ICEAS 工艺在云南某县污水处理厂中的应用

张宝伟

(云南省设计院，云南昆明 650228)

间歇循环延时曝气活性污泥法(Intermittent Cycle Extended Aeration Sludge，简称ICEAS)工艺被广泛用于处理生活污水，其工艺运行方式灵活，将同步去除BOD5、脱氮、除磷的工艺集于一池，省去了初沉池和二沉池，减少占地;无污泥回流和混合液的内循环，能耗低;可通过改变每个周期的时间来缓冲水量、水质的波动，具有较强的适应性。

1 项目概况

禄劝县污水处理厂设计规模近期6 000m3/d，远期为12 000m3/d。雨季有部分合流制截留干管截留的雨水汇入，近期高峰流量11 000 m3/d。禄劝县污水处理厂进水水质参考同规模县城污水处理厂进水水质设计，设计数值见表1。

表1 禄劝县污水处理厂一期旱季进水水质

本项目排放标准执行GB 18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准中一级标准的A标准(见表2)。

表2 禄劝县污水处理厂设计出水水质

2 ICEAS工艺原理分析

ICEAS反应池由预反应区和主反应区两部分组成，预反应区容积占总池容的12%左右。预反应区可使系统选择出适应污水中有机物降解，絮凝能力强的微生物。实现了连续进水(即沉淀期、滗水期间任连续进水)，间歇排水的运行模式。在主反应区由曝气系统向池内供氧，有机物、污染物被微生物氧化分解，同时污水中的NH3-N通过微生物的硝化作用转化为NO3-N。在搅拌和沉淀阶段，反应池逐渐由好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应。

ICEAS工艺比传统的SBR工艺费用更省，自动化管理程度高。

3 各处理单元的设计参数

粗格栅:粗格栅设计两组，渠道宽0.7 m，高8.10m，近期使用一组。反捞式格栅除污机(粗)，栅条间隙25 mm，安装角度75°，过栅流速 0.8 m/s。

污水提升泵房:污水提升泵5台，近期2用1备，单泵流量190 m3/h，扬程14 m，电机功率15 kW。

细格栅:按远期规模设计，转鼓式格栅除污机2台，格栅渠道宽 0.8 m，栅条间距 5 mm，安装角度 35°，过栅流速 0.8 m/s。

旋流沉砂池:设旋流沉砂池2座，近期使用1座。每座沉砂池直径2.43 m，采用气提砂方式排砂，由罗茨鼓风机供气。

ICEAS反应池:生物反应池设计规模近期6 000 m3/d，共设2组生物反应池。每组反应池的尺寸为33.0 m×12.0m×5.0m，有效水深4.5 m。完整的ICEAS操作周期一般分为曝气、搅拌、沉淀、滗水4个阶段。

调节池:考虑到ICEAS出水为间歇出水，D型滤池为连续进水，则需增设调节池一座，经计算调节池容积为600 m3。

D型滤池:按照最高日平均时流量作为设计规模，即250m3/h。正常过滤速度16.7 m/h，反冲洗水泵和反冲洗风机均单独设置。

紫外消毒及巴氏计量槽:根据规范，紫外消毒渠设计两组渠道，近期使用一组，另一组可作为近期备用。巴氏计量槽设计喉宽300 mm。

储泥池:按照污泥停留时间16 h计算，储泥池尺寸为5.2×5.2×5.0。为防止磷的释放，增设曝气管。

污泥脱水间:带宽1 m带式污泥浓缩脱水一体机一台，滤带冲洗水由紫外消毒渠出水加压冲洗。

4 设计优化及注意问题

4.1 ICEAS反应池

1)经过查阅文献记载，膜管曝气器氧转移效率实际运行效果无法达到20%，建议采用8%～12%，本设计采取10%，较为安全。

2)由于县级污水处理厂基本无法提供污水进水水质，因此对于反应池容积计算，若按照污泥负荷计算偏差较大，因此可按照停留时间计算较为简单可行，本设计停留时间14.2 h。

3)建议滗水器出水管不用通过渠道出水，而是直接通过管道接入下一个处理单元，这样可节省水头损失0.5 m左右。

4.2 调节池

禄劝污水处理厂近期只运行两座ICEAS反应池，则每个运行周期仍然仅2 h滗水，则需通过增设调节池来调节水量，以此满足D型滤池的连续运行。调节池容积为滗水器最大滗水量与D型滤池处理规模的差，通过计算调节池容积为600 m3。

增设调节池后，深度处理构筑物(D型滤池和紫外消毒池)设计规模均为平均时流量，不需考虑变化系数的影响，土建和设备投资可节省40%投资。

4.3 D 型滤池

由于禄劝污水处理厂出水标准为一级A标，因此需要增加深度处理设施。我国在污水深度处理中一般都采用混合→反应→沉淀→过滤的传统工艺来进行总磷与悬浮物的进一步去除。

本着节省投资的原则，采用微絮凝过滤工艺，微絮凝过滤是省去沉淀过程而将混凝与过滤过程在滤池内同步完成的一种接触絮凝过滤工艺。为使投加的絮凝剂能同水均匀混合，本工程采用管道静态混合器。静态混合器是利用在管道内设置多节固定式分流板使水流成对分流，同时又有交叉入旋涡反向旋转，以达到混合效果。通过计量泵将絮凝剂投加入管道混合器进行絮凝反应。根据实际经验，微絮凝反应时间为30 s时，药剂能够充分反应，絮凝效果最佳，时间较短时微絮体还未很好形成，时间太长会导致矾花絮体较大，增加了后续过滤反冲洗次数。调节池出水泵流量为250 m3/h，出水管管径为350 mm，经计算管道流速为0.69 m/s，为了达到30 s反应时间，出水管管道长度应大于21 m。

4.4 鼓风机房

目前，鼓风机的电耗占污水厂的总运行电耗的60%左右，因此污水处理厂选用何种形式的风机是一个非常重要的问题。

风机的种类主要有罗茨风机和多级离心风机。本工程针对目前污水厂应用较多的罗茨风机、多级离心风机和单级离心风机进行比较选择。

同时ICEAS反应池为连续进水，即水量和水质是连续波动的，则反应池所需风量也应实时变化。本设计多级离心风机采用变频调速技术，电耗基本上与流量同步变化。对于中小型污水处理厂，选择变频调速多级离心机，具有较高的节能效果，运行费用低。

5 结语

禄劝县污水处理厂设计规模近期6 000m3/d，远期为12 000 m3/d。针对实地污水情况，设计采用ICEAS工艺，并对该工艺进行了优化设计，经过近两年的运行调试，污水厂出水水质完全达到设计要求。

［1］ 张立秋，张可方，李淑更，等.ICEAS反应器处理城市污水最优工况［J］.水处理技术，2006(5):58-60.

［2］ 刘 波，刘云红.ICEAS工艺在昆明市第四污水处理厂的应用［J］.给水排水，2006(3):11-15.

［3］ 刘艳东，刘如峰，李洪静.ICEAS工艺脱磷除氮的影响因素［J］.水处理技术，2007(4):57-59.