污水處理CASS工藝

1、污水處理CASS 工藝(Cyclic ActivatedSludge System) 又稱為循環(huán)活性污泥工藝。該工藝最早在國(guó)外應(yīng)用,為了更好地將其引進(jìn),開(kāi)發(fā)出適合我國(guó)國(guó)情的新型污水處理新工藝,有關(guān)科研機(jī)構(gòu)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了整套系統(tǒng)的模擬試驗(yàn),分別探討了CASS 工藝處理常溫生活污水、低溫生活污水、 制藥與化工等工業(yè)廢水的機(jī)理與特點(diǎn)以及水處理過(guò)程中脫氮除磷的效果,獲得了寶貴的設(shè)計(jì)參數(shù)與對(duì)工藝運(yùn)行的指導(dǎo)性經(jīng)驗(yàn)。將研究成果成功地應(yīng)用于處理生活污水及不同種工業(yè)廢水的工程實(shí)踐中 ,取得了良好的經(jīng)濟(jì)、 社會(huì)與環(huán)境效益。 并開(kāi)發(fā)的 CASS 工藝與 ICEAS工藝相比 ,負(fù)荷可提高 1-2 倍,節(jié)省占地與工程投

2、資近 30%。CASS(Cyclic Activated Sludge System) 就是在 SBR的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的進(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,即在 SBR池內(nèi)),間歇排水。CASS 工藝的結(jié)構(gòu)原理2、 1 CASS 基本結(jié)構(gòu)在序批式活性污泥法(SBR)的基礎(chǔ)上 ,反應(yīng)池沿池長(zhǎng)方向設(shè)計(jì)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) ,其主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的自動(dòng)撇水裝置。整個(gè)工藝的曝氣、沉淀、排水等過(guò)程在同一池子內(nèi)周期循環(huán)運(yùn)行 ,省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池與污泥回流系統(tǒng) ;同時(shí)可連續(xù)進(jìn)水 ,間斷排水。2、 2 CASS 原理在預(yù)

3、反應(yīng)區(qū)內(nèi),微生物能通過(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 與有毒有害物質(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,可有效防止污泥膨脹;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。CASS 工藝集反應(yīng)、沉淀、排水、功能于一體,污染物的降解在時(shí)間上就是一個(gè)推流過(guò)程,而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中,從而,達(dá)到對(duì)污染物去除作用,同時(shí)還具有較好的脫氮、除磷功能。CASS 原理圖CASS 法工作原理如圖所示:在反應(yīng)器的前部設(shè)置了生物選擇區(qū),后部設(shè)置了可升降的自動(dòng)潷水裝置。其工作過(guò)程可分為曝氣、沉淀、潷水、閑置

4、四個(gè)階段,周期循環(huán)進(jìn)行。污水連續(xù)進(jìn)入預(yù)反應(yīng)區(qū),經(jīng)過(guò)隔墻底部進(jìn)入主反應(yīng)區(qū),在保證供氧的條件下,使有機(jī)物被池中的微生物降解。根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)可對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。污水處理CASS 工藝CASS 工藝的四個(gè)階段3、1 曝氣階段由曝氣裝置向反應(yīng)池內(nèi)充氧水中的 NH3-N 通過(guò)微生物的硝化作用轉(zhuǎn)化為,此時(shí)有機(jī)污染物被微生物氧化分解NO3-N 。,同時(shí)污3、2沉淀階段此時(shí)停止曝氣,微生物利用水中剩余的DO進(jìn)行氧化分解。反應(yīng)池逐漸由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉(zhuǎn)化,開(kāi)始進(jìn)行反硝化反應(yīng)。活性污泥逐漸沉到池底,上層水變清。3、3潷水階段沉淀結(jié)束后,置于反應(yīng)池末端的潷水器開(kāi)始工作,自上而下逐漸排出上清液。此時(shí)反應(yīng)池逐漸過(guò)渡到厭

5、氧狀態(tài)繼續(xù)反硝化。3、 4閑置階段閑置階段即就是潷水器上升到原始位置階段。CASS 工藝的技術(shù)特征4、 1連續(xù)進(jìn)水,間斷排水傳統(tǒng)SBR 工藝為間斷進(jìn)水,間斷排水 ,而實(shí)際污水排放大都就是連續(xù)或半連續(xù)的,CASS工藝可連續(xù)進(jìn)水,克服了 SBR工藝的不足 ,比較適合實(shí)際排水的特點(diǎn),拓寬了 SBR工藝的應(yīng)用領(lǐng)域。雖然CASS 工藝設(shè)計(jì)時(shí)均考慮為連續(xù)進(jìn)水,但在實(shí)際運(yùn)行中即使有間斷進(jìn)水,也不影響處理系統(tǒng)的運(yùn)行。4、 2運(yùn)行上的時(shí)序性CASS 反應(yīng)池通常按曝氣、沉淀、排水與閑置四個(gè)階段根據(jù)時(shí)間依次進(jìn)行。4、 3 運(yùn)行過(guò)程的非穩(wěn)態(tài)性每個(gè)工作周期內(nèi)排水開(kāi)始時(shí) CASS 池內(nèi)液位最高 ,排水結(jié)束時(shí) ,液位最低

6、,液位的變化幅度取決于排水比 ,而排水比與處理廢水的濃度、排放標(biāo)準(zhǔn)及生物降解的難易程度等有關(guān)。反應(yīng)池內(nèi)混合液體積與基質(zhì)濃度均就是變化的,基質(zhì)降解就是非穩(wěn)態(tài)的。4、 4溶解氧周期性變化,濃度梯度高CASS 在反應(yīng)階段就是曝氣的 ,微生物處于好氧狀態(tài) ,在沉淀與排水階段不曝氣 ,微生物處于缺氧甚至厭氧狀態(tài)。因此 ,反應(yīng)池中溶解氧就是周期性變化的 ,氧濃度梯度大、轉(zhuǎn)移效率高 ,這對(duì)于提高脫氮除磷效率、防止污泥膨脹及節(jié)約能耗都就是有利的。實(shí)踐證實(shí)對(duì)同樣的曝氣設(shè)備而言,CASS工藝與傳統(tǒng)活性污泥法相比有較高的氧利用率。污水處理CASS 工藝CASS 工藝的主要優(yōu)點(diǎn)5、 1 工藝流程簡(jiǎn)單,占地面積小 ,投

7、資較低CASS 的核心構(gòu)筑物為反應(yīng)池 ,沒(méi)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。5、 2生化反應(yīng)推動(dòng)力大CASS 工藝從污染物的降解過(guò)程來(lái)瞧,當(dāng)污水以相對(duì)較低的水量連續(xù)進(jìn)入CASS 池時(shí)即被混合液稀釋,因此 ,從空間上瞧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(kāi)始曝氣到排水結(jié)束整個(gè)周期來(lái)瞧,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(shí)間順序上的推流式反應(yīng)器,生化反應(yīng)推動(dòng)力較大。5、 3沉淀效果好CASS 工藝在沉淀階段幾乎整個(gè)反應(yīng)池均起沉淀作用,沉淀階段的表

8、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(shí)踐證明 ,當(dāng)冬季溫度較低,污泥沉降性能差時(shí) ,或在處理一些特種工業(yè)廢水污泥凝聚性能差時(shí) ,均不會(huì)影響 CASS 工藝的正常運(yùn)行。 實(shí)驗(yàn)與工程中曾遇到 SV30 高達(dá) 96%的情況 ,只要將沉淀階段的時(shí)間稍作延長(zhǎng)系統(tǒng)運(yùn)行不受影響。,5、 4運(yùn)行靈活,抗沖擊能力強(qiáng)CASS工藝在設(shè)計(jì)時(shí)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(shí)間后經(jīng)沉淀排放,特別就是CASS 工藝可以通過(guò)調(diào)節(jié)運(yùn)行周期來(lái)適應(yīng)進(jìn)水量與水質(zhì)的變比。當(dāng)進(jìn)水濃度較高時(shí),也可通過(guò)延長(zhǎng)曝氣時(shí)間實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放,達(dá)到抗沖擊負(fù)荷的目的。在暴雨時(shí) ,可經(jīng)受平常平均流

9、量6 倍的高峰流量沖擊,而不需要獨(dú)立的調(diào)節(jié)地。多年運(yùn)行資料表明,在流量沖擊與有機(jī)負(fù)荷沖擊超過(guò)設(shè)計(jì)值2 3 倍時(shí) ,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(shí)提高脫氮除磷的效果。所以,CASS 工藝可通過(guò)調(diào)整工作周期及控制反應(yīng)池的溶解氧水平,通過(guò)運(yùn)行方式的調(diào)整 ,可以達(dá)到不同的處理水質(zhì)。,污水處理CASS 工藝5、 5 不易發(fā)生污泥膨脹污泥膨脹就是活性污泥法運(yùn)行過(guò)程中常遇到的問(wèn)題,由于污泥沉降性能差,污泥與水無(wú)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(shí)使污水處理廠無(wú)法運(yùn)行

10、,而控制并消除污泥膨脹需要一定時(shí)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就是污水處理廠設(shè)計(jì)中必須考慮的問(wèn)題。由于絲狀菌的比表面積比菌膠團(tuán)大,因此 ,有利于攝取低濃度底物,但一般絲狀菌的比增殖速率比非絲狀菌小,在高底物濃度下菌膠團(tuán)與絲狀菌都以較大速率降解底物與增殖,但由于膠團(tuán)細(xì)菌比增殖速率較大,其增殖量也較大,從而較絲狀菌占優(yōu)勢(shì)。而CASS 反應(yīng)池中存在著較大的濃度梯度,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)出菌膠團(tuán)細(xì)菌,使其成為曝氣池中的優(yōu)勢(shì)菌屬,有效地抑制絲狀菌的生長(zhǎng)與繁殖,克服污泥膨脹 ,從而提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。5、 6 適用范圍廣 ,適合分期建設(shè)C

11、ASS 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(jì)與運(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(jiǎn)單。對(duì)大型污水處理廠而言 ,CASS反應(yīng)池設(shè)計(jì)成多池模塊組合式 ,單池可獨(dú)立運(yùn)行。 當(dāng)處理水量小于設(shè)計(jì)值時(shí) ,可以在反應(yīng)地的低水位運(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)筑物就是 CASS 反應(yīng)池 ,如果處理水量增加 ,超過(guò)設(shè)計(jì)水量不能滿足處理要求時(shí) ,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 ,它的階段建造與擴(kuò)建較傳統(tǒng)活性污泥法簡(jiǎn)單得多。5、

12、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 10mgO2/g MLSS 、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/g MLSS 、h , 必須經(jīng)穩(wěn)定化后才能處置。CASS 工藝經(jīng)濟(jì)性污水處理CASS 工藝實(shí)踐證明 ,CASS 工藝日處理水量小則幾百立

13、方米,大則幾十萬(wàn)立方米,只要設(shè)計(jì)合理,與其它方法相比具有一定的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。它比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省投資20%-30%,節(jié)省土地30%以上。當(dāng)需采用多種工藝串聯(lián)使用時(shí),如在 CASS 工藝后有其它處理工藝時(shí),通常要增加中間水池與提升設(shè)備,將影響整體的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),此時(shí) ,要進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,以確定采用CASS 工藝還就是其它好氧處理工藝。由于 CASS 工藝的曝氣就是間斷的,利于氧的轉(zhuǎn)移 ,曝氣時(shí)間還可根據(jù)水質(zhì)、水量變化靈活調(diào)整 ,均為降低運(yùn)行成本創(chuàng)造了條件。總體而言 ,CASS工藝的運(yùn)行費(fèi)用比傳統(tǒng)活性污泥法稍低。CASS法的特點(diǎn)與SBR相比 ,CASS法的優(yōu)點(diǎn)就是- 其反應(yīng)池由預(yù)反應(yīng)區(qū)與主反應(yīng)區(qū)

14、組成,因此 ,對(duì)難降解有機(jī)物的去除效果更好。進(jìn)水過(guò)程就是連續(xù)的,因此 ,進(jìn)水管道上無(wú)需電磁閥等控制元件 ,單個(gè)池子可獨(dú)立運(yùn)行;而 SBR進(jìn)水過(guò)程就是間歇的,應(yīng)用中一般要2 個(gè)或 2 個(gè)以上池子交替使用。排水就是由可升降的堰式潷水器完成的,隨水面逐漸下降,均勻?qū)⑻幚砗蟮那逅懦?,最大限度降低了排水時(shí)水流對(duì)底部沉淀污泥的擾動(dòng)。CASS 法每個(gè)周期的排水量一般不超過(guò)池內(nèi)總水量的1/3, 而 SBR則為 3/4, 所以 ,CASS法比 SBR法的抗沖擊能力更好。注意事項(xiàng)6、 1 水量平衡工業(yè)廢水與生活污水的排放通常就是不均勻的,如何充分發(fā)揮CASS 反應(yīng)池的作用,與選擇的設(shè)計(jì)流量關(guān)系很大,如果設(shè)計(jì)流

15、量不合適,進(jìn)水高峰時(shí)水位會(huì)超過(guò)上限,進(jìn)水量小時(shí)反應(yīng)池不能充分利用。當(dāng)水量波動(dòng)較大時(shí),應(yīng)考慮設(shè)置調(diào)節(jié)池。6、 2 控制方式的選擇CASS 工藝的日益廣泛應(yīng)用,得益于自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展及在污水處理工程中的應(yīng)用。CASS工藝的特點(diǎn)就是程序工作制,可根據(jù)進(jìn)水及出水水質(zhì)變化來(lái)調(diào)整工作程序,保證出水效果。整套控制系統(tǒng)可采用現(xiàn)場(chǎng)可編程控制(PLC)與微機(jī)集中控制相結(jié)合,同時(shí)為了保證CASS 工藝的正常運(yùn)行,所有設(shè)備采用手動(dòng)/ 自動(dòng)兩種操作方式,后者便于手動(dòng)調(diào)試與自控系統(tǒng)故障時(shí)使用 ,前者供日常工作使用。6、 3 曝氣方式的選擇污水處理CASS 工藝CASS 工藝可選擇多種曝氣方式,但在選擇曝氣頭時(shí)要盡量采用不堵

16、塞的曝氣形式,如穿孔管、水下曝氣機(jī)、傘式曝氣器、螺旋曝氣器等。采用微孔曝氣時(shí)應(yīng)采用強(qiáng)度高的橡膠曝氣盤或管 ,當(dāng)停止曝氣時(shí) ,微孔閉合 ,曝氣時(shí)開(kāi)啟 ,不易造成微孔堵塞。 此外 ,由于 CASS 工藝自身的特點(diǎn) ,選用水下曝氣機(jī)還可根據(jù)其運(yùn)行周期與DO 等情況適當(dāng)開(kāi)啟不同的臺(tái)數(shù),達(dá)到在滿足廢水要求的前提下節(jié)約能耗的目的。6、 4 排水方式的選擇CASS 工藝的排水要求與 SBR 相同 ,當(dāng)前 ,常用的設(shè)備為旋轉(zhuǎn)式撇水機(jī),其優(yōu)點(diǎn)就是排水均勻、排水量可調(diào)節(jié)、對(duì)底部污泥干擾小,又能防止水面漂浮物隨水排出。CASS 工藝沉淀結(jié)束需及時(shí)將上清液排出,排水時(shí)應(yīng)盡可能均勻排出,不能擾動(dòng)沉淀在池底的污泥層 ,同時(shí) ,還應(yīng)防止水面的漂浮物隨水流排出,影響出水水質(zhì)。 當(dāng)前 ,常見(jiàn)的排水方式有固定式排水裝置如沿水池不同深度設(shè)置出水管,從上到下依次開(kāi)啟,優(yōu)點(diǎn)就是排水設(shè)備簡(jiǎn)單、投資