CASS工藝脫氮除磷改造工程(共6頁)

1、CASS工藝脫氮除磷改造工程摘要：在原CASS工藝設計中，生物池主要分為生物選擇器和主反應區(qū)，工藝運行周期為進水1小時、曝氣1小時、沉淀1小時、潷水1小時，該工藝運行情況下出水TN、TP無法達到城鎮(zhèn)排水標準，脫氮除磷效果不理想。為了進一步的進行脫氮除磷，利用小試SBR裝置對工藝進行模擬，運行周期進行調(diào)整為6小時，進水50分鐘后開始攪拌，攪拌1小時，曝氣2.25h，沉淀0.5h，排水1.5h。模擬結(jié)果顯示改造后出水可以穩(wěn)定達到出水標準。關鍵詞：CASS工藝；脫氮除磷；改造；模擬；Abstract: in the original CASS process design, the main poo

2、l is divided into biological selector and the main reaction zone, the process cycle for 1 hour, 1 hour aeration, the water precipitation for 1 hour, decantation water for 1 hour, the process operation conditions effluent TN, TP cannot reach town drainage standard, denitrification and phosphorus remo

3、val effect is not ideal. Utilizes the denitrification and phosphorus removal, in order to further test in SBR device for simulating technology, and to adjust the operation cycle for six hours, 50 minutes after the water mixing, stirring for 1 hour, 2.25 h aeration, precipitation 0.5 h, drainage of 1

4、.5 h. Simulation results show that the modified water can achieve stable effluent standards.Key words: CASS process; Nitrogen and phosphorus; Transformation; Simulation;前言CASS工藝全稱為循環(huán)式活性污泥法（cyclic activated sludge system）與序批式反應器相比，增加了預反應區(qū)，設計更優(yōu)化合理的生物反應器。該工藝將主反應區(qū)中部分剩余污泥回流至選擇器中，實現(xiàn)了連續(xù)進水。CASS(Cyclic Activ

5、ated Sludge System)是在SBR的基礎上發(fā)展起來的，即在SBR池內(nèi)進水端增加了一個生物選擇器，實現(xiàn)了連續(xù)進水(沉淀期、排水期仍連續(xù)進水)，間歇排水。設置生物選擇器的主要目的是使系統(tǒng)選擇出絮凝性細菌，其容積約占整個池子的10%。生物選擇器的工藝過程遵循活性污泥的基質(zhì)積累-再生理論，使活性污泥在選擇器中經(jīng)歷一個高負荷的吸附階段(基質(zhì)積累)，隨后在主反應區(qū)經(jīng)歷一個較低負荷的基質(zhì)降解階段，以完成整個基質(zhì)降解的全過程和污泥再生。1工程概述由于原系統(tǒng)CASS設計存缺陷，系統(tǒng)脫氮除磷效果不理想，為了保證污水處理廠出水水質(zhì)中總氮達到一級A標準，需要對原有生化系統(tǒng)進行改造，并需增加反硝化段，以進

6、一步提高系統(tǒng)脫氮效率。2 CASS工藝改造與實驗結(jié)果2.1cass工藝改造為了保證污水處理廠出水水質(zhì)中總氮達到一級A標準，需要對原有生化系統(tǒng)進行改造，并需增加反硝化段，以進一步提高系統(tǒng)脫氮效率。對生物池改造如下：在生物池曝氣段增加攪拌器，取消厭氧區(qū)，改為好氧區(qū)，增加盤式曝氣器，取消原有的污泥回流系統(tǒng)，增加潷水深度。結(jié)合對朱磚井污水處理廠生化系統(tǒng)除磷脫氮的研究成果，本工程設計在不減少處理水量的前提下，通過改變每個周期的運行時間，由原設計的每周期4h改為6小時，其中進水1.25h，進水45分鐘之后開始攪拌，攪拌共1h，曝氣2.25h，沉淀0.5h，排水1.5h。2.2實驗內(nèi)容進水50分鐘（未達到進

7、水水位的繼續(xù)進水，下階段操作正常進行），攪拌60分鐘（分別在2#和3#生物池實驗高速和低速推流攪拌器），之后開始曝氣，曝氣時間是120到150分鐘之間，通過主反應器水體中的溶解氧控制曝氣時間，曝氣之后沉淀30到60分鐘，之后排水60分鐘。一個水處理周期是4個小時，按進水水量控制閑置時間。實驗裝置是直接利用CASS池進行生產(chǎn)性對比試驗。簡圖如下1-1：本CASS反應器構(gòu)筑物參數(shù)不改變，運行參數(shù)進行調(diào)整，本設計選擇的方案為：將CASS生物池前厭氧區(qū)取消，改為好氧區(qū)，同時改變CASS池運行時間，增加缺氧攪拌時間，此過程的主要目的增加氨化作用的效果。在此調(diào)整下本反應器變成了完全混合型反應器，因此會降低

8、生物反應速率，因此設計曝氣時間為3小時，為了彌補時間上的浪費，改造計劃使用不完全沉淀即開始潷水的設計并考慮排水后期邊排水邊進水。本實驗預計達到的效果是提高TN去除率，提高硝化效率，降低能耗，但是會略微減少處理水量。本次改造在不改變構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)，不需施工的情況下提高出水水質(zhì)具有很高的與應用價值和經(jīng)濟價值。2.3實驗結(jié)果處理及分析2.3.1實驗水質(zhì)分析及取樣方法該水廠實際進水為生活污水，其綜合水質(zhì)范圍（mgL-1）：COD 250420、BOD5 130230、NH4+-N 1845、TP 47、SS 150340、pH 6.88.5，實際進水中COD/TN約為7:1，COD/TP約為53:1，可見

9、原水中碳源不夠充足，理論上難以較好地滿足工藝脫氮除磷需求。但設計考慮不投加碳源進行試驗。單池出水指標均為排水0.5h左右在潷水器旁邊耳池取樣，缺氧攪拌結(jié)束后水樣是在池中沿池長等距離取三處泥水混合樣混合沉淀過濾后上清液測定。2.3.2實驗結(jié)果分析（1）進出水氨氮去除結(jié)果圖2-1是對實驗期內(nèi)進出水的NH3-N數(shù)據(jù)的匯總圖，圖中系列一表示的是進水中所含NH3-N，系列二是實驗對比池出水中NH3-N的含量，系列三對應的是實驗池出水的NH3-N的含量。對比池使用的是原工藝，由圖可知使用原工藝處理出水中NH3-N已達到一級B的標準，但是離一級A標準還有一些差距。系列二中是實驗池使用改進工藝后的出水NH3-

10、N數(shù)據(jù)，由圖可知使用改進工藝之后出水中的NH3-N已經(jīng)達到城鎮(zhèn)污水處理一級A的排放標準，出水NH3-N低于5mg/L。圖2-1 進出水氨氮對比曲線圖2-2 氨氮去除率曲線圖2-2是使用改進工藝后的CASS池的出水的氨氮去除率曲線圖。樣品22的氨氮去除率最高是99.97%（進出水氨氮比較俺不考慮氨化作用的影響），樣品6的氨氮去除率最低是83.42%，在工藝改造設計中氨氮的去除率是83.33%（設計進水氨氮30mg/L,出水氨氮5mg/L），工藝改造在氨氮的去除率和出水標準上都完全符合要求。（2）進出水TN和硝態(tài)氮對比分析結(jié)果圖2-3是對比池和實驗池的出水NO3-N比較曲線圖，由圖中曲線可以看出工

11、藝改造后的出水中NO3-N濃度低于原工藝出水的NO3-N濃度，改造前出水NO3-N平均水平大約是12.5mg/L，改進工藝實驗池出水的NO3-N平均水平大約是8.5mg/L。以上說句說明改造后的工藝的反硝化作用比較充足，這和改造計劃的本意是符合的，在進水階段增加攪拌階段是主要目的為了促進本工藝水處理過程中的前置反硝化作用加強脫氮效果。圖2-4是進出水中TN的對比圖，由于該水廠處理的是城鎮(zhèn)污水，因此水體中TN濃度較高，要高于設計進水TN濃度，平均值接近50mg/L。圖上可以清楚的看出在出水TN濃度上，實驗池的水質(zhì)要比對比池的水質(zhì)好（編號1和編號25的數(shù)據(jù)屬于進水異常，沒有太大的參考意義）。對比池

12、的出水TN濃度在18mg/L-19mg/L之間，低于城鎮(zhèn)污水排放一級B標準的20mg/L，但是忍讓打不到一級A排放標準。實驗期間實驗池的出水TN濃度平均值為14.90mg/L，城鎮(zhèn)污水排放一級A標準的TN要求是達到15mg/L。綜上可知本次試驗計劃的脫氮部分完全達到要求能實現(xiàn)一級A的排放標準。圖2-3 出水NO3-N濃度對比曲線圖圖2-4進出水TN對比曲線圖圖2-5 TN去除率對比曲線圖圖2-5是本次實驗的TN去除率和設計去除率對比圖，在改造計劃中設計TN去除率為63.3%（設計進水TN45mg/L,出水TN15mg/L），由圖知在改造前的原處理工藝中出水TN的去除率平均水平在63%左右，改造

13、后的工藝中出水TN的去除率平均水平為70%.因此改造后的工藝對脫氮效果的改善比較明顯，能提高7%左右的TN去除率，并使TN達到一級A排放標準。（3）進出水磷結(jié)果對比分析圖2-6是試驗期內(nèi)進出水的磷酸鹽濃度對比曲線圖，圖中明確表示進出水中的磷酸鹽的濃度，在原設計工藝下運行處理的出水中磷酸鹽的濃度在2mg/L左右，出水磷酸鹽濃度不穩(wěn)定，受排泥影響較明顯。實驗池出水中磷酸鹽的濃度低于1.5mg/L達到一級B的排放標準，低于改造計劃的除磷預期2mg/L。在過程樣的試驗中將研究攪拌階段的釋磷過程。圖2-7是原工藝狀態(tài)下的設計出水、實際出水和實驗池出水的TP的去除率比較曲線。在原設計和改造計劃設計水質(zhì)中T

14、P的修正值6.0mg/L，以此為基礎以磷酸鹽計出水中TP來計算該工藝的TP去除率。在原工藝處理下出水的TP去除率超過65%左右，改造計劃實驗池的吹水TP去除率超過75%，比改造前的去除率提高了是個百分點，并且完全符合改造計劃中的預期要求。圖2-6進出水中磷酸鹽對比曲線圖圖2-7 出水TP去除率對比曲線（以磷酸鹽計）（4）新增反硝化和釋磷過程結(jié)果分析過程樣研主要研究的是攪拌階段的釋磷過程和反硝化過程。圖2-8過程樣釋磷過程折線圖圖2-8反應的是在兩次過程樣測定實驗中的磷酸鹽濃，分別取實驗池進水開始0分鐘、10分鐘、30分鐘、60分鐘、90分鐘、120分鐘的水樣進行測定，水樣現(xiàn)取現(xiàn)過濾密封裝在取樣

15、瓶中。在改造工藝中進水和攪拌階段共有2小時，過程樣研究的就是在缺氧階段的釋磷和反硝化過程。由圖看出改造工藝后水體中磷酸鹽濃度為5-6mg/L，由于排水階段將排出三分之一的水體，剩下的三分之二部分存水將會和新進污水混合，起到對污水的稀釋作用。進水的TP（主要部分為磷酸鹽，本處假設全部為磷酸鹽）為6mg/L,存水的磷酸鹽濃度由圖2-6可知為1.5mg/L，則在生物釋磷之前進滿水時水體中的磷酸鹽濃度為3.3mg/L，而對應的此時水中實際的磷酸鹽濃度為4-5mg/L，以上說明在進水攪拌階段釋磷過程確實發(fā)生并且有比較明顯的效果。圖2-9過程樣硝態(tài)氮濃度曲線圖2-9表示的是在進水和攪拌階段的水體中硝態(tài)氮的濃度曲線。在進水開始階段硝態(tài)氮濃度最高有9mg/L，這時的硝態(tài)氮濃度是上階段出水的濃度，隨著在進水階段和攪拌階段的反硝化作用的進行，水中的硝態(tài)氮濃度逐漸降低，攪拌結(jié)束后反硝化作用基本停止，然后在曝氣階段新進水體中的氨氮進行硝化作用，水中的硝態(tài)氮被存水稀釋。該處CASS工藝的除氮主要靠以上模式的前置反硝化作用和稀釋作用來降低出水中的硝態(tài)氮。實驗結(jié)果證明改