環(huán)境工程畢業(yè)設計..(DOC)

1、一、畢業(yè)設計綜述污水處理是經濟發(fā)展和水資源保護不可或缺的組成部分。污水處理在發(fā)達國家已有較成熟的經驗。如。英國、德國、芬蘭、荷蘭等歐洲國家均已投資對因工業(yè)革命和經濟發(fā)展帶來的水污染進行治理；日本、 新加坡、 美國、 澳大利亞等國家也對污水處理給予了較大的投資，特別是新加坡并沒有走先污染后治理的道路，而是采取經濟與環(huán)境協(xié)調發(fā)展的政策。國外對污水的處理主要是通過建造污水處理廠。實踐證明建造污水處理廠是解決水污染的一條有效途徑。 美國平均每1 萬人擁有一座污水處理廠；瑞典和法國每5000 人有一座污水處理廠；英國和德國每7000 8000 人擁有一座污水處理廠。國外城市都在為污水處理普及率達到100

2、%而努力，將推廣低能耗高性能的污水處理工藝技術，提高水處理排放的標準，完善污水處理的有關政策，多功能的污水處理技術更為流行。我國的城市污水量正以每年6.5% 的速度增大，然而由于資金、能源等方面原因的制約，城市污水處理率很低，我國在建國初期只有幾個過去有國外租界留下來的城市污水處理廠，日處理量還不過萬噸；解放后，城市污水處理廠有了較大的發(fā)展，特別是“六五”期間；截止 1987 年底全國污水處理廠建成投產的已有78 座； 至 1990 年有污水處理的城市56 個，省和直轄市增加到21 個； 1999 年全國建成污水處理廠389 座，處理率為29.65% 。城建系統(tǒng) 187 座，處理率16.18%

3、 。全國大約還有600 個城市沒有城市污水處理廠，全國城市污水處理率目前僅達20%左右，這一狀況與國家提出“至2000 年使水環(huán)境污染不斷惡化的趨勢得到控制，至 2010 年使總體環(huán)境質量得到改善”的發(fā)展目標是不相稱的。我國已頒發(fā)城市污水處理及污染防治技術政策經過幾十年的努力，尤其是近十年的努力，我國的水污染控制工作已有很大的發(fā)展，城市污水處理普及率已達到30%。局部水環(huán)境已有所改善，有些水系統(tǒng)的污染反而有所加劇。面對嚴峻的形式，國內各專家也不停的努力研究各種污水處理方法，探索污水處理的新方法、 新技術。 下面介紹下國內近年來在污水處理方面的新科學成果，新的處理方法主要包括 CASS法、SBR

4、法、氧化溝法、A2/O法等等新技術和新的研究成果。沈桂芬 ( 2005 年)在 CASS 法處理氨氮廢水的研究一文中提出氮是導致水體富營養(yǎng)化和環(huán)境污染的一種重要的污染物質,許多傳統(tǒng)水處理工藝對NH3-N 的處理效率很低,出水中NH 3-N 嚴重超標,達不到日益提高的水質要求,影響人體健康和阻礙經濟的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,如何有效地脫氮是當前水處理面臨的一大難題。CASS( Cyclic Activated Sludge System ) 工藝是 SBR 工藝的一種改進。具有占地面積小、工藝流程簡單、運行方式靈活、易于程控、對水質水量變化適應性強、能同時脫氮除磷等優(yōu)點。隨著電子和自動化技術的發(fā)展,CAS

5、S工藝已廣泛應用于歐、美等許多國家的城市污水和各種工業(yè)廢水的處理中。對于廢水水質日益復雜的當今社會,CASS 是一種較有發(fā)展前途的廢水生物處理工藝?；ㄓ聞偅?008年）在CASS 工藝污水處理廠生產性試驗研究一文中寫到隨著社會經濟的發(fā)展,營養(yǎng)元素氮、磷引起的水體污染問題日益嚴重,國家對污水排放標準隨之不斷提高,污水處理技術逐漸從以單一去除有機污物為目的的階段進入到既要去除有機物又要進行脫氮除磷的深度處理階段,對具有脫氮除磷功能的污水處理新工藝的應用與研發(fā)己成為當今污水處理領域關注的熱點。CASS 工藝（ Cyclic Activated Sludge System ）是一種較為新穎的具有脫氮除

6、磷功能的污水處理工藝,由于其占地面積小、無需初沉池和二沉池、基建及運行費用低、不易發(fā)生污泥膨脹、操作管理方便等諸多優(yōu)點,近年來在我國已得到越來越多的應用,具有廣闊的市場前景。姚曙光（2007年）在CASS 深度處理漂染廢水試驗研究中寫到綜述了印染廢水的現狀及印染廢水深度處理技術研究進展,并簡要介紹了CASS（Cyclic Activated Sludge System） 工藝特點、 工作原理及應用。本文選用CASS 作為其深度處理漂染廢水的試驗工藝,并對CASS動力學數學模型進行了簡要探討。段云萍（2010年）在CASS 工藝技術經濟評價中概述了CASS 工藝的運行特點,作為 SBR 的一種變

7、形,CASS 工藝具有SBR 的優(yōu)點,且克服了SBR 不能單池運行的缺點。在主反應池前增加預反應區(qū),對活性污泥進行選擇性培養(yǎng),克服污泥膨脹,有利于污水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。預反應區(qū)處于兼氧狀態(tài),主反應區(qū)好氧厭氧交替運行,通過污泥回流能有效去除氨氮。CASS 的工藝特點決定了CASS 工藝的建設費用低于傳統(tǒng)的活性污泥法。段果（2012年）在CASS 工藝在生活污水處理廠中的應用一文中寫道在某些生活污水處理廠中采用CASS 工藝,其主要特點是高效、穩(wěn)定、工藝流程簡單,并且在去除污水中有機污染物的同時,具有脫氮除磷的功能。CASS 工藝的污水處理廠具有較高的自動化水平,可大大降低污水廠的運行成本。黃正

8、文（2011 年）在CASS 工藝處理城市小區(qū)污水的探討一文中寫道概述了城市住宅小區(qū)污水特點及現狀基礎上，介紹住宅小區(qū)污水處理的設計原則及常用工藝流程，在綜合分析基礎上。提出了CASS 工藝城市住宅小區(qū)污水具有出水水質好、運行穩(wěn)定、管理簡單、占地少、產泥量低等特點，適合住宅小區(qū)污水的處理，最后詳細介紹了CASS 工藝的工作原理、工藝流程及出水回用的技術要點，CASS 工藝的出水經過膜過濾和消毒處理即可達到中水回用的標準，為住宅小區(qū)污水處理及回用提供一種可供選擇的工藝及配套設備。劉雯、 丘錦榮（2009年 ）在 氧化溝處理生活污水的中試研究中提出植物-生物膜氧化溝系統(tǒng)將多種污水處理工藝包含在極其

9、簡單的裝置中,兼具氧化溝、生物膜法和植物修復三種處理過程。采用該工藝處理生活污水的試驗結果表明,對 COD 、 TN 、 TP、 SS 的平均去除率分別為51.02%、 32.5%、 41.23%、 58.92%,出水水質達到了國家一級B 排放標準;各植物在氧化溝中發(fā)揮的作用存在較大差異,其中美人蕉對氮、磷的去除量最大,水浮蓮次之,茭白和通菜的較小。胡鋒平（2011 年）在倒置A 2O 一體氧化溝工藝處理生活污水實驗研究一文中寫到本試驗研究針對氧化溝工藝普遍存在的能耗大及除磷效率低的問題,提出了技術改進措施的必要性,通過運行方式的優(yōu)化使得這一問題得到了較好的解決。試驗采用倒置A2/O 一體化氧

10、化溝試驗裝置,控制外溝、中溝和內溝分別為缺氧區(qū)、厭氧區(qū)和好氧區(qū),污水先后依次流入外溝、中溝和內溝。通過對連續(xù)曝氣和間歇曝氣兩種運行方式下處理生活污水的試驗研究,分析不同工況下系統(tǒng)對COD Cr、 NH 4+-N 和 TP 的去除效果,確定本試驗中倒置A 2/O 一體化氧化溝工藝處理生活污水的最優(yōu)運行工況。蔣山泉（2007年）在SBR 工藝處理生活污水的探討中寫到序批式生物膜法（SBR）是將生物膜與序批式活性污泥法（SBR）相結合而開發(fā)出的污水處理復合新工藝,既保留了SBR的優(yōu)點又具有生物膜法的特點。其運行方式可根據實際需要靈活操作,同時高效地脫氮、除磷和去除有機物。試驗采用SBR 處理生活污水

11、,選用特有的壁掛式軟性填料。結果表明,所形成的微生物系統(tǒng)穩(wěn)定,生物種群多樣化,生物量豐富,對城市生活污水具有較好的處理效果。鄭俊、程曉玲（2009年）在厭氧好氧交替BAF 生物除磷工藝處理生活污水研究寫到為克服傳統(tǒng)曝氣生物濾池工藝生物除磷效果差的缺點,開發(fā)了厭氧好氧交替BAF 生物除磷工藝。在厭氧好氧交替曝氣時間為12h,水力停留時間為1.4 2.9h 的條件下,考察了該工藝處理生活污水的效果。結果表明,該工藝對COD 和總磷的平均去除率分別可達91.89%和 77.89%,總磷的去除率最高可達87.92%;對總氮和氨氮的平均去除率不理想,分別只有34.7%和 41.6%。該工藝表現出良好的去

12、除COD 和除磷性能。杜桂敏 （2010 年 ） A2/O 一體化HMBR處理生活污水的試驗研究中寫到水是人類賴以生存和發(fā)展的重要資源之一, 人口增長和城市工業(yè)化發(fā)展, 造成水體污染加劇、水質不斷惡化采取各種有效措施緩減水體污染、節(jié)約用水刻不容緩。采用膜組件代替?zhèn)鹘y(tǒng)活性污泥法中二次沉淀池的膜生物反應器工藝, 在污水處理方面具有出水水質好、工藝流程短等優(yōu)點。本論文采用A2/O 一體化復合式膜生物反應器, 以生活污水為處理對象, 以污泥混合液濃度、水力停留時間和溶解氧濃度為主要控制條件, 通過三因素三水平的正交試驗, 考察了該反應器對濁度、色度、有機物、氨氮、總氮和總磷等的去除效果, 膜污染速率,

13、 以及污泥混合液濃度、水力停留時間和溶解氧濃度對該反應器處理效果和膜污染速率的影響, 以期掌握A2/O 一體化復合式膜生物反應器對生活污水的處理特性, 并探討出最優(yōu)運行參數。A2/O 一體化復合式膜生物反應器采用一體化試驗裝置, 通過膜組件來提高污染物去除效果, 并通過在缺氧區(qū)和好氧區(qū)分別投放一定比例的懸浮填料, 將懸浮活性污泥法和生物膜法相結合處理生活污水, 得到了優(yōu)于單一生長體系全好氧膜生物反應器的處理結果: 該反應器出水COD、濁度、色度平均濃度分別為17.4mg/L 、 0.77NTU、 19.54 度 , 平均去除率分別為:99.2%、 96.1 、 96.4%; 脫氮除磷效果較好,

14、 氨氮、總氮、總磷平均去除率分別為:92.1% 、 68.7%、 62.7%; 膜污染速率為0.88kPa/d; 確定A2/O 一體化復合式膜生物反應器的最佳運行條件:MLSS為 5000 7000mg/L、HRT為 15h、 DO為 1.5 2.0mg/L 。胡婷 （2011 年 ） 在 一體式A/O 生物接觸氧化法處理生活污水回用研究研究報告中指出中水回用是解決水資源短缺、保護水生生態(tài)環(huán)境和減輕水污染的有效途徑, 開展中水回用的研究具有重要意義。一體化 A/O 生物反應器兼具投資運行成本低、占地面積小、操作管理靈活等優(yōu)點, 在各類污水處理中得到廣泛應用。本論文采用一體式A/O 生物接觸氧化

15、法來處理生活污水回用, 研究其運行的最優(yōu)工藝參數, 考察系統(tǒng)污染物的降解規(guī)律及生物膜特性, 最后介紹中水回用的工程應用實例。主要結論如下: 系統(tǒng)運行17天后掛膜成功,COD和氨氮的去除率分別為95%和 85%?；亓鞅取⑵貧饬俊⑦M水有機負荷、水力停留時間、進水氨氮負荷、pH、堿度對系統(tǒng)脫碳性能影響較小, 對脫氮影響較大。孫文杰 （ 2011 年）在組合填料SBR工藝處理生活污水研究一文中寫到在序列間歇式反應器（SBR）中分別投加盾式填料和立體彈性纖維, 構成組合填料SBR反應器, 并以不投加填料的傳統(tǒng)SBR為對照, 研究了組合填料SBR工藝對生活污水中有機物和氮的去除效果。本研究分為四部分內容,

16、 一是研究和比較了三個反應器的掛膜啟動過程; 二是通過對厭氧、好氧時序的調節(jié), 確定最佳運行模式; 三是反應器運行條件研究, 研究了在不同好氧段DO、初始pH、C/N 條件下 , 組合填料SBR反應器處理生活污水的性能; 四是將微生物菌劑引入SBR反應器 , 研究投加菌劑及菌劑投加量對高濃生活污水處理效果的影響。二、畢業(yè)設計（論文）方案介紹（主要內容）2.1 項目概況隨著城市化戰(zhàn)略的快速推進以及金湖市經濟開發(fā)區(qū)內龍頭企業(yè)的增資擴容，開發(fā)區(qū)內人口的不斷增加和保護同里古鎮(zhèn)水環(huán)境的需要，金湖市經濟開發(fā)區(qū)決定在同里古鎮(zhèn)西側建設城南污水處理廠，日處理污水能力3 萬噸，采用CASS 處理工藝。二期工程實施

17、后，出水水質要求達到國家污水排放標準的一級B 標準。以較大程度地提高開發(fā)區(qū)的污水處理率，同時也有助于改善整個區(qū)域水系的水質，保護生態(tài)環(huán)境。金湖市位于江蘇省東南部，北緯30 度 45 分 36 秒 31 度 13 分 41 秒，東經120 度 21分 4 秒 53 分 59 秒。東接上海市青浦區(qū)，南連浙江省嘉興市和桐鄉(xiāng)市，西臨太湖，北靠蘇州市吳中區(qū)，東北和昆山市接壤，西南與浙江省湖州市交界。全市總面積為1176.68 平方公里。金湖經濟開發(fā)區(qū)位于市區(qū)東側和北側，北臨蘇州市區(qū)。 污水處理廠位于開發(fā)區(qū)東部，緊鄰千年古鎮(zhèn)同里。設計水質水量數據本次設計水量為3 萬 m3/d。污水進水水質：指標CODcr

18、BOD5NH3NSSPHTP單位（mg/L）30015045280694.5出水水質應符合城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準 即：（ GB189182002）一級B 標準。指標CODCrBOD5NH3 NSSPHTP單位（mg /L ） 60 20 8（ 15）20691需要經過沉沙工藝去除總懸浮物SS，經過生物脫氮除磷降低NH3 N和 TP的含量，利用生物濾池反應降低CODCr和 BOD5含量。針對所給的數據，以及國內治理生活污水工藝方法考慮，確定下以下幾種處理工藝方法，傳統(tǒng)活性污泥法、A2/O 法、 AB 法、氧化溝法、SBR 法、CASS 法進行選擇，經過比較后，最終確定處理工藝。2.2 工藝

19、方案選擇2.2.1 傳統(tǒng)活性污泥法傳統(tǒng)活性污泥法是依據廢水的自凈作用原理發(fā)展而來的。普通活性污泥系統(tǒng)主要由曝氣池，曝氣系統(tǒng)，二沉池，污泥回流系統(tǒng)和剩余污泥排放系統(tǒng)組成，其工藝流程如圖A 所示。廢水在經過沉砂、初沉等工序進行一級處理，去除了大部分懸浮物和部分BOD 后即進入曝氣池，再經過二次沉淀池，最后出水?？諝鈭D 2 傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程圖在曝氣池中水流是縱向混合的推流式。在曝氣池前端，活性污泥同剛進入的廢水相接觸，有機物濃度相對較高，即供給活性污泥微生物的食料較多，所以微生物生長一般處于生長曲線的對數生長期后期或穩(wěn)定期。由于普通活性污泥法曝氣時間比較長，當活性污泥繼續(xù)向前推進到曝氣池末端時

20、，廢水中有機物已幾乎被耗盡，污泥微生物進入內源代謝期，它的活動能力也相應減弱，因此在沉淀池中容易沉淀，出水中殘剩的有機物數量少。處于饑餓狀態(tài)的污泥回流入曝氣池后又能夠強烈吸附和氧化有機物，所以普通活性污泥法的BOD 和懸浮物去除率都很高，達到90 95%左右。2.2.2 A 2/O 法A 2/O 法即厭氧-缺氧-好氧活性污泥法。污水在流經厭氧、缺氧、好氧三個不同功能分區(qū)的過程中，在不同微生物菌群的作用下，使污水中的有機物、N 、 P 得到去除。A2/O 法是最簡單的同步除磷脫氮工藝，總水力停留時問短，在厭氧（缺氧）、 好氧交替運行的條件下可抑制絲狀菌的繁殖，克服污泥膨脹，SVI 一般小于100

21、，有利于處理后的污水與污泥分離，厭氧和缺氧段在運行中只需輕緩攪拌，運行費用低。由于厭氧、缺氧和好氧三個區(qū)域嚴格分開， 有利于不同微生物菌種的繁殖生長，因此脫氮除磷效果很好。該工藝在國內外比較廣泛，其工藝流程圖見圖3圖 3 A 2/O 工藝流程圖2.2.3 AB 法AB 法是一種生物吸附生物降解兩段活性污泥法，該法把活性污泥法分為兩段串聯，各段以不同的生物菌種形式各自的優(yōu)勢。A 段污泥負荷高達2-6kgB0D5 kgMLSS d。曝氣時間短(0.5h),泥齡短 (O.5-2d)，其微生物絕大部分是細菌(大腸桿菌群)，世代時間短，繁殖速度高(相當于每天72 個世代)，有出現生物吸附而過速降解有機物

22、的效果；B 段污泥負荷低，為 O.15-0.30kgBOD kgMLSS d。 AB 法對氮磷和有機物都有一定的去除率。AB 法工藝流程如圖4 所示。圖 4 AB 法工藝流程圖2.2.4 氧化溝法嚴格地說，氧化溝不屬于專門的生物除磷脫氮工藝。但是隨著氧化溝技術的發(fā)展，它早已超出原先的實踐范圍，出現了一系，出現了一系列除磷脫氮技術與氧化溝技術相結合的污水處理工藝流程。按照運行方式，氧化溝可以分為連續(xù)工作式、交替工作式和半交替工作式。連續(xù)工作式氧化溝，如帕斯韋爾氧化溝、卡魯塞爾氧化溝。奧貝爾氧化溝在我國應用比較多，這些氧化溝通過設置適當的缺氧段、厭氧段、好氧段都能取得較好的除磷脫氮效果。連續(xù)工作式

23、氧化溝又可分為合建式和分建式。交替工作式氧化溝一般采用合建式，多采用轉刷曝氣， 不設二沉池和污泥回流設施。交替工作式氧化溝又可分為單溝式、雙溝式和三溝式，交替式氧化溝兼有連續(xù)式氧化溝和SBR 工藝的一些特點，可以根據水量水質的變化調節(jié)轉刷的開停，既可以節(jié)約能源，又可以實現最佳的除磷脫氮效果。氧化溝具有以下特點：(1)工藝流程簡單，運行管理方便。氧化溝工藝不需要初沉池和污泥消化池。有些類型氧化溝還可以和二沉池合建，省去污泥回流系統(tǒng)。(2)運行穩(wěn)定，處理效果好。氧化溝的BOD 平均處理水平可達到95%左右。(3)能承受水量、水質的沖擊負荷，對濃度較高的工業(yè)廢水有較強的適應能力。這主要是由于氧化溝水

24、力停留時間長、泥齡長和循環(huán)稀釋水量大。(4)污泥量少、性質穩(wěn)定。由于氧化溝泥齡長。一般為20 30d，污泥在溝內已好氧穩(wěn)定，所以污泥產量少從而管理簡單，運行費用低。(5)可以除磷脫氮?？梢酝ㄟ^氧化溝中曝氣機的開關，創(chuàng)造好氧、缺氧環(huán)境達到除磷脫氮目的，脫氮效率一般80%。但要達到較高的除磷效果則需要采取另外措施。(6)基建投資省、運行費用低。和傳統(tǒng)活性污泥法工藝相比，在去除 BOD 、 去除 BOD 和 NH3-N 及去除 BOD 和脫氮三種情況下，基建費用和運行費用都有較大降低，特別是在去除BOD 和脫氮情況下更省。同時統(tǒng)計表明在規(guī)模較小的情況下，氧化溝的基建投資比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省更多。卡魯

25、塞爾氧化溝：Carrousel 原指游藝場中的循環(huán)轉椅，為一個多溝串聯系統(tǒng)，進水與活性污泥混合后沿箭頭方向在溝內不停的循環(huán)流動，采用表面機械曝氣器，每溝渠的一端各安裝一個?？拷貧馄飨掠蔚膮^(qū)段為好氧區(qū)，處于曝氣器上游和外環(huán)的區(qū)段為缺氧區(qū)，混合液交替進行好氧和缺氧，不僅提供了良好的生物脫氮條件，而且有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉淀。Orbal 氧化溝：Orbal 氧化溝即“0、 1 、 2”工藝，由內到外分別形成厭氧、缺氧、和好氧三個區(qū)域，采用轉碟曝氣。由于從內溝(好氧區(qū))到中溝(缺氧區(qū))之間沒有回流設施，所以總的脫氮效率較差。在厭氧區(qū)采用表面攪拌設備，不可避免的帶入相當數量的溶解氧，使得除磷

26、效率較差。T 型氧化溝：三溝式氧化溝屬于交替運行式氧化溝，由丹麥Kruger 公司創(chuàng)建。由三條同容積的溝槽串聯組成，兩側的池子交替作為曝氣池和沉淀池，中間的池子一直作為曝氣池。原污水交替地進入兩側的池子，處理出水則相應地從作為沉淀池的池中流出，這樣提高了曝氣轉刷的利用率（達59%左右） ，另外也有利于生物脫氮。三溝式氧化溝流程簡潔，具有生物脫氮功能，由于無專門的厭氧區(qū)，因此，生物除磷效果差，而且由于交替運行，總的容積利用率低，約為55%，設備總數量多，利用率低。2.2.5 SBR 法SBR 是序列間歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludg

27、e Process ）的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術，又稱序批式活性污泥法。與傳統(tǒng)污水處理工藝不同，SBR 技術采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式， 非穩(wěn)定生化反應替代穩(wěn)態(tài)生化反應，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，SBR 技術的核心是SBR 反應池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)。2.2.6 CASS 法CASS 法是在間歇式活性污泥法（ SBR 法）的基礎上演變而來的，它是在 CASS 反應池前部設置了生物選擇區(qū)，后部設置了可升降的自動潷水裝置。其工作過程可分為曝氣、沉淀和排水三個階段，

28、周期循環(huán)進行。污水連續(xù)進入預反應區(qū)，經過隔墻底部進入主反應區(qū)，在保證供氧的條件下，使有機物被池中的微生物降解。根據進水水質可對運行參數進行調整。CASS 工藝分預反應區(qū)和主反應區(qū)。在預反應區(qū)內，微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經歷一個高負荷的基質快速積累過程，這對進水水質、水量、Ph、害物質起到較好的緩沖作用，同時對絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應區(qū)經歷一個較低負荷的基質降解過程。CASS 工藝集反應、沉淀、排水、功能于一體，污染物的降解在時間上是一個推流過程，而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中，從而達到對污染物去除作用，同時還

29、具有較好的脫氮、除磷功能。經過模擬試驗研究，CASS 工藝已成功應用于生活污水、食品廢水、制藥廢水的治理，并取得了良好的處理效果。2.3 工藝的確定2.3.1 工藝的選取對于工程建設成本及處理效果各方面考慮，進行了篩選分別留下CASS工藝、傳統(tǒng)活性污泥法和SBR法，對三中方法做了以下優(yōu)缺點比較。2.3.2 CASS 工藝與傳統(tǒng)活性污泥法的比較建設費用低。省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流設備，建設費用可節(jié)省20 30。工藝流程簡單，污水廠主要構筑物為集水池、沉砂池、CAS曝氣池、污泥池，布局緊湊，占地面積可減少35。 （以 10 萬噸的城市污水處理廠為例：傳統(tǒng)活性污泥法的總投資約 1.5

30、億，CASS法總投資約1.1 億；傳統(tǒng)活性污泥法占地面積約為180畝，CASS法占地面積約 120 畝。 ）運行費用省。由于曝氣是周期性的，池內溶解氧的濃度也是變化的，沉淀階段和排水階段溶解氧降低，重新開始曝氣時，氧濃度梯度大，傳遞效率高，節(jié)能效果顯著，運行費用可節(jié)省1025。有機物去除率高，出水水質好，不僅能有效去除污水中有機碳源污染物，而且具有良好的脫氮除磷功能。（對城市污水，進水COD為 400mg/L 時，出水小于30mg/L 以下。 ）管理簡單，運行可靠，不易發(fā)生污泥膨脹，污水處理廠設備種類和數量較少，控制系統(tǒng)簡單，運行安全可靠。污泥產量低，性質穩(wěn)定，便于進一步處理與處置。2.3.3

31、 CASS 工藝與間隙進水的SBR或 CAST的比較 CASS反應池由預反應區(qū)和主反應區(qū)組成，預反應區(qū)控制在缺氧狀態(tài)，因此，提高了對難降解有機物的去除效果； CASS進水是連續(xù)的，因此進水管道上無電磁閥等控件元件，單個池子可獨立運行，而 SBR或 CAST進水過程是間歇的，應用中一般要2 個或 2 個以上交替使用，增加了控制系統(tǒng)的復雜程度。 CASS每個周期的排水量一般不超過池內總水量的1/3 ，而SBR則為1/2 3/4； CASS抗沖擊能力較好。 CASS比 CAST系統(tǒng)簡單，但脫氮除磷效果不如后者。經過各工藝之間的優(yōu)缺點比較，以及對本設計方案可行性研究分析得出，確定了將CASS工藝作為本

32、項目的處理工藝。2.4 CASS 工藝詳細介紹2.4.1 CASS 工藝流程圖：2.4.2 CASS 結構與原理CASS基本結構是：在序批式活性污泥法（SBR）的基礎上，反應池沿池長方向設計為兩前部為生物選擇區(qū)也稱預反應區(qū)，后部為主反應區(qū)，其主反應區(qū)后部安裝了可升降的整個工藝的曝氣、沉淀、排水等過程在同一池子內周期循環(huán)運行，省去了常CASS原理：在預反應區(qū)內，微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可PH和有毒有害CASS工藝集反應、沉淀、排水、功能于污染物的降解在時間上是一個推流過程，而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變CASS法工作原理圖：后部設置了可升降的自動潷水裝置。其工作過

33、程可分為在保證供氧的條件下，使有機物被池中的微生物降解。根據進水水質可對運2.4.3 操作周期的四個階段(1) 曝氣階段由曝氣裝置向反應池內充氧，此時有機污染物被微生物氧化分解，同時污水中的NH3-NNO3-N。(2) . 沉淀階段此時停止曝氣，微生物利用水中剩余的DO進行氧化分解。反應池逐漸由好氧狀態(tài)向缺(3) 潷水階段沉淀結束后，置于反應池末端的潷水器開始工作，自上而下逐漸排出上清液。此時反應(4) 閑置階段閑置階段即是潷水器上升到原始位置階段。2.4.4 CASS 工藝的主要技術特征(1) 連續(xù)進水，間斷排水CASS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)

34、的，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 工藝的應用領域。雖然 CASS 工藝設計時均考慮為連續(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。(2) 運行上的時序性CASS 反應池通常按曝氣、沉淀、排水和閑置四個階段根據時間依次進行。(3) 運行過程的非穩(wěn)態(tài)性每個工作周期內排水開始時CASS 池內液位最高，排水結束時，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、排放標準及生物降解的難易程度等有關。反應池內混合液體積和基質濃度均是變化的，基質降解是非穩(wěn)態(tài)的。(4) 溶解氧周期性變化，濃度梯度高CASS 在反應階段是曝氣的

35、，微生物處于好氧狀態(tài)，在沉淀和排水階段不曝氣，微生物處于缺氧甚至厭氧狀態(tài)。因此， 反應池中溶解氧是周期性變化的，氧濃度梯度大、轉移效率高， 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。實踐證實對同樣的曝氣設備而言，CASS 工藝與傳統(tǒng)活性污泥法相比有較高的氧利用率。2.4.5 CASS 工藝的主要優(yōu)點(1) 工藝流程簡單，占地面積小，投資較低CASS 的核心構筑物為反應池，沒有二沉池及污泥回流設備，一般情況下不設調節(jié)池及初沉池。因此，污水處理設施布置緊湊、占地省、投資低。(2) 生化反應推動力大CASS 工藝從污染物的降解過程來看，當污水以相對較低的水量連續(xù)進入CASS 池時即被

36、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 工藝開始曝氣到排水結束整個周期來看，基質濃度由高到低，濃度梯度從高到低，基質利用速率由大到小，因此，CASS 工藝屬理想的時間順序上的推流式反應器，生化反應推動力較大。(3) 沉淀效果好CASS 工藝在沉淀階段幾乎整個反應池均起沉淀作用，沉淀階段的表面負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96%的情況，只要將沉淀階段的

37、時間稍作延長，系統(tǒng)運行不受影響。(4) 運行靈活，抗沖擊能力強CASS 工藝在設計時已考慮流量變化的因素，能確保污水在系統(tǒng)內停留預定的處理時間后經沉淀排放，特別是 CASS 工藝可以通過調節(jié)運行周期來適應進水量和水質的變比。當進水濃度較高時，也可通過延長曝氣時間實現達標排放，達到抗沖擊負荷的目的。在暴雨時，可經受平常平均流量6 信的高峰流量沖擊，而不需要獨立的調節(jié)地。多年運行資料表明，在流量沖擊和有機負荷沖擊超過設計值2 3 信時，處理效果仍然令人滿意。而傳統(tǒng)處理工藝雖然已設有輔助的流量平衡調節(jié)設施，但還很可能因水力負荷變化導致活性污泥流失，嚴重影響排水質量。當強化脫氮除磷功能時，CASS 工

38、藝可通過調整工作周期及控制反應池的溶解氧水平，提高脫氮除磷的效果。所以，通過運行方式的調整，可以達到不同的處理水質。(5) 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，使出水水質變差，嚴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，但由于膠團細菌比增殖速率較

39、大，其增殖量也較大， 從而較絲狀菌占優(yōu)勢。而CASS 反應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)出菌膠團細菌，使其成為曝氣池中的優(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。(6) 適用范圍廣，適合分期建設CASS 工藝可應用于大型、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)進水的設計和運行方式，一方面便于與前處理構筑物相匹配，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 反應池設計成多池模塊組合式，單池可獨立運行。當處理水量小于設計值時，可以在反應地的低水位運行或投入部分反

40、應池運行等多種靈活操作方式；由于 CASS 系統(tǒng)的主要核心構筑物是CASS 反應池， 如果處理水量增加，超過設計水量不能滿足處理要求時，可同樣復制CASS 反應池， 因此 CASS 法污水處理廠的建設可隨企業(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。(7) 剩余污泥量小，性質穩(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，產生的剩余污泥少。去除1.0kgBOD 產生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 10mgO 2/g ML

41、SS h 以下，一般不需要再經穩(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 ，必須經穩(wěn)定化后才能處置。2.4.6 CASS 設計中應注意的問題(1) 水量平衡工業(yè)廢水和生活污水的排放通常是不均勻的，如何充分發(fā)揮CASS 反應池的作用，與選擇的設計流量關系很大，如果設計流量不合適，進水高峰時水位會超過上限，進水量小時反應池不能充分利用。當水量波動較大時，應考慮設置調節(jié)池。(2) 控制方式的選擇CASS 工藝的日益廣泛應用，得益于自動化技術發(fā)展及在污水處理工程中的應用。CASS工藝的特點是程序工作制，可根據進水及出水水質變化來調整工作程序，

42、保證出水效果。整套控制系統(tǒng)可采用現場可編程控制(PLC)與微機集中控制相結合，同時為了保證CASS工藝的正常運行，所有設備采用手動/自動兩種操作方式，后者便于手動調試和自控系統(tǒng)故障時使用，前者供日常工作使用。(3) 曝氣方式的選擇CASS 工藝可選擇多種曝氣方式，但在選擇曝氣頭時要盡量采用不堵塞的曝氣形式，如穿孔管、水下曝氣機、傘式曝氣器、螺旋曝氣器等。采用微孔曝氣時應采用強度高的橡膠曝氣盤或管，當停止曝氣時，微孔閉合，曝氣時開啟，不易造成微孔堵塞。此外，由于CASS工藝自身的特點，選用水下曝氣機還可根據其運行周期和DO 等情況適當開啟不同的臺數，達到在滿足廢水要求的前提下節(jié)約能耗的目的。(4) 排水方式的選擇CASS 工藝的排水要求與SBR 相同，目前，常用的設備為旋轉式撇水機，其優(yōu)點是排水均勻、排水量可調節(jié)、對底部污泥干擾小，又能防止水面漂浮物隨水排出。CASS 工藝沉淀結束需及時將上清液排出，排水時應盡可能均勻排出，不能擾動沉淀在池底的污泥層，同時，還應防止水面的漂浮物隨水流排出，影響出水水質。目前，常見的排水方式有固定式排水裝置如沿水池不同深度設置出水管，從上到下依次開啟，優(yōu)點是排水設備簡單、投資少，缺點是開啟閥門多、排水管中會積存部分污泥，造成初期出水水質差。浮動式排水裝