代表性的污水處理新工藝

第三章代表性的污水處理新工藝①A段連續(xù)不斷地從排水系統(tǒng)中接受污水，同時(shí)也接種在排水系統(tǒng)中存活的微生物種群。②A段負(fù)荷高，為增殖速度快的微生物種群提供了良好的環(huán)境條件。在A段能夠成活的微生物種群，只能是抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)的原核細(xì)菌，而原生動(dòng)物和后生動(dòng)物則不能存活。工藝特點(diǎn)如下：③A段污泥產(chǎn)率高，并有一定的吸附能力，A段對(duì)污染物的去除，主要依靠生物污泥的吸附作用。這樣，某些重金屬和難降解有機(jī)物質(zhì)以及氮、磷等植物性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，都能夠通過(guò)A段而得到一定的去除，對(duì)此，大大地減輕了B段的負(fù)荷。A段對(duì)污染物的去除率大致介于40%一70%之間，但經(jīng)A段處理后的污水，其可生化性將有所改善，有利于后續(xù)B段的生物降解作用。④A段對(duì)污染物質(zhì)的去除，主要是以物理、化學(xué)作用為主導(dǎo)的吸附功能，因此其對(duì)負(fù)荷、溫度、pH值以及毒性等作用具有一定的適應(yīng)能力。⑤對(duì)城市污水處理的A段，主要設(shè)計(jì)與運(yùn)行參數(shù)為：BOD污泥負(fù)荷Ns=2～6kgBOD/(kgMLSS.d)，為傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng)的10～20倍；污泥齡Θc＝0.3～0.5d；水力停留時(shí)間HRT=30min。吸附池內(nèi)溶解氧濃度DO＝0.2～0.7mg/L。⑥B段曝氣池在低負(fù)荷下工作，能將出水BOD5降至10mg/L以下。此外，基建投資節(jié)省15%～20%，節(jié)省能耗約15%。3.1.2.1伯格-格拉巴赫污水處理廠簡(jiǎn)介該廠始建于20世紀(jì)70年代初，采用普通活性污泥法，在1974～1977年期間的服務(wù)當(dāng)量人口為130000人，1992年該廠擴(kuò)建，其服務(wù)當(dāng)量人口為20萬(wàn)，并要求有去除氮-磷的工藝。為了節(jié)省占地面積和處理池的容積，改建為AB法處理廠，去后附加雙層濾料絮凝過(guò)濾單元。已有的處理設(shè)施得到了充分的應(yīng)用，除了在B段進(jìn)行硝化-反硝化脫氮以外，在A、B兩段都創(chuàng)造了良好的條件以進(jìn)行有效的生物除磷，特別是在A段，通過(guò)過(guò)量攝磷和高剩余污泥排放率，達(dá)到了相當(dāng)高的總磷去除率。3.1.2AB法污水處理廠運(yùn)行情況列舉V2=1500m3V3=4500m3V4=20050m3V5=127000m3

1.格柵；2.一體化沉砂池+A段曝氣池；3.中間沉淀池；4.B段曝氣池；5.最后沉淀池；6.厭氧池；7.絮凝過(guò)濾池；8.前污泥濃縮池；9.污泥消化池；10.后污泥濃縮池；11.污泥熱力調(diào)節(jié)池；12板框式壓濾機(jī)PW為泵站；HWPW為高揚(yáng)程泵站；TW為上層澄清液；US為剩余污泥；RS為回流污泥；EZ離心濃縮機(jī)；KF為板框式壓濾機(jī)；KFB為石灰沉淀池；PWB為工藝用水池；3.1.2.2伯格-格拉巴赫處理廠運(yùn)行結(jié)果出水水質(zhì)：BOD<8.0mg/LCOD<45.0mg/LNH4+-N+NO3—-N<10.0mg/LT-P<0.5mg/L3.1.3AB工藝的適用范圍及選用時(shí)的注意事項(xiàng)AB工藝是德國(guó)亞琛大學(xué)教授在一些污水處理廠超負(fù)荷運(yùn)行而又無(wú)多余土地可供擴(kuò)建的條件下，研究開(kāi)發(fā)出來(lái)的高效活性污泥處理新工藝。最初主要是用A段消減有機(jī)負(fù)荷，但后來(lái)隨著去除氮、磷營(yíng)養(yǎng)物的需要以及其他生物脫氮、除磷工藝的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，AB法也在B段增設(shè)了厭氧、缺氧段，實(shí)現(xiàn)A/A/O工藝。但是，在AB工藝的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中曾遇到A段去除BOD的多少與B段脫氮、除磷效果之間的矛盾。在需要生物脫氮、除磷的情況下，如果原生污水BOD5≤200mg/L和總氮≥50mg/L時(shí)，一般不宜采用AB工藝，采用A/A/O或UCT工藝為宜。我國(guó)一些污水處理廠，其進(jìn)水BOD5≤150mg/L，總氮≥40～50mg/L，采用此工藝，為了在B段進(jìn)行有效的生物脫氮、除磷，保持足夠的碳源，A段只好閑置，如山東省泰安和深圳羅芳等城市污水處理廠。總之，AB工藝最適用于處理高濃度的城市污水和工業(yè)廢水。此外，AB工藝是剩余污泥產(chǎn)量大的工藝，如果污泥消化池運(yùn)行不正常，其污泥處理和處置的量和費(fèi)用是相當(dāng)大的。3.2.1Linpor工藝簡(jiǎn)介L(zhǎng)inpor工藝是德國(guó)Linde公司開(kāi)發(fā)的一種懸浮載體生物膜反應(yīng)器，其生物膜載體為正方形泡沫塑料塊，尺寸為10mm×10mm，它們放入曝氣池中，由于其相對(duì)密度≈1，故在曝氣狀態(tài)下懸浮于水中。其比表面積大，每1m3泡沫小方塊的總表面積大1000m2，在其上可附著生長(zhǎng)大量的生物膜，其混合液的生物量比普通活性污泥法大幾倍，MLSS≥10000mg/L，因此單位體積處理負(fù)荷要比普通活性污泥法大。Linpor工作原理示意圖如下：3.2Linpor工藝由于Lipor反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)填料處于懸浮態(tài)，因而為防止其隨處理出水的流失，需在反應(yīng)器的出水區(qū)一端設(shè)置一道專門設(shè)計(jì)的穿孔不銹鋼格柵。同時(shí)，為防止填料堵塞格柵，通常要求在出水區(qū)的格柵處進(jìn)行鼓泡曝氣。此外，對(duì)窄長(zhǎng)形的Lipor反應(yīng)器而言，為防止填料在出水區(qū)的過(guò)多積聚，也需用氣體泵將部分填料從出水區(qū)回送至進(jìn)水區(qū)。Lipor工藝可根據(jù)其所能達(dá)到的處理功能和對(duì)象的不同，以3種不同的方式運(yùn)行。一是主要用于去除廢水中的含碳有機(jī)物的Lipor-C工藝；二是用于脫氮的Lipor-N工藝；三是用于同時(shí)去除廢水中的碳和氮的Lipor-C/N工藝。目前，這3種不同形式的Lipor工藝已在德國(guó)、奧地利、澳大利亞、日本和印度等國(guó)家的城市污水和工業(yè)廢水的處理中得到實(shí)際應(yīng)用。Lipor工藝分類其工藝流程與一個(gè)典型的活性污泥處理廠別無(wú)二致，由曝氣池、二沉池、污泥回流系統(tǒng)等組成。乍一看,Lipor-C工藝的運(yùn)行與傳統(tǒng)活性污泥沒(méi)有什么區(qū)別，但實(shí)際上該工藝中生物體由兩部分組成：一部分附著生長(zhǎng)于多孔塑料泡沫填料，另一部分懸浮于混合液中。載體材料表面及空隙內(nèi)的生物量通?？蛇_(dá)10～18ｇ/Ｌ,最大可達(dá)30ｇ/Ｌ。Lipor反應(yīng)器中混合液的污泥濃度則可達(dá)5～10ｇ/Ｌ。運(yùn)行過(guò)程中,附著生物體被設(shè)置在曝氣池末端的特制格柵截留,而處于懸浮臺(tái)的活性污泥則可穿過(guò)格柵而流出曝氣池，并在二沉池中進(jìn)行泥水分離，實(shí)現(xiàn)污泥的回流。1)主要用于去除廢水中的含碳有機(jī)物的Lipor-CLipor-C工藝在歐洲較多國(guó)家已得到較廣泛的應(yīng)用。如德國(guó)慕尼黑市Groblappen紙板廠污水處理工藝原采用典型的傳統(tǒng)活性污泥法工藝，其設(shè)計(jì)污染負(fù)荷為230萬(wàn)人口當(dāng)量，曝氣池的總?cè)莘e為39300ｍ3，分3組獨(dú)立運(yùn)行，每組又分為9個(gè)并聯(lián)運(yùn)行的曝氣池，每個(gè)曝氣池的容積為1500ｍ3。該廠在運(yùn)行過(guò)程中，由于水量增加而存在處理出水水質(zhì)超標(biāo)問(wèn)題(其中包括氮的問(wèn)題)。為此將其中兩組改造成為L(zhǎng)ipor-C工藝。改造后，在兩組系統(tǒng)的曝氣池中分別投加30%的多孔性泡沫塑料方體。改造后，盡管有機(jī)負(fù)荷大大超過(guò)設(shè)計(jì)值，但連續(xù)運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，出水水質(zhì)得到明顯改善。例：德國(guó)慕尼黑市Groblappen紙板廠污水處理工藝又被形象地稱為“清水反應(yīng)器”，常用于對(duì)經(jīng)二級(jí)處理后的工業(yè)廢水和城市污水的深度處理。傳統(tǒng)工藝出水中的有機(jī)物濃度通常是比較低的，具有適合于硝化菌生長(zhǎng)的良好環(huán)境條件，不存在異養(yǎng)菌與硝化菌的競(jìng)爭(zhēng)作用，硝化菌大部分附著、生長(zhǎng)于載體上，延長(zhǎng)了污泥齡，因此其硝化效果好。由于在Lipor-N工藝中處于懸浮生長(zhǎng)的生物體幾乎不存在，因此無(wú)需設(shè)置二次沉淀池和污泥回流系統(tǒng)。2）用于脫氮的Lipor-N工藝Lipor-C/N工藝具有同時(shí)去除廢水中碳和氮的雙重功能，其與Lipor-C工藝的區(qū)別在于其有機(jī)負(fù)荷較低。與傳統(tǒng)工藝不同的是，在Lipor-C/N工藝中，由于存在較大數(shù)量的附著生長(zhǎng)硝化細(xì)菌及其在反應(yīng)器中較懸浮態(tài)微生物長(zhǎng)得多的滯留時(shí)間，因而在較高的負(fù)荷下仍可獲得良好的硝化效果。同時(shí)由于在填料內(nèi)部存在無(wú)數(shù)微型的缺氧區(qū)而可實(shí)現(xiàn)有效的反硝化作用,脫氮率可達(dá)50%以上。因此在原生污水總氮濃度低的情況下，單用Lipor-C/N就能夠使出水的TN達(dá)標(biāo)。假如進(jìn)水TN高，則需增加反硝化容積，但所增容積及回流水量都比常規(guī)活性污泥法大為減少。其工藝流程圖如下：3）Lipor-C/N工藝Freising污水處理廠是第一座將普通活性污泥法改建為L(zhǎng)inpor-C法的污水處理廠，雖然最初的目的只是去除BOD和COD，但是載體方塊上生物量增長(zhǎng)如此之多，特別是在溫暖季節(jié)，在去除了BOD的同時(shí)，也發(fā)生了硝化-反硝化，實(shí)際上成了Linpor-CN工藝了。為了提高該處理廠的除氮效率，在采用Linpor-CN工藝改建和新建的曝氣池中，都在其前部加設(shè)了缺氧反硝化段。改建工藝及運(yùn)行效果如下所示：3.2.2Linpor-CN工藝的污水處理廠運(yùn)行實(shí)況近年來(lái)在新型高效膜生物反應(yīng)器研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用方面做了大量的工作，研究開(kāi)發(fā)出多種多樣的生物膜反應(yīng)器，如固定式淹沒(méi)生物膜反應(yīng)器和移動(dòng)式淹沒(méi)生物膜反應(yīng)器，并對(duì)其除污染機(jī)理、理論和設(shè)計(jì)計(jì)算等進(jìn)行了許多研究。其中對(duì)曝氣生物濾池（biologicalaeratedfilter，BAF）研究最多，其中應(yīng)用最多的是Biostyr和Biofor。下面將分別介紹。3.3曝氣生物濾池Biostry工藝每個(gè)生物濾池單元包括：進(jìn)水管和位于濾池底部的配水渠(同時(shí)可用于反沖洗水的排除);兩條空氣管(穿孔管，一條用于工藝曝氣，另一條用于氣反沖；在硝化/反硝化反應(yīng)時(shí)用2條管道，在單一硝化反應(yīng)時(shí)曝氣和反沖洗為同一條管道)；3~3.5m的濾料層(濾料表面附著大量的微生物)，濾池頂部裝有混凝土濾板(防止濾料的流失)，濾板上安裝有濾頭(用于濾池出水)3.3.1Biostyr工藝從底部同入空氣進(jìn)行曝氣，以獲得較好的氧傳遞效率和建立好氧環(huán)境，曝氣管位置可以選擇，根據(jù)曝氣管道位置的不同可以控制硝化和反硝化反應(yīng)的程度，也可以單獨(dú)進(jìn)行硝化反應(yīng)或反硝化反應(yīng)。當(dāng)廢水以向上流通過(guò)這種Biostyr濾床時(shí)，附著、生長(zhǎng)在聚苯乙烯圓粒上的生物膜，在曝氣好氧條件下，能與廢水中的污染物充分接觸，并進(jìn)行生物降解和同化。在降解有機(jī)物的同時(shí)，又能進(jìn)行硝化和反硝化除氮。除氮機(jī)理：填料表面生物膜存在溶解氧濃度梯度，即從好氧經(jīng)缺氧到、厭氧，因此可同時(shí)進(jìn)行硝化和反硝化過(guò)程。工藝過(guò)程：由于出水高出濾池，其水頭足以反沖洗濾池，這就不需要用單獨(dú)的反沖洗水和反沖洗泵；濾帽及支撐板設(shè)置在濾床的上面，因此濾帽維修方便，無(wú)須將填料清空就可以進(jìn)行維護(hù)和修理；柵狀曝氣管可置于濾床的中部，這樣在其下面為非曝氣區(qū)，上部為曝氣區(qū)?？蓪?shí)現(xiàn)單池中的硝化反硝化。Biostyr工藝特點(diǎn)：Biofor工藝如又圖所示，濾池底部設(shè)有工藝空氣管道、反沖洗空氣管道以及進(jìn)水和反沖洗進(jìn)水孔；中部為填料過(guò)濾層，填料底部設(shè)有支撐墊板，墊板上均勻安裝進(jìn)水濾帽，有時(shí)在墊板上部鋪有10～20cm厚度的鵝卵石承托層。填料層表面與濾池上部除水堰之間的高度差留作反沖洗時(shí)填料膨脹之用。濾池供氣系統(tǒng)分兩套管路，置于填料層內(nèi)的工藝空氣管用于工藝曝氣，該管的位置較靈活，既可放底部，使整個(gè)池子處于好氧狀態(tài)，也可放中間，將濾料分為好氧區(qū)和厭氧區(qū)。濾池底部的空氣管路是反沖洗空氣管。3.3.2Biofor工藝3.3.3.1法國(guó)塞納中心哥倫布污水處理廠

賽納中心哥倫布污水處理廠位于巴黎密集的建筑群邊緣，緊靠居民區(qū)。且_該場(chǎng)地而積僅為4hm2。為了達(dá)標(biāo)排放、盡可能減少惡臭以及充分利用有限的上地。設(shè)計(jì)者將BAF單元應(yīng)用在生物處理階段來(lái)完成除碳/硝化/反硝化。該污水處理廠進(jìn)水經(jīng)預(yù)處理和物化處理后。第一步進(jìn)入由1組24座Biofor生物濾池組成的除碳單元，這些生物濾池分布在中心廊道的兩側(cè)。每座濾池面積為104m2，上向流運(yùn)行。池內(nèi)敷設(shè)了2.9m厚的粒狀膨脹黏土。日常的反沖洗可以去除截留固體和脫落的剩余污泥。3.3.3曝氣生物濾池的應(yīng)用實(shí)例脫碳后出水進(jìn)入由29座Biostyr生物濾池組成的硝化單元，這些生物濾池單池有效容積330m3。填充懸浮載體-聚苯乙烯圓珠。以上向流方式運(yùn)行，填料由過(guò)濾器頂板安裝有濾帽的支撐板截留在濾池內(nèi)。每日進(jìn)行正常的反沖洗。以沖掉污泥和恢復(fù)濾池的正常過(guò)濾性能。出水最后進(jìn)入由以甲醇為反硝化碳源的12座Biofor濾池組成進(jìn)行反硝化作用。

Davyhulme污水處理廠是英國(guó)西北地區(qū)最大的污水處理廠。服務(wù)居民人口700000，再加上工業(yè)人口，其當(dāng)量人口可達(dá)1350000。處理圖如下：3.3.2英國(guó)曼徹斯特Davyhulme污水處理廠3.4BAF的前處理——Actiflo工藝

該工藝是由法國(guó)Velioa集團(tuán)OTV公司在20世紀(jì)90年代初開(kāi)發(fā)的一種高效沉淀工藝，最初主要用于自來(lái)水的生產(chǎn)，最近在污水處理領(lǐng)域也得到了應(yīng)用。在只有BAF進(jìn)行生物處理的情況下，在其前面應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)化一級(jí)處理，其中Actiflo就是較好的一種工藝。Actiflo工藝是一種很緊湊、高效的物理化學(xué)處理方法，它能夠有效地去除懸浮固體、磷和COD。它集合了加重絮凝和斜板沉淀的優(yōu)點(diǎn)，懸浮固體去除率達(dá)80%以上。污水首先流經(jīng)細(xì)格柵去除顆粒污染物，然后向其出水中投加金屬鹽混凝劑，使一些溶解性的物質(zhì)如磷和有機(jī)物轉(zhuǎn)化成絮凝沉淀顆粒。經(jīng)初步混凝的污水進(jìn)入噴射池中，池中加入微砂并使其完全混合于水中。砂為普通的石英砂，顆粒為60～80um。水由噴射池連續(xù)地流入熟化池，向其中加入有機(jī)聚合物混凝劑。混凝劑與微砂結(jié)合使初步顆粒形成大的可沉淀絮凝物。絮凝后出水被送入斜板沉淀池中，其中絮凝物由于微砂的加重作用而加快沉淀，這就使該池中的上向流速可比普通沉淀池大30～80倍。3.4.1基本原理1）緊湊2）反應(yīng)時(shí)間3）靈活性4）出水濃度5）污泥的可處理性3.4.2Actiflo工藝的優(yōu)點(diǎn)射流式SBR是在SBR領(lǐng)域內(nèi)的創(chuàng)新，是一個(gè)投資小、出水水質(zhì)高的系統(tǒng)。曝氣是由大孔噴射混合器來(lái)完成的，它不僅能提高氧的利用率，而且也不會(huì)堵塞。管理也很簡(jiǎn)單，只要使用一個(gè)程序化的操作臺(tái)便能完成所有功能的操作。在曝氣時(shí)，池內(nèi)的污水通過(guò)內(nèi)設(shè)噴嘴被泵帶到吸氣室（空氣通過(guò)吸氣管吸入），然后從一個(gè)噴嘴射入池內(nèi)，在不斷攪動(dòng)污水的同時(shí)，產(chǎn)生細(xì)小氣泡，保證了充足的溶解氧。只需混合時(shí)，空氣管可關(guān)閉。3.5射流式SBR射流式SBR在投資有限的情況下，具有運(yùn)行可靠且容易控制等特點(diǎn)，這種SBR尤其適用于以下情況：1）系統(tǒng)進(jìn)水的有機(jī)負(fù)荷或水力負(fù)荷變化大；2）要求管理工作少；3）出水要求嚴(yán)格控制，如對(duì)某些特種物質(zhì)的去除；4）適合于中、小型社區(qū)或食品加工廠等廢水處理。3.5.1射流式SBR工藝的特點(diǎn)1）混合器和曝氣器。噴嘴通過(guò)曝氣和不曝氣噴射，提供好氧曝氣和缺氧混合，通常一個(gè)池有兩個(gè)噴管，一用一備。2）出水系統(tǒng)3）排放控制系統(tǒng)。采用一種新型、可靠的系統(tǒng)，能滿足各種排放要求。用虹吸、水泵、閥門來(lái)達(dá)到各種運(yùn)行自動(dòng)化的需要。4）控制臺(tái)。根據(jù)選擇好的程序，對(duì)曝氣和出水控制閥門進(jìn)行時(shí)序控制，在啟動(dòng)時(shí)應(yīng)選擇好適當(dāng)?shù)捻樞颉?.5.2射流式SBR的主要組成部分1）噴射混合效果好，提高了處理的穩(wěn)定性。2）設(shè)計(jì)使用折板和時(shí)序反應(yīng)池，防止了短流，加快了生物絮凝沉淀，增強(qiáng)了底物的利用。3）按時(shí)序運(yùn)行，有助于承受負(fù)荷。4）自動(dòng)化控制，可以靈活地處理負(fù)荷變化情況或根據(jù)生產(chǎn)時(shí)間來(lái)運(yùn)行，而這些都不需要操作人員來(lái)管理。5）設(shè)計(jì)無(wú)需傳統(tǒng)的溢流式沉淀池且剩余污泥的控制更簡(jiǎn)單，同時(shí)它也省去了污泥回流泵站，以及難以控制的普通活性污泥回流系統(tǒng)。6）比傳統(tǒng)法安全，不需人在池面上工作，沒(méi)有露在外面的旋轉(zhuǎn)設(shè)備。3.5.3射流式SBR的優(yōu)點(diǎn)CASS(CAST，CASP)工藝CASS(Cyclic

ActivatedSludgeSystem)或CAST(--Technology)或CASP(--Process)工藝全稱為循環(huán)式活性污泥法。CASS工藝的前身是ICEAS工藝，兩者均是由美國(guó)的Goronszy教授開(kāi)發(fā)而成的，并分別在美國(guó)和加拿大取得專利(CASS)。CASS的整個(gè)工藝為一間歇式反應(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斷重復(fù)，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。因此，它是SBR工藝及ICEAS工藝的一種更新變型。隨著電子計(jì)算機(jī)的日益普及，CASS工藝由于其投資和運(yùn)行費(fèi)用低、處理性能高超，尤其是優(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。3.6循環(huán)活性污泥系統(tǒng)CASS特指設(shè)有一個(gè)分建或合建式生物選擇器的可變?nèi)莘e，以序批曝氣--非曝氣方式運(yùn)行的充-放式間歇活性污泥處理工藝，在一個(gè)反應(yīng)器中完成有機(jī)污染物的生物降解和泥水分離的處理功能。整個(gè)系統(tǒng)以推流方式運(yùn)行，而各反應(yīng)區(qū)則以完全混合的方式實(shí)現(xiàn)同步碳化和硝化—反硝化功能。1．CASS工藝的組成與傳統(tǒng)的間歇反應(yīng)器不同，每個(gè)CASS反應(yīng)器至少由二個(gè)區(qū)域組成，即生物選擇區(qū)和主反應(yīng)區(qū)，但也可在主反應(yīng)區(qū)前設(shè)置一兼氧區(qū)，如圖所示。3.6.1CASS工藝的組成和運(yùn)行CASS工藝以一定的時(shí)間序列運(yùn)行，其運(yùn)行過(guò)程包括進(jìn)水、曝氣、沉淀(泥水分離)、上清液撇除和進(jìn)水--閑置等四個(gè)階段并組成其運(yùn)行的一個(gè)周期(如圖所示)。2．CASS工藝的運(yùn)行CASS工藝是以生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及合理的水力條件為基礎(chǔ)而開(kāi)發(fā)的一種新的廢水處理工藝，與傳統(tǒng)的活性污泥法和SBR工藝相比，CASS工藝具有以下幾個(gè)方面的特征和優(yōu)點(diǎn)。(1)在反應(yīng)器入口處設(shè)一生物選擇器，并進(jìn)行污泥回流，保證了活性污泥不斷地在選擇器中經(jīng)歷了一個(gè)高絮體負(fù)荷階段，從而有利于系統(tǒng)中絮凝性細(xì)菌的生長(zhǎng)并提高污泥活性，使其快速地去除廢水中溶解性易陣解基質(zhì)，進(jìn)一步有效地抑制絲狀菌的生長(zhǎng)和繁殖。這使得CASS系統(tǒng)的運(yùn)行不取決于水處理廠的進(jìn)水情況，可以在任意進(jìn)水速率并且反應(yīng)器在完全混合條件下運(yùn)行而不發(fā)生污泥膨脹。3.6.2CASS工藝的特點(diǎn)(2)良好的污泥沉淀性能。CASS反應(yīng)池中的混合液污泥濃度在最大水位時(shí)與傳統(tǒng)的定容活性污泥法系統(tǒng)基本相同，由于曝氣結(jié)束后的沉降階段中整個(gè)池子面積均可用于泥水分離，其固體通量和泥水分離效果要優(yōu)于傳統(tǒng)活性污泥法。另外，CASS沉淀階段不進(jìn)水，保證了污泥沉降無(wú)水力干擾，取得良好的分離效果。曝氣階段結(jié)束后混合液中殘余的能量用于沉淀初期的絮凝作用，又可進(jìn)一步強(qiáng)化絮凝沉降的效果。(3)可變?nèi)莘e的運(yùn)行提高了對(duì)水質(zhì)、水量波動(dòng)的適應(yīng)性和操作運(yùn)行的靈活性。4)良好的脫氮除磷性能。如前所述，CASS工藝在不設(shè)缺氧混合階段的條件下，能在曝氣階段創(chuàng)造條件有效地進(jìn)行硝化和反硝化。另外，非限氣階段沉淀污泥床也有一定的反硝化作用，通過(guò)污泥回流帶回生物選擇器的部分硝酸鹽氮也將得到反硝化，從而使系統(tǒng)有良好的脫大氮效果。CASS系統(tǒng)使活性污泥不斷地經(jīng)過(guò)好氧和厭氧的循環(huán)，有利于聚磷菌在系統(tǒng)中的生長(zhǎng)和累積，而選擇器中活性污泥(微生物)能通過(guò)快速酶去除機(jī)理吸附和吸收大量易降解的溶解性有機(jī)物，從而保證了磷的去除。(5)根據(jù)生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理，采用多池串聯(lián)運(yùn)行，使廢水在反應(yīng)器的流動(dòng)呈現(xiàn)出整體推流而在不同區(qū)域內(nèi)為完全混合的復(fù)雜流態(tài)，不僅保證了穩(wěn)定的處理效果，而且提高了容積利用率。(6)工藝流程簡(jiǎn)單，土建和投資低(無(wú)初沉池、二沉池及規(guī)模較大的回流污泥泵站，用于生物選擇器的回流系統(tǒng)的回流比僅為20%)，自動(dòng)化程度高，同時(shí)采用組合式模塊結(jié)構(gòu)，布置緊湊，占地少，分期建設(shè)和擴(kuò)建方便。3.7.1UNITANK工藝原理及工藝過(guò)程比利時(shí)SEGHERS公司提出的UNITANK系統(tǒng)是SBR法的又一變型和發(fā)展，它集合了SBR和傳統(tǒng)活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)，一體化設(shè)計(jì)，不僅具有SBR系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，還可像傳統(tǒng)活性污泥法那樣在恒定水位下連續(xù)運(yùn)行。它的運(yùn)行工況與三溝式氧化溝相似，為連續(xù)進(jìn)水連續(xù)出水的處理工藝。經(jīng)研究和應(yīng)用，UNITANK系統(tǒng)己成為一個(gè)高效、經(jīng)濟(jì)、靈活和成熟的污水處理工藝。隨著工藝的發(fā)展，UNITANK系統(tǒng)已有單級(jí)和多級(jí)之分，以下主要對(duì)單級(jí)UNITANK工藝進(jìn)行介紹。3.7UNITANK工藝其中外側(cè)的兩池具有雙重功能，既作曝氣池，也作沉淀池，兩池上還設(shè)有固定出水堰及剩余污泥排放口，用作出水和剩余污泥的排放。中間池始終作曝氣池使用。進(jìn)入系統(tǒng)的污水，通過(guò)進(jìn)水閘控制可分時(shí)序分別進(jìn)入三只矩形池中任意一池。1、UNITANK工藝的組成UNITANK工藝的外形是一矩形體，里面被分割成三個(gè)相等的矩形單元池，相鄰的單元池之間以開(kāi)孔的公共墻相隔，以使單元池之間彼此水力貫通(如圖所示),3個(gè)單元池內(nèi)全部配有曝氣擴(kuò)散裝置。單級(jí)UNITANK工藝主要有兩種運(yùn)行方式，即單級(jí)好氧與脫氮除磷處理系統(tǒng)。單級(jí)好氧UNlTANK工藝的每個(gè)運(yùn)行周期包括兩個(gè)主體運(yùn)行階段，這兩個(gè)階段的運(yùn)行過(guò)程完全相同，相互對(duì)稱，它們之間通過(guò)過(guò)渡段進(jìn)行銜接，這樣一來(lái)，不需要單獨(dú)的沉淀池以及污泥回流系統(tǒng)仍可以保持連續(xù)運(yùn)行，如圖所示。2、UNlTANK工藝的運(yùn)行第一個(gè)主體運(yùn)行階段包括以下過(guò)程：①原污水首先進(jìn)入左側(cè)池內(nèi)，在曝氣的同時(shí)去除BOD，因該池在上個(gè)主體運(yùn)行階段作為沉淀池運(yùn)行時(shí)積累了大量經(jīng)過(guò)再生、具有較高吸附及活性的污泥，污泥濃度較高，因而可以高效地降解污水中的有機(jī)物；②混合液同時(shí)自左向右通過(guò)始終作為曝氣池的中間池，繼續(xù)曝氣，有機(jī)物得到進(jìn)一步降解，同時(shí)在推流過(guò)程中，左側(cè)池內(nèi)污泥進(jìn)入中間池，再進(jìn)入右側(cè)池，使污泥在各池內(nèi)重新分配；③混合液進(jìn)入作為沉淀池的右側(cè)池，停止曝氣，泥水分離后，出水通過(guò)溢流堰排放，剩余污泥則由底部排出。第一個(gè)運(yùn)行階段結(jié)束后，通過(guò)一個(gè)短暫的過(guò)波段，即進(jìn)入第二個(gè)主體運(yùn)行階段。第二個(gè)主體運(yùn)行階段過(guò)程該為污水從右側(cè)池進(jìn)入系統(tǒng)，混合液通過(guò)中間池再進(jìn)入作為沉淀池的左側(cè)池，水流方向相反，操作過(guò)程相同。

污水交替進(jìn)入左側(cè)池和中間池，在左側(cè)池進(jìn)行缺氧攪拌，以污水中的有機(jī)物作為電子供體，將在前一個(gè)運(yùn)行階段的硝態(tài)氯通過(guò)兼性菌的反硝化作用實(shí)現(xiàn)脫氮；并釋放上一階段運(yùn)行時(shí)沉淀的含磷污泥中的磷。

通過(guò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行靈活的時(shí)間和空間控制．適當(dāng)?shù)卦龃笏νＡ魰r(shí)間，可以實(shí)現(xiàn)污水的脫氮除磷。其運(yùn)行機(jī)理如圖所示。中間池在曝氣運(yùn)行時(shí)，進(jìn)行去除有機(jī)物、硝化及吸收磷；在進(jìn)水并攪拌時(shí)，進(jìn)行反硝化脫氯，并自左向右報(bào)進(jìn)污泥。右側(cè)池作為沉淀池進(jìn)行泥水分離，上清液作為出水溢出，含磷污泥的一部分作為剽余污泥排出。在進(jìn)入第二個(gè)主體運(yùn)行階段前，污水只進(jìn)入中間池，使左側(cè)池中盡可能完成硝化反應(yīng)。其后左側(cè)池停止曝氣，作為沉淀池。然后進(jìn)入第二個(gè)主體運(yùn)行階段，污水由右向左流，運(yùn)行過(guò)程相同。3、UNITANK工藝的控制UNITANK污水處理系統(tǒng)中設(shè)有一套簡(jiǎn)單而緊湊的生物處理監(jiān)測(cè)與控制儀器，包括溶解儀、氧化還原電位(ORP)、污泥濃度儀、流量計(jì)、pH計(jì)等等，根據(jù)水質(zhì)、水量情況，改變或設(shè)定運(yùn)行周期，改變進(jìn)水點(diǎn)，獲得相應(yīng)的污泥負(fù)荷。在需要進(jìn)行脫氮除磷的處理中，在池中除了設(shè)有限氣設(shè)備外，還有攪拌裝置，可以根據(jù)需要切斷主運(yùn)行段曝氣他的供氧，改為開(kāi)動(dòng)攪拌器形成交替的厭氧，缺氧及好氧條件。另外通過(guò)監(jiān)測(cè)好氧過(guò)程的溶解氧，控制鼓風(fēng)機(jī)的開(kāi)啟，保持系統(tǒng)的溶解氧水平，根據(jù)實(shí)際的有機(jī)負(fù)荷進(jìn)行供氧可以大幅度地降低能耗，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。還可通過(guò)ORP的測(cè)定值，監(jiān)測(cè)與控制反硝化過(guò)程，使系統(tǒng)進(jìn)入除磷所要求的厭氧狀態(tài)。從而達(dá)到脫氮除磷的處理要求。3.7.2UNITANK的優(yōu)點(diǎn)1）結(jié)構(gòu)緊湊和組件式設(shè)計(jì)。采用公用矩形墻設(shè)計(jì)。2）處理效率高。先進(jìn)儀器和設(shè)備，穩(wěn)定和可控制的工藝過(guò)程，使其處理效率高。3）簡(jiǎn)單和靈活的運(yùn)行。通過(guò)時(shí)間控制，實(shí)現(xiàn)連續(xù)和周期運(yùn)行；無(wú)需單獨(dú)的沉淀池，也無(wú)需污泥的循環(huán)和收集。4）投資和運(yùn)行費(fèi)用低。改良式序列間歇反應(yīng)器(簡(jiǎn)稱MSBR，ModifledSequencingBatchReactor)，是C．Q．Yang等人根據(jù)SBR技術(shù)特點(diǎn)，結(jié)合傳統(tǒng)活性污泥法技術(shù)，研究開(kāi)發(fā)的一種更為理想的污水處理系統(tǒng)。MSBR無(wú)需設(shè)置初沉池、二沉池，且在恒水位下連續(xù)運(yùn)行。采用單池多格方式，無(wú)需間斷流量，還省去了多池工藝所需的更多的連接管、泵和閥門。MSBR被認(rèn)為是最新、集約化程度最高的污水處理工藝。目前，MSBR系統(tǒng)主要在北美和南美應(yīng)用，韓國(guó)漢城建造了亞洲第一座采用該工藝的污水處理廠。我國(guó)僅有上海市為了合流污水處理廠的建設(shè)，對(duì)MSBR工藝進(jìn)行了小試及中試，而深圳市鹽田污水處理廠將是國(guó)內(nèi)建設(shè)的首座采用該工藝的城市污水處理廠。3.8MSBR工藝1．MSBR的基本組成在工程實(shí)踐中，通常整個(gè)MSBR被設(shè)計(jì)成一座矩形池，并分為不同的單元，各單元起著不同的作用。典型的MSBR流程如圖所示。圖中序批池(SBR池)Ⅰ和Ⅱ的功能相同，均起著好氧氧化、缺氧反硝化、預(yù)沉淀和沉淀作用。2．MSBR的運(yùn)行與三溝式氧化溝、UNITANK等系統(tǒng)相似，MSBR的運(yùn)行過(guò)程也分為不同的時(shí)段，在不同的時(shí)段內(nèi)，一些單元采用不同的運(yùn)行方式，以達(dá)到處理的目的。一般MSBR將一個(gè)運(yùn)行周期分為6個(gè)時(shí)段，每三個(gè)時(shí)段為一半周期，在相鄰的兩個(gè)半周期內(nèi)，除序批池的運(yùn)行方式不同外，其余各單元運(yùn)行方式完全一樣。在一個(gè)半周期內(nèi)MSBR的具體運(yùn)行情況如下：污水首先進(jìn)入?yún)捬醭谹，在厭氧池A內(nèi)進(jìn)水與缺氧池回流的高濃度脫氮污泥混合，進(jìn)水有機(jī)物很快消耗掉厭氧池A內(nèi)的溶解氧，混合完全的混合液在無(wú)分子態(tài)氧和化合態(tài)氧的情況下進(jìn)入?yún)捬魾池，聚磷茵在此進(jìn)行磷的釋放，吸收低分子脂肪酸并以聚B經(jīng)基丁酸(PHD)等形式在體內(nèi)儲(chǔ)存起來(lái)，接著混合液進(jìn)入主曝氣池，聚磷菌分解體內(nèi)的PHB，獲得能量，過(guò)量吸收周圍環(huán)境中的正磷酸鹽，并以聚磷酸鹽的形式在細(xì)胞內(nèi)累積，同時(shí)炭化菌完成有機(jī)碳的降解，硝化菌完成氨氮的硝化，在溶解氧較低時(shí)還同時(shí)存在反硝化作用。然后，曝氣池混合液進(jìn)入序批池中的一個(gè)進(jìn)行缺氧、好氧循環(huán)反應(yīng)，另一個(gè)作為沉淀區(qū)出水排放。比如如果序批池I沉淀出水，則序批池II首先進(jìn)行缺氧反應(yīng)，再進(jìn)行好氧反應(yīng)，或交替進(jìn)行缺氧、好氧反應(yīng)，在缺氧、好氧反應(yīng)階段序批池內(nèi)的混合液通過(guò)回流泵回流至缺氧池，在缺氧反硝化脫氮后，自流進(jìn)入泥水分離池泥水分離池的上清液進(jìn)入主曝氣池，沉淀下來(lái)的濃污泥進(jìn)入?yún)捬醭谹與原污水混合。序批池缺氧反應(yīng)時(shí)，因不斷有爆氣池