摘 要： 某污水處理廠采用紫外線對CASS池出水進行消毒，實際運行中由于CASS池出水 流量波動與設(shè)計值差距較大，造成紫外消毒系統(tǒng)損壞，殺菌效果達不到設(shè)計要求。通過對紫外消毒 系統(tǒng)進行技術(shù)改造，出水水質(zhì)能夠穩(wěn)定達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002) 的一級B標準。介紹了紫外消毒系統(tǒng)的改造方案，可為今后采用紫外線對CASS反應(yīng)池出水進行 消毒的工藝提供參考。

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

紫外線消毒具有消毒速度快、效率高、對大腸桿 菌的平均去除率高、操作簡單、便于管理等優(yōu)點，目 前已在污水處理領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

1 工程概況

大連市某污水處理廠的原水為生活污水，設(shè)計 規(guī)模為6．0×10 m。／d，總變化系數(shù)K=1．3，主體工 藝采用CASS工藝，消毒方式采用紫外線消毒，設(shè)計 出水水質(zhì)達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》 (GB 18918-2002)的一級B標準。該工程經(jīng)調(diào)試 后于2005年正式投入使用。 工藝流程見圖1。

圖1 污水處理工藝流程

2 主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)

① CASS反應(yīng)池

設(shè)計CASS反應(yīng)池2座，每座分4格，每格按程 序交替運行，運行周期為6 h，其中進水1．5 h、曝氣 3．5 h(進水同時進行曝氣)、沉淀1 h、潷水1．5 h。通過時問排布控制2座CASS池連續(xù)進水、連續(xù)出水。

② 紫外消毒渠

設(shè)紫外消毒渠1座，連續(xù)進水，水量為2 500 m³ ／h，共配置6個模塊108支320 W 紫外燈，且配 套設(shè)置導(dǎo)流板、跨水渠箱、空壓機、中控柜及無動力自動堰門等。

3 實際運行狀況分析

該工程運行后發(fā)現(xiàn)，CASS反應(yīng)池不能實現(xiàn)24 h 連續(xù)出水，沒有達到設(shè)計預(yù)期效果，實際每格的潷水 時間約為1 h，且潷水器的流量并不均衡。經(jīng)過多次 調(diào)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(shù)時段峰值流量>4 500 m³/h，且每1．5 h有一次停水過程。

由于該工程紫外消毒系統(tǒng)以24 h連續(xù)流的方 式進行設(shè)備配置，故實際運行過程中的流量波動使 紫外消毒系統(tǒng)損壞，運行不穩(wěn)定，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

① 峰值流量時殺菌效果不達標

瞬時最大流量為1．25 m³／s(4 500 m³ ／h)，已經(jīng) 達到設(shè)計流量0．69 m³ ／s(2 500 m³/h)的1．8倍，因 而出現(xiàn)了燈管數(shù)量不足，紫外劑量不夠，進而殺菌效 果不達標的問題。

② 燈管頻繁啟動，嚴重影響使用壽命

紫外消毒系統(tǒng)的紫外燈管完全浸沒于水中，利 用流動的水體自然冷卻，以避免燈管干燒損壞。因 此設(shè)計時，設(shè)備供應(yīng)商考慮了燈管的干燒保護，即當 水位低于設(shè)定水位30 S后，第一排燈管自動熄滅并 報警；低水位信號持續(xù)5 min后，所有燈管自動熄滅 并報警。該工程實際運行過程中，每1．5 h燈管自 動關(guān)閉一次，來水后重新啟動，頻繁啟動導(dǎo)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(tǒng)總體劑量。

③ 水位控制裝置動作頻繁

按照連續(xù)流方式設(shè)計的自動堰門，在流量變化 頻繁時動作頻繁，設(shè)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(shè)置了一定的 反應(yīng)延時，但該工程潷水開始和即將結(jié)束時水量變 化太大，水位控制裝置來不及反應(yīng)，導(dǎo)致消毒模塊處 的水位過高或過低。

④ 套管結(jié)垢加重

當水位低于設(shè)定水位時，會導(dǎo)致燈管于燒，于燒 時燈管、套管表面溫度較高，套管上附著的水分迅速 蒸發(fā)，而水中的鈣、鎂離子極易在套管表面形成碳酸 鹽垢，進而影響套管紫外光的透過率。

4 改造方案

為解決該工程紫外消毒系統(tǒng)在運行中出現(xiàn)的諸 多問題，現(xiàn)提出以下兩種可行的改造方案，具體內(nèi)容 如下：

方案一：對消毒系統(tǒng)進水水量進行調(diào)節(jié)，維持現(xiàn) 有紫外消毒系統(tǒng)不變。即在CASS反應(yīng)池與紫外消 毒渠之間增加調(diào)節(jié)池，由提升泵均勻向消毒系統(tǒng)供 水，保證紫外燈管在24 h內(nèi)連續(xù)運行。

改造方案一流程見圖2。

圖2 改造方案一流程

此方案需新建調(diào)節(jié)池1座，有效容積為5 000 m³ ，停留時間為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(tǒng)進行改造。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(tǒng)按照最大流量(4 500 m³／h)進行設(shè) 計，增加3個紫外消毒模塊，燈管數(shù)量由原108支增 加到162支，同時將水位控制裝置由無動力自動控 制堰門改為固定溢流堰，保證在零流量時燈管全部 淹沒在水中，不會頻繁啟動，保持24 h連續(xù)點亮；同 時保證在最大流量時堰上水深不會超出燈管有效殺 菌范圍。

改造方案二流程見圖3。

圖3 改造方案二流程

兩種改造方案的技術(shù)經(jīng)濟比較見表1。

表1 兩種改造方案的技術(shù)經(jīng)濟比較

5 結(jié)論

對上述兩個方案從技術(shù)可行性、工程實施、工程 投資、運行能耗及運行費用等方面進行綜合比較，可 以看出方案一投資高、占地面積大，由于沒有足夠的 預(yù)留用地，此方案較難實現(xiàn)；方案二優(yōu)勢較明顯，雖 按最大流量設(shè)計會造成一定的浪費，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 單，最終被采納。水廠經(jīng)改造后于2008年正式運 行，實踐證明改造后的紫外消毒系統(tǒng)運行正常，出水 水質(zhì)穩(wěn)定達標。

參考文獻：
[1] 熊紅權(quán)，李文彬．CASS工藝在國內(nèi)的應(yīng)用現(xiàn)狀[J]． 中國給水排水，2003，19(2)：34—35．
[2] 陳婉如，李益洪．CAST工藝在污水處理廠的應(yīng)用[J]． 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2006，(5)：28—30．
[3] 孫慧修．排水工程(第4版)[M]．北京：中國建筑工 、I 出版社，1995．來源：中國給水排水 作者: 孔茜 張會敏 郭霞