道混合器 DN50 1台 UPVC 北京万侯 9 转筒式格栅 1台 不锈钢材质 北京万侯 10 初沉池中心管 400 2根 L=2.5m 北京万侯 11 刮泥机 QG5D 2台 5m碳钢防腐0.75KW 北京万侯 12 排泥泵(变频) G40-1 2台 12m3/h 60m 4Kw 浙江永利 13 气浮装置 THAF-75 1台 75m3/h 3KW 北京万侯 14 PAM加药机 JYG-B-1.0 1套 带搅拌机 北京万侯 15 PAC加药机 JYG-B-1.0 1套 带搅拌机 北京万侯 16 集渣池 2×1.5×1 1个 6mm厚钢板焊接 北京万侯 17 泥浆泵(变频) CVD50.75-50A 2台 10m3/h 10m 0.75Kw 台资川源 18 潜水搅拌机 QJB1.5/6-260/3-980/C 2台 1.5KW 南京汪洋 19 二级提升泵 CT53.7-80 2台 45m3/h 15m 3.7Kw 台资川源 20 脉冲布水器 2台 北京万侯 原有改造 21 组合填料 150 145 m3 江苏水思源 22 布水装置 2套 北京万侯 23 悬浮填料 SNP 110m3 北京 24 接氧池曝气管 LA65 140m 上海水域 25 接触氧化池用鼓风机 HC-100S 3台 风量：4.18m3/min，5.5KW，0.4kgf/cm2 江苏百事德 2用 1备 26 CASS池用鼓风机 HC-100S 4台 风量：4.18m3/min，5.5KW，0.4kgf/cm2 江苏百事德 2用 2备 27 CASS池用曝气管 LA65 160m 上海水域 28 滗水器 WHB-300 2套 Q=250m3/h 北京万侯 29 污泥回流泵 CT50.75-80 2台 10m3/h 10m 0.75Kw 台资川源 30 加压泵 CT53.7-80 2台 Q=45m3/h H=15m N=3.7Kw 台资川源 1用 1备 31 中间水池外排泵 CT51.5-80 2台 Q=30m3/h H=8.5m N=1.5Kw 台资川源 1用 1备 32 PCF过滤器 PCF-50 1台 Q=50m3/h 韩国晓林 33 PCF反洗鼓风机 HC-100S 1台 风量：4.18m3/min，5.5KW，0.4kgf/cm2 江苏百事德 34 PCF反洗泵 IL80-65-125A 1台 Q=50m3/h H=13m N=3.0Kw 北京龙泉 35 空压机 D-4 1台 0.32m3/min,0.8Mpa,2.2KW 北京复盛 36 污泥脱水系统 溶药机 1套 1600×1500×2400 0.40kw 北京万侯 37 高位储泥罐 1台 1.5×1.0×1.5 北京万侯 38 带式压滤机 带宽2m 1台 3.5-8 m3/h 380V/11KW 芜湖 39 空压机 1台 0.37KW 配套 40 冲洗水泵 1台 2.2KW 配套 41 配套电控柜 1套 配套 42 皮带输送机 ZPS-650 1台 B＝400，L＝5m,N=2KW 青岛青天 43 压滤液外排泵 CT51.5-80 2台 Q=30m3/h H=8.5m N=1.5Kw 台资川源 1用 1备 44 清水罐 1个 V＝15m3,PE罐 江南容器 45 管道及阀门 1批 UPVC/铸铁 华亚/ 瓦特斯 （三）、废水处理站附属配件明细表 序号 设 备 型 号 数 量 备 注 1 设备间通风装置 DDT40/NO.3.15 3台 北京风机二厂 2 设备间照明装置 原有改造 3 格栅箅子 铸铁 50m 国标 （四）、废水处理站电控及仪表清单序号 设备 型号 数量 厂家 备注 仪表： 1 液位开关 Key-5 5套 大连玛赫 2 沉入式液位测量仪 TP-1型 6套 杭州科盛 3 电磁流量计 DN80-DN100 3个 瑞普三元 4 远传水表 DN80，DN25 3个 宁波水表厂 5 ORP仪 GPP01 2台 苏州金点 6 在线温度计 0-100℃ 1个 江苏余姚 7 手持式DO仪 168 1台 上海雷磁 电控： 1 组态软件 wincc 1套 西门子 2 PLC S7-300， I/O A/D D/A模块编程软件等一套 1套 西门子 3 工控机 PC610H/P4 /2.0/40G/15″液晶 1台 研华 4 变频器 ACS400 3台 ABB 5 强电配电柜 1台 6 气浮控制柜 1台 7 系统控制柜 1台 8 工艺控制柜 1台 总装机容量:119kw 运行功率：40kw。