CASS工藝介紹PPT課件

1、 目錄CASS工藝簡介CASS工藝結構與原理CASS工藝流程CASS工藝技術特征CASS工藝的優(yōu)缺點CASS工藝的經(jīng)濟性CASS工藝的注意事項CASS工藝國內應用現(xiàn)狀第1頁/共44頁 CASS工藝簡介 1969年，戈恩森（Goronszy）教授從連續(xù)進水間歇運行的氧化溝工藝入手，進行可變容積活性污泥法的研究和開發(fā)，1975年將連續(xù)進水間歇運行的工藝應用于矩形鼓風曝氣池，并由美國川森維柔公司申請專利并推廣應用，1978年將生物選擇器和SBR工藝有機結合，成功開發(fā)出CASS工藝。 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

2、降的自動潷水裝置。其工作過程可分為曝氣、沉淀、排水和閑置4個階段，周期循環(huán)進行。污水連續(xù)進入預反應區(qū)，經(jīng)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(jù)進水水質可對運行參數(shù)進行調整。 CASS工藝分為預反應區(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(jīng)歷一個高負荷第2頁/共44頁 CASS工藝簡介 的基質快速積累過程，這對進水水質、水量、PH值和有毒有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(jīng)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

3、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，同時還具有較好的脫氮、除磷功能。經(jīng)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。第3頁/共44頁研究思路與方法The research ideas and methodsCASS工藝結構與原理壹第4頁/共44頁 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部分，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自動潷水裝置。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)

4、運行，省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流系統(tǒng)；同時可連續(xù)進水，間斷排水。第5頁/共44頁 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(jīng)歷一個高負荷的基質快速積累過程，這對進水水質、水量、PH和有毒有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(jīng)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，同時還具有較好的脫氮、除磷功能。第6頁/共44頁 在反應器的前部設置了生物選擇區(qū)，后部設

5、置了可升降的自動潷水裝置。其工作過程可分為曝氣、沉淀、潷水、閑置四個階段，周期循環(huán)進行。污水連續(xù)進入預反應區(qū)，經(jīng)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(jù)進水水質可對運行參數(shù)進行調整。第7頁/共44頁第8頁/共44頁CASS工作的4個階段貳第9頁/共44頁 曝氣階段。邊進水邊曝氣，同時活性污泥從主反應區(qū)回流至生物選擇區(qū)，回流量為污水量的2030%。液位由設計最低液位逐漸上升至設計最高液位，有效容積逐漸增加（變容積運行）。由曝氣裝置向反應池內充氧，一方面滿足好氧微生物對氧的需要，另一方面有利于活性污泥與 有機物的混合與接觸，從而使有機、污染物被微生物氧化分解，同

6、時污水中的NH3-N通過微生物的硝化作用轉化為NO3-N。第10頁/共44頁 此階段停止曝氣，其主要作用是澄清上清液和濃縮污泥。微生物利用水中剩余的DO進行氧化分解。隨著溶解氧含量的降低，反應池逐漸由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉化，開始進行反硝化反應?；钚晕勰嘀饾u沉到池底，上層水變清。 由于沉淀初期，前一階段曝氣所產(chǎn)生的攪拌作用使污泥發(fā)生絮凝作用，隨后以區(qū)域沉降的形式沉降，因此，即使在該階段不停止進水，依然能獲得良好的沉淀效果。當混合液的污泥濃度為3500mg/L5000mg/L，沉淀后污泥濃度可達15000mg/L左右。第11頁/共44頁 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

7、上清液。排水設施采用移動式自動排水裝置潷水器，它是整個CASS工藝中的最關鍵設備之一。潷水器在沉淀結束時，根據(jù)指令開始工作，沿設定的軌道以較高的速度降到水面，在與水面接觸后，潷水裝置的下降速度即轉換到正常潷水下降速度，當潷水裝置下降到最低水位，潷水結束即迅速返回到初始狀態(tài)。潷水器的前部設有擋渣板，可以避免將水面可能存在的浮渣（混）隨出水一起排出。潷水器設在池子末端，由電動機驅動，由系統(tǒng)設定的程序計算，變頻調節(jié)上升或下降速度。在此階段，污泥回流仍然進行。此時反應池逐漸過渡到厭氧狀態(tài)繼續(xù)反硝化。第12頁/共44頁第13頁/共44頁 閑置階段即是潷水器上升到原始位置階段。閑置階段設置的主要目的是在本

8、周期結束轉向下個周期前，為反應池提供時間以完成它的整個周期。在此期間，使微生物通過內源呼吸作用恢復其活性，為下個周期創(chuàng)造良好的初始條件。經(jīng)過閑置期后的活性污泥處于一種營養(yǎng)物的饑餓狀態(tài)，單位重量的活性污泥具有很大的吸附表面積，因此，一旦進入下個運行周期的進水期時，活性污泥便可充分發(fā)揮其較強的吸附能力，有效地除掉污染物。閑置階段，污泥回流照常進行。第14頁/共44頁CASS工藝技術特征叁第15頁/共44頁 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)的，CASS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

9、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。第16頁/共44頁 CASS反應池通常按曝氣、沉淀、排水和閑置四個階段根據(jù)時間依次進行。 沉淀沉淀曝氣曝氣閑置閑置排水排水第17頁/共44頁 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。第18頁/共44頁 CASS在反應階段是曝氣的，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

10、、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。第19頁/共44頁CASS工藝優(yōu)缺點肆第20頁/共44頁CASS的核心構筑物為反應池，設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。第21頁/共44頁 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，

11、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。第22頁/共44頁 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90%的情況，只要將沉淀階段的時間稍作延長，系統(tǒng)運行不受影響。第23頁/共44頁 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(jīng)沉淀排放，特別是CASS工藝可以通過

12、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(xiàn)達標排放，達到抗沖擊負荷的目的。在暴雨時，可經(jīng)受平常平均流量6倍的高峰流量沖擊，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23倍時，處理效果仍然令人滿意。第24頁/共44頁 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要求。第25頁/共44頁 污泥膨脹是活性污泥法運行過程中常遇到

13、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。而CASS工藝不易發(fā)生污泥膨脹，可以節(jié)省消除污泥膨脹問題的時間。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。第26頁/共44頁 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

14、地的低水位運行或投入部分反應池運行等多種靈活操作方式；第27頁/共44頁 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。第28頁/共44頁 第29頁/共44頁(1) 曝氣時，污水和污泥處于完全理想混合狀態(tài)，保證了BOD、COD的去除率，去除率高達95%。(2)“好氧-缺氧”及“好氧-厭氧”的反復運行模式強化了磷的吸收和硝化-反硝化作用，使氮、磷去除率達80%以上，保證了出水指標合格。(3) 沉淀時，整個CCAS反應池處于

15、完全理想沉淀狀態(tài)，使出水懸浮物(SS)極低，低的SS值也保證了磷的去除效果。第30頁/共44頁 與SBR池相比，SBR的進水過程是間歇的，應用中一般要2個或2個以上池子交替使用，而CASS法單池即可做到連續(xù)進水。CASS法每個周期的排水量一般不超過池內總水量的1/3，而SBR為3/4，所以CASS法比SBR法的抗沖擊能力更好。第31頁/共44頁 CASS工藝固然具有一系列的優(yōu)點，但是同樣存在一些不足之處。1. 微生物種群間的復雜關系有待進一步研究， CASS系統(tǒng)的微生物種群結構與常規(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

16、復雜的生存競爭和生態(tài)平衡關系尚不甚了解，CASS工藝理論只是從工藝過程進行一些分析探討，而理清微生物種群之間的關系對CASS工藝的優(yōu)化運行是大有好處的。2. 生物脫氮除磷效率難以提高 在運行的過程中，由于硝化反應的不完全和反硝化的不徹底，脫氮的效率難以提高，而除磷過程又受到回流混合液中硝態(tài)氮的影響，除磷不完全第32頁/共44頁3. 控制方式有待提升 目前CASS的控制基本以時序控制為主，但是污水水質并非固定不變的，所以以在線監(jiān)測的污水水質為指標控制更為合適。 第33頁/共44頁CASS工藝經(jīng)濟性伍第34頁/共44頁實踐證明，CASS工藝日處理水量小則幾百立方米，大則幾十萬立方米，只要設計合理，

17、與其它方法相比具有一定的經(jīng)濟優(yōu)勢。它比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省投資20%-30%，節(jié)省土地30%以上。當需采用多種工藝串聯(lián)使用時，如在CASS工藝后有其它處理工藝時，通常要增加中間水池和提升設備,將影響整體的經(jīng)濟優(yōu)勢，此時，要進行詳細的技術經(jīng)濟比較，以確定采用CASS工藝還是其它好氧處理工藝。 5.2、由于CASS工藝的曝氣是間斷的，利于氧的轉移，曝氣時間還可根據(jù)水質、水量變化靈活調整，均為降低運行成本創(chuàng)造了條件。總體而言，CASS工藝的運行費用比傳統(tǒng)活性污泥法稍低。第35頁/共44頁 CASS法的特點與SBR相比，CASS法的優(yōu)點是-其反應池由預反應區(qū)和主反應區(qū)組成，因此，對難降解有機物的去除效果

18、更好。進水過程是連續(xù)的，因此，進水管道上無需電磁閥等控制元件，節(jié)約了一部分設備成本。第36頁/共44頁CASS注意事項陸第37頁/共44頁6.1 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。6.2 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(jù)進水及出水水質變化來調整工作程序，保證出水效果。整套控制系統(tǒng)可采用現(xiàn)場可編程控制（PLC）與微機

19、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。第38頁/共44頁6.3 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(jù)其運行周期和DO等情況適當開啟不同的臺數(shù)，達到在滿足廢水要求的前提下節(jié)約能耗的目的。6.4 排水方式的選擇 CASS工藝的排水要求與SBR相同，當前，常用的設備為旋轉式撇水機，其優(yōu)點是排水均