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CASS工藝運(yùn)行原理
時間:2016-03-03 12:01:45
發(fā)布:
作者:官網(wǎng)
來源:站外

CASS工藝是將序批式活性污泥法(SBR)的反應(yīng)池沿長度方向分為兩部分,前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū),后部為主反應(yīng)區(qū)。在主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的潷水裝置,實現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水間歇排水的周期循環(huán)運(yùn)行,集曝氣沉淀、排水于一體。CASS工藝是一個厭氧/缺氧/好氧交替運(yùn)行的過程,具有一定脫氮除磷效果,廢水以推流方式運(yùn)行,而各反應(yīng)區(qū)則以完全混合的形式運(yùn)行以實現(xiàn)同步硝化一反硝化和生物除磷。

工藝流程

對于一般城市污水,CASS工藝并不需要很高程度的預(yù)處理,只需設(shè)置粗格柵、細(xì)格柵和沉砂池,無需初沉池和二沉池,也不需要龐大的污泥回流系統(tǒng)(只在CASS反應(yīng)器內(nèi)部有約20%的污泥回流)。

CASS工藝運(yùn)行過程包括充水-曝氣、沉淀、潷水、閑置四個階段組成,具體運(yùn)行過程為:

1)充水-曝氣階段

邊進(jìn)水邊曝氣,同時將主反應(yīng)區(qū)的污泥回流至生物選擇區(qū),一般回流比為20%。在此階段,曝氣系統(tǒng)向反應(yīng)池內(nèi)供氧,一方面滿足好氧微生物對氧的需要,另一方面有利于活性污泥與有機(jī)物的充分混合與接觸,從而有利于有機(jī)污染物被微生物氧化分解。同時,污水中的氨氮通過微生物的硝化作用轉(zhuǎn)變?yōu)橄鯌B(tài)氮。

2)沉淀階段

停止曝氣,微生物繼續(xù)利用水中剩余的溶解氧進(jìn)行氧化分解。隨著反應(yīng)池內(nèi)溶解氧的進(jìn)一步降低,微生物由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉(zhuǎn)變,并發(fā)生一定的反硝化作用。與此同時,活性污泥在幾乎靜止的條件下進(jìn)行沉淀分離,活性污泥沉至池底,下一個周期繼續(xù)發(fā)揮作用,處理后的水位于污泥層上部,靜置沉淀使泥水分離。

3)潷水階段

沉淀階段完成后,置于反應(yīng)池末端的潷水器開始工作,自上而下逐層排出上清液,排水結(jié)束后潷水器自動復(fù)位。潷水期間,污泥回流系統(tǒng)照常工作,其目的是提高缺氧區(qū)的污泥濃度,隨污泥回流至該區(qū)內(nèi)的污泥中的硝態(tài)氮進(jìn)一步進(jìn)行反硝化,并進(jìn)行磷的釋放。

4)閑置階段

閑置階段的時間一般比較短,主要保證潷水器在此階段內(nèi)上升至原始位置,防止污泥流失。實際潷水時間往往比設(shè)計時間短,其剩余時間用于反應(yīng)器內(nèi)污泥的閑置以及恢復(fù)污泥的吸附能力。

工藝的優(yōu)點

1)工藝流程簡單,占地面積小,投資較低

CASS的核心構(gòu)筑物為反應(yīng)池,沒有二沉池及污泥回流設(shè)備,一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池及初沉池。因此。污水處理設(shè)施布置緊湊、占地省、投資低。

2)生化反應(yīng)推動力大

在完全混合式連續(xù)流曝氣池中的底物濃度等于二沉池出水底物濃度,底物流入曝氣池的速率即為底物降解速率。根據(jù)生化動力反應(yīng)學(xué)原理,由于曝氣池中的底物濃度很低,其生化反應(yīng)推動力也很小,反應(yīng)速率和有機(jī)物去除效率都比較低;在理想的推流式曝氣池中,污水與回流污泥形成的混合流從池首端進(jìn)入,成推流狀態(tài)沿曝氣池流動,至池末端流出。作為生化反應(yīng)推動力的底物濃度,從進(jìn)水的最高濃度逐漸降解至出水時的最低濃度,整個反應(yīng)過程底物濃度沒被稀釋,盡可能地保持了較大推動力。此間在曝氣池的各斷面上只有橫向混合,不存在縱向的返混。

CASS工藝從污染物的降解過程來看,當(dāng)污水以相對較低的水量連續(xù)進(jìn)入CASS池時即被混合液稀釋,因此,從空間上看CASS工藝屬變體積的完全混合式活性污泥法范疇;而從CASS工藝開始曝氣到排水結(jié)束整個周期來看,基質(zhì)濃度由高到低,濃度梯度從高到低,基質(zhì)利用速率由大到小,因此,CASS工藝屬理想的時間順序上的推流式反應(yīng)器,生化反應(yīng)推動力較大。

3)沉淀效果好

CASS工藝在沉淀階段幾乎整個反應(yīng)池均起沉淀作用,沉淀階段的表面負(fù)荷比普通二次沉淀池小得多,雖有進(jìn)水的干擾,但其影響很小,沉淀效果較好。實踐證明,當(dāng)冬季溫度較低,污泥沉降性能差時,或在處理一些特種工業(yè)廢水污泥凝聚性能差時,均不會影響CASS工藝的正常運(yùn)行。實驗和工程中曾遇到SV高達(dá)96%的情況,只要將沉淀階段的時間稍作延長,系統(tǒng)運(yùn)行不受影響。

4)運(yùn)行靈活,抗沖擊能力強(qiáng)

CASS工藝在設(shè)計時已考慮流量變化的因素,能確保污水在系統(tǒng)內(nèi)停留預(yù)定的處理時間后經(jīng)沉淀排放,特別是CASS工藝可以通過調(diào)節(jié)運(yùn)行周期來適應(yīng)進(jìn)水量和水質(zhì)的變化。當(dāng)進(jìn)水濃度較高時,也可通過延長曝氣時間實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放,達(dá)到抗沖擊負(fù)荷的目的。在暴雨時??山?jīng)受平常平均流量6倍的高峰流量沖擊,而不需要獨立的調(diào)節(jié)池。多年運(yùn)行資料表明。在流量沖擊和有機(jī)負(fù)荷沖擊超過設(shè)計值2~3倍時,處理效果仍然令人滿意。而傳統(tǒng)處理工藝雖然已設(shè)有輔助的流量平衡調(diào)節(jié)設(shè)施,但還很可能因水力負(fù)荷變化導(dǎo)致活性污泥流失,嚴(yán)重影響排水質(zhì)量。當(dāng)強(qiáng)化脫氮除磷功能時,CASS工藝可通過調(diào)整工作周期及控制反應(yīng)池的溶解氧水平,提高脫氮除磷的效果。所以,通過運(yùn)行方式的調(diào)整,可以達(dá)到不同的處理水質(zhì)。

5)不易發(fā)生污泥膨脹

污泥膨脹是活性污泥法運(yùn)行過程中常遇到的問題,由于污泥沉降性能差,污泥與水無法在二沉池進(jìn)行有效分離,造成污泥流失,使出水水質(zhì)變差,嚴(yán)重時使污水處理廠無法運(yùn)行,而控制并消除污泥膨脹需要一定時間,具有滯后性。因此,選擇不易發(fā)生污泥膨脹的污水處理工藝是污水處理廠設(shè)計中必須考慮的問題。由于絲狀茵的比表面積比茵膠團(tuán)大,因此,有利于攝取低濃度底物,但一般絲狀茵的比增殖速率比非絲狀茵小,在高底物濃度下茵膠團(tuán)和絲狀茵都以較大速率降解物與增殖,但由于膠團(tuán)細(xì)菌比增殖速率較大,其增殖量也較大,從而較絲狀茵占優(yōu)勢。而CASS反應(yīng)池中存在著較大的濃度遞度,而且處于缺氧、好氧交替變化之中,這樣的環(huán)境條件可選擇性地培養(yǎng)出茵膠團(tuán)細(xì)菌,使其成為曝氣池中的優(yōu)勢茵屬,有效地抑制絲狀茵的生長和繁殖,克服污泥膨脹,從而提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

6)適用范圍廣,適合分期建設(shè)

CASS工藝可應(yīng)用于大型、中型及小型污水處理工程,比SBR工藝適用范圍更廣泛;連續(xù)進(jìn)水的設(shè)計和運(yùn)行方式,一方面便于與前處理構(gòu)筑物相匹配,另一方面控制系統(tǒng)比SBR工藝更簡單。對大型污水處理廠而言,CASS反應(yīng)池設(shè)計成多池模塊組合式,單池可獨立運(yùn)行。當(dāng)處理水量小于設(shè)計值時,可以在反應(yīng)池的低水位運(yùn)行或投入部分反應(yīng)池運(yùn)行等多種靈活操作方式;由于CASS系統(tǒng)的主要核心構(gòu)筑物是CASS反應(yīng)池,如果處理水量增加,超過設(shè)計水量不能滿足處理要求時,可同樣復(fù)制CASS反應(yīng)池,因此CASS法污水處理廠的建設(shè)可隨企業(yè)的發(fā)展而發(fā)展,它的階段建造和擴(kuò)建較傳統(tǒng)活性污泥法簡單得多。

7)剩余污泥量小,性質(zhì)穩(wěn)定

傳統(tǒng)活性污泥法的泥齡僅2~7天,而CASS法泥齡為25~30天,所以污泥穩(wěn)定性好,脫水性能佳,產(chǎn)生的剩余污泥少。去除1.0kgBOD產(chǎn)生0.2~0.3kg剩余污泥,僅為傳統(tǒng)法的60%左右。由于污泥在CASS反應(yīng)池中已得到一定程度的消化,所以剩余污泥的耗氧速率只有l0mgO2/gMISS?h以下,一般不需要再經(jīng)穩(wěn)定化處理,可直接脫水。而傳統(tǒng)法剩余污泥不穩(wěn)定,沉降性差,耗氧速率大于20mgO2/gMLSS?h,必須經(jīng)穩(wěn)定化后才能處置。