處理工藝的優(yōu)選
3.2.1 常規(guī)活性污泥法和氧化溝、SBR工藝的比較
常規(guī)活性污泥法適用于中等負(fù)荷的大型污水處理廠。
氧化溝法、SBR法的基建費(fèi)用低，運(yùn)行費(fèi)較高。規(guī)模越小，氧化溝、SBR的總處理費(fèi)用越低。因此，對(duì)于中小型污水處理廠而言，氧化溝、SBR在經(jīng)濟(jì)上有益。
氧化溝、SBR工藝一般不設(shè)初沉池和污泥消化池，處理單元比常規(guī)活性污泥法少50%以上，操作管理簡(jiǎn)化；且設(shè)備國(guó)產(chǎn)化程度高，價(jià)格低。
3.2.2 氧化溝、SBR工藝的比較
基建費(fèi)用：SBR是合建式。地價(jià)高有利于SBR。
運(yùn)行費(fèi)用及曝氣方式而言，氧化溝采用機(jī)械式，SBR通常用鼓風(fēng)機(jī)式，后者比前者省電；SBR工藝是變水位運(yùn)行，增大了揚(yáng)程，因而電耗要比氧化溝工藝小一些，運(yùn)行費(fèi)用也要低一些。
SBR工藝的自控要求較高。
就出水水質(zhì)而言，氧化溝是動(dòng)態(tài)沉淀，SBR是靜態(tài)沉淀，后者沉淀效率更高，出水水質(zhì)更好。
但SBR工藝也有一些缺陷。如下：
①連續(xù)進(jìn)水時(shí)，對(duì)于單一SBR反應(yīng)器需要較大的調(diào)節(jié)池。②對(duì)于多個(gè)SBR反應(yīng)器，其進(jìn)水和排水的閥門自動(dòng)切換頻繁。③無(wú)法達(dá)到大型污水處理項(xiàng)目之連續(xù)進(jìn)水、出水的要求。④設(shè)備的閑置率較高。⑤污水提升水頭損失較大。⑥如果需要后處理，則需要較大容積的調(diào)節(jié)池。
3.2.3 最終工藝的確定
工藝的選擇和設(shè)計(jì)應(yīng)滿足一下原則
（1）結(jié)合污水處理站接納污水水質(zhì)水量的實(shí)際情況，選擇處理構(gòu)筑物形式和設(shè)計(jì)參數(shù)，確保污水處理系統(tǒng)在運(yùn)行中具有較大的靈活性和調(diào)整余地，以適應(yīng)水質(zhì)水量的變化。
（2）處理系統(tǒng)采用經(jīng)工程實(shí)踐證明是行之有效、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益明顯、適應(yīng)性強(qiáng)、管理簡(jiǎn)單、效果穩(wěn)定的型式，充分保證處理后出水達(dá)標(biāo)排放。
（3）污水和污泥處理設(shè)備選用新材料、低能耗、高效率、易維護(hù)、性能價(jià)格比好的產(chǎn)品。
（4）控制管理按處理工藝過(guò)程要求盡量考慮自控，降低運(yùn)行操作的勞動(dòng)強(qiáng)度，使污水處理站運(yùn)行可靠、維護(hù)方便，提高污水處理站運(yùn)行管理水平。
（5）充分利用現(xiàn)有條件，因地制宜節(jié)約占地和減少工程投資。
3.3 CASS工藝
3.3.1概述
循環(huán)式活性污泥法（Cyclic Activated Sludge System，簡(jiǎn)稱CASS）是在SBR基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型污水處理工藝。該工藝最早是在美國(guó)森維柔廢水處理公司于1975年研究成功并推廣應(yīng)用的廢水處理新技術(shù)專利。CASS工藝集曝氣與沉淀于一池內(nèi)，取消了常規(guī)活性污泥的初沉池和二沉池。它是在CASS反應(yīng)池前部設(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。工作過(guò)程分為曝氣、沉淀和排水三個(gè)階段，周期循環(huán)進(jìn)行。運(yùn)行中可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)控制運(yùn)行參數(shù)，如有機(jī)負(fù)荷、工作周期、水力停留時(shí)間等，通過(guò)調(diào)整這些參數(shù)使污水處理廠在滿足出水水質(zhì)要求的條件下降低運(yùn)行成本。
CASS工藝分預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。在預(yù)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和有毒有害物質(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。
3.3.2 CASS工藝的優(yōu)點(diǎn)
（1）工藝流程簡(jiǎn)單，占地面積小，投資較低
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。 
（2）生化反應(yīng)推動(dòng)力大
在完全混合式連續(xù)流曝氣池中的底物濃度等于二沉池出水底物濃度，底物流入曝氣池的速率即為底物降解速率。根據(jù)生化動(dòng)力反應(yīng)學(xué)原理，由于曝氣池中的底物濃度很低，其生化反應(yīng)推動(dòng)力也很小，反應(yīng)速率和有機(jī)物去除效率都比較低；在理想的推流式曝氣池中，污污水與回流污泥形成的混合流從池首端進(jìn)入，成推流狀態(tài)沿曝氣池流動(dòng)，至池末端流出。作為生化反應(yīng)推動(dòng)力的底物濃度，從進(jìn)水的最高濃度逐漸降解至出水時(shí)的最低濃度，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程底物濃度沒(méi)被稀釋，盡可能地保持了較大推動(dòng)力。此間在曝氣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(guò)程來(lái)看，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(kāi)始曝氣到排水結(jié)束整個(gè)周期來(lái)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(shí)間順序上的推流式反應(yīng)器，生化反應(yīng)推動(dòng)力較大。 
（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)和工程中曾遇到SV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。 
（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)水量和水質(zhì)的變化。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)?？山?jīng)受平常平均流量6倍的高峰流量沖擊，而不需要獨(dú)立的調(diào)節(jié)池。多年運(yùn)行資料表明。在流量沖擊和有機(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)，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，提高脫氮除磷的效果。所以，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)。 
（5）不易發(fā)生污泥膨脹
污泥膨脹是活性污泥法運(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，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是污水處理廠設(shè)計(jì)中必須考慮的問(wèn)題。由于絲狀茵的比表面積比茵膠團(tuán)大，因此，有利于攝取低濃度底物，但一般絲狀茵的比增殖速率比非絲狀茵小，在高底物濃度下茵膠團(tuán)和絲狀茵都以較大速率降解物與增殖，但由于膠團(tuán)細(xì)菌比增殖速率較大，其增殖量也較大，從而較絲狀茵占優(yōu)勢(shì)。而CASS反應(yīng)池中存在著較大的濃度遞度，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)出茵膠團(tuán)細(xì)菌，使其成為曝氣池中的優(yōu)勢(shì)茵屬，有效地抑制絲狀茵的生長(zhǎng)和繁殖，克服污泥膨脹，從而提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。 
（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(jìn)水的設(shè)計(jì)和運(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)池的低水位運(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，它的階段建造和擴(kuò)建較傳統(tǒng)活性污泥法簡(jiǎn)單得多。 
（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l(wèi)0mgO2/gMISS·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/gMLSS·h，必須經(jīng)穩(wěn)定化后才能處置。

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