典型城市污水處理工藝概述

附件1典型城市污水處理工藝概述傳統(tǒng)活性污泥工藝工藝原理活性污泥法(activatedsludgeprocess)是在人工條件下,對(duì)污水中的各種微生物群體進(jìn)行連續(xù)混合和培養(yǎng),形成懸浮狀態(tài)活性污泥的一種污水處理工藝。利用活性污泥的生物作用,在好氧條件下,分解去除污水中的有機(jī)污染物,然后使污泥與水分離,大部分污泥回流到生物反應(yīng)池,多余部分作為剩余污泥排出活性污泥系統(tǒng)?；钚晕勰喾ㄊ钱?dāng)前應(yīng)用最為廣泛的一種生物處理技術(shù),活性污泥就是生物絮凝體,上面棲息、生活著大量的好氧微生物,這種微生物在氧分充足的環(huán)境下,以溶解型有機(jī)物為食料獲得能量、不斷生長(zhǎng),從而使廢水得到凈化。該方法主要用來(lái)處理低濃度的有機(jī)廢水。工藝流程傳統(tǒng)的活性污泥法由初次沉淀池、曝氣池、二次沉淀池、供氧裝置以及回流設(shè)備等組成,基本流程如圖2.2.1所示。由初沉池流出的廢水與從二沉池底部流出的回流污泥混合后進(jìn)入曝氣池,并在曝氣池充分曝氣產(chǎn)生兩個(gè)效果:①活性污泥處于懸浮狀態(tài),使廢水和活性污泥充分接觸；②保持曝氣池好氧條件,保證好氧微生物的正常生長(zhǎng)和繁殖。廢水中的可溶性有機(jī)物在曝氣池內(nèi)被活性污泥吸附、吸收和氧化分解,使廢水得到凈化。二次沉淀的作用有兩個(gè):①將活性污泥與已被凈化的水分離；②濃縮活性污泥,使其以較高的濃度回流到曝氣池。二沉池的污泥也可以部分回流至初沉池,以提高初沉效果。圖2.2.1普通活性污泥法處理圖2.2.1普通活性污泥法處理系統(tǒng)工藝特點(diǎn)活性污泥法是一種應(yīng)用廣泛且非常具有潛力的廢水處理技術(shù),具有處理效果好(BOD5的去除率可達(dá)90-95%)、方法成熟、工藝簡(jiǎn)單和靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)?；钚晕勰喾ㄊ俏覈?guó)目前采用的最主要污水處理工藝,占已建成的污水處理廠總數(shù)超過(guò)了70%。但是,盡管活性污泥法得到了廣泛的應(yīng)用,它還存在如下一些缺點(diǎn),給污水處理廠生產(chǎn)運(yùn)行帶來(lái)一定的困難?；钚晕勰喾▽?duì)廢水水量、水質(zhì)變化的適應(yīng)性較差

,對(duì)沖擊負(fù)荷的適應(yīng)性較弱；污泥膨脹問(wèn)題是活性污泥法自產(chǎn)生以來(lái)一直伴隨并常常發(fā)生的一個(gè)棘手的問(wèn)題。它引起污泥結(jié)構(gòu)松散,沉淀壓縮性能差,直接影響出水水質(zhì),并危害整個(gè)生化系統(tǒng)的運(yùn)作；在池末端可能出現(xiàn)供氧速率高于需氧速率的現(xiàn)象,造成了動(dòng)力費(fèi)用的浪費(fèi)；污泥產(chǎn)量大,通常占廢水總量的0.5-1％,成分復(fù)雜,既含有大量的有機(jī)物,又含有害的重金屬、病原微生物等,處理和處置費(fèi)用高；脫氮除磷效果差,一般只有20-30％左右；為了避免池首端形成厭氧狀態(tài),不宜采用過(guò)高的有機(jī)負(fù)荷,因而池容較大,占地面積較大；運(yùn)行管理操作復(fù)雜,管理專業(yè)水平要求高。適用范圍活性污泥法是水體自凈的人工強(qiáng)化方法。自1914年該技術(shù)在英國(guó)被應(yīng)用以來(lái)至今已有90多年的歷史了,在該技術(shù)出現(xiàn)的初期,由于受到理論水平、運(yùn)行和管理等技術(shù)條件的限制,使它的應(yīng)用和推廣工作進(jìn)展緩慢。近50年來(lái),隨著對(duì)其生物反應(yīng)和凈化機(jī)理的廣泛深入的研究以及該法在生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)上的不斷改進(jìn)和完善,使它得到了很大的發(fā)展。相繼出現(xiàn)了多種工藝流程和工藝方法,使得活性污泥法的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大,處理效果不斷提高,工藝設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理更加科學(xué)化。據(jù)最新資料顯示,在全球近6萬(wàn)座城市污水處理廠中,有3萬(wàn)多采用活性污泥工藝。目前,活性污泥法已成為城市污水、有機(jī)工業(yè)廢水的有效處理方法和污水生物處理的主流方法,隨著新工藝的不斷研制和應(yīng)用,活性污泥法正在朝著快速、高效、低耗等多功能方面發(fā)展。關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)比較重要的活性污泥法設(shè)計(jì)參數(shù)主要有:停留時(shí)間、混合液懸浮物濃度(MLSS)、污泥負(fù)荷(NS)、容積負(fù)荷(NV)、污泥齡、回流比等。其中作為經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的停留時(shí)間應(yīng)用的歷史最為悠久,但往往具有不能確切描述進(jìn)出水水質(zhì)的特點(diǎn)。所以,按照相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范,應(yīng)選擇污泥負(fù)荷或容積負(fù)荷來(lái)作為控制參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),其余參數(shù)僅為常規(guī)的校核參數(shù)或中間參數(shù)；在國(guó)外,也有利用污泥齡作為控制參數(shù)加以設(shè)計(jì)的規(guī)則,其原理與負(fù)荷設(shè)計(jì)法類同。在系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中,污泥齡、回流比、MLSS等參數(shù)具有相當(dāng)重要的指導(dǎo)意義。一些活性污泥法的運(yùn)行參數(shù)如下:BOD污泥負(fù)荷率(NS):0.2-0.4kgBOD/(kgMLSS·d)BOD容積負(fù)荷(NV):0.3-0.8kgBOD/(m3·d)混合液懸浮物濃度(MLSS):1.5-2.0g/L污泥齡（ts）:2-4d氣水比:3-7曝氣時(shí)間（t）:6-8h回流比:20-30%污泥體積指數(shù)（SVI）:60-120L/g生物脫氮除磷處理工藝（A/O工藝）工藝原理通常稱為A/O工藝的實(shí)際上可分為兩類,一類是厭氧/好氧工藝,另一類是缺氧/好氧工藝。厭氧狀態(tài)和缺氧狀態(tài)之間存在著根本的差別:在厭氧狀態(tài)下既有無(wú)分子態(tài)氧,也沒(méi)有化合態(tài)氧,而在缺氧狀態(tài)下則存在微量的分子態(tài)氧(DO濃度<0.5mg/L),同時(shí)還存在化合態(tài)的氧,如硝酸鹽。AO工藝于20世紀(jì)80年代初開發(fā),是目前廣泛采用的城市污水生物脫氮工藝之一,它的最大優(yōu)點(diǎn)是可以充分利用原水中的有機(jī)碳源進(jìn)行反硝化,能有效的去除BOD和含氮化合物。A/O工藝自被開發(fā)以來(lái),就因?yàn)槠涮赜械慕?jīng)濟(jì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)和環(huán)境效益,愈來(lái)愈受到人們的廣泛重視。工藝流程缺氧好氧工藝（Anoxic-Oxic,簡(jiǎn)稱A/O工藝）由缺氧池和好氧池串聯(lián)而成。由于將反硝化反應(yīng)器繁殖在系統(tǒng)之前,故又稱前置反硝化生物脫氮系統(tǒng)。A/O工藝的流程圖如圖2.2.2所示。污水進(jìn)入反硝化缺氧池后,回流污泥中的反硝化菌利用原污水中的有機(jī)物作為碳源,將回流混合液中的大量硝態(tài)氮（NOx-N）還原成N2,達(dá)到脫氮的目的,然后再在后續(xù)的好氧池中進(jìn)行有機(jī)物的生物氧化、有機(jī)氮的氨化和氨氮的硝化等生化反應(yīng)。O段后設(shè)沉淀池,部分沉淀污泥回流A段,以提供充足的微生物。同時(shí)還將O段內(nèi)混合液回流至A段,以保證A段有足夠的硝酸鹽。圖2.2.2缺氧/好氧生物脫氮工藝A2/O或稱A-A-O(Anaerobic-Anoxic-Oxic)工藝,即厭氧-缺氧-好氧工藝,是目前應(yīng)用較為廣泛的一種污水處理工藝,其于70年代由美國(guó)AirProductsandChemicalsInc.公司開發(fā)的專利技術(shù),是在缺氧—好氧(An-O)法脫氮工藝和單厭氧—好氧(A/O)法除磷工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種能夠同步脫氮除磷的污水處理工藝。A2/O工藝采用三段式反應(yīng)器,它是傳統(tǒng)活性污泥工藝、生物硝化及反硝化工藝及生物除磷工藝的結(jié)合。在厭氧段,回流污泥中的聚磷菌釋放磷,并吸收低級(jí)脂肪酸等易降解的有機(jī)物,同時(shí)部分有機(jī)物進(jìn)行氨化；在缺氧段,反硝化細(xì)菌利用污水中的有機(jī)物作為碳源,將內(nèi)回流混合液帶入的NO3--N和NO2--N通過(guò)反硝化作用轉(zhuǎn)為氮?dú)?從而達(dá)到脫氮的目的,并使BOD繼續(xù)下降；而在好氧段主要是去除BOD、硝化和吸收磷,在充足供氧條件下,有機(jī)物進(jìn)一步氧化分解,氨氮被硝化菌轉(zhuǎn)化為NO3--N,而在厭氧池中充分釋磷的聚磷菌則可以在好氧池中過(guò)量吸收磷,形成高磷污泥,通過(guò)剩余污泥排出以達(dá)到除磷的目的。A2/O工藝脫氮的作用,是通過(guò)增設(shè)混合液內(nèi)回流,將好氧段硝化作用后產(chǎn)生的硝酸鹽回流至缺氧段進(jìn)行反硝化達(dá)到的。A2/O工藝在去除有機(jī)污染物的同時(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)脫氮除磷效果,其在系統(tǒng)上可以說(shuō)是最簡(jiǎn)單的同步脫氮除磷工藝,總水力停留時(shí)間少于其他同類工藝,且反應(yīng)流程上厭氧、缺氧、好氧交替運(yùn)行,不利于絲狀菌生長(zhǎng),污泥膨脹較少發(fā)生,生物除磷過(guò)程運(yùn)行中無(wú)需投藥,運(yùn)行費(fèi)用低,且污泥中含磷濃度高,具有較高的肥效,是實(shí)現(xiàn)污水回用和資源化的有效途徑。圖2.2.3傳統(tǒng)A2/O工藝流程工藝特點(diǎn)A/O工藝具有以下特點(diǎn):流程簡(jiǎn)單,構(gòu)筑物少,只有一個(gè)污泥回流系統(tǒng)和混合液回流系統(tǒng),基建費(fèi)用?。环聪趸夭恍柰饧犹荚?降低了運(yùn)行費(fèi)用；好氧池在缺氧池之后可使反硝化殘留的有機(jī)物得到進(jìn)一步去除,提高出水水質(zhì)；缺氧池在前,污水中的有機(jī)碳可被反硝化菌利用,可減輕好氧池的有機(jī)負(fù)荷。脫氮效率不高,一般為70-80%,且沉淀池內(nèi)易發(fā)生污泥上浮,使出水水質(zhì)惡化。而A2O工藝是在AO工藝基礎(chǔ)上增設(shè)厭氧區(qū)而具有脫氮和除磷能力的新型污水處理工藝。它能夠在去除有機(jī)物的同時(shí)去除氮和磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。對(duì)于那些已建的無(wú)生物脫氮功能的傳統(tǒng)活性污泥法污水處理廠經(jīng)過(guò)適當(dāng)改造,很容易改造成為具有脫氮能力的AO工藝或者具有脫氮和除磷能力的A2O工藝。適用范圍A2/O及其變型工藝是目前生物法脫氮除磷的主流系統(tǒng),其通過(guò)厭氧、缺氧好氧的交替運(yùn)行,能夠在去除有機(jī)物的同時(shí),達(dá)到同步脫氮除磷的目的,適用于對(duì)氮磷排放要求較高的處理系統(tǒng),目前已廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)許多家污水處理廠。其處理規(guī)模從小型的家庭一體化處理系統(tǒng),到服務(wù)百萬(wàn)人口的超大型污水處理廠,幾乎可以應(yīng)用到任何規(guī)模的污水處理系統(tǒng)。A2/O工藝具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力,不僅能夠處理普通生活污水,也可用于含有較多有機(jī)工業(yè)廢水的城市污水,在紡織、印染、焦化等工業(yè)廢水的處理中也有應(yīng)用,而對(duì)于UCT、MUCT和VIP工藝,一般適用于濃度較低的污水。另外,A2/O工藝所產(chǎn)生的污泥一般含磷可達(dá)2-3%,具有較高肥效,可是使污泥得到資源化利用。關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)A2/O工藝?yán)脜捬?、缺氧、好氧的交替運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了污水在去除有機(jī)物的同時(shí)達(dá)到去除氮、磷的目標(biāo),同時(shí)厭氧池設(shè)在好氧池之前,可起到生物選擇器的作用,有利于抑制絲狀菌的膨脹,改善活性污泥的沉降性能,使出水穩(wěn)定,抗沖擊復(fù)合能力較強(qiáng),并能減輕好氧池負(fù)荷。該工藝對(duì)有機(jī)物去除率與普通活性污泥法基本相同,對(duì)于一般城市生活污水BOD5去除率為85%-95%,其污泥負(fù)荷一般為0.1-0.2kgBOD5/kgMLSS·d,總停留時(shí)間為6-12h,其中厭氧區(qū)為0.5-1.5h,缺氧區(qū)為0.5-1h,好氧區(qū)為4-8h,MLSS為3000-4000mg/L,污泥回流比為25-100%。A2/O工藝對(duì)于總氮去除率一般為60-80%,一般理論認(rèn)為該工藝的脫氮效果受內(nèi)回流量的控制,因此在現(xiàn)有A2O工藝設(shè)計(jì)中往往設(shè)計(jì)了內(nèi)回流比為100-400%的回流裝置以保證脫氮效果。而該工藝磷的去除率50-75%,剩余污泥中磷的含量在2.5%以上,A2/O除磷工藝是通過(guò)排除富含磷的剩余污泥實(shí)現(xiàn)的,因此其除磷效果與排放的剩余污泥量直接相關(guān),較短的污泥齡有利于提高除磷率,A2/O工藝的污泥齡一般為5-25d。傳統(tǒng)SBR工藝工藝原理序批式活性污泥法(SequencingBatchReactor),簡(jiǎn)稱SBR,也稱間歇式活性污泥法,屬傳統(tǒng)活性污泥法的變型,是近十幾年來(lái)應(yīng)用最為廣泛的城市污水生物處理工藝之一。它的反應(yīng)原理和污染物質(zhì)的去除處理機(jī)制和傳統(tǒng)活性污泥法基本相同,其在流態(tài)上雖屬完全混合式,但在有機(jī)物的降解反應(yīng)的時(shí)間歷程上屬于推流式。工藝流程SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池,該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,無(wú)污泥回流系統(tǒng)。典型的SBR工藝,其操作過(guò)程由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和待機(jī)5個(gè)基本過(guò)程組成,從污水流入開始到待機(jī)時(shí)間結(jié)束開始下一次進(jìn)水,構(gòu)成是一個(gè)周期。整個(gè)周期的所有過(guò)程發(fā)生在同一反應(yīng)池內(nèi),池內(nèi)設(shè)有進(jìn)、出水以及曝氣或攪拌裝置。整個(gè)處理系統(tǒng)通過(guò)周期式的反復(fù)運(yùn)行,一般需要至少2個(gè)SBR池,可使系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行。在SBR的運(yùn)行過(guò)程中,其各個(gè)過(guò)程是可進(jìn)行靈活控制的,可以通過(guò)曝氣方式和反應(yīng)時(shí)間的控制,實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧的交替運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)氮、磷去除。其基本操作過(guò)程見下圖7。圖2.2.4SBR反應(yīng)池工作過(guò)程示意圖工藝特點(diǎn)與傳統(tǒng)污水處理工藝不同,SBR技術(shù)采用時(shí)間分割的操作方式替代空間分割的操作方式,非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng),靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)沉淀。它的主要特征是在運(yùn)行上的有序和間歇操作,SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池,該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,無(wú)污泥回流系統(tǒng)。正是SBR工藝這些特殊性使其具有以下優(yōu)點(diǎn):理想的推流過(guò)程使生化反應(yīng)推動(dòng)力增大,效率提高,池內(nèi)厭氧、好氧處于交替狀態(tài),凈化效果好；運(yùn)行效果穩(wěn)定,污水在理想的靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀,需要時(shí)間短、效率高,出水水質(zhì)好；耐沖擊負(fù)荷,池內(nèi)有滯留的處理水,對(duì)污水有稀釋、緩沖作用,有效抵抗水量和有機(jī)污物的沖擊；工藝過(guò)程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)整,運(yùn)行靈活；處理設(shè)備少,構(gòu)造簡(jiǎn)單,便于操作和維護(hù)管理；反應(yīng)池內(nèi)存在DO、BOD5濃度梯度,有效控制活性污泥膨脹；SBR法系統(tǒng)本身也適合于組合式構(gòu)造方法,利于廢水處理廠的擴(kuò)建和改造；脫氮除磷,適當(dāng)控制運(yùn)行方式,實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)交替,具有良好的脫氮除磷效果；工藝流程簡(jiǎn)單、造價(jià)低。主體設(shè)備只有一個(gè)序批式間歇反應(yīng)器,無(wú)二沉池、污泥回流系統(tǒng),調(diào)節(jié)池、初沉池也可省略,布置緊湊、占地面積省。傳統(tǒng)的SBR工藝雖然具有眾多的優(yōu)點(diǎn),但是同時(shí)也存在著設(shè)備閑置率較高、需要較大的調(diào)節(jié)池、無(wú)法解決大型污水處理項(xiàng)目連續(xù)進(jìn)、出水的處理要求等問(wèn)題,因此科技人員不斷改進(jìn)和開發(fā)了各種新型的SBR工藝—ICEAS、CAST、DAT-IAT、MSBR、UNITANK等。適用范圍由于上述技術(shù)特點(diǎn),SBR系統(tǒng)進(jìn)一步拓寬了活性污泥法的使用范圍。就近期的技術(shù)條件,SBR系統(tǒng)更適合以下情況:1)中小城鎮(zhèn)生活污水和廠礦企業(yè)的工業(yè)廢水,尤其是間歇排放和流量變化較大的地方；2)需要較高出水水質(zhì)的地方,如風(fēng)景游覽區(qū)、湖泊和港灣等,不但要去除有機(jī)物,還要求出水中除磷脫氮,防止河湖富營(yíng)養(yǎng)化；3)水資源緊缺的地方。SBR系統(tǒng)可在生物處理后進(jìn)行物化處理,不需要增加設(shè)施,便于水的回收利用；4)用地緊張的地方；5)對(duì)已建連續(xù)流污水處理廠的改造等；6)非常適合處理小水量,間歇排放的工業(yè)廢水與分散點(diǎn)源污染的治理。關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)序批式活性污泥法的設(shè)計(jì)參數(shù),必須考慮處理廠的地域特性和設(shè)計(jì)條件（用地面積、維護(hù)管理、處理水質(zhì)指標(biāo)等）適當(dāng)?shù)拇_定。用于設(shè)施設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)以下值為準(zhǔn):BOD污泥負(fù)荷(kgBOD/kgMLSS·d):0.03-0.4MLSS(mg/L):1500-5000排出比(1/m):1/2-1/6安全高度ε(cm)(活性污泥界面以上的最小水深):50以上CAST工藝工藝原理CAST工藝又稱CASS或CASP(CyclicActivatedSludgeSystem/Technology/Process的縮寫),即循環(huán)式活性污泥法。該工藝是在SBR工藝的基礎(chǔ)上,增加了選擇器及污泥回流設(shè)施,并對(duì)時(shí)序做了一些調(diào)整,利用不同微生物在不同的負(fù)荷條件下生長(zhǎng)速率差異和污水生物除磷脫氮機(jī)理,將生物選擇器與傳統(tǒng)SBR反應(yīng)器相結(jié)合的產(chǎn)物,從而大大提高了SBR工藝的可靠性及效率。CAST工藝主體構(gòu)筑物由SBR反應(yīng)池組成,反應(yīng)池內(nèi)主要分為選擇區(qū)和反應(yīng)區(qū)。在CAST系統(tǒng)中,至少應(yīng)設(shè)兩個(gè)池子,以使系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)水。一般地,在第一個(gè)池子中進(jìn)水和曝氣,在另一個(gè)池子中沉淀和潷水,反之亦然。在多池系統(tǒng)中,通過(guò)合理的選擇循環(huán)過(guò)程,可以使出水連續(xù)。工藝流程CAST工藝的工藝流程見圖8。污水中含有大量較大顆粒的懸浮物和漂浮物,經(jīng)過(guò)格柵截留,除去上述污物,防止后續(xù)處理構(gòu)筑物管道、閥門和水泵機(jī)組堵塞。污水經(jīng)集水池用潛污泵打至沉砂池,在沉砂池中可除去相對(duì)密度較大的無(wú)機(jī)顆粒如砂等,使無(wú)機(jī)顆粒與有機(jī)污物分離,定期將砂排入曬砂,干化后清除。污水經(jīng)沉砂池后由配水管自流進(jìn)入CAST池進(jìn)行生物處理,處理達(dá)標(biāo)后排放或部分回用。污泥則進(jìn)入污泥濃縮罐,再經(jīng)污泥脫水機(jī)脫水后外運(yùn)。污泥濃縮罐污泥濃縮罐污泥脫水機(jī)外運(yùn)格柵集水井提升泵沉砂池CAST池進(jìn)水出水圖2.2.5CAST工藝污水處理工藝流程工藝特點(diǎn)CAST池是污水處理廠的核心,它在SBR的基礎(chǔ)上前部設(shè)置了生物選擇區(qū),后部安裝了可升降的自動(dòng)潷水器,曝氣、沉淀、排水均在同一池子內(nèi)周期性循環(huán)進(jìn)行。生物選擇區(qū)和主反應(yīng)區(qū)之間由隔墻隔開,污水由生物選擇區(qū)通過(guò)隔墻下部進(jìn)入主反應(yīng)區(qū),托動(dòng)水層緩慢上升,其結(jié)構(gòu)見圖9。在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi),微生物通過(guò)酶的快速轉(zhuǎn)移機(jī)理迅速吸附污水中大部分可溶性有機(jī)物,經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的基質(zhì)快速積累過(guò)程,這對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量、pH和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用,同時(shí)對(duì)絲狀菌的生長(zhǎng)起到抑制作用,有效防止污泥膨脹,隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過(guò)程。CAST工藝對(duì)污染物降解,在時(shí)間上是一個(gè)推流過(guò)程,微生物處于好氧-缺氧-厭氧周期性變化之中,因此,CAST工藝具有較好的脫氮、除磷功能。其采用連續(xù)進(jìn)水,一個(gè)完整的操作周期包括,曝氣階段、沉淀階段、潷水階段和閑置階段四個(gè)步驟。CAST工藝無(wú)需初沉池、二沉池,具有建設(shè)費(fèi)用低,占地面積省,運(yùn)行費(fèi)用低,自動(dòng)化控制程度高,管理方便,氮、脫磷去除效果好,出水穩(wěn)定,運(yùn)行可靠,耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng),不發(fā)生污泥膨脹等優(yōu)點(diǎn)。圖2.2.6CAST反應(yīng)池構(gòu)造簡(jiǎn)圖適用范圍CAST工藝可以連續(xù)進(jìn)水,因此其處理最大規(guī)模可達(dá)2×105m3/d,

適用范圍廣,可用于處理各類生活污水和工業(yè)廢水。關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)典型的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)為:F/M值為0.04-0.10kgBOD5/(kgMLVSS·d)；容積負(fù)荷為0.1-0.3kgBOD5/(m3·d)；MLSS為2000-5000mg/L；SRT為10-30d；總HRT為15-40d。人工濕地處理系統(tǒng)工藝原理人工濕地（CW—ConstructedWetland)污水處理技術(shù)是70年代末發(fā)展起來(lái)的一種污水處理和水環(huán)境修復(fù)技術(shù)新技術(shù),其是從生態(tài)學(xué)原理出發(fā),模仿自然生態(tài)系統(tǒng),人為將土壤、沙、石等材料按一定比例組成基質(zhì),并栽種經(jīng)過(guò)選擇的耐污植物,培育多種微生物,組成類似于自然濕地的新型污水凈化系統(tǒng)。美國(guó)著名的濕地研究、設(shè)計(jì)與管理專家Hammer博士等將人工濕地定義為“一個(gè)為了人類利用和利益,通過(guò)模擬自然濕地,人為設(shè)計(jì)與建造的由飽和基質(zhì)、挺水與沉水植被、動(dòng)物和水體組成的復(fù)合體”。夏漢平對(duì)其定義進(jìn)行了修改:人工濕地是通過(guò)模擬自然濕地的結(jié)構(gòu)和功能,選擇一定的地理位置與地形,根據(jù)人們的需要人為設(shè)計(jì)與建造的濕地。1974年聯(lián)邦德國(guó)建造世界首個(gè)人工濕地處理系統(tǒng),隨后該工藝在歐洲、美國(guó)和加拿大等國(guó)得到了推廣和應(yīng)用,我國(guó)也于上世界90年代開始人工濕地的研究和應(yīng)用。人工濕地在對(duì)廢水的處理過(guò)程中綜合了生物、物理、化學(xué)三方面的作用,通過(guò)基質(zhì)過(guò)濾、吸附、沉淀、離子交換、絡(luò)合反應(yīng)、硝化和反硝化作用、植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的攝取和微生物分解等來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的高效凈化。濕地填料表面和植物根系中存在大量的微生物,形成生物膜,廢水流經(jīng)濕地時(shí),懸浮物被填料及根系阻擋截留,有機(jī)質(zhì)通過(guò)生物膜的吸附及同化、異化作用得以去除。濕地系統(tǒng)中因植物根系對(duì)氧的傳遞釋放,使其周圍的微環(huán)境中依次呈現(xiàn)出好氧、缺氧和厭氧狀態(tài),保證了廢水中的氮、磷不僅能被植物及微生物作為營(yíng)養(yǎng)成分直接吸收,還可以通過(guò)硝化、反硝化作用及微生物對(duì)磷的積累作用從廢水中去除,最后通過(guò)濕地基質(zhì)的定期更換或植物收割使污染物質(zhì)最終從系統(tǒng)中去除。人工濕地系統(tǒng)的不同工藝類型人工濕地是由填料、水生動(dòng)植物共同組成的獨(dú)特的動(dòng)植物生態(tài)系統(tǒng)。根據(jù)優(yōu)勢(shì)大型植物的生長(zhǎng)形式,CW分為大型自由漂浮、大型沉水和大型挺水植物系統(tǒng),前兩者一般用于河流和湖泊的生態(tài)修復(fù),而對(duì)于污水處理一般選用的是大型挺水植物系統(tǒng)。從工程設(shè)計(jì)的角度出發(fā),按照系統(tǒng)布水方式的不同或污水在系統(tǒng)中的流動(dòng)方式不同,以大型挺水植物為主要植物物種的CW系統(tǒng)一般可分為自由表面流人工濕地系統(tǒng)(FreeWaterSurfaceConstructedWetland,FWS)和潛流人工濕地系統(tǒng)(SubsurfaceFlowConstructedWetland,SFW),后者又包括水平流(HorizontalSubsurfaceflow,HF)和垂直流(VerticalSubsurfaceflow,VF)兩種類型。不同類型人工濕地對(duì)污染物的去除效果不同,具有各自的特點(diǎn)。適用范圍目前,CW應(yīng)用范圍較為廣泛,涉及受污染地表水、湖泊水體修復(fù)、生活污水、城鎮(zhèn)綜合廢水、工業(yè)廢水、養(yǎng)殖水體、景觀用水、醫(yī)療廢水、城市及農(nóng)村面源污染、無(wú)公害農(nóng)業(yè)灌溉用水等方面,應(yīng)用的規(guī)模按工程要求有大有小,從每天幾噸到十幾萬(wàn)噸不等。對(duì)于處理低濃度污水和受污染地表水等,其處理系統(tǒng)可以從天然的河流、湖泊環(huán)境,或者非濕地生態(tài)系統(tǒng)改造而成,可以改造成人工濕地的類型包括沼澤地、潛水湖泊、河流等,而且濕地植物主要以多年生草本植物為主,包括香蒲、燈心草、蘆葦?shù)取６糜谏钗鬯幚淼腃W系統(tǒng),盡管占地面積較大,噸水用地是其他處理方法的數(shù)倍,但其具有處理效果好,運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)管理方便、工程基建和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低以及對(duì)負(fù)荷變化適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn),尤其是其投資運(yùn)行費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于