CASS工藝處理城鎮(zhèn)污水

1、CASS工藝處理城鎮(zhèn)污水摘要：連江縣污水處理廠采用以循環(huán)式活性淤泥法（簡稱CASS工藝）處理城鎮(zhèn)生活污水，其運(yùn)行過程包括曝氣、沉淀、潷水和閑置等四階段，處理包括工業(yè)廢水在內(nèi)的城市污水。通過四年時間的生產(chǎn)運(yùn)行，結(jié)果表明：連江縣污水處理廠采用循環(huán)式活性淤泥法（CASS工藝）處理城鎮(zhèn)生活，具有污水出水水質(zhì)穩(wěn)定、處理效率高、節(jié)能降耗且有很好的脫氮除磷效果等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：CASS工藝 循環(huán)式活性淤泥法 城鎮(zhèn)污水1、引言隨著連江縣縣城區(qū)的不斷東擴(kuò)南進(jìn)、人民群眾生活水平的日益提高、全縣污水排放量的不斷增加，城市的環(huán)境保護(hù)成為城市社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不可少的組成部分。解決城鎮(zhèn)生活污處理問題也就成為我縣環(huán)保工作的重點(diǎn)

2、。在加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的同時，采用建設(shè)低廉、節(jié)能、污水處理效果好和運(yùn)行管理方便污水處理工藝處理城鎮(zhèn)污水也就成為我縣污水處理廠的首選。連江縣污水處理廠采用CASS工藝循環(huán)式活性淤泥法（CASS工藝）處理城鎮(zhèn)污水，它不但保留了CASS和ICEAS工藝的優(yōu)點(diǎn)，在去除有機(jī)污染物的同時，兼有良好的脫氮除磷功能；同時還具有污水處理后產(chǎn)生的剩余污泥少、處理效率高、建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。經(jīng)過四年的生產(chǎn)實踐證明，可以看出該工藝是可行的，并為難降解的城市污水處理提供了一個成功實例。2、連江縣城鎮(zhèn)污水的來源及水質(zhì)根據(jù)福建省人民政府閩政文2010215號福建省人民政府關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)工業(yè)園區(qū)環(huán)境整治工作的通知文件的相關(guān)

3、規(guī)定，由于連江經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)未配套建設(shè)污水處理廠，計劃將園區(qū)內(nèi)的企業(yè)排放的廢水接入連江縣城鎮(zhèn)污水處理廠集中處理。因此園區(qū)內(nèi)機(jī)械制造、服裝鞋帽、食品加工等企業(yè)的工業(yè)和生活廢水只經(jīng)過廠內(nèi)簡單的預(yù)處理后排入市政管網(wǎng)，納入連江污水處理廠處理。連江經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)89家，其中，目前通過污水管網(wǎng)排入縣污水處理廠的企業(yè)大約有32家，工業(yè)廢水量約占總污水量的40%。隨著工業(yè)廢水的不斷接入，連江縣污水處理廠出現(xiàn)的進(jìn)水水質(zhì)不穩(wěn)定，水量波動大，難以生化處理的現(xiàn)象。再加上我縣早期舊城區(qū)建設(shè)缺乏規(guī)劃，大部分地區(qū)還存在雨、污合流的現(xiàn)象，許多地方的生活污水無法進(jìn)入污水處理廠進(jìn)行處理，使污水更加難以生化處理。據(jù)調(diào)查，目前連

4、江縣污水處理廠進(jìn)水水量一般在萬噸/日。隨著青島啤酒等工業(yè)企業(yè)的落戶、山崗工業(yè)園區(qū)的建設(shè)，都將增加污水處理廠工業(yè)廢水的進(jìn)水量。同時，隨著城區(qū)污水管網(wǎng)的逐步完善和城區(qū)污水處理廠服務(wù)范圍的擴(kuò)大，污水處理廠的進(jìn)水量將進(jìn)一步增加。預(yù)計近期江南片區(qū)和敖江工業(yè)園區(qū)將約有500m3/d的污水量，山崗工業(yè)園區(qū)將約有3000m3/d的污水處理量陸續(xù)接入污水處理廠處理，使連江污水處理廠的進(jìn)水更加難以生化處理。連江縣污水處理廠的設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)數(shù)據(jù)及2012年1-3月進(jìn)水水質(zhì)見表1。3、污水處理工藝3.1 CASS污水處理工藝特點(diǎn)：連江縣污水處理廠采用CASS工藝（循環(huán)式活性淤泥法），它屬于SBR系列中的CASS和ICE

5、AS工藝的改良型。它不但保留了CASS和ICEAS工藝的優(yōu)點(diǎn)：集曝氣、沉淀、排水于一體，省去了初沉池、二沉池、允許聯(lián)續(xù)進(jìn)水，而且還具有脫磷除氮效果好、剩余污泥少、處理效率高、建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。3.2 CASS污水處理工藝原理：連江縣城污水處理廠采用CASS工藝處理城鎮(zhèn)污水，CASS工藝是循環(huán)活性污泥技術(shù)的一種型式。其處理工藝原理是：把活性污泥法（SBR）的反應(yīng)池沿長度方向分為兩部分，前一部分為預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)。在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)，微生物能通過酶的快速轉(zhuǎn)移機(jī)理迅速吸附污水中大部分可溶性有機(jī)物，經(jīng)歷一個高負(fù)荷的基質(zhì)積累過程，對進(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，有效防

6、止污泥膨脹；隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過程，完成對水中有機(jī)物質(zhì)的降解。污水處理工藝流程連江縣污水處理廠的進(jìn)廠污水先經(jīng)過粗格柵過濾，去除較大的固體雜物，然后經(jīng)潛水泵提升至細(xì)格柵及沉砂池處理后，重力流入反應(yīng)池配水渠，接著進(jìn)入CASS生物池，CASS生物池由預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)組成。兩區(qū)之間不連通，中間設(shè)置隔墻，每池獨(dú)立連續(xù)工作，污水先進(jìn)入預(yù)反應(yīng)區(qū)，該區(qū)底部設(shè)有放空管，頂部設(shè)有溢流管和回流污泥管，預(yù)反應(yīng)區(qū)與主反應(yīng)區(qū)的隔墻上底部開有連通孔。主反應(yīng)區(qū)分為四池，每池設(shè)置電動進(jìn)水堰、兩組電動推桿式潷水器、回流污泥泵、剩余污泥泵、曝氣管。同時主反應(yīng)區(qū)內(nèi)還設(shè)置有DO測定儀、污泥濃度（MLSS）計、酸

7、度計（PH）計、超聲波水位計。其輸出信號接入CASS反應(yīng)池PLC站，PLC站根據(jù)其數(shù)值的大小及變化，對回流污泥量進(jìn)行在線調(diào)節(jié)。其處理工藝流程見圖1。預(yù)反應(yīng)區(qū)預(yù)反應(yīng)區(qū)根據(jù)活性污泥反應(yīng)動力學(xué)原理進(jìn)行設(shè)計，運(yùn)行調(diào)節(jié)按厭氧環(huán)境考慮，在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)考慮了較顯著的反硝化作用。同時預(yù)反應(yīng)區(qū)利用了活性污泥的快速對溶解性底物的去除，并對難降解有機(jī)物起到良好的水解作用，還可使污泥中的磷在厭氧調(diào)節(jié)下得到有效的釋放。為了使回流污泥和污水進(jìn)行充分混合，形成均勻的厭氧環(huán)境，在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)置3臺潛水?dāng)嚢杵?，具有較好的混合攪拌功能。主反應(yīng)區(qū)由于反應(yīng)區(qū)具有同步硝化和反硝化功能，反硝化主要是在泥水分離階段使污泥結(jié)構(gòu)內(nèi)部處于缺氧狀態(tài)

8、而實現(xiàn)的，因此PLC子站將根據(jù)CASS生物池內(nèi)的DO值，對生物速率、曝氣時間、曝氣量、排泥速率等重要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行在線調(diào)節(jié)。連江縣污水處理廠曝氣設(shè)備采用了較先進(jìn)的超微孔膜式曝氣管進(jìn)口設(shè)備，為使曝氣系統(tǒng)正常運(yùn)行，鼓風(fēng)機(jī)房內(nèi)設(shè)3臺高速羅茨鼓風(fēng)機(jī)（2用1備），其中一臺為機(jī)電采用變頻運(yùn)行方式，同時空氣管路獨(dú)立設(shè)置，互不干擾。污水處理工作周期CASS生物池以一定的時間序列運(yùn)行，運(yùn)行過程包括進(jìn)水-曝氣、靜止沉淀、排水排泥、閑置四個階段，不同的運(yùn)行階段的運(yùn)行方式根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。連江縣污水處理廠CASS生物池每日工作24小時，分為6個工作周期，每周期工作時間為4.0小時，其中進(jìn)水-曝氣2.0小時，靜止沉淀1.

9、0小時，排水排泥1.0小時。進(jìn)水曝氣階段CASS主反應(yīng)區(qū)內(nèi)邊沖水邊曝氣，同時池內(nèi)的回流污泥泵連續(xù)不斷的向預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)回流污泥。此時有機(jī)污染物被微生物氧化分解，同時污水中的氨氮通過微生物的硝化作用轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮；靜止沉淀階段CASS主反應(yīng)區(qū)不沖水也不曝氣，此時微生物利用水中剩余的DO進(jìn)行氧化分解，生物池逐漸由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉(zhuǎn)變，開始進(jìn)行反硝化反應(yīng)，活性污泥逐漸沉到池底，上層水逐漸變清；排水排泥階段CASS主反應(yīng)區(qū)的潷水器開始工作，自上而下逐漸排出上清液，經(jīng)紫外線消毒后排入烏石浦內(nèi)河。同時處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥由排泥泵排到污泥濃縮池，然后送至脫水機(jī)房加藥混合并經(jīng)脫水機(jī)脫水，形成含水率約75%-8

10、0%的泥餅運(yùn)往連江縣飛石垃圾處理廠填埋。工藝流程見圖2：圖2 CASS工藝循環(huán)操作過程4、結(jié)果與討論4.1 預(yù)反應(yīng)區(qū)水解處理的效果連江縣污水處理廠CASS生物池預(yù)反應(yīng)區(qū)在正常水溫和缺氧條件下，進(jìn)來的污水在預(yù)反應(yīng)區(qū)與從生物反應(yīng)區(qū)分離處理的回流污泥充分混合。污水在污染負(fù)荷較為穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)入生化區(qū)，污泥中大量微生物將進(jìn)水中顆粒物質(zhì)和膠體物質(zhì)迅速截留吸附。在大量水解細(xì)菌的作用下將大分子難溶性有機(jī)物進(jìn)行水解酸化而轉(zhuǎn)變?yōu)橐子谏锝到獾男》肿印⑷芙庑晕镔|(zhì)，降解了部分有機(jī)物質(zhì)，改變了水質(zhì)，有利于后續(xù)處理。此外，預(yù)反應(yīng)區(qū)污水生化效果好了，動力消耗也就少，其整個污水處理運(yùn)行的費(fèi)用也就降低。該階段水處理平均結(jié)果見

11、表2。從表2驗收監(jiān)測時污水處理設(shè)施進(jìn)水和出水監(jiān)測數(shù)據(jù)可看出，2009年5月25日和26日連江縣污水處理廠進(jìn)水經(jīng)預(yù)反應(yīng)區(qū)水解后，污水可生化比（BOD5/COD）分別從進(jìn)水0.33和0.30提高到0.45和0.40，生化比的提高為后續(xù)好氧處理創(chuàng)造了有利條件。4.2污水處理的效果連江縣城市污水處理廠采用CASS工藝處理城鎮(zhèn)生活污水，此工藝至2008年3月投入試運(yùn)行以來，經(jīng)過4年的運(yùn)行后，處理效果穩(wěn)定。2009年委托福建省環(huán)境監(jiān)測中心站進(jìn)行竣工驗收監(jiān)測，驗收監(jiān)測時，污水處理廠污水處理量達(dá)到設(shè)計處理能力為101%，污水處理設(shè)施進(jìn)口和出口監(jiān)測結(jié)果見表2。由監(jiān)測數(shù)據(jù)可看出，與其他處理工藝相比，采用CASS工

12、藝處理包括工業(yè)污水在內(nèi)的城鎮(zhèn)污水時，雖然污水曝氣時間才2小時，HRT為13.8小時，回流比為20%，但是污水處理廠主要污染物指標(biāo)濃度的平均去除率：COD為74.0%；氨氮為90.1%；總氮為34.6%；總磷為72.5%。通過類比以生化法為主體工藝（AA/O法）處理城鎮(zhèn)污水的廈門市杏林污水處理廠污水處理結(jié)果，說明該處理工藝處理在處理同規(guī)模廢水、同運(yùn)行條件時，其處理效果優(yōu)于AA/O法，且能達(dá)到（GB18918-2002）城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中一級B標(biāo)準(zhǔn)。廈門市杏林污水處理廠AA/O法處理城鎮(zhèn)污水的處理效果見表3。4.3 曝氣池的除磷效果CASS工藝在預(yù)反應(yīng)區(qū)前設(shè)置了專門的生物反應(yīng)區(qū)，能通過

13、酶的快速轉(zhuǎn)移迅速吸收并去除部分易降解的溶解性有機(jī)物；在主反應(yīng)區(qū)與生物選擇區(qū)之間增加污泥回流系統(tǒng)，從而除磷脫氮效果更好。我縣生活污水處理廠在日常運(yùn)行中，通過控制CASS反應(yīng)池預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)水中溶解氧（DO）濃度，促使污水中的磷及化合物形成正磷酸鹽類析出，按重力流的方式不對斷地進(jìn)行分離排出，磷及化合物得到有效的去除，提高了除磷的效果。根據(jù)連江縣污水處理廠PLC子站在線監(jiān)控系統(tǒng)可以看出，CASS反應(yīng)池中污水DO值分別為： 厭氧區(qū)DO 0.2mg/L,缺氧區(qū)DO 1mg/L, 好氧區(qū)DO2mg/L,HRT為13.8小時，回流比為20%，其他操作條件都相同的情況下，其運(yùn)行結(jié)果表明，污水經(jīng)過預(yù)反應(yīng)區(qū)前

14、設(shè)置的生物反應(yīng)區(qū)處理后再進(jìn)入主反應(yīng)區(qū)，污水除磷率基本上都高于45%,平均可為72.5%，而污水若不經(jīng)預(yù)反應(yīng)區(qū)水解酸化直接進(jìn)入曝氣池，曝氣池的處理率較低，平均只為37.2%。經(jīng)生物反應(yīng)區(qū)降解后的污水，由于污水中有機(jī)物易被酸化分解成乙酸等低分子揮發(fā)性脂肪酸（VFA），而這些VFA在厭氧區(qū)不僅適合于被聚磷細(xì)菌利用，且能誘導(dǎo)激發(fā)其細(xì)胞內(nèi)積聚的高能聚合磷的分解，釋放出磷酸根和鍵能，有利于了磷的釋放。而厭氧磷釋放越徹底，則好氧條件下的聚磷合成量就越高，污泥中含磷就越高，除磷效果也越佳。說明預(yù)反應(yīng)區(qū)前設(shè)置的生物反應(yīng)區(qū)的水解酸化作用，可大大提高預(yù)反應(yīng)區(qū)的除磷效果。5.結(jié)論5.1循環(huán)式活性淤泥法(CASS工藝)