发布时间 : 星期二 文章CASS工艺处理城市生活污水设计毕业论文更新完毕开始阅读54b6091d17fc700abb68a98271fe910ef12daefd
4 污水处理工艺
4.1 处理工艺比选
随着工业、经济的发展，城市和乡村的产业结构和社会结构发生着变化。人口密度的变化影响着生活污水的水量，而产业结构的复杂化使污水水质发生改变，因此在建设污水处理厂时应考虑地区水质水量的特点进行工艺的选取，从而达到高效运行、处理。
考虑到该市为所在省南部沿海重要的工贸、旅游、港口城市及其将建设成为现代化中等城市，且设计方案对总体布置要求合理高效，同时对该市的工企业及居民产生的污水的水质进行考虑，即有机物、氨氮、总磷等指标的情况，综合出水水质要求进行处理工艺的选取，须考虑脱氮除磷效果。在以活性污泥法为基础的二级处理流程中，可供选择的具有明显脱氮除磷效果的工艺有：SBR及其变种、A2/O工艺、氧化沟工艺等。
各常用污水处理工艺对比见表4.1。
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表4.1 处理工艺比较
处理工艺 优点 缺点
对水质水量适应性强、沉淀性能好、反应器容积利用率低、间歇性出水，
SBR工艺
污泥不易膨胀、产量低、脱氮除磷效果好、占地面积小、自动运行、控制
方便[1]
提高了处理效率、保证了出水水质、工艺流程简单易于扩建、脱氮除磷效
CASS工艺
果好、防止污泥膨胀、产量少且性质稳定、有较强的适应性、自动化程度
高、保证出水水质
UNITANK工
艺
土建、占地面积、投资节省、水头损失小、运行成本低、不设闲置阶段、
无需撇水器[4]
实现稳定液面连续进出水、改善容积
MSBR工艺
利用率、足够反应时间、土建设备
投资节省
连续进水、间歇排水、污水低流速不
ICEAS工艺
影响泥水分离过程、无明显反应闲置
阶段、设备简单、管理方便
总水力停留时间少、克服污泥膨胀、脱氮除磷受污泥和碳源影响、回流污
A2/O工艺
有利于泥水分离、运行费用低、脱氮
除磷效果非常好
工艺流程简单，构筑物少，运行管理方便、出水水质好、效果稳定、实现
氧化沟工艺
脱氮除磷、机械投资省、运行费用低、污泥产量少且性质稳定、能承受水
量、水质的冲击负荷
经过比较各工艺优缺点，并综合考虑厂区占地面积、设计要求、自然条件等各方面因素，本设计方案选择CASS工艺作为某污水处理厂的处理工艺。 4.2 主体处理工艺介绍
4.2.1 CASS 工艺简介
污泥易膨胀上浮、能耗大、分期施工
较复杂、占地面积大[13] 泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影
响
沉淀阶段泥水分离差、限制了进水量
[5]
要求后续构筑物容积较大、交替运行出现设备闲置现象、适用于中小规模
污水处理[15]
回流污泥中携带的硝酸盐、曝气时间不充分、导致氮磷去除率不高、应用范围受限、设备闲置率较高、水头损
失大
脱氮除磷效果比SBR工艺差、适合
大规模污水处理[14]
设备种类复杂且控制繁琐、适合大规
模污水处理
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循环式活性污泥法（cyclic activated sludge system，简称CASS），是SBR处理技术的一个改进，不仅具备SBR法工艺简单可靠、运行方式灵活、自动化程度高的特点，而且具有明显的脱氮除磷功能。主要原理是把序批式活性污泥法(SBR)的反应池沿长度方向分为两部分，前部为预反应区，后部为主反应区。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，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，可有效防止污泥膨胀；主反应区则经历一个较低负荷的基质降解过程，完成对污水中有机物质的降解。CASS工艺同时发挥活性污泥的降解功能和减轻二沉淀池的负荷，有利于提高二沉池固液分离效果[2]。
据有关资料介绍，污泥膨胀的直接原因是丝状菌的过量繁殖。由于丝状菌比菌胶团的比表面积大，因此有利于摄取低浓度底物。但一般丝状菌的比增殖速率比非丝状菌小，在高底物浓度下菌胶团和丝状菌都以较大速率降解底物与增殖，但由于胶团细菌比增殖速率较大，其增殖量也较大，从而较丝状菌占优势，这样利用基质作为推动力选择性地培养胶团细菌，使其成为曝气池中的优势菌。所以，在CASS 池进水端增加一个设计合理的生物选择器，可以有效地抑制丝状菌的生长和繁殖，克服污泥膨胀，提高系统的运行稳定性[6]。CASS工艺对污染物质降解是一个时间上的推流过程，集反应、沉淀、排水于一体，是一个好氧—缺氧—厌氧交替运行的过程，因此具有一定脱氮除磷效果。
4.2.2 CASS工艺组成
一般将CASS池细分为三个反应区：一区为生物选择器，二区为缺氧区，三区为主反应区。容积比通常取1：5：30[10]。
23出水进水11231.生物选择器 2.缺氧区 3.主反应区
图4.1 CASS工艺构造平面图
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进水回流污泥剩余污泥撇水器最高水位最低水位123曝气1.生物选择器 2.缺氧区 3.主反应区
图4.2 CASS工艺构造剖面图
(1) 生物选择区
设置在CASS前端,容积约为反应器总容积的10%、水力停留时间为0.5h-1h、通常在厌氧或兼氧条件下运行。一般根据活性污泥反应动力学原理而设置的[7]。在该区，主反应区的回流污泥与进水混合，不仅充分利用了活性污泥的快速吸附作用而加速对溶解性底物的去除并对难降解有机物也起到良好的水解作用，同时可使污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放。
设置选择器有利于改善污泥的沉降性能，防止污泥膨胀问题的发生。此外，在选择器中会发生比较显著的反硝化作用(回流污泥混合液中通常含2mg/L左右的硝态氮)[11]，其所去除的氮可占总去除率的20％左右。选择器可定容或变容运行。
另外，生物选择器对进水水质、水量、pH值和有毒有害物质起到了较好的缓冲作用，并能通过酶的快速转移迅速吸收并去除部分易降解的溶解性有机物，由此而产生的底物积累和再生过程，有利于选择出絮凝性细菌。生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的底物积累—再生理论，使活性污泥在生物选择器中经历一个高负荷的吸附阶段(底物积累)，随后在主反应区经历一个较低负荷的底物降解阶段，以完成整个底物去除过程。预反应区体积仅占反应池总体积的1O%-15%，因此，该部分活性污泥在高BOD负荷条件下运行，一方面强化了生物吸附作用，另一方面促进了微生物的增殖。一般污泥膨胀是由于丝状菌的过量繁殖造成的。丝状菌比菌胶团的比表面积大，有利于摄取低浓度底物。在高底物浓度下菌胶团和丝状菌都以较大速率降解基质与增殖，而丝状菌的比增殖速率比非丝状菌小，因此其增殖量也较小，从而相比之下，菌胶团的增殖量大，从而占有优势。CASS工艺生物选择器就是利用底物作为推动力选择性地培养菌胶团细菌，使其成为曝气池中的优势菌。所以，CASS工艺的预反应区不但可以连续进水，同时又发挥了生物选择器的作用，能有效抑制丝状菌的生长和繁殖，避免污泥的丝状膨胀，提高了系统的运行稳定性 另外，在这个区内的难降解大分子物质易发生水解作用，这对提高有机物的去除率具有一定的作用。
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