【生活污水处里设备】污水处理中全面的CASS工艺知识汇总,赶快收藏吧!

2019-09-14 14:26:10   来源:    点击:
 【生活污水处里设备】污水处理中较全的CASS工 艺知识汇总,赶快收藏吧!

 

对于一般城市污水,CASS工艺并不需要很高程度的预处理, 只需设置粗格栅、细格栅和沉砂池,无需初沉池和二沉池,也不需要庞大的污泥回流系统(只在CASS反应器内部有约 20%的污泥回流)国内常见的CASS工艺流程如图1所示。

(1)充 水-曝气阶段

边进水边曝气,同时将主反应区的污泥回流至生物选择区,一般回流比为20%。在此阶 段,曝气系统向反应池内供氧,一方面满足好氧微生物对氧的需要,另一方面有利于活性污泥与有机物的充分混合与 接触,从而有利于有机污染物被微生物氧化分解。同时,污水中的氨氮通过微生物的硝化作用转变为硝态氮。

(2)沉淀阶段

停止曝气,微生物继续利用水中剩余的溶解氧进行氧化分解。随着反应池内溶解氧的进一步降低,微生物由 好氧状态向缺氧状态转变,并发生一定的反硝化作用。与此同时,活性污泥在几乎静止的条件下进行沉淀分离,活性 污泥沉至池底,下一个周期继续发挥作用,处理后的水位于污泥层上部,静置沉淀使泥水分离。

(3)滗水阶段

沉淀阶段完成后,置于反应池末端的滗水器开始工作,自上而下逐层排出上清液,排水结束后滗水器自动复 位。滗水期间,污泥回流系统照常工作,其目的是提高缺氧区的污泥浓度,随污泥回流至该区内的污泥中的硝态氮进 一步进行反硝化,并进行磷的释放。

 

  

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

  

 

  

 

 

 

(2)生物脱氮效率难以提高

一方面硝化反应难以进行完全。硝化细菌是一种化能自养菌,有机物降解由异养细菌 完成。当两种细菌混合培养时,由于存在对底物和DO的竞争,硝化菌的生长将受到限制,难以成为优势种群,硝化反 应被抑制。此外,固定的曝气时间也可能会使得硝化不彻底。另一方面就是反硝化反应不彻底。CASS工艺有约20%的 硝态氮通过回流污泥进行反硝化,其余的硝态氮则通过同步硝化反硝化和沉淀、闲置期污泥的反硝化实现,其效果不 理想也是众所周知的。在沉淀、闲置期中,由于污泥与废水不能良好的进行混合,废水中部分硝态氮不能与反硝化细 菌接触,故不能被还原。此外,在这一时期,由于有机物己充分降解,反硝化所需的碳源不足,也限制了反硝化效率 的进一步提高。这两方面的原因使得CASS工艺脱氮效率难以提高。

(3)除磷效率难以提高

污泥在生物选择器中的释磷过程 受到回流混合液中硝态氮浓度的影响比较大,在CASS工艺系统中难以继续提高除磷效率。

(4)控制方式较为单一

目前在实际应用中的CASS工艺基 本上都是以时序控制为主的,其缺点是显而易见的,因为污水的水质不是一成不变的,因此采用固定不变的反应时间 必然不是更佳选择。

 

五、CASS工艺的主要技术特征

(1)连续进水,间断排水

传统SBR工艺为间断进水,间断排水,而实际污水排放大都是连续或半连续的,CASS工 艺可连续进水,克服了SBR工艺的不足,比较适合实际排水的特点,拓宽了SBR工艺的应用领域。虽然CABS工艺设计时 均考虑为连续进水,但在实际运行中即使有间断进水,也不影响处理系统的运行。

(2)运行上的时序性

CASS反应池通常按曝气、沉淀、排水和闲置四个阶段根据时 间依次进行。

(3)运行过程的非稳态性

每个工作周期内排水开始时CANS池内液位高,排水结束时,液位低,液位的变化 幅度取决于排水比,而排水比与处理废水的浓度、排放标准及生物降解的难易度等有关。反应池内混合液体积和基质 浓度均是变化的,基质降解是非稳态的。

(4)溶 解氧周期性变化,浓度梯度高

CASS在反应阶段是曝气的,微生物处于好氧状态,在沉淀和排水阶段不曝气,微生物 处于缺氧甚至厌氧状态。因此。反应池中溶解氧是周期性变化的,氧浓度梯度大、较多效率高,这对于提高脱氮除磷 效率、防止污泥膨胀及节约能耗都是有利的。实践证实对同样的曝气设备而言。CASS工艺与传统活性污泥法相比有较 高的氧利用率。

 

六、CASS工艺与其他工艺比较

1、CASS与SBR的比较

CASS反应池由预反应区和主反应区组成,预反应区控制在缺氧状态,因此,对难降解 有机物的去除效果提高;CASS进水过程连续,因此进水管道上无电磁阀控制元件,单个池子可独立运行,而SBR或 CAST进水过程是间歇的,应用中一般要2个或2个以上池子交替使用,控制系统复杂程度增加。CASS每个周期的排水量 一般不超过池内总水量的1/3,而SBR则为1/2-3/4,CASS抗冲击能力较好。CASS比CAST系统简单,但脱氮除磷效果不 如后者。

CASS池 分预反应区和主反应区。在预反应区内,微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物,经历 一个高负荷的基质快速积累过程,这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用,同时对丝状菌的生 长起到抑制作用,可有效防止污泥膨胀;随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。CASS工艺集反应、沉淀 、排水、功能于一体,污染物的降解在时间上是一个推流过程,而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中, 从而达到对污染物去除作用,同时还具有较好的脱氮、除磷功能。CASS生物处理法是周期循环活性污泥法的简称, 产生于美国,90年代初引入中国,目前,由于该工艺的高效和经济性,应用势头迅猛,受到环保部门及拥护的广泛 关注和一致好评。经过模拟试验研究,已成功应用于生活污水、食品废水、制药废水的治理,取得了良好的处理效果 ,为CASS法在我国的推广应用奠定了良好的基础。在反应器的前部设置了生物选择区,后部设置了可升降的自动滗水 装置。其工作过程可分为曝气、沉淀和排水三个阶段,周期循环进行。污水连续进入预反应区,经过隔墙底部进入主 反应区,在保证供氧的条件下,使有机物被池中的微生物降解。根据进水水质可对运行参数进行调整。

CASS法 与SBR相比,CASS法的优点是: 其反应池由预反应区和主反应区组成,因此,对难降解有机物的去除效果更好。 进 水过程是连续的,因此,进水管道上无需电磁阀等控制元件,单个池子可独立运行;而SBR进水过程是间歇的,应用 中一般要2个或2个以上池子交替使用。 排水是由可升降的堰式滗水器完成的,随水面逐渐下降,均匀将处理后的清 水排出,降低了排水时水流对底部沉淀污泥的扰动。 CASS法每个周期的排水量一般不超过池内总水量的1/3 ,而SBR则为3/4,所以,CASS法比SBR法的抗冲击能力更好。

2、与传 统活性污泥法相比

(1)建设费用低:省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备,建设费用可节省 10%~25%。以10万吨的城市污水处理厂为例,传统活性污泥法的总投资约1.5亿,CASS法总投资约1.1亿。

(2)工 艺流程短,占地面积少:污水厂主要构筑物为集水池、沉砂池、CASS曝气池、污泥池,而没有初次沉淀池、二次沉淀 池,布局紧凑,占地面积可减少20%~35%。

(3)运转费用省:由于曝气是周期性的,池内溶解氧的浓度也是变化的,沉淀阶段和 排水阶段溶解氧降低,重新开始曝气时,氧的浓度梯度大,传递效率高,节能效果显著,运转费用可节省10%~25%。

(4)有 机物去除率高,出水水质好:根据研究结果和工程应用情况,通过合理的设计和良好的管理,对城市污水,进水COD 为400mg/L时,出水小于30mg/L以下。对可生物降解的工业废水,即使进水COD高达3000mg/L,出水仍能达到50m g/L 左右。对一般的生物处理工艺,很难达到这样好的水质。所以,对CASS工艺,二级处理的投资,可达到三级处理的水 质。

(5)管 理简单,运行可靠:污水处理厂设备种类和数量较少,控制系统比较简单,工艺本身决定了不发生污泥膨胀。

(6)污 泥产量低,污泥性质稳定。

(7)具有脱氮除磷功能。

 

七、CASS工艺的设计

1、CASS反应器的主要设计参数

设 计水深可达5m~6m,MLSS为3500mg/L~4000mg/L,充水比为30%左右,上清液滗除速率为30mm/min,固液分离时间 60min,设计SVI为140mL/g,单循环时间(即1个运行周期)通常为4h(标准处理模块)。处理城市污水时,CASS中生 物选择器、缺氧区和主反应区的容积比一般为1∶5∶30,具体可根据水质和“模块”试验加以确定。表1 列出了CASS工艺处理不同规模城市污水时的参考设计参数。

2、CASS设计中应注意的问题

(1)水量平衡

工业废水和生活污水的排放通常是不均匀的,如何充分发挥 CASS反应池的作用,与选择的设计流量关系很大,如果设计流量不合适,进水高峰时水位会超过上限,进水量小时反 应池不能充分利用。当水量波动较大时,应考虑设置调节池。

(2)控制方式的选择

CASS工艺的日益广泛应用,得益于自动化技术发展及在污水 处理工程中的应用。CASS工艺的特点是程序工作制,可根据进水及出水水质变化来调整工作程序,保证出水效果。整 套控制系统可采用现场可编程控制(PLC)与微机集中控制相结合,同时为了保证CASS工艺的正常运行,所有设备采 用手动/自动两种操作方式,后者便于手动调试和自控系统故障时使用,前者供日常工作使用。

(3)曝气方式的选择

CASS工艺可选择多种曝气方式,但在选择曝气头时要尽量采 用不堵塞的曝气形式,如穿孔管、水下曝气机、伞式曝气器、螺旋曝气器等。采用微孔曝气时应采用强度高的橡胶曝 气盘或管,当停止曝气时,微孔闭合,曝气时开启,不易造成微孔堵塞。此外,由于CASS工艺自身的特点,选用水下 曝气机还可根据其运行周期和DO等情况适当开启不同的台数,达到在满足废水要求的前提下节约能耗的目的。

(4)排水方式的选择

CASS工艺的排水要求与SBR相同,目前,常用的设备为旋转 式撇水机,其优点是排水均匀、排水量可调节、对底部污泥干扰小,又能防止水面漂浮物随水排出。CASS工艺沉淀结 束需及时将上清液排出,排水时应尽可能均匀排出,不能扰动沉淀在池底的污泥层,同时,还应防止水面的漂浮物随 水流排出,影响出水水质。目前,常见的排水方式有固定式排水装置如沿水池没深度装置出水管,从上到下依次开启 ,优点是排水设备简单、投资少,缺点是开启阀门多、排水管中会积存部分污泥,造成初期出水水质差。浮动式排水 装置和旋转式排水装置虽然价格高,但排水均匀、排水量可调、对底部污泥干扰小,又能防止水面漂浮物随出水排出 ,因此,这两中排水装置耳前应用较多,尤其旋转式排水装置,又称滗水器,以操作灵活、运行稳定性高等优点受到 设计人员和用户的青睐。

(5)需 要注意的其它问题

 

1)冬季或低温对CASS工艺的影响及控制;

2)排水比的确定;

3)雨季对池内水位的影响及控制;

4)排泥时机及泥龄控制;

5)预反应区的大小及反应池的长宽比:

6)间断排水与后续处理构筑物的高程及水量匹配问题。


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