CASS工藝脫氮除磷改造工程(共6頁(yè))

1、CASS工藝脫氮除磷改造工程摘要：在原CASS工藝設(shè)計(jì)中，生物池主要分為生物選擇器和主反應(yīng)區(qū)，工藝運(yùn)行周期為進(jìn)水1小時(shí)、曝氣1小時(shí)、沉淀1小時(shí)、潷水1小時(shí)，該工藝運(yùn)行情況下出水TN、TP無法達(dá)到城鎮(zhèn)排水標(biāo)準(zhǔn)，脫氮除磷效果不理想。為了進(jìn)一步的進(jìn)行脫氮除磷，利用小試SBR裝置對(duì)工藝進(jìn)行模擬，運(yùn)行周期進(jìn)行調(diào)整為6小時(shí)，進(jìn)水50分鐘后開始攪拌，攪拌1小時(shí)，曝氣2.25h，沉淀0.5h，排水1.5h。模擬結(jié)果顯示改造后出水可以穩(wěn)定達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞：CASS工藝；脫氮除磷；改造；模擬；Abstract: in the original CASS process design, the main poo

2、l is divided into biological selector and the main reaction zone, the process cycle for 1 hour, 1 hour aeration, the water precipitation for 1 hour, decantation water for 1 hour, the process operation conditions effluent TN, TP cannot reach town drainage standard, denitrification and phosphorus remo

3、val effect is not ideal. Utilizes the denitrification and phosphorus removal, in order to further test in SBR device for simulating technology, and to adjust the operation cycle for six hours, 50 minutes after the water mixing, stirring for 1 hour, 2.25 h aeration, precipitation 0.5 h, drainage of 1

4、.5 h. Simulation results show that the modified water can achieve stable effluent standards.Key words: CASS process; Nitrogen and phosphorus; Transformation; Simulation;前言CASS工藝全稱為循環(huán)式活性污泥法（cyclic activated sludge system）與序批式反應(yīng)器相比，增加了預(yù)反應(yīng)區(qū)，設(shè)計(jì)更優(yōu)化合理的生物反應(yīng)器。該工藝將主反應(yīng)區(qū)中部分剩余污泥回流至選擇器中，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水。CASS(Cyclic Activ

5、ated Sludge System)是在SBR的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，即在SBR池內(nèi)進(jìn)水端增加了一個(gè)生物選擇器，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水(沉淀期、排水期仍連續(xù)進(jìn)水)，間歇排水。設(shè)置生物選擇器的主要目的是使系統(tǒng)選擇出絮凝性細(xì)菌，其容積約占整個(gè)池子的10%。生物選擇器的工藝過程遵循活性污泥的基質(zhì)積累-再生理論，使活性污泥在選擇器中經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的吸附階段(基質(zhì)積累)，隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解階段，以完成整個(gè)基質(zhì)降解的全過程和污泥再生。1工程概述由于原系統(tǒng)CASS設(shè)計(jì)存缺陷，系統(tǒng)脫氮除磷效果不理想，為了保證污水處理廠出水水質(zhì)中總氮達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，需要對(duì)原有生化系統(tǒng)進(jìn)行改造，并需增加反硝化段，以進(jìn)

6、一步提高系統(tǒng)脫氮效率。2 CASS工藝改造與實(shí)驗(yàn)結(jié)果2.1cass工藝改造為了保證污水處理廠出水水質(zhì)中總氮達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，需要對(duì)原有生化系統(tǒng)進(jìn)行改造，并需增加反硝化段，以進(jìn)一步提高系統(tǒng)脫氮效率。對(duì)生物池改造如下：在生物池曝氣段增加攪拌器，取消厭氧區(qū)，改為好氧區(qū)，增加盤式曝氣器，取消原有的污泥回流系統(tǒng)，增加潷水深度。結(jié)合對(duì)朱磚井污水處理廠生化系統(tǒng)除磷脫氮的研究成果，本工程設(shè)計(jì)在不減少處理水量的前提下，通過改變每個(gè)周期的運(yùn)行時(shí)間，由原設(shè)計(jì)的每周期4h改為6小時(shí)，其中進(jìn)水1.25h，進(jìn)水45分鐘之后開始攪拌，攪拌共1h，曝氣2.25h，沉淀0.5h，排水1.5h。2.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)水50分鐘（未達(dá)到進(jìn)

7、水水位的繼續(xù)進(jìn)水，下階段操作正常進(jìn)行），攪拌60分鐘（分別在2#和3#生物池實(shí)驗(yàn)高速和低速推流攪拌器），之后開始曝氣，曝氣時(shí)間是120到150分鐘之間，通過主反應(yīng)器水體中的溶解氧控制曝氣時(shí)間，曝氣之后沉淀30到60分鐘，之后排水60分鐘。一個(gè)水處理周期是4個(gè)小時(shí)，按進(jìn)水水量控制閑置時(shí)間。實(shí)驗(yàn)裝置是直接利用CASS池進(jìn)行生產(chǎn)性對(duì)比試驗(yàn)。簡(jiǎn)圖如下1-1：本CASS反應(yīng)器構(gòu)筑物參數(shù)不改變，運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，本設(shè)計(jì)選擇的方案為：將CASS生物池前厭氧區(qū)取消，改為好氧區(qū)，同時(shí)改變CASS池運(yùn)行時(shí)間，增加缺氧攪拌時(shí)間，此過程的主要目的增加氨化作用的效果。在此調(diào)整下本反應(yīng)器變成了完全混合型反應(yīng)器，因此會(huì)降低

8、生物反應(yīng)速率，因此設(shè)計(jì)曝氣時(shí)間為3小時(shí)，為了彌補(bǔ)時(shí)間上的浪費(fèi)，改造計(jì)劃使用不完全沉淀即開始潷水的設(shè)計(jì)并考慮排水后期邊排水邊進(jìn)水。本實(shí)驗(yàn)預(yù)計(jì)達(dá)到的效果是提高TN去除率，提高硝化效率，降低能耗，但是會(huì)略微減少處理水量。本次改造在不改變構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)，不需施工的情況下提高出水水質(zhì)具有很高的與應(yīng)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。2.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理及分析2.3.1實(shí)驗(yàn)水質(zhì)分析及取樣方法該水廠實(shí)際進(jìn)水為生活污水，其綜合水質(zhì)范圍（mgL-1）：COD 250420、BOD5 130230、NH4+-N 1845、TP 47、SS 150340、pH 6.88.5，實(shí)際進(jìn)水中COD/TN約為7:1，COD/TP約為53:1，可見

9、原水中碳源不夠充足，理論上難以較好地滿足工藝脫氮除磷需求。但設(shè)計(jì)考慮不投加碳源進(jìn)行試驗(yàn)。單池出水指標(biāo)均為排水0.5h左右在潷水器旁邊耳池取樣，缺氧攪拌結(jié)束后水樣是在池中沿池長(zhǎng)等距離取三處泥水混合樣混合沉淀過濾后上清液測(cè)定。2.3.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（1）進(jìn)出水氨氮去除結(jié)果圖2-1是對(duì)實(shí)驗(yàn)期內(nèi)進(jìn)出水的NH3-N數(shù)據(jù)的匯總圖，圖中系列一表示的是進(jìn)水中所含NH3-N，系列二是實(shí)驗(yàn)對(duì)比池出水中NH3-N的含量，系列三對(duì)應(yīng)的是實(shí)驗(yàn)池出水的NH3-N的含量。對(duì)比池使用的是原工藝，由圖可知使用原工藝處理出水中NH3-N已達(dá)到一級(jí)B的標(biāo)準(zhǔn)，但是離一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)還有一些差距。系列二中是實(shí)驗(yàn)池使用改進(jìn)工藝后的出水NH3-

10、N數(shù)據(jù)，由圖可知使用改進(jìn)工藝之后出水中的NH3-N已經(jīng)達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理一級(jí)A的排放標(biāo)準(zhǔn)，出水NH3-N低于5mg/L。圖2-1 進(jìn)出水氨氮對(duì)比曲線圖2-2 氨氮去除率曲線圖2-2是使用改進(jìn)工藝后的CASS池的出水的氨氮去除率曲線圖。樣品22的氨氮去除率最高是99.97%（進(jìn)出水氨氮比較俺不考慮氨化作用的影響），樣品6的氨氮去除率最低是83.42%，在工藝改造設(shè)計(jì)中氨氮的去除率是83.33%（設(shè)計(jì)進(jìn)水氨氮30mg/L,出水氨氮5mg/L），工藝改造在氨氮的去除率和出水標(biāo)準(zhǔn)上都完全符合要求。（2）進(jìn)出水TN和硝態(tài)氮對(duì)比分析結(jié)果圖2-3是對(duì)比池和實(shí)驗(yàn)池的出水NO3-N比較曲線圖，由圖中曲線可以看出工

11、藝改造后的出水中NO3-N濃度低于原工藝出水的NO3-N濃度，改造前出水NO3-N平均水平大約是12.5mg/L，改進(jìn)工藝實(shí)驗(yàn)池出水的NO3-N平均水平大約是8.5mg/L。以上說句說明改造后的工藝的反硝化作用比較充足，這和改造計(jì)劃的本意是符合的，在進(jìn)水階段增加攪拌階段是主要目的為了促進(jìn)本工藝水處理過程中的前置反硝化作用加強(qiáng)脫氮效果。圖2-4是進(jìn)出水中TN的對(duì)比圖，由于該水廠處理的是城鎮(zhèn)污水，因此水體中TN濃度較高，要高于設(shè)計(jì)進(jìn)水TN濃度，平均值接近50mg/L。圖上可以清楚的看出在出水TN濃度上，實(shí)驗(yàn)池的水質(zhì)要比對(duì)比池的水質(zhì)好（編號(hào)1和編號(hào)25的數(shù)據(jù)屬于進(jìn)水異常，沒有太大的參考意義）。對(duì)比池

12、的出水TN濃度在18mg/L-19mg/L之間，低于城鎮(zhèn)污水排放一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)的20mg/L，但是忍讓打不到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)期間實(shí)驗(yàn)池的出水TN濃度平均值為14.90mg/L，城鎮(zhèn)污水排放一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的TN要求是達(dá)到15mg/L。綜上可知本次試驗(yàn)計(jì)劃的脫氮部分完全達(dá)到要求能實(shí)現(xiàn)一級(jí)A的排放標(biāo)準(zhǔn)。圖2-3 出水NO3-N濃度對(duì)比曲線圖圖2-4進(jìn)出水TN對(duì)比曲線圖圖2-5 TN去除率對(duì)比曲線圖圖2-5是本次實(shí)驗(yàn)的TN去除率和設(shè)計(jì)去除率對(duì)比圖，在改造計(jì)劃中設(shè)計(jì)TN去除率為63.3%（設(shè)計(jì)進(jìn)水TN45mg/L,出水TN15mg/L），由圖知在改造前的原處理工藝中出水TN的去除率平均水平在63%左右，改造

13、后的工藝中出水TN的去除率平均水平為70%.因此改造后的工藝對(duì)脫氮效果的改善比較明顯，能提高7%左右的TN去除率，并使TN達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。（3）進(jìn)出水磷結(jié)果對(duì)比分析圖2-6是試驗(yàn)期內(nèi)進(jìn)出水的磷酸鹽濃度對(duì)比曲線圖，圖中明確表示進(jìn)出水中的磷酸鹽的濃度，在原設(shè)計(jì)工藝下運(yùn)行處理的出水中磷酸鹽的濃度在2mg/L左右，出水磷酸鹽濃度不穩(wěn)定，受排泥影響較明顯。實(shí)驗(yàn)池出水中磷酸鹽的濃度低于1.5mg/L達(dá)到一級(jí)B的排放標(biāo)準(zhǔn)，低于改造計(jì)劃的除磷預(yù)期2mg/L。在過程樣的試驗(yàn)中將研究攪拌階段的釋磷過程。圖2-7是原工藝狀態(tài)下的設(shè)計(jì)出水、實(shí)際出水和實(shí)驗(yàn)池出水的TP的去除率比較曲線。在原設(shè)計(jì)和改造計(jì)劃設(shè)計(jì)水質(zhì)中T

14、P的修正值6.0mg/L，以此為基礎(chǔ)以磷酸鹽計(jì)出水中TP來計(jì)算該工藝的TP去除率。在原工藝處理下出水的TP去除率超過65%左右，改造計(jì)劃實(shí)驗(yàn)池的吹水TP去除率超過75%，比改造前的去除率提高了是個(gè)百分點(diǎn)，并且完全符合改造計(jì)劃中的預(yù)期要求。圖2-6進(jìn)出水中磷酸鹽對(duì)比曲線圖圖2-7 出水TP去除率對(duì)比曲線（以磷酸鹽計(jì)）（4）新增反硝化和釋磷過程結(jié)果分析過程樣研主要研究的是攪拌階段的釋磷過程和反硝化過程。圖2-8過程樣釋磷過程折線圖圖2-8反應(yīng)的是在兩次過程樣測(cè)定實(shí)驗(yàn)中的磷酸鹽濃，分別取實(shí)驗(yàn)池進(jìn)水開始0分鐘、10分鐘、30分鐘、60分鐘、90分鐘、120分鐘的水樣進(jìn)行測(cè)定，水樣現(xiàn)取現(xiàn)過濾密封裝在取樣

15、瓶中。在改造工藝中進(jìn)水和攪拌階段共有2小時(shí)，過程樣研究的就是在缺氧階段的釋磷和反硝化過程。由圖看出改造工藝后水體中磷酸鹽濃度為5-6mg/L，由于排水階段將排出三分之一的水體，剩下的三分之二部分存水將會(huì)和新進(jìn)污水混合，起到對(duì)污水的稀釋作用。進(jìn)水的TP（主要部分為磷酸鹽，本處假設(shè)全部為磷酸鹽）為6mg/L,存水的磷酸鹽濃度由圖2-6可知為1.5mg/L，則在生物釋磷之前進(jìn)滿水時(shí)水體中的磷酸鹽濃度為3.3mg/L，而對(duì)應(yīng)的此時(shí)水中實(shí)際的磷酸鹽濃度為4-5mg/L，以上說明在進(jìn)水?dāng)嚢桦A段釋磷過程確實(shí)發(fā)生并且有比較明顯的效果。圖2-9過程樣硝態(tài)氮濃度曲線圖2-9表示的是在進(jìn)水和攪拌階段的水體中硝態(tài)氮的濃度曲線。在進(jìn)水開始階段硝態(tài)氮濃度最高有9mg/L，這時(shí)的硝態(tài)氮濃度是上階段出水的濃度，隨著在進(jìn)水階段和攪拌階段的反硝化作用的進(jìn)行，水中的硝態(tài)氮濃度逐漸降低，攪拌結(jié)束后反硝化作用基本停止，然后在曝氣階段新進(jìn)水體中的氨氮進(jìn)行硝化作用，水中的硝態(tài)氮被存水稀釋。該處CASS工藝的除氮主要靠以上模式的前置反硝化作用和稀釋作用來降低出水中的硝態(tài)氮。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明改