Cass工藝與生物接觸氧化法工藝的對比

1、Cass工藝與生物接觸氧化法工藝的對比本項目是對生活污水進(jìn)行深度處理，生活污水中的污染物包括由廚房、浴室、廁所等場所排出的污水和污物。生活污水中的污染物，按其形態(tài)可分為：(1)不溶物質(zhì)，這部分約占污染物總量的40%，它們或沉積到水底，或懸浮在水中。(2)膠態(tài)物質(zhì)，約占污染物總量的10%。(3)溶解質(zhì)，約占污染物總量的50% 。這些物質(zhì)多為無毒，含無機(jī)鹽類氯化物、硫酸鹽和鈉、鉀、鈣、鎂等的重碳酸鹽。有機(jī)物質(zhì)有纖維素、淀粉、糖類、脂肪、蛋白質(zhì)和尿素等。此外，還含有各種微量金屬和各種洗滌劑、多種微生物。原水以有機(jī)物為主，BOD/COD 比值 =0.6 ，可生化性較好，重金屬及有毒有害物質(zhì)不超標(biāo)，所以

2、處理以除有機(jī)物，脫氮為主，除P 外排。根據(jù)出水要求，現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)的特點(diǎn)，本次設(shè)計中磷的進(jìn)水指標(biāo)是4mg/L,出水要求為1.5mg/L,活性污泥法以及生物膜法的一般工藝都可去除這些磷，所以不用刻意考慮除磷。進(jìn)而根據(jù)處理規(guī)模，進(jìn)出水質(zhì)，出水質(zhì)要求達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)中一級 B 標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)出水水質(zhì)具體要求如下：根據(jù)處理要求算出去除效率要求BOD 的去除效率應(yīng)大于 90 , COD去除效率應(yīng)大于 85 ,SS 的去除效率大于86.7。污水處理廠要求有效地去除 BOD 和 COD ，以及該工程的造價與運(yùn)行費(fèi)用，當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件(包括地形、氣候、水資源），污水水

3、量及其變化動態(tài)，運(yùn)行管理與施工，并 參考典型的工藝流程和各種生物處理法的優(yōu)缺點(diǎn)及使用條件。厭氧法中UASB 反應(yīng)器由于具有高的有機(jī)負(fù)荷、轉(zhuǎn)化效率和操作簡單的優(yōu)點(diǎn)而廣泛用于多種高濃度有機(jī)廢水的處理， 然而本次設(shè)計的生活污水不是高濃度的污水， 通過查詢大量的 20000m3/d 的城市生活污水的工程實例， 結(jié)合國內(nèi)的處理工藝， 于是本課題選擇典型的工藝為：CASS工藝，氧化溝，生物接觸氧化。對于氧化溝而言，會出現(xiàn)污泥膨脹、泡沫、污泥上浮、流速不均及污泥沉積等一系列問題在同一溝中好氧區(qū)與缺氧區(qū)各自的體積和溶解氧濃度很難準(zhǔn)確地加以控制，因此對除氮的效果是有限的，而對除磷幾乎不起作用。另外，在傳統(tǒng)的單溝

4、式氧化溝中，微生物在好氧缺氧好氧短暫的經(jīng)常性的環(huán)境變化中使硝化菌和反硝化菌群并非總是處于最佳的生長代謝環(huán)境中，由此也影響單位體積構(gòu)筑物的處理能力。因此氧化溝也不適合本工藝的要求。特別是污泥膨脹問題，當(dāng)廢水中的碳水化合物較多，N、P含量不平衡， pH 值偏低，氧化溝中污泥負(fù)荷過高，溶解氧濃度不足，排泥不暢等易引發(fā)絲狀菌性污泥膨脹；非絲狀菌性污泥膨脹主要發(fā)生在廢水水溫較低而污泥負(fù)荷較高時。微生物的負(fù)荷高，細(xì)菌吸取了大量營養(yǎng)物質(zhì)，由于溫度低，代謝速度較慢，積貯起大量高粘性的多糖類物質(zhì)，使活性污泥的表面附著水大大增加， SVI 值很高，形成污泥膨脹。污泥上浮問題，當(dāng)廢水中含油量過大，整個系統(tǒng)泥質(zhì)變輕，

5、在操作過程中不能很好控制其在二沉池的停留時間，易造成缺氧，產(chǎn)生腐化污泥上浮；當(dāng)曝氣時間過長，在池中發(fā)生高度硝化作用，使硝酸鹽濃度高，在二 沉池易發(fā)生反硝化作用，產(chǎn)生氮?dú)猓刮勰嗌细?；另外，廢水中含油量過大，污泥可能挾油上浮。以下通過對CASS 工藝和生物接觸氧化法工藝的比較來說明。方案一:CASS 工藝；方案二:生物接觸氧化工藝。現(xiàn)結(jié)合設(shè)計任務(wù)要求的處理水質(zhì)效果進(jìn)行論證選擇：1 、 CASS 工藝1.1. CASS 工藝原理：是將序批式活性污泥法(SBR) 的反直池沿長度方向分為兩部分，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)+在主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的潷水裝置， 實現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水間歇排水

6、的周期循環(huán)運(yùn)行，集曝氣沉淀、排水于一體。CASS工藝是一個好氧/缺氧/ 厭氧交替運(yùn)行的過程，具有一定脫氮除磷效果，廢水以推流方式運(yùn)行，而各反應(yīng)區(qū)則以完全混合的形式運(yùn)行以實現(xiàn)同步硝化一反硝化和生物除磷11 。1.2. CASS 工藝的優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備安裝簡便，施工周期短，具有較好的耐水、防腐能力，設(shè)備使用壽命長； 對原水的水質(zhì)水量的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好，可回用于污水處理廠內(nèi)的如綠化、澆地、洗車等有關(guān)雜用用途；處理工藝在國內(nèi)外處于先進(jìn)水平， 設(shè)備自動化程度高，可用微機(jī)進(jìn) 行操作和控制； 整個工藝運(yùn)轉(zhuǎn)操作較為簡單，維修方便，處理廠內(nèi)不產(chǎn) 生污染環(huán)境的臭氣和蚊蠅； 投資較省， 處理

7、成本低， 工藝有推廣應(yīng)用價值。1.3. CASS 工藝的缺點(diǎn)：CASS 工藝為單一污泥懸浮生長系統(tǒng)，利用同一反應(yīng)器中的混合微生物種群完成有機(jī)物氧化、硝化、反硝化和除磷。多種處理功能的相互影響在實際應(yīng)用中限制了其處理效能，也給控制提出了非常嚴(yán)格的要求，工程中難以實現(xiàn)工藝的穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。（ 1）微生物種群之間的復(fù)雜關(guān)系有待研究CASS 系統(tǒng)的微生物種群結(jié)構(gòu)與常規(guī)活性污泥法不同，菌群主要由硝化菌、反硝化菌、聚磷菌和異氧型好氧菌組成。目前對非穩(wěn)態(tài)CASS 系統(tǒng)中微生物種群之間的復(fù)雜的生存競爭和生態(tài)平衡關(guān)系尚不甚了解， CASS工藝?yán)碚撝皇菑墓に囘^程進(jìn)行一些分析探討，而理清微生物種群之間的關(guān)系對 C

8、ASS 工藝的優(yōu)化運(yùn)行是大有好處的，因此仍需加強(qiáng)對這方面的理論研究工作。（ 2）生物脫氮效率難以提高一方面硝化反應(yīng)難以進(jìn)行完全。硝化細(xì)菌是一種化能自養(yǎng)菌，有機(jī)物降解由異養(yǎng)細(xì)菌完成。當(dāng)兩種細(xì)菌混合培養(yǎng)時，由于存在對底物和 DO 的競爭，硝化菌的生長將受到限制，難以成為優(yōu)勢種群，硝化反應(yīng)被抑制。此外，固定的曝氣時間也可能會使得硝化不徹底。另一方面就是反硝化反應(yīng)不徹底。 CASS 工藝有約 20% 的硝態(tài)氮通過回流污泥進(jìn)行反硝化，其余的硝態(tài)氮則通過同步硝化反硝化和沉淀、閑置期污泥的反硝化實現(xiàn)，其效果不理想也是眾所周知的。在沉淀、閑置期中，由于污泥與廢水不能良好 的進(jìn)行混合，廢水中部分硝態(tài)氮不能與反硝

9、化細(xì)菌接觸， 故不能被還原。 此外， 在這一時期， 由于有機(jī)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進(jìn)一步提高。這兩方面的原因使得 CASS 工藝脫氮效率難以提高。（ 3）除磷效率難以提高污泥在生物選擇器中的釋磷過程受到回流混合液中硝態(tài)氮濃度的影響比較大，在CASS 工藝系統(tǒng)中難以繼續(xù)提高除磷效率。（ 4）控制方式較為單一目前在實際應(yīng)用中的 CASS 工藝基本上都是以時序控制為主的，其缺點(diǎn)是顯而易見的，因為污水的水質(zhì)不是一成不變的，因此采用固定不變的反應(yīng)時間必然不是最佳選擇。2、生物接觸氧化工藝2.1. 生物接觸氧化工藝工作原理生物接觸氧化法是以附著在載體（俗稱填料）上的生物

10、膜為主，凈化有機(jī)廢水的一種高效水處理工藝。從生物膜法派生出來的一種廢水生物處理法，生物接觸氧化法凈化廢水的基本原理與一般生物膜法相同，就是以生物膜吸附廢水中的有機(jī)物， 在有氧的條件下， 有機(jī)物由微生物氧化分解，廢水得到凈化 ,即在生物接觸氧化池內(nèi)裝填一定數(shù)量的填料， 利用棲附在填料上的生物膜和充分供應(yīng)的氧氣,通過生物氧化作用,將廢水中的有機(jī)物氧化分解 ,達(dá)到凈化目的。2.2. 接觸氧化工藝優(yōu)點(diǎn)池內(nèi)加設(shè)適宜形狀和比表面積較大的生物膜載體填料，這樣在填料表面形成生物膜，由于內(nèi)部的缺氧環(huán)境勢必形成生物膜內(nèi)層供氧不足甚至處于厭氧狀態(tài)，這樣在生物膜中形成了由厭氧菌、兼性菌和好氧菌以及原生動物和后生動物形

11、成的長食物鏈的生物群落，能有效地將不能好氧生物降解的 COD 部分厭氧降解為可生化的有機(jī)物。該工藝的特點(diǎn)是填料的比表面積大，生物量高，充氧條件好，生物活性高， 而且不需污泥回流，不存在污泥膨脹問題，運(yùn)行管理方便。具有運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果好，操作管理簡單，承受沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低的特點(diǎn)。2.3. 接觸氧化工藝缺點(diǎn)由于池內(nèi)填充了大量的生物膜載體填料，填料上下兩端多數(shù)用網(wǎng)格狀支架固定，當(dāng)填料下部的曝氣系統(tǒng)發(fā)生故障時，維修工作將十分麻煩。填料易老化，一般46年需更換一次。由于前端物化處理后廢水中SS含量較低，生物膜固著的載體較少，導(dǎo)致生物膜比重較小，極易造成脫膜，掛膜不穩(wěn)定。 脫落的生物膜

12、和絮狀污泥在二沉池沉淀效果較差， 易導(dǎo)致出水SS超標(biāo)。3、工藝比選將 CASS 工藝與生物接觸氧化法進(jìn)行比較，比較結(jié)果詳見表2-1 ，表2-2。表 2-1 投資、占地、耗電和處理成本比較工藝 處理規(guī)模（ m3/d ）占地（ m2 ） 處理成本（元 / 噸）耗電（ kw ）1200 2400S-BF 工藝4800 12000 20000 1200 2400CASS 工藝4800 12000 20000962 1376 2183 2835 3880 880 1792 2728 3600 40000.22 0.28 0.26 0.33 0.38 0.23 0.38 0.33 0.39 0.4432 39 83 236 400 34 57 97 292 340表 2-2 方案對比項目溫度變化的影響產(chǎn)泥量 有無污泥膨脹工藝效果不易達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，一般出上深度處理過濾裝置，出水水質(zhì)水水質(zhì) COD 在 100mg/L 左出水可以達(dá)到回用要右。求。CASS 工藝低溫有影響 剩余污泥量少不易 不大接觸氧化工藝不大 剩余污泥量少不存在 不大能夠達(dá)到排放標(biāo)，再加流量變化的影響水頭損失 曝氣量藥劑量運(yùn)行費(fèi)用電耗 總運(yùn)行成本土建工程投資費(fèi)用機(jī)電設(shè)備及儀表征地費(fèi)用總投資 自動