循環(huán)式活性污泥法(C-TECH)-一種高效經(jīng)濟(jì)的城市污水除磷脫氮工藝

1、循環(huán)式活性污泥法(C-TECH)-一種高效經(jīng)濟(jì)的城市污水除磷脫氮工藝         06-03-09 11:15:00     作者：朱明權(quán)    編輯：studa9ngns摘要：隨著污水處理除氮脫磷要求的不斷提高，污水處理工藝及其運(yùn)行日益復(fù)雜化，污水處理的投資及其運(yùn)行費(fèi)用也隨之越來(lái)越高，因此如何在滿足處理要求的前提下，簡(jiǎn)化工藝流程，減少工程投資和運(yùn)行費(fèi)用，是世界各國(guó)所面臨的一個(gè)共同課題。下面簡(jiǎn)要介紹由Goronszy教授和奧地利SF

2、C環(huán)境工程有限公司開(kāi)發(fā)、推廣應(yīng)用的循環(huán)式活性污泥法工藝（簡(jiǎn)稱C-TECH 工藝）。循環(huán)式活性污泥法工藝在其優(yōu)異的除氮脫磷性能基礎(chǔ)上，能大大地簡(jiǎn)化工藝流程，減少工程投資和運(yùn)行費(fèi)用，是目前國(guó)際上較為先進(jìn)的一種城市污水除磷脫氮工藝。 關(guān)鍵詞：C-TECH 循環(huán)式活性污泥法 除氮脫磷  1 前言隨著污水處理除氮脫磷要求的不斷提高，污水處理工藝及其運(yùn)行日益復(fù)雜化，污水處理的投資及其運(yùn)行費(fèi)用也隨之越來(lái)越高，因此如何在滿足處理要求的前提下，簡(jiǎn)化工藝流程，減少工程投資和運(yùn)行費(fèi)用，是世界各國(guó)所面臨的一個(gè)共同課題。下面簡(jiǎn)要介紹由Goronszy教授和奧地利SFC環(huán)境工程有限公司開(kāi)發(fā)、推廣應(yīng)用的循環(huán)式活性

3、污泥法工藝（簡(jiǎn)稱C-TECH 工藝）。循環(huán)式活性污泥法工藝在其優(yōu)異的除氮脫磷性能基礎(chǔ)上，能大大地簡(jiǎn)化工藝流程，減少工程投資和運(yùn)行費(fèi)用，是目前國(guó)際上較為先進(jìn)的一種城市污水除磷脫氮工藝。循環(huán)式活性污泥法（Cyclic Activated Sludge Technology,簡(jiǎn)稱C-TECH工藝）為一間隙式反應(yīng)器，在此反應(yīng)器中活性污泥法過(guò)程按曝氣和非曝氣階段不斷重復(fù)進(jìn)行。該法將生物反應(yīng)過(guò)程和泥水分離過(guò)程結(jié)合在一個(gè)池子中進(jìn)行。C-TECH方法是一種"充水和排水"活性污泥法系統(tǒng)，廢水按一定的周期和階段得到處理，故C-TECH方法是SBR工藝的一種變型。C-TECH工藝在七十年代開(kāi)始得

4、到研究和應(yīng)用，隨著電子計(jì)算機(jī)應(yīng)用和自動(dòng)化控制的日益普及，間隙運(yùn)行的C-TECH工藝由于其投資和運(yùn)行費(fèi)用低處理性能高超，尤其是其優(yōu)異的脫氮除磷功能而越來(lái)越得到重視，該工藝已廣泛應(yīng)用于城市污水和各種工業(yè)廢水的處理。本文將簡(jiǎn)要介紹循環(huán)式活性污泥法(C-TECH)的主要特性及其在大型城市污水處理廠除氮脫磷方面的應(yīng)用。2 循環(huán)式活性污泥法工藝（C-TECH工藝）的基本組成及運(yùn)行方式2.1 C-TECH工藝的組循環(huán)式活性污泥法(Cyclic Activated Sludge Technology，簡(jiǎn)稱C-TECH工藝)是間隙式活性污泥法(SBR法)的一種變型。該工藝將可變?nèi)莘e活性污泥法過(guò)程和生物選擇器原理

5、進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合。在循環(huán)式活性污泥法(C-TECH)中, 每一操作循環(huán)包括進(jìn)水-曝氣階段、沉淀階段、撇水階段和閑置階段等幾個(gè)過(guò)程。在操作循環(huán)的曝氣階段(同時(shí)進(jìn)水)一步完成生物降解過(guò)程 (包括降解有機(jī)物、硝化/反硝化、生物除磷等過(guò)程)；在非曝氣階段完成泥水分離功能。排水裝置系移動(dòng)式撇水堰，籍此可將每一循環(huán)操作中所處理的廢水經(jīng)沉淀階段后排出系統(tǒng)。 圖 1 表示單池或多池C-TECH系統(tǒng)的各個(gè)循環(huán)操作過(guò)程，包括進(jìn)水曝氣階段、固液分離階段和撇水階段等步驟。當(dāng)撇水結(jié)束后撇水階段尚有多余的時(shí)間可供支配時(shí)，可設(shè)置進(jìn)水-閑置階段。從圖1也可看出C-TECH系統(tǒng)中生物選擇器和主反應(yīng)區(qū)之間的相互聯(lián)系。2.1.1生物

6、選擇器在循環(huán)式活性污泥法工藝中設(shè)有生物選擇器,在此選擇器中,廢水中的溶解性有機(jī)物質(zhì)能通過(guò)酶反應(yīng)機(jī)理而迅速去除。選擇器可以恒定容積也可以可變?nèi)莘e運(yùn)行。污泥回流液中所含有的硝酸鹽可在此選擇器中得以反硝化。選擇器的最基本功能是防止產(chǎn)生污泥膨脹。2.1.2主曝氣區(qū)在循環(huán)式活性污泥法工藝的主曝氣區(qū)進(jìn)行曝氣供氧，主要完成降解有機(jī)物和同時(shí)硝化/反硝化（simultaneous nitrification/denitrification）過(guò)程。循環(huán)式活性污泥法工藝操作循環(huán)過(guò)程2.1.3污泥回流/排除剩余污泥系統(tǒng)在池子的未端設(shè)有潛水泵，污泥通過(guò)此潛水泵不斷地從主曝氣區(qū)抽送至選擇器中(污泥回流量約為進(jìn)水流量的20

7、 %左右)。所設(shè)置的剩余污泥泵在沉淀階段結(jié)束后將工藝過(guò)程中產(chǎn)生的剩余污泥排出系統(tǒng)。 剩余污泥的濃度一般為10 g/l 左右。2.1.4撇水裝置在池子的未端設(shè)有由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的可升降的撇水堰，以排出處理出水。 撇水裝置及其它操作過(guò)程如溶解氧和排泥等均實(shí)行中央自動(dòng)控制。2.2工藝的運(yùn)行方式和運(yùn)行階段在循環(huán)式活性污泥法系統(tǒng)中，一般至少設(shè)二個(gè)池子，以使系統(tǒng)能處理連續(xù)的進(jìn)水。為此，在第一個(gè)池子中進(jìn)行沉淀和撇水時(shí)，在第二個(gè)池子中同時(shí)進(jìn)行進(jìn)水和曝氣過(guò)程，反之亦然。為避免充入池子的進(jìn)水通過(guò)短流影響處理水質(zhì)量，在工藝執(zhí)行沉淀、撇水過(guò)程時(shí)，一般需中斷進(jìn)水。在設(shè)有四個(gè)池子的系統(tǒng)中，通過(guò)合理地選擇各個(gè)池子的循環(huán)過(guò)程，可以

8、產(chǎn)生連續(xù)均勻的出水。 根據(jù)處理出水要求，系統(tǒng)可以多種不同的適合進(jìn)水實(shí)際情況的循環(huán)過(guò)程進(jìn)行運(yùn)行。另外，為進(jìn)行硝化和反硝化或除磷也可以選擇不同的循環(huán)操作。循環(huán)式活性污泥法系統(tǒng)簡(jiǎn)單地按曝氣和非曝氣階段進(jìn)行運(yùn)行，系統(tǒng)通過(guò)時(shí)間開(kāi)關(guān)加以控制，每一循環(huán)的出水量是變化的。根據(jù)生產(chǎn)性裝置的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在旱流流量條件下，循環(huán)式活性污泥法系統(tǒng)以4小時(shí)循環(huán)周期能達(dá)到最佳的處理效果(2小時(shí)曝氣，2小時(shí)非曝氣)。在負(fù)荷較低時(shí)，可以調(diào)整循環(huán)中各個(gè)階段的時(shí)間分配以適應(yīng)此時(shí)的水力和有機(jī)負(fù)荷。如實(shí)際負(fù)荷僅為設(shè)計(jì)負(fù)荷的50%，則在4小時(shí)循環(huán)周期中，可采用1小時(shí)曝氣，3小時(shí)關(guān)閉曝氣的方式運(yùn)行。 另外，還可考慮6小時(shí)和8小時(shí)循環(huán)周期。每

9、一循環(huán)具體可劃分為下列階段:(1) 充水 / 曝氣(2) 沉淀(3) 撇水(4) 閑置(隨具體運(yùn)行情況而定)運(yùn)行階段1：曝氣階段在曝氣階段，池子同時(shí)進(jìn)水，在進(jìn)水負(fù)荷較低時(shí)可適當(dāng)縮短曝氣時(shí)間，也可采用6小時(shí)循環(huán)系統(tǒng)，其中1小時(shí)沉淀，1小時(shí)撇水, 這種根據(jù)進(jìn)水負(fù)荷來(lái)調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)所表現(xiàn)的靈活性是其他連續(xù)流系統(tǒng)所無(wú)法相比的。運(yùn)行階段2：沉淀階段在此階段,系統(tǒng)停止曝氣和進(jìn)水，此時(shí)進(jìn)水可直接轉(zhuǎn)換到另一個(gè)池子。由于在沉淀階段無(wú)水力干擾因素存在，因而可以在池子中形成有利于沉淀的條件。污泥絮體在池子中沉淀下來(lái)，并形成污泥層，污泥層不斷下沉，在其上方形成上清液。在曝氣階段,池子中污泥呈均勻分布狀態(tài)，曝氣停止后，在池子中泥水混合液尚有部分殘余混合能量，因此在沉淀階段開(kāi)始時(shí)，污泥顆粒利用這部分殘余能量進(jìn)行絮凝過(guò)程。在此混合能量消耗完后，污泥形成一邊界層，并以成層沉淀的方式進(jìn)行沉淀。在沉淀開(kāi)始時(shí)，污泥沉速較慢，之后逐漸增加，在污泥進(jìn)入池底壓縮區(qū)時(shí)，沉速又逐漸減慢。污泥的沉降速度主要取決于沉降開(kāi)始時(shí)的污泥濃度，池子深度，池子表面積以及污泥的沉降性能。沉淀后污泥濃度可達(dá)10 g/l 左右。運(yùn)行階段3：撇水階段在撇水階段移動(dòng)撇水堰沿給定軌道以較高的速度降到水面，在與水面接觸后，撇水裝置的下降速度即轉(zhuǎn)換到正常下降速度，當(dāng)撇水裝置下降到最低