2023/6/21 9:25:05
該工藝最早在國外應(yīng)用,為了更好地將其引進、消化,開發(fā)出適合我國國情的新型污水處理新工藝,總裝備部工程設(shè)計研究總院環(huán)保中心于1994年在實驗室進行了整套系統(tǒng)的模擬試驗,分別探討了CASS工藝處理常溫生活污水、低溫生活污水、制藥和化工等工業(yè)廢水的機理和特點以及水處理過程中脫氮除磷的效果,獲得了寶貴的設(shè)計參數(shù)和對工藝運行的指導(dǎo)性經(jīng)驗。我院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)廢水的工程實踐中,取得了良好的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。我院開發(fā)的CASS工藝與ICEAS工藝相比,負(fù)荷可提高1-2倍,節(jié)省占地和工程投資近30%。
CASS工藝的主要技術(shù)特征
傳統(tǒng)SBR工藝為間斷進水,間斷排水,而實際污水排放大都是連續(xù)或半連續(xù)的,CASS工藝可連續(xù)進水,克服了SBR工藝的不足,比較適合實際排水的特點,拓寬了SBR工藝的應(yīng)用領(lǐng)域。雖然CASS工藝設(shè)計時均考慮為連續(xù)進水,但在實際運行中即使有間斷進水,也不影響處理系統(tǒng)的運行。
運行上的時序性
CASS反應(yīng)池通常按、沉淀、排水和閑置四個階段根據(jù)時間依次進行。
運行過程的非穩(wěn)態(tài)性
每個工作周期內(nèi)排水開始時CASS池內(nèi)液位最高,排水結(jié)束時,液位最低,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)混合液體積和基質(zhì)濃度均是變化的,基質(zhì)降解是非穩(wěn)態(tài)的。
溶解氧周期性變化,濃度梯度高
CASS在反應(yīng)階段是的,微生物處于好氧狀態(tài),在沉淀和排水階段不,微生物處于缺氧甚至厭氧狀態(tài)。因此,反應(yīng)池中溶解氧是周期性變化的,氧濃度梯度大、轉(zhuǎn)移效率高,這對于提高脫氮除磷效率、防止污泥膨脹及節(jié)約能耗都是有利的。實踐證實對同樣的設(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。
CASS工藝的主要優(yōu)點
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。
生化反應(yīng)推動力大
在完全混合式連續(xù)流池中的底物濃度等于二沉池出水底物濃度,底物流入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)速率和有機物去除效率都比較低;在理想的推流式池中,污水與回流污泥形成的混合流從池首端進入,成推流狀態(tài)沿池流動,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。
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工藝的正常運行。實驗和工程中曾遇到SV30高達(dá)96%的情況,只要將沉淀階段的時間稍作延長,系統(tǒng)運行不受影響。
運行靈活,抗沖擊能力強,可實現(xiàn)不同的處理目標(biāo)
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)運行周期來適應(yīng)進水量和水質(zhì)的變比。當(dāng)進水濃度較高時,也可通過延長時間實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放,達(dá)到抗沖擊負(fù)荷的目的。在暴雨時,可經(jīng)受平常平均流量6信的高峰流量沖擊,而不需要獨立的調(diào)節(jié)地。多年運行資料表明,在流量沖擊和有機負(fù)荷沖擊超過設(shè)計值2-3信時,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,通過運行方式的調(diào)整,可以達(dá)到不同的處理水質(zhì)。
不易發(fā)生污泥膨脹
污泥膨脹是活性污泥法運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。
由于絲狀菌的比表面積比菌膠團大,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和絲狀菌都以較大速率降解底物與增殖,但由于膠團細(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。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)出菌膠團細(xì)菌,使其成為池中的優(yōu)勢菌屬,有效地抑制絲狀菌的生長和繁殖,克服污泥膨脹,從而提高系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。
3.6 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)進水的設(shè)計和運行方式,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,單池可獨立運行。當(dāng)處理水量小于設(shè)計值時,可以在反應(yīng)地的低水位運行或投入部分反應(yīng)池運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,它的階段建造和擴建較傳統(tǒng)活性污泥法簡單得多。
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