CASS工藝在處理低溫生活污水中的應(yīng)用

CASS工藝在處理低溫生活污水中的應(yīng)用研究摘要：本文以CASS工藝為研究對(duì)象，通過(guò)不同的水力停留時(shí)間，重點(diǎn)探討CASS工藝處理低溫生活污水（4—8℃）的可行性，及低溫環(huán)境下的最佳工程設(shè)計(jì)參數(shù)，為CASS工藝在我國(guó)寒冷地區(qū)的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，同時(shí)也為低溫條件下污水處理廠的運(yùn)行管理提供幫助。關(guān)鍵字：CASS工藝低溫污水水力停留時(shí)間污泥負(fù)荷1前言低溫污水處理是指在我國(guó)北緯40℃以北的廣大地區(qū)，其冬季城市污水的水溫一般在10℃以下（6-10℃，少數(shù)地區(qū)4-6℃）時(shí)進(jìn)行的污水處理工程。由于寒冷地區(qū)排水溫度低，輸水管道散熱量大，給污水處理帶來(lái)很大困難。此外，溫度對(duì)微生物的活性、種群組成、細(xì)胞的增殖、活性污泥的絮凝沉降性能、曝氣池充氧效率以及水的粘度都有較大影響。因此，低溫條件下，污水處理工藝及工程設(shè)計(jì)參數(shù)同常溫條件下有很大區(qū)別。低溫對(duì)生物處理的影響，關(guān)系到寒冷地區(qū)城市污水和工業(yè)廢水能否采用生物處理和采用什么樣的生物處理工藝。因此，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，探討適合我國(guó)寒冷地區(qū)的污水處理工藝，對(duì)于緩解寒冷地區(qū)的環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。周期循環(huán)活性污泥法（CASS工藝）不但具有投資省、占地面積少、工藝流程簡(jiǎn)單、操作管理方便、處理效果好等優(yōu)點(diǎn),而且,據(jù)國(guó)外資料介紹，CASS工藝對(duì)低溫污水仍能保持很好的處理效果。因此，本文充分利用CASS工藝的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合我國(guó)寒冷地區(qū)的實(shí)際情況，重點(diǎn)探討了CASS工藝對(duì)低溫環(huán)境的適應(yīng)性，探討適合低溫環(huán)境條件下的工程設(shè)計(jì)參數(shù)和運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，為CASS工藝在我國(guó)寒冷地區(qū)的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。2試驗(yàn)裝置及流程設(shè)計(jì)為將國(guó)外先進(jìn)技術(shù)引進(jìn)消化，研究適合我國(guó)國(guó)情的污水處理工藝，并在我國(guó)寒冷地區(qū)推廣應(yīng)用，總裝備部工程設(shè)計(jì)研究總院環(huán)保中心自1999年就開(kāi)始在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了2年的系統(tǒng)研究，為工程應(yīng)用提供了寶貴的工程設(shè)計(jì)參數(shù)和運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)。2.1試驗(yàn)工藝流程污水取自總裝備部工程設(shè)計(jì)研究總院家屬樓樓生活污水，用小型潛污泵直接從化糞池提升到儲(chǔ)水箱。儲(chǔ)水箱由PVC加工而成，容積180L，內(nèi)設(shè)自動(dòng)液位控制器。2.2試驗(yàn)裝置試驗(yàn)裝置如圖1所示，其中CASS裝置自行設(shè)計(jì)，材質(zhì)為有機(jī)玻璃，便于觀察水流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、曝氣強(qiáng)度及活性污泥的絮凝情況。該裝置尺寸為：L×B×H=930mm×312mm×410mm，容積118L。圖2-1

CASS工藝處理低溫生活污水實(shí)驗(yàn)裝置2.3裝置自動(dòng)控制系統(tǒng)介紹整套實(shí)驗(yàn)裝置采用PLC程序控制器集中控制。其中儲(chǔ)水箱中的水位由液位控制計(jì)控制，低水位時(shí)，污水提升泵自動(dòng)開(kāi)啟，向水箱注水，至水箱最高水位時(shí)，污水提升泵自動(dòng)關(guān)閉，停止進(jìn)水。CASS工藝的特點(diǎn)是程序工作制，其整個(gè)工作周期均可由程序控制器完成，無(wú)須專人操作。此外，CASS工藝還可根據(jù)進(jìn)、出水水質(zhì)變化適當(dāng)調(diào)整工作程序，保證出水效果。完整的CASS工藝工作周期一般分為四個(gè)步驟，如表1所示：表1

CASS工藝自動(dòng)控制情況2.3裝置自動(dòng)控制系統(tǒng)介紹1、CODcr：重鉻酸鉀法；鞭2識(shí)、溶解氧巾（漁D刷O栗）搶：利YS灘I押—六5猾2停溶解氧儀；權(quán)3灶、上BOD演5蓬：稀釋倍數(shù)法棗；劫4啞、五p亞H捧：肢p全H嚴(yán)計(jì)或精蛛密提p強(qiáng)H邊試紙；塘5搞、污泥沉降比扇（頂SV跑%搬）：筑用扣100m壺l詳或恨1000m僵l鹽量筒測(cè)量；翻6枕、污泥生物相穿觀察：光學(xué)顯屑微鏡；扎7震、溫度程：狡YS穩(wěn)I摘—差5見(jiàn)2央自帶溫度計(jì)；林8毒、污泥干重瘋、橫MLS絞S們、熱S哀S網(wǎng)：重量法測(cè)定猾；集3冶蜻試驗(yàn)結(jié)果與分荒析賞3.1蘋(píng)艱污泥接種與培尋養(yǎng)申實(shí)驗(yàn)所用污泥仁取自首都機(jī)場(chǎng)臟廢水凈化站二偶沉池回流污泥顧，該污泥性能哈良好，鏡檢發(fā)苦現(xiàn)有大量活躍投鐘蟲(chóng)和少量線帽蟲(chóng)，污泥上清術(shù)液清澈透明。傻將接種污泥投戒入更CAS槍S嫌池并加入部分蘭污水后悶杠曝護(hù)24枕h家，此后，逐步診加大進(jìn)水負(fù)荷院按戰(zhàn)照豬CAS繭S粉池自身運(yùn)行方玩式槽—燥連續(xù)進(jìn)水、間僅歇排水逐步培據(jù)養(yǎng)馴化活性污分泥，至生物相艙重新恢復(fù)正常怠、污泥性能穩(wěn)慧定，處理效果摔良好，表明污產(chǎn)泥培養(yǎng)成熟。遙3.1CO臨Dc煉r坐去除效果分析霸3.1.1

捐公試驗(yàn)條件擁氣溫鉆：口-帥4絡(luò)～訊1儀2派℃姿；水溫貓：故5斜～辭9輝℃紀(jì)；是水力停留時(shí)間姓：鳥(niǎo)HRT=10癢.8鳳h焰，倍16喜h旱，債20件h宜；偽周期運(yùn)行時(shí)間攔：拴T=21壓5嫁∽爛296mi并n茄（分曝氣、沉齡淀、撇水、閑壓置四個(gè)階段）匹；止進(jìn)水流量除：乓Q=16罰0狗∽遇87ml/m雪i右n傾；粗周期處理水量側(cè)：彼Q鑄1銹=34.條4紗∽奶20.8趣L映；惹周期排水比坊：?jiǎn)?/怎3估∽木1/艦4回；京根據(jù)試驗(yàn)效果運(yùn)，按水力停留箏時(shí)間逐（舉HR爭(zhēng)T睜）的不同實(shí)驗(yàn)隆劃分為三個(gè)階首段（領(lǐng)即迫HRT=10隊(duì)8絡(luò)h馬，兄16嚷h店，誦20換h匪），其挎中猴HRT=20古h合階段中曝氣時(shí)魔間又分躁為們180mi罪n昨和包240mi既n欣。土朝累試驗(yàn)效果與分傘析飯CODc紡r井試驗(yàn)效果見(jiàn)巧表蠢2辣（摘錄）。評(píng)HRTh鴉溫腹度悼℃鍬進(jìn)項(xiàng)水搶CODcrm奪g/L固出評(píng)水枝CODcrm鞋g/L勾SV%絨SVI邁MLSSg頂/L既污嘆泥輝CODc材r頌負(fù)凍荷號(hào)kgCOD/窮kgMLSS著.d兔去除論率左%機(jī)10.8街-棕2犁～渠11屢823觸221慨62咳3.932伐158依1.06衡73身-委1呢～勸10喂809適137脖80愉2.487崇321戶1.10脫83悼-攻1積～挪12幻982囑225鑄60酸3.534刊170支0.946月77狹-健2紀(jì)～量10覺(jué)832進(jìn)143課56哪4.091燙136爛0.645榨83穴16.0煉-楚3余～壩5汽609尺91壟49旺3.768堵130右0.344已85甩-喚3旬～役7羨970錘90堵51盯3.695紐140橡0.559廣91部0似～頑8宋898醉113庭58創(chuàng)4.085芬141育0.473階87于0盆～澆10咬928戲95參59度3.843獻(xiàn)153悠0.516陶90稈20.0昆1守～銜5槍798漂115加55慨3.56恩154膨0.340沈86雪-歡4竹～唉13梯585舅96爆62它3.706闊167羊0.340茫84袍-庸1奧～陷13哭813積83頌68茶4.557華149舍0.275斃90強(qiáng)5畜～況12衡1071泛91暴71尸3.962法179范0.393般92澆由上表可以看朝出：環(huán)當(dāng)扇HRT=10擴(kuò).8照h汪時(shí)，進(jìn)出督水搞CODc它r腹波動(dòng)較大，進(jìn)辛水鳴CODc次r敬為鐮62獅0及～鑄1218m姻g/僵L砌，出鴨水灑12脾2餐～覆211mg率/棚L(fēng)聽(tīng)，去除率魔在習(xí)74灌%研～襖89喇%幕之間，出水效肝果不理想，波組動(dòng)較大。相對(duì)蒸應(yīng)尚的泄MLSS=2相.48榜7色～悠5.678g捐/L腔,干變化較敏大宵,采污泥負(fù)泄荷伯=0.68腦8北～換1.10kg旬COD/(k旗gMLSS.嬌d)庸,疲也比較高。段當(dāng)姑HRT=16商.0宿h笛時(shí)，該階段進(jìn)稅水波動(dòng)較也小衛(wèi),香估進(jìn)襖水功CODc行r綿為揮61辟0懸～儲(chǔ)930mg鐘/陜L想，出雅水噸CODc脹r績(jī)?yōu)轫?彎0辦～鳥(niǎo)115mg愛(ài)/襯L窮，去除率晴達(dá)膏85艇%折～伏91緩%糾，出水水質(zhì)比茫較穩(wěn)定。此階模段污泥負(fù)京荷醬N樸s袋在市0.2圖4也～碗0.39kg績(jī)CODcr/詢(kgMLS戶S.d蛙)拾之間，比第一警階段有所降低表，污泥濃度也羞趨于穩(wěn)糧定晌,MLS渣S伴為遮2.98波5貧～脹4.13g/你L企。塔由上表可以看巴出：通過(guò)對(duì)不插同水力停留時(shí)針間的對(duì)比實(shí)驗(yàn)當(dāng)，發(fā)現(xiàn)水力停即留時(shí)摩間拜HRT=16洞h閃和矮20茂h雨處理效果差別飛不大，這說(shuō)明俊在一定污泥負(fù)銹荷范圍內(nèi)，延宵長(zhǎng)水力停留時(shí)掌間對(duì)提高去除效效果意義不明盆顯，反而使投澇入產(chǎn)出比降低勸。罰本實(shí)驗(yàn)水力停兔留時(shí)貨間址HRT=16領(lǐng)h吸，污泥濃伸度站MLSS=3曠00境0交～燃4500m欺g/喝L補(bǔ)，污泥負(fù)街荷浙0.山2留～瞇0.3kgC仍O(shè)D/kgM田L(fēng)SS.d頁(yè),伐滲運(yùn)行效果和經(jīng)腳濟(jì)性比較好。缺3.2BO宜D疏5總?cè)コЧ治鎏姹韾u3

BOD悅5雖去除效果頸及穩(wěn)BOD識(shí)5毒/CODc悄r咳的變化跑溫虎度膜(撇℃屆)逮進(jìn)水聞（客mg/劍L棵）佳出水月（遭mg/拜L腥）剛BOD技5皇去除枝率劇(健%)遣BOD川5纏/CODc傲r結(jié)CODcr您BOD搖5眠CODcr們BOD化5屆進(jìn)水肆出水鍋-璃1嗚～童3武813鋪217糞83考13.6靜94資0.26途0.16臉4殖～野14喊760賄341袍152閑9.4描97群0.45扣0.06士7鐵～冒21愿862星329殲116膜15廚95撕0.38咽0.13槽通慎過(guò)蝕BOD熄5爺實(shí)驗(yàn)分析：雖察然進(jìn)水的可生員化性不是很好糕，這與傳統(tǒng)的暮生活污水具有梯良好的可生化劫性穩(wěn)（捧BOD疾5炮/CODcr星=0.的5訴左右）有一定獻(xiàn)差別，其原因筒是化糞池污水窯中大便成分含檔量較紡高派,忽外觀成乳黃色綢，有機(jī)物濃度威比一般小區(qū)或遣城市污水課高針2盛倍以上。理論坑和實(shí)踐證明，瑞糞便污水的可律生化性并不理藍(lán)想。另外，實(shí)價(jià)驗(yàn)出全水刻BOD貢5幕已小將于黨15mg/混L棉，表明出水水洗質(zhì)中能夠生物三降解的物質(zhì)絕倚大部分已去除蛙，機(jī)CODc乞r材進(jìn)一步降低的動(dòng)空間十分有限霞。所以，即使笨再延長(zhǎng)曝氣時(shí)毫間或水力停留銳時(shí)間，出刊水域CODc枝r肢不會(huì)有顯著降遺低。杰3.3別棗懸浮物凝（詳S替S酬）去除效果分芳析瀉一般情況下，鄉(xiāng)傳統(tǒng)活性污泥枯法處理污水的逐效果隨溫度的音降低而變差，脆出水質(zhì)量差的據(jù)一個(gè)重要原因或就是二沉池污下泥沉降性能不爆好。從物理現(xiàn)籮象上看，活性然污泥比較細(xì)碎投，不易形成大皺塊絮凝體，沉菠淀后的上清液天仍有細(xì)小的懸需浮顆粒隨出水魔帶走；從水質(zhì)雀特點(diǎn)上分析，粥低溫環(huán)境下，份水的粘滯性增眨高，固體顆粒霸沉降阻力增大氧，降低了泥水搬分離效果。博但犧從于CAS弊S昆工藝處理低溫結(jié)的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)艙程來(lái)看，廢仍水粱S窯S拍的去除率一直炸都很高，進(jìn)玉水辯S先S住通常焦在徐100mg流/效L宜以上，出揭水漏S炕S猛通常保持肚在番10mg/聚L嗚左右，并且去熊除效果比較穩(wěn)說(shuō)定。這從另一匠方面反映窯了扭CAS花S現(xiàn)工藝獨(dú)特的運(yùn)猴行方式，使得尾曝氣結(jié)束后的畝沉淀階段整個(gè)百池子面積均用凈于在近乎靜止跟的環(huán)境中進(jìn)行句泥水分離，故蔬其固體通量很姜低，泥水分離餓效果良好。申4CAS險(xiǎn)S索工藝需氧量分葵析閃通過(guò)連續(xù)監(jiān)測(cè)文一個(gè)工作周期座內(nèi)的溶解氧三（其D炒O程）發(fā)現(xiàn)模，你CAS沈S進(jìn)池什中噴D答O塊周期性變化非任常明顯，經(jīng)歷男一個(gè)好華氧絞—咳缺浴氧思—嬸厭氧過(guò)程，氧要濃度梯度大，撥氧轉(zhuǎn)移效率高久，這對(duì)生物扣脫譽(yù)N邪除奸P穿以及防止污泥雨膨脹都十分有蓮利。添下如圖拿1鍛給出了在低溫辜條件敵下裳D否O穿的變化規(guī)律?；缮峡皥D受1火可以明顯看出慈：曝氣結(jié)束，景沉淀開(kāi)始論后夏1瞇5伐分鐘內(nèi)嬸，郵D以O(shè)罵從活4.15mg雪/裙L明迅速下降廈到雪0.28m禿g/敗L黃，曝氣重新開(kāi)子始前下降幅度螞趨于平緩，這錦就給生物反硝膝化細(xì)菌創(chuàng)造了偵良好的條扯件，充使刷NO航-輕3六-筆N黨轉(zhuǎn)化醫(yī)為皆NO孩-競(jìng)2曠—出N的進(jìn)而轉(zhuǎn)化啄為猾N披2排。這同時(shí)也提偷出了一個(gè)問(wèn)他題塊—漫低溫及中溫和釘高溫存條件下應(yīng)設(shè)置恰不同的沉淀時(shí)汽間。因?yàn)?，夏率天由于生物反幟硝化速率高，候釋放出?lái)帝的揮N持2玻易使污泥上浮雀，如果沉淀時(shí)甲間設(shè)置過(guò)長(zhǎng)，碑就會(huì)造成污泥檔上浮隨水流失哲。4結(jié)論謎4.1偶久低溫屠對(duì)焰CAS脈S丙工藝處理生活李污水的影響常通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察翠和分析：低溫兼對(duì)鹿CAS萄S塵工藝處理效果飄有一定影響，放在其它條件相作同情況下，與腳常溫條件相比箏，黃CODc叨r迷去除率約降況低脆5天%堅(jiān)，這也反映穩(wěn)出戀CAS陜S霜工藝對(duì)溫度具會(huì)有較好的適應(yīng)閉能力，與國(guó)外徐文獻(xiàn)的介紹是虹一致的。但低皂溫造成活性污碗泥沉降性能降投低翻，而S末V濃和航SV那I搞普遍高于常溫祖條件，可通過(guò)搞提高污泥濃度么、降低污泥負(fù)衛(wèi)荷和適當(dāng)延長(zhǎng)短沉淀時(shí)間，解緞決給生產(chǎn)運(yùn)行喝帶來(lái)的困難。燥4.2輔隔推薦的工藝參始數(shù)葬通過(guò)對(duì)不同水籃力停留時(shí)間的指對(duì)比實(shí)驗(yàn)，發(fā)軌現(xiàn)水力停留時(shí)床間際HRT=16短h靠和準(zhǔn)20散h植處理效果差別吼不大，這說(shuō)明聲在一定污泥負(fù)確荷范圍內(nèi)，延嚼長(zhǎng)水力停留時(shí)閑間對(duì)提高去除劫效果意義不明洋顯，反而使投愈入產(chǎn)出比降低逼。本實(shí)驗(yàn)水力考停留時(shí)榜間番HRT=16麻h沿，污泥濃吩度嫂MLSS=3惱00冤0挨～遭4500m濕g/裁L他，污泥負(fù)名荷屆0.傅2速～濃0.3kgC朋OD/kgM庫(kù)LSS.d匪,部填運(yùn)行效果和經(jīng)盯濟(jì)性比較好。敗4.3貓灘通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察弊和理論分析可欠知：沒(méi)CAS肝S顛工藝污泥特性襖如館S患V翠、貞SV烏I親和霧MLS朋S陜等受溫度變化測(cè)影響較大，而巖污泥特性的變干化直接影響到促沉淀時(shí)間、