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(jiǎn)稱(chēng)CASS工藝）處理城鎮(zhèn)生活污水，其運(yùn)行過(guò)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(guò)四年時(shí)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(huì)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(wèn)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(shí)，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(shí)，兼有良好的脫氮除磷功能；同時(shí)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(guò)四年的生產(chǎn)實(shí)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(gè)成功實(shí)例。2、連江縣城鎮(zhèn)污水的來(lái)源及水質(zhì)根據(jù)福建省人民政府閩政文2010215號(hào)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(kāi)發(fā)區(qū)未配套建設(shè)污水處理廠，計(jì)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(guò)廠內(nèi)簡(jiǎn)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(kāi)發(fā)區(qū)現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)89家，其中，目前通過(guò)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(dòng)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(wú)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(wàn)噸/日。隨著青島啤酒等工業(yè)企業(yè)的落戶(hù)、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(shí)，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(jì)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(jì)進(jìn)水水質(zhì)數(shù)據(jù)及2012年1-3月進(jìn)水水質(zhì)見(jiàn)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(zhǎng)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(guò)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(gè)高負(fù)荷的基質(zhì)積累過(guò)程，對(duì)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(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過(guò)程，完成對(duì)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(guò)粗格柵過(guò)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(kāi)有連通孔。主反應(yīng)區(qū)分為四池，每池設(shè)置電動(dòng)進(jìn)水堰、兩組電動(dòng)推桿式潷水器、回流污泥泵、剩余污泥泵、曝氣管。同時(shí)主反應(yīng)區(qū)內(nèi)還設(shè)置有DO測(cè)定儀、污泥濃度（MLSS）計(jì)、酸

7、度計(jì)（PH）計(jì)、超聲波水位計(jì)。其輸出信號(hào)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(duì)回流污泥量進(jìn)行在線(xiàn)調(diào)節(jié)。其處理工藝流程見(jiàn)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(dòng)力學(xué)原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，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(shí)預(yù)反應(yīng)區(qū)利用了活性污泥的快速對(duì)溶解性底物的去除，并對(duì)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(tái)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(shí)現(xiàn)的，因此PLC子站將根據(jù)CASS生物池內(nèi)的DO值，對(duì)生物速率、曝氣時(shí)間、曝氣量、排泥速率等重要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行在線(xiàn)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?jī)?nèi)設(shè)3臺(tái)高速羅茨鼓風(fēng)機(jī)（2用1備），其中一臺(tái)為機(jī)電采用變頻運(yùn)行方式，同時(shí)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(shí)間序列運(yùn)行，運(yùn)行過(guò)程包括進(jìn)水-曝氣、靜止沉淀、排水排泥、閑置四個(gè)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(shí)，分為6個(gè)工作周期，每周期工作時(shí)間為4.0小時(shí)，其中進(jìn)水-曝氣2.0小時(shí)，靜止沉淀1.

9、0小時(shí)，排水排泥1.0小時(shí)。進(jìn)水曝氣階段CASS主反應(yīng)區(qū)內(nèi)邊沖水邊曝氣，同時(shí)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(shí)有機(jī)污染物被微生物氧化分解，同時(shí)污水中的氨氮通過(guò)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(shí)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(kāi)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(kāi)始工作，自上而下逐漸排出上清液，經(jīng)紫外線(xiàn)消毒后排入烏石浦內(nèi)河。同時(shí)處理過(guò)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(jiàn)圖2：圖2 CASS工藝循環(huán)操作過(guò)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(lái)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?、溶解性物質(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(dòng)力消耗也就少，其整個(gè)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(jiàn)

11、表2。從表2驗(yàn)收監(jiān)測(cè)時(shí)污水處理設(shè)施進(jìn)水和出水監(jiān)測(cè)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(lái)，經(jīng)過(guò)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(cè)中心站進(jìn)行竣工驗(yàn)收監(jiān)測(cè)，驗(yàn)收監(jiān)測(cè)時(shí)，污水處理廠污水處理量達(dá)到設(shè)計(jì)處理能力為101%，污水處理設(shè)施進(jìn)口和出口監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。由監(jiān)測(cè)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(shí)，雖然污水曝氣時(shí)間才2小時(shí)，HRT為13.8小時(shí)，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(guò)類(lèi)比以生化法為主體工藝（AA/O法）處理城鎮(zhèn)污水的廈門(mén)市杏林污水處理廠污水處理結(jié)果，說(shuō)明該處理工藝處理在處理同規(guī)模廢水、同運(yùn)行條件時(shí)，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(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。廈門(mén)市杏林污水處理廠AA/O法處理城鎮(zhèn)污水的處理效果見(jiàn)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(zhuān)門(mén)的生物反應(yīng)區(qū)，能通過(guò)

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(guò)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(lèi)析出，按重力流的方式不對(duì)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(xiàn)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(shí)，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(guò)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(shuō)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)