CWSBR工艺及其在城镇污水处理中的应用研究

李　静，鲍东杰，林　青，徐志林，杨振轩　

（1.邢台职业技术学院，河北　邢台　054035；2.邢台市污水处理厂，河北　邢台　054000）



CWSBR工艺及其在城镇污水处理中的应用研究

李静1，鲍东杰1，林青1，徐志林2，杨振轩2

（1.邢台职业技术学院，河北邢台054035；2.邢台市污水处理厂，河北邢台054000）

基于CWSBR反应器的构造和工艺运行过程，根据污水水质数据和工程实际确定了污水处理厂的CWSBR处理工艺流程。工程实施后的实际运行结果表明，污水出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）的一级A标准。工程应用证明，CWSBR工艺易通过调整进水时间及工作周期和控制反应池的溶解氧水平来创造厌氧、缺氧和好氧交替的环境，具备高效脱氮除磷功能，具有良好的应用价值。

污水处理；CWSBR工艺；脱氮除磷

国家环境保护总局2006年第21号公告发布了规范标准修改单，将《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）的4.1.2.2条进行了修改，指出排入重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域的污水处理厂出水须达到一级标准的A标准。河北省环境保护局在冀环科函【2007】327号文件中明确要求自2007年12月20日起新建（包括改、扩建）的城镇污水处理厂项目，须严格执行GB18918－2002中的一级A标准。

污水处理厂出水要达到国标一级A标准，其所采取的污水处理工艺须具备高效同步脱氮除磷功能。为达到经济运行的目的，城市污水处理厂多采用生物处理技术进行脱氮除磷。在传统的生物脱氮工艺中，氮的去除是通过硝化和反硝化过程实现的，硝化阶段有氧参与并需一定的碱度，反硝化阶段厌氧运行并需满足一定的碳源要求；而生物除磷主要是利用聚磷菌在厌氧条件下释放磷和在好氧条件下蓄积磷的作用。CWSBR工艺容易通过调整进水时间及工作周期和控制反应池的溶解氧水平创造厌氧、缺氧和好氧交替的环境，从而促进生物在厌氧条件下释放磷和在好氧环境中吸收磷，并能在运行过程中不断为反硝化过程提供碳源，避免硝态氮的积累。因而，CWSBR工艺在污水同步脱氮除磷中得到了广泛的应用。

一、CWSBR工艺介绍

1.CWSBR反应器构造

CWSBR（Constant Water-level Sequencing Batch Reactors）即恒水位序批式反应器，是在SBR工艺的基础上研发出来的，包括进水控制区、混合反应沉淀区、出水平衡区3个标准处理单元模块，如图1所示。

2.CWSBR工艺的运行过程

图2所示为CWSBR反应器的运行示意图，控制区连续进水，设在控制区的进水泵将原水送往反应区，在反应区内完成混合反应、曝气、静置沉淀、滗水等过程，滗水器出水通过出水泵送至出水平衡区并连续出水。进水泵在输送原水和出水泵在输送净水过程中使各区水体变化产生的推力实现了柔性水帆的往复移动，其借助体积变化使常规SBR的变水位运行改为恒水位运行，即在单个水池中连续进水、连续出水，周期性的完成SBR工艺的充水、搅拌、曝气、沉淀、滗水的全过程；恒水位滗水器的使用实现了在滗水阶段只取池内最上层水，不干扰沉淀后的污泥层，保证了出水水质的安全稳定。CWSBR工艺继承了SBR工艺简单、污泥稳定不宜膨胀、污水处理效果好等优点，又克服了SBR工艺间歇、变水位运行的不足，具有较强的技术优势。

图1　CWSBR反应器构造示意图

图2　CWSBR反应池运行状态示意图

二、CWSBR工艺的工程应用分析与设计

（一）工程规模和设计进、出水质

1.工程规模

某污水处理厂污水处理工程规模为：近期50000m³/d，总变化系数：K总=1.40；远期100000m³/d，总变化系数：K总=1.29。

2.进水水质

进水水质为：CODCr≤420mg/L，BOD5≤220mg/L，SS≤220mg/L，TN≤45mg/L，NH3-N≤35mg/L，TP≤4mg/L，pH为6-9。

3.出水水质

为消除污水出水对河流及地下水的污染，考虑到河道景观用水的回用，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中一级标准的A标准，即：CODCr≤50mg/L，BOD5≤10mg/L，SS≤10mg/L，TN≤15mg/L，NH3-N≤5（8）mg/L，T-P≤0.5mg/L（注：括号内数值为水温≤12℃时的控制指标）。

（二）工艺流程

1.预处理段

预处理段通常包括粗、细格栅、提升泵房和沉砂池。

2.二级生化处理段

根据本工程进水水质特点和出水要求，从诸多具备生物脱氮除磷工艺中筛选出AAO工艺、CASS工艺、CARROUSEL氧化沟工艺、CWSBR工艺，考虑到本工程占地规模较小，水处理构筑物要求紧凑及出水水质达标的问题，经综合分析选取具有处理效果好、工艺流程简洁、土建方式灵活等技术优势的CWSBR工艺作为二级生物处理工艺方案。

本工程进水总磷为4mg/L，出水总磷要求≤0.5mg/L，仅靠传统工艺的生物除磷达到这一要求是比较困难的。因此，选取生物除磷和化学除磷相结合的方法强化除磷效果。可用于化学除磷的金属盐主要是钙盐、铁盐和铝盐，其中可用于化学除磷的铝盐中的聚合氯化铝具有除磷效果好及明显的价格优势，因此被选作本工艺的投加混凝剂。

3.消毒

目前的消毒常用方法有液氯消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒和紫外线消毒灯，根据各种消毒方法的特点及出水作为景观回用水的要求，选取二氧化氯作为本工程的消毒方法。

4.污泥处理

本工程生物处理段产生的剩余污泥泵送至污泥脱水机房，经浓缩压榨脱水一体机进行机械脱水后外运。

基于上述分析，设定本工程的工艺流程如图3所示。

图3　污水处理工艺流程图　

三、CWSBR工艺的工程应用效果与分析

CWSBR污水处理工程于2013年6月开始进行生产调试，半年后投入正常运行。经环境监测站多次对出水水质进行监测，检测结果表明该工艺运行平稳，出水水质稳定，达到了设计标准预定的设计目标。实际进、出水水质如表1所示。

表1　实际进出水水质

四、结语

CWSBR工艺利用柔性水帆的往复移动保持反应池的液位恒定，实现了连续进、出水和恒水位运行，并能在单池中实现厌氧、缺氧和好氧交替运行的周期性过程；在构造上采用恒水位滗水器，保证了滗水时只取上层水而不扰动污泥层，实现了出水的稳定。

总之，CWSBR保留了SBR工艺的工艺简单、污水处理效果好、污泥膨胀程度低等优点，又克服了其变水位、间歇运行的缺点，具有工艺简单、出水水质好、运行费用低、占地面积小、污泥稳定等技术优势，在中小城镇污水处理领域具有广阔的应用前景。

［1］龙腾锐，何强.排水工程（第2册）［M］.北京：中国建筑工业出版社，2015.

［2］郑兴灿，李亚新.污水除磷脱氮技术［M］.北京：中国建筑工业出版社，1998.

［3］孙巍，陈向明，杨威等.CWSBR工艺处理市政污水的工程分析［J］.中国给水排水，2012，28（2）.

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［5］黄春.适于寒冷地区污水处理的CWSBR工艺介绍［J］.环境科学与管理，2010，35（5）.

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［7］马海龙，沙瑛，陈永.低温环境下CWSBR工艺设计与调试运行［J］.环境科技，2012，25（3）.

（责任编辑董云平）

Research on CWSBR Process and Application in Municipal Sewage Treatment

LI Jing1，BAO Dong-jie1，LIN Qing1，XU Zhi-lin2，YANG Zhen-xuan2

（1.Xingtai Polytechnic College, Xingtai, Hebei 054035, China; 2. Xingtai Wastewater Treatment Plant, Xingtai, Hebei 054000, China）

Based on the structure and running state of the reactor，CWSBR process is adopted in WWTP according to the sewage quality and the actual situation of the plant.Actual running results show that the effluent quality meets the first level A criteria specified in Discharge Standard of Pollutants for Municipal Wastewater Treatment Plant（GB18918-2002）.Engineering application has shown that CWSBR process is easy to create an environment of anaerobic，anoxic and aerobic conditions by adjusting the influent time，working period and controlling the dissolved oxygen level in the reaction tank.This process has the function of high efficiency nitrogen and phosphorus removal，and has good application value.

sewage treatment；CWSBR process；nitrogen and phosphorus removal

X703.1

A

1008—6129（2016）01—0085—04

2016—01—23

河北省科技支撑计划项目——“脱氮除磷关键工艺在污水深度处理及再生水回用中的应用研究”，项目编号:15273628。

李静（1976—），女，河北馆陶人，邢台职业技术学院，副教授。