【文章內(nèi)容簡介】 速增長過程，對進水水質(zhì)、水量、 PH 值和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用，污水再通過隔墻底部的連接口進入主反應(yīng)池，經(jīng)歷一個較低負荷的基質(zhì)降解過程，并完成泥水分離。 CASS 工藝的運行模式與傳統(tǒng) SBR 法類似，由進水、反應(yīng)、沉淀和出水及必要的閑置等五個階段組成。從進水到出水結(jié)束作為一個周期，每一過程均按所需的設(shè)定 時間進行切換操作，其每一個周期的循環(huán)操作過程如下： ① 充水 /曝氣 在曝氣時同時充水，如要用 4 小時循環(huán)周期，則充水 /曝氣為 2小時。 ② 沉淀 停止進水和曝氣，沉淀時間一般采用一小時，形成凝絮層，上層為清液。高水位時 MLSS（混合液懸浮固體是指曝氣池中廢水和活性樂山市領(lǐng)先環(huán)保工程有限公司 聯(lián)系電話： 08332450326 16 污泥的混合液體的懸浮固體濃度）約為 ，沉淀后可達10g/L。 ③ 潷水 繼續(xù)停止進水和曝氣，用潷水器排出，潷水器為整個系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，潷水器根據(jù)事先設(shè)定的高低水位由限位開關(guān)控制，可用變頻馬達驅(qū)動，有防浮渣裝置，使出水通過無渣區(qū)經(jīng)堰板和管道 排出。 ④ 閑置 在實際運行中，潷水所需時間小于理論時間，在潷水器返回初始位置三分鐘后即開始為閑置階段，此階段可充水。 在 CASS 系統(tǒng)中，一般至少設(shè)兩個池子，以使整個系統(tǒng)能接納連續(xù)的進水，因此在第一個池子進行沉淀和潷水時，第二個池子中進行充水 /曝氣過程，使兩個池子交替運行。為防止進水對沉淀的干擾和出水水質(zhì)的影響，一般在沉淀和潷水時須停止進水和曝氣。與傳統(tǒng)的污泥法相比， CASS 工藝有下述特點： ① 出水水質(zhì)好 污水流入預反應(yīng)區(qū)，活性污泥在高負荷條件下強化了生物吸附作用，并促使了微生物的增殖，有效地抑制了絲狀菌的繁 殖。整個反應(yīng)池內(nèi)微生物一直可保持較高濃度，低水位時其 MLSS ?？刂圃?5g/l 左右。 池內(nèi)污水的流速為 米 /min。即使有一個小部分水在潷水階段后期進入主反應(yīng)池。也因經(jīng)過污泥沉降層的阻擋而改變了運行的方向，不會形成短流。 反應(yīng)池在沉淀時起沉淀作用。由于此階段已停止曝氣，只有進水而無出水，沉淀過程處理半靜止狀態(tài)。其水力負荷為樂山市領(lǐng)先環(huán)保工程有限公司 聯(lián)系電話： 08332450326 17 ，固體表面負荷值為 1015kg/ 。因此污泥沉淀時間充分。固液分離效率高。 通過控制合適的曝氣、停氣，為硝化細菌和反硝化細菌創(chuàng)造 了適宜的反硝化脫氮條件。此外還利用污泥在厭氧和好氧的不同環(huán)境中吸收和貯藏磷的能力達到除磷的目的。 ② 對沖擊負荷的適應(yīng)性強 CASS 反應(yīng)池可以通過調(diào)節(jié)池周期來適應(yīng)進水量和水質(zhì)的變化。已有的運行資料表明，在流量沖擊和有機負荷沖擊超過設(shè)計值 23倍時，處理效果仍然令人滿意。 ③ 活性污泥性能好 已有的運行資料表明， SBR 工藝中活性污泥沉降指數(shù) SVI 均小于150，已建成的處理廠中從未發(fā)生污泥膨脹的異?，F(xiàn)象。 ④ 投資和占地面積小 CASS 工藝不設(shè) 二沉池、污泥消化池等構(gòu)筑物。其投資和占地面積大大減少。 ⑤ 能耗低 CASS 技術(shù)是一種改進的延時曝氣系統(tǒng)，運行時，曝氣時間短，氧利用率高，且無污水回流設(shè)備，故其能耗較低。 CASS 池產(chǎn)生的剩余污泥定期排入污泥濃縮池，通過濃縮，同時投加脫磷劑固定其中的磷酸鹽，避免污泥中的磷釋放到污水中，上清液返回調(diào)節(jié)池處理，底泥定期吸出填埋或作堆肥。 污水脫氮工藝 按照一級排放標準，所選工藝方案必須具有脫氮除磷功能，而常規(guī)二級處理達不到這要求。因此，必須對污水脫氮除磷工藝進行樂山市領(lǐng)先環(huán)保工程有限公司 聯(lián)系電話： 08332450326 18 分析。 氮的去除 污水脫氮方法主要有物理化學法和生物法兩大類，目前生物脫氮是主體，也是城市污水處理中經(jīng)濟和常用的 方法，其脫氮工藝形式較多，原理相同；物理化學脫氮主要有折點氯化法去除氨氮、選擇性離子交換法去除氨氮、空氣吹脫法去除氨氮。 a、物理化學脫氨 ☆ 折點氯化法去除氨氮 折點氯化法去除氨氮是將氯氣或次氯酸鈉投入污水中，將污水中 NH4N 氧化成 N2的化學脫氮工藝。其最終化學反應(yīng)可表示為： NH4++→ 2+++ 氯投加量與 NH4+N 重量比為 :1，由于污水水質(zhì)的不同，投加量將 大于理論計算值。 此外，折點氯化法還需要消耗水中堿度，理論計算 1mg/L NH4+N消耗 (以 CaCO3計 )，一般需向污水中投加 NaOH 和石灰來補充污水堿度的不足；并且尚需對出水余氯進行脫除，以免毒害魚貝類水生生物，余氯脫除可用還原劑二氧化硫?qū)⒂嗦冗€原成氯離子或用活性炭床過濾吸附。 采用折點氯化法脫氨氮，工藝復雜，投氯量大，再加上補充堿度、余氯脫除等工藝環(huán)節(jié)，而且投氯尚會產(chǎn)生一些新的有毒和有害物質(zhì)，故從經(jīng)濟上，運行管理上和環(huán)境上分析均不適宜于本工程。 ☆ 選擇性離子交換法去除氨氮 陽離子交換樹脂的離子交換反應(yīng)可用下式表示： 樂山市領(lǐng)先環(huán)保工程有限公司 聯(lián)系電話： 08332450326 19 nRA++Bn+←→Rn Bn++nA 陽離子交換樹脂對 各種離子所表現(xiàn)的不同親和力或選擇性是離子交換的基本條件。目前在污水處理中主要采用沸石天然離子交換物質(zhì)作為離子交換物質(zhì)，但該法在國內(nèi)尚無應(yīng)用。 該法存在的主要問題是進入交換柱的 SS 值不應(yīng)大于 35mg/L，以免增加水頭損失，堵塞沸石床；吸附飽和后必須對沸石進行再生，以恢復其離子交換能力；無運行管理經(jīng)驗。 ☆ 空氣吹脫法去除氨氮 污水中的氨氮大多以銨離子 (NH4+)和游離氨 (NH3)形式存在，并在水中保持如下平衡： NH4+←→NH 3+H+ 當 PH 值升高時，平衡向右移動，污水中游離氨的比率增加，當PH 值升高到 11 左右時，水中的氨氮幾乎全部以 NH3形式存在，若加以攪拌、曝氣等物理作用可使氨氣從水中向大氣轉(zhuǎn)移。 氨吹脫包括三個工藝過程：一是提高污水 PH 值，將污水中 NH4+轉(zhuǎn)變?yōu)?NH3；二是在吹脫塔中反復形成水滴；三是通過吹脫塔大量循環(huán)空氣，增加接觸，攪動水滴。 該工藝方案主要存在的問題是需對污水調(diào)節(jié) PH 值，投加大量石灰，藥劑投加量大，另外還產(chǎn)生大量的污泥，增加處理難度和污泥處理量：由于需要大量循環(huán)空氣，故動力費用較高；該方法在城市污水處理中尚無使用先例，也缺少運行管理經(jīng)驗，因此不推薦采用。 綜上所述，物理化學法脫氮 從經(jīng)濟、管理等方面均不適宜在污水處理中使用。 b、生物脫氮 樂山市領(lǐng)先環(huán)保工程有限公司 聯(lián)系電話： 08332450326 20 氮是蛋白質(zhì)不可缺少的組成部分，因此廣泛存在于城市污水之中。在原污水中，氮以 NH3N 及有機氮的形式存在，這兩種形式的氮合在一起稱之為凱氏氮，用 TKN 表示，而原污水中的 NOxN(包括亞硝酸鹽 NO2和硝酸鹽 NO3在內(nèi) )幾乎為零，故通常進水總氮即近似等于凱氏氮。氮也是構(gòu)成微生物的元素之一，一部分進入細胞體內(nèi)的氮將隨剩余污泥一起從水中去除。這部分氮量占所去除的 BOD5的 5％。在有機物被氧化的同時，污水中的有機氮也被氧化成氨氮，并且在溶解氧充足、泥齡足夠長 的情況下進一步氧化成硝酸鹽。因為氮在水體中是藻類生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，容易引起水體的富營養(yǎng)化，因此氮是污水處理廠出水的控制指標之一。 反硝化菌在缺氧的情況下可以利用硝酸鹽 (NO3N)中的氮作為電子受體，氧化有機物，將硝酸鹽中的氮還原成氮氣 (N2)，從而完成污水的脫氮過程，生物脫氮工藝是目前廣泛采用的污水處理工藝。 由此可見，要達到生物脫氮的目的，完全硝化是先決條件。因為硝化菌屬于自養(yǎng)菌，其比生長率 μn 明顯小于異養(yǎng)菌的生長率μh ，生物脫氮系統(tǒng)維持硝化的必要條件是 μn≥μh ，也就是說系統(tǒng)必須維持在較低的污泥負荷 條件下運行，使得系統(tǒng)泥齡大于維持硝化所需的最小泥齡。根據(jù)大量的試驗數(shù)據(jù)和運轉(zhuǎn)實例，設(shè)計污泥負荷在 d 及以下時，就可以達到硝化及反硝化的目的。 污水除磷工藝 污水除磷主要有生物除磷和化學除磷兩大類。對于城市污水一般采用生物除磷為主，必要時輔以化學除磷作為補充，以確保出水的磷濃度在標準以內(nèi)。 樂山市領(lǐng)先環(huán)保工程有限公司 聯(lián)系電話： 08332450326 21 化學除磷主要是向污水中投加藥劑，使藥劑與水中溶解性磷酸鹽形成不溶性磷酸鹽沉淀物，然后通過固液分離將磷從污水中除去。固液分離可單獨進行，也可與初沉污泥和二沉污泥的排放相結(jié) 合。按工藝流程中化學藥劑投加點的不同，磷酸鹽沉淀工藝可分成前置沉淀、協(xié)同沉淀和后置沉淀三種類型。前置沉淀的藥劑投加點是原污水進水處，形成的沉淀物與初沉污泥一起排除；協(xié)同沉淀的藥劑投加點包括初沉出水、曝氣池及二沉池之前的其它位置，形成的沉淀物與剩余污泥一起排除；后置沉淀的藥劑投加點是二級生物處理之后，形成的沉淀物通過另設(shè)的固液分離裝置進行分離，所括澄清池或濾池?；瘜W除磷的藥劑主要包括石灰、鐵鹽和鋁鹽。 ☆ 投加石灰法 向污水中投加石灰，污水中磷酸鹽與石灰的化學反應(yīng)可用下式表示： 3HPO42+5Ca2++4OH→Ca 5(OH)(PO4)3+3H2O 污水堿度所消耗的石灰量通常比形成磷酸鈣類沉淀物所需的石灰量大 幾個數(shù)量級，因此石灰法除磷所需的石灰投加量基本上取決于污水的堿度， 而不是污水的含磷量，滿足除磷要求的石灰投加量大致為總碳酸鈣堿度的 倍。 石灰法除磷的 PH 值通?？刂圃?10 以上，由于過高的 PH 會抑制和破壞微生物的增殖和活性，所以石灰法不能用于協(xié)同沉淀，只能用于前置沉淀和后置沉淀法除磷。 樂山市領(lǐng)先環(huán)保工程有限公司 聯(lián)系電話： 08332450326 22 ☆ 投加鐵鹽和鋁鹽 以硫酸鋁和三氯化鐵、硫酸亞鐵混凝劑為例，金屬鹽與水中的磷酸鹽堿度的反應(yīng)可以表示如下： 硫酸亞鐵混 凝： 3Fe2++2PO43=Fe3(PO4)2↓ 主反應(yīng)： FeCl3+PO43→FePO 4↓+3Cl 副反應(yīng)： 2FeCl3+3Ca(HCO3)2→2Fe(OH) 3↓+3CaCl 2+6CO2 硫酸鋁混凝： 主反應(yīng)： Al2(SO4)314H 2O+2PO43→2AlPO 4↓+3SO 42+14H2O 副反應(yīng)： Al2(SO4)314H 2O+6HCO3→2Al(OH) 3↓+3SO 42+6CO2+14H2O 可見，鐵鹽和鋁鹽均能與磷酸根離子 (PO43)作用生成難溶性的沉淀物，通過去除這些難溶性沉淀物 去除水中的磷。 按照德國規(guī)范 ATVA131 的規(guī)定，一般去除 1kg 磷需要投加 鐵或 鋁。對特定的污水，金屬鹽投加量需通過試驗確定，進水 TP 濃度和期望的除磷率不同，相應(yīng)的投加量也不同。 化學除磷方法的產(chǎn)泥量將增加，僅由沉淀劑與磷酸根和氫氧根結(jié)合生成的干泥量為 ，除此之外，還要考慮附帶的其它沉淀物，因此，在實際應(yīng)用中應(yīng)按每 kg 用鐵量產(chǎn)生 污泥或每 kg 用鋁量產(chǎn)生 污泥來計算產(chǎn)泥量。 在初沉池投加化學藥劑，初沉池產(chǎn)泥量將增加 50100%，如設(shè)后續(xù)生物處理，則全廠污泥量增加 60～ 70％；在二沉池投藥，活性污泥量增加 35～ 45%，全廠污泥量將增加 10～ 25％。 化學除磷的優(yōu)點是工藝簡單，除加藥設(shè)備外不需要增加其它設(shè)施，因此特 樂山市領(lǐng)先環(huán)保工程有限公司 聯(lián)系電話： 08332450326 23 別適用于舊廠增加除磷設(shè)備，缺點是藥劑消耗量大，剩余污泥量增加，濃度降低，體積增大，使污泥處理的難度增加，同時還要消耗水中堿度，影響氨氮硝化。因此，在二級生物處理工藝中，僅當出水含磷要求較高時，才考慮化學法輔助除磷。 B．生物除磷 生物除磷是污水中的聚磷菌在厭氧條件下，受到壓抑而釋放出體內(nèi)的磷酸鹽，產(chǎn)生能量用以吸收快速降 解有機物，并轉(zhuǎn)化為 PHB(聚β 羥丁酸 )存儲起來。當這些聚磷菌進入好氧條件下時就降解體內(nèi)儲存的 PHB 產(chǎn)生能量，用于細胞的合成和吸磷，形成高濃度污泥，隨剩余污泥一起排出系統(tǒng)，從而達到除磷的目的。生物除磷的優(yōu)點在于不增加剩余污泥量，處理成本較低。缺點是為了避免剩余污泥中磷的再次釋放，對污泥處理工藝的選擇有一定的限制。 據(jù)資料介紹，在厭氧段釋放 1mg 的磷吸收儲存的有機物，經(jīng)好氧分解后產(chǎn)生的能量用于細胞合成、增殖，能夠吸收 2～ 的磷。因此磷的吸收取決于磷的釋放，而磷的釋放取決于污水中存在的可快速降解的有機物的 含量，一般來說，這種有機物與磷的比值越大，降磷效果越好。一般的活性污泥法，其剩余污泥中的含磷量為 ～2％，采用生物除磷工藝的剩余活性污泥中磷的含量可以達到傳統(tǒng)活性污泥法的 2～ 3 倍，在設(shè)計中往往采用 3～ 5％。生物除磷工藝的前提條件是