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CASS工艺出水的紫外消毒系统改造

紫外线消毒具有消毒速度快、效率高、对大肠杆菌的平均去除率高、操作简单、便于管理等优点,目前已在污水处理领域广泛应用。

 

1 工程概况

大连市某污水处理厂的原水为生活污水,设计规模为60×10 m。/d,总变化系数K=13,主体工艺采用CASS工艺,消毒方式采用紫外线消毒,设计出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级B标准。该工程经调试后于2005年正式投入使用。

  

2 主要构筑物及设计参数

CASS反应池

设计CASS反应池2座,每座分4格,每格按程序交替运行,运行周期为6 h,其中进水15 h、曝气35 h(进水同时进行曝气)、沉淀1 h、滗水15 h

通过时间排布控制2CASS池连续进水、连续出水。

紫外消毒渠

设紫外消毒渠1座,连续进水,水量为2 5001TI h,共配置6个模块108320 W 紫外灯,且配套设置导流板、跨水渠箱、空压机、中控柜及无动力自动堰门等。

 

3 实际运行状况分析

该工程运行后发现,CASS反应池不能实现24 h连续出水,没有达到设计预期效果,实际每格的滗水时间约为1 h,且滗水器的流量并不均衡。经过多次调整滗水器的控制方式,CASS池在滗水期间的水量一般为3 5004 500 in h,平均流量>3 600 1TI h,少数时段峰值流量>4 500 1TI h,且每15 h有一次停水过程。

由于该工程紫外消毒系统以24 h连续流的方式进行设备配置,故实际运行过程中的流量波动使紫外消毒系统损坏,运行不稳定,主要表现在以下几个方面:

峰值流量时杀菌效果不达标

瞬时最大流量为125 in。/s(4 500 I11 h),已经达到设计流量069 1TI s(2 500 1TI h)18倍,因而出现了灯管数量不足,紫外剂量不够,进而杀菌效果不达标的问题。

灯管频繁启动,严重影响使用寿命

紫外消毒系统的紫外灯管完全浸没于水中,利用流动的水体自然冷却,以避免灯管干烧损坏。因此设计时,设备供应商考虑了灯管的干烧保护,即当水位低于设定水位30 S后,第一排灯管自动熄灭并报警;低水位信号持续5 min后,所有灯管自动熄灭并报警。该工程实际运行过程中,每15 h灯管自动关闭一次,来水后重新启动,频繁启动导致灯头发黑、灯管发红、紫外光强衰减很快,即单支灯的输出光强迅速衰减,影响系统总体剂量。

水位控制装置动作频繁

按照连续流方式设计的自动堰门,在流量变化频繁时动作频繁,设备磨损较大。为了避免小的波浪及虚假信号的影响,水位控制装置设置了一定的反应延时,但该工程滗水开始和即将结束时水量变化太大,水位控制装置来不及反应,导致消毒模块处的水位过高或过低。

套管结垢加重

当水位低于设定水位时,会导致灯管于烧,于烧时灯管、套管表面温度较高,套管上附着的水分迅速蒸发,而水中的钙、镁离子极易在套管表面形成碳酸盐垢,进而影响套管紫外光的透过率。

 

4 改造方案

为解决该工程紫外消毒系统在运行中出现的诸多问题,现提出以下两种可行的改造方案,具体内容如下:

方案一:对消毒系统进水水量进行调节,维持现有紫外消毒系统不变。即在CASS反应池与紫外消毒渠之间增加调节池,由提升泵均匀向消毒系统供水,保证紫外灯管在24 h内连续运行。

 

此方案需新建调节池1座,有效容积为5 0001TI ,停留时间为20 h;增加污水提升泵2(11),单台流量为2 500 in。/h,扬程为80 kPa,功率为55 kW

方案二:对紫外消毒系统进行改造。新建1座紫外消毒渠,原有渠道作为检修超越渠道使用。新建紫外消毒系统按照最大流量(4 500 In。/h)进行设计,增加3个紫外消毒模块,灯管数量由原108支增加到162支,同时将水位控制装置由无动力自动控制堰门改为固定溢流堰,保证在零流量时灯管全部淹没在水中,不会频繁启动,保持24 h连续点亮;同时保证在最大流量时堰上水深不会超出灯管有效杀菌范围。

 

5 结论

对上述两个方案从技术可行性、工程实施、工程投资、运行能耗及运行费用等方面进行综合比较,可以看出方案一投资高、占地面积大,由于没有足够的预留用地,此方案较难实现;方案二优势较明显,虽按最大流量设计会造成一定的浪费,但该方案投资低、运行成本低、占地面积小、改造方便、运行管理简单,最终被采纳。水厂经改造后于2008年正式运行,实践证明改造后的紫外消毒系统运行正常,出水水质稳定达标。

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(责任编辑:Cai Wu)
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