【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 濃度已相當(dāng)?shù)?。好氧區(qū)中有機(jī)物經(jīng)厭氧區(qū)、缺氧區(qū)分別被聚磷菌和反硝化細(xì)菌利用后，濃度已相當(dāng)?shù)?，這有利于自養(yǎng)的硝化細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖，并將 NH4+硝化作用轉(zhuǎn)化為 NO3。非聚磷的好氧性異養(yǎng)菌雖然也能存在，但它在厭氧區(qū)中受到嚴(yán)重的壓抑，在好氧區(qū)又得不到充足的營(yíng)養(yǎng)，因此在其他生理類(lèi)群的微生物競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)。排放的剩余污泥中，由于含有大山東輕工業(yè)學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)5量能過(guò)量積貯聚磷鹽的聚磷菌，污泥中磷含量很高，因此可較一般的好氧活性污泥系統(tǒng)大大提高了磷的去除效果。 （三）氧化溝工藝氧化溝利用連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池（Continuous Loop Reator,簡(jiǎn)稱 CLR）作生物反應(yīng)池，混合液在該反應(yīng)池中一條閉合曝氣渠道進(jìn)行連續(xù)循環(huán)，氧化溝通常在延時(shí)曝氣條件下使用。氧化溝使用一種帶方向控制的曝氣和攪動(dòng)裝置，向反應(yīng)池中的物質(zhì)傳遞水平速度，從而使被攪動(dòng)的液體在閉合式渠道中循環(huán)。氧化溝一般由溝體、曝氣設(shè)備、進(jìn)出水裝置、導(dǎo)流和混合設(shè)備組成，溝體的平面形狀一般呈環(huán)形，也可以是長(zhǎng)方形、L 形、圓形或其他形狀，溝端面形狀多為矩形和梯形。氧化溝法由于具有較長(zhǎng)的水力停留時(shí)間，較低的有機(jī)負(fù)荷和較長(zhǎng)的污泥齡。因此相比傳統(tǒng)活性污泥法，可以省略調(diào)節(jié)池，初沉池，污泥消化池，有的還可以省略二沉池。氧化溝能保證較好的處理效果，這主要是因?yàn)榍擅罱Y(jié)合了 CLR 形式和曝氣裝置特定的定位布置，使氧化溝具有獨(dú)特水力學(xué)特征和工作特性。優(yōu)點(diǎn)：（1）氧化溝具有傳統(tǒng)活性污泥法的特點(diǎn)，有機(jī)物去除率高，運(yùn)行效果好，穩(wěn)定性較高，對(duì)水質(zhì)、水量變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性；（2）處理構(gòu)筑物相對(duì)較少，管理較方便。曝氣采用雙速轉(zhuǎn)刷，調(diào)節(jié)方便；（3）由于泥齡長(zhǎng)，剩余污泥量較少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定，污泥處理費(fèi)用較低。缺點(diǎn)：（1）投資費(fèi)用較大，經(jīng)常運(yùn)行電費(fèi)最高；（2）氧化溝池深較淺，一般在 34m，因此占地面積很大。（四）CASS 工藝CASS（Cyclic Activated Sludge System）工藝是近年來(lái)國(guó)際公認(rèn)的處理生活污水及工業(yè)廢水的先進(jìn)工藝。其基本結(jié)構(gòu)是：在序批式活性污泥法（SBR）的基礎(chǔ)上，反應(yīng)池沿池長(zhǎng)方向設(shè)計(jì)為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)，其主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的自動(dòng)撇水裝置。整個(gè)工藝的曝氣、沉淀、排水等過(guò)程在同一池子內(nèi)周期循環(huán)運(yùn)行，省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流系統(tǒng)；同時(shí)可連續(xù)進(jìn)水，間斷排水。CASS 工藝是一個(gè)好氧/缺氧/厭氧交替運(yùn)行的過(guò)程，具有一定脫氮除磷效果，廢水以推流方式運(yùn)行，而各反應(yīng)區(qū)則以完全混合的形式運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)同步硝化一反硝化和生物除磷。CASS 工藝的主要優(yōu)點(diǎn)：（1） 工藝流程簡(jiǎn)單，占地面積小，投資較低；（2）生化反應(yīng)推動(dòng)力大；（3）沉淀效果好。(4)運(yùn)行靈活，抗沖擊能力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)不同的處理目標(biāo)。(5)不易發(fā)生污泥膨脹。(6) 適用范圍廣，適合分期建設(shè)。(7)剩余污泥量小，性質(zhì)穩(wěn)定；（8）可以實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化。 工藝比較(如圖 所示)山東輕工業(yè)學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)6(1)A2/O 處理工藝是 Anaerobic－Anoxic－Oxic 的英文縮寫(xiě)，它是厭氧－缺氧－好氧生物脫氮除磷工藝的簡(jiǎn)稱，A 2/O 工藝是在厭氧－好氧除磷工藝的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，該工藝同時(shí)具有脫氮除磷的功能。(2)A2/O 工藝的特點(diǎn)：A：厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類(lèi)的微生物菌群的有機(jī)配合，能同時(shí)具有去除有機(jī)物、脫氮除磷功能；B：在同時(shí)脫氮除磷去除有機(jī)物的工藝中，該工藝流程最為簡(jiǎn)單，總的水力停留時(shí)間也少于同類(lèi)其它工藝。C：在厭氧缺氧好氧交替運(yùn)行下，絲狀菌不會(huì)大量繁殖，SVI 一般小于 100，不會(huì)發(fā)生污泥膨脹。D：污泥中含磷量高，一般為 %以上。普通 A/A/O 處理工藝優(yōu)點(diǎn)：（1）是最簡(jiǎn)單的同步脫氮除磷工藝，總的水力停留時(shí)間，總的占地面積少于其他同類(lèi)工藝；（2）缺氧好氧交替運(yùn)行條件下，絲狀菌得不到大量繁殖，無(wú)污泥膨脹之慮；（3）污泥中含磷濃度高，具有很高的肥效；（4）運(yùn)行中無(wú)需投藥，兩個(gè) A 段只需要輕緩攪拌，以不增加溶解氧濃度，運(yùn)行費(fèi)用低。缺點(diǎn)：（1）除磷效果難以再進(jìn)行提高，污泥增長(zhǎng)有一定限度，不易提高，特別是當(dāng) P/BOD值高時(shí)更加如此；（2）脫氮效果也難以進(jìn)一步提高，內(nèi)循環(huán)量一般以 2Q 為限，不易太高，否則增加運(yùn)行費(fèi)用；（3）對(duì)沉淀池要保持一定的溶解氧濃度，減少停留時(shí)間，防止產(chǎn)生厭氧狀態(tài)和污泥釋放磷的現(xiàn)象出現(xiàn)，但溶解氧的濃度也不宜過(guò)高，以防止循環(huán)混合液對(duì)缺氧反應(yīng)器的干擾。該工藝具有普通 A/A/O 處理工藝的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)外，還具有氧化溝一些獨(dú)特的特點(diǎn)。氧化厭氧 缺氧 好氧 二沉池內(nèi)回流污泥回流圖 21 Ａ 2/Ｏ工藝山東輕工業(yè)學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)7溝工藝是在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上完善發(fā)展并靈活運(yùn)用硝化反硝化技術(shù)的典型工藝之一，在工藝上采用連續(xù)循環(huán)式反應(yīng)池的原理，將碳源代謝、硝化、反硝化等一系列生物化學(xué)過(guò)程在一個(gè)閉合環(huán)路內(nèi)連續(xù)進(jìn)行，氧化溝呈封閉的溝渠型，流態(tài)成推流式，溶解氧形成濃度梯度，同時(shí)具有完全混合和推流的特征，氧化溝一般為低負(fù)荷設(shè)計(jì)，內(nèi)循環(huán)流量大，就使反應(yīng)器具有很強(qiáng)的稀釋緩沖能力，耐受沖擊負(fù)荷。優(yōu)點(diǎn)：（1）氧化溝具有獨(dú)特的水力流動(dòng)特點(diǎn)，有利于活性污泥的生物凝聚過(guò)程，而且可以將其工作區(qū)分為富氧區(qū)、缺氧區(qū)，用于進(jìn)行硝化和反硝化作用，取得脫氮的效果；（2）不設(shè)有初沉池，有機(jī)性懸浮物在氧化溝內(nèi)能夠達(dá)到好氧穩(wěn)定的程度；（3）BOD 負(fù)荷低，類(lèi)同于活性污泥法的延時(shí)曝氣系統(tǒng)。氧化溝對(duì)水溫、水質(zhì)、水量的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性，污泥齡一般在 1830 天左右，為傳統(tǒng)活性污泥的系統(tǒng)的 36 倍，可以存活，繁殖世代時(shí)間長(zhǎng)，增殖速度慢的微生物硝化菌，在氧化溝內(nèi)能產(chǎn)生銷(xiāo)化反應(yīng)，如運(yùn)行得當(dāng)，氧化溝能夠具有較高的脫氮效果，污泥產(chǎn)率低，且多易達(dá)到穩(wěn)定的程度，無(wú)需再進(jìn)行消化處理；（4）脫氮效果還能進(jìn)一步提高， ，因?yàn)槊摰Ч暮脡暮艽笠徊糠秩Q于內(nèi)循環(huán)量，要提高脫氮效果勢(shì)必要增加內(nèi)循環(huán)量，而氧化溝的內(nèi)循環(huán)量從理論上說(shuō)是可以不受限制的，從而氧化溝具有很大的脫氮潛力；（5）氧化溝只有曝氣器和推進(jìn)器維持溝內(nèi)的正常運(yùn)行，電耗較少，運(yùn)行費(fèi)用更低。缺點(diǎn)：氧化溝的占地面積很大。CASS 工藝CASS 生物處理法是周期循環(huán)活性污泥法的簡(jiǎn)稱，CASS 池分預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(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)快速積累過(guò)程，這對(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，同時(shí)對(duì)絲狀菌的生長(zhǎng)起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；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。CASS 工藝集反應(yīng)、沉淀、排水、功能于一體，污染物的降解在時(shí)間上是一個(gè)推流過(guò)程，而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中，從而達(dá)到對(duì)污染物去除作用，同時(shí)還具有較好的脫氮、除磷功能。CASS 工藝優(yōu)點(diǎn):（1）運(yùn)行靈活可靠 ● 生物選擇器可以根據(jù)污水水質(zhì)情況，以好氧、缺氧和厭氧三種方式運(yùn)行。選擇器可以恒定容積也可以可變?nèi)莘e運(yùn)行 ● 可任意調(diào)節(jié)狀態(tài)，發(fā)揮不同微生物的生理特性 ● 選擇器容積可變，避免產(chǎn)生污泥膨脹，提高了系統(tǒng)的可靠性 ● 抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，工業(yè)廢水、城市污水處理都適用（2）處理構(gòu)筑物少，流程簡(jiǎn)單山東輕工業(yè)學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)8 ● 池子總?cè)莘e減少，土建工程費(fèi)用低 ● 不需設(shè)二次沉淀池及其刮泥設(shè)備，也不用設(shè)回流污泥泵站（3）可實(shí)現(xiàn)除磷脫氮 ● 調(diào)節(jié)生物選擇器可變?nèi)莘e的曝氣和非曝氣順序，提高了生物除磷脫氮效果（4）節(jié)省投資 ● 構(gòu)筑物少，占地面積省 ● 設(shè)備及控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單 ● 曝氣強(qiáng)度小，不須大氣量的供氣設(shè)備 ● 運(yùn)行費(fèi)用低工藝缺點(diǎn)： （1）間歇周期運(yùn)行，對(duì)自控要求較高； （2）變水位運(yùn)行，電耗增大； （3）容積利用率較低； （4）污泥穩(wěn)定性不如厭氧硝化好。 沉淀池（1） 平流式沉淀池由流入裝置、流出裝置、沉淀區(qū)、緩沖層、污泥區(qū)及排泥裝置等組成； 流入裝置由配水槽、擋流板組成，流出裝置由流出槽與擋板組成，緩沖層的作用時(shí)避免已沉污泥被水流攪起以及緩解沖擊負(fù)荷，污泥區(qū)起貯存、濃縮和排泥作用，排泥方式有靜水壓力法、機(jī)械排泥法。（2）輻流式沉淀池池型呈圓形或正方形，直徑（或邊長(zhǎng)）660m，池周水深 ，用機(jī)械排泥，池底坡度不宜小于 。可用作初沉池或二沉池。（3） 豎流沉式淀池池型可用圓形或正方形。為了池內(nèi)水流分布均勻，池徑不宜太大，一般采用 47m。沉淀區(qū)呈柱形，污泥斗呈截頭倒錐體。結(jié)論：輻流沉淀池工藝成熟，適合范圍廣，故采用之。 污泥處理工藝根據(jù)污泥處理部分的要求，其產(chǎn)生的剩余污泥進(jìn)行專(zhuān)門(mén)處理。 污泥處理要求如下： 減少有機(jī)物，使污泥穩(wěn)定化；減少污泥體積，降低污泥后續(xù)處置費(fèi)用； 山東輕工業(yè)學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)9減少污泥中有毒物質(zhì)。 常用污泥處理的工藝流程 ：污水處理廠所產(chǎn)生的污泥約為處理的水的體積的 %%左右。這些污泥一般富含有機(jī)物、病菌等，若不加處理隨意堆放，將對(duì)周?chē)h(huán)境造成新的污染。在幾種常用的工藝中，a 法，污泥首先進(jìn)入濃縮池，然后進(jìn)入消化池，去除其中的大部分揮發(fā)性固體，然后經(jīng)由帶式壓濾機(jī)脫水，最后運(yùn)出廠外集中處置。b 法對(duì)污泥做脫水處理，方法簡(jiǎn)單。c 法則設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用過(guò)于昂貴，目前僅用于工業(yè)污泥和垃圾的處理。d 法直接作用于農(nóng)田，對(duì)重金屬的含量要求十分嚴(yán)格，該污水處理廠同時(shí)處理生活污水和工業(yè)廢水，其中工業(yè)廢水中將不可避免的含有較多量的重金屬。一般的，我們常用 b 法處理污泥。其中污泥濃縮，脫水選用污泥重力濃縮，機(jī)械脫水的方案，污泥含水率能降到 80%左右。詳細(xì)見(jiàn)后續(xù)污泥濃縮池的設(shè)計(jì)。 濃縮理論污泥處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥，含水率很高，體積很大，輸送、處理或處置都不方便。污泥濃縮可使污泥初步減容，使其體積減小為原來(lái)的幾分之一，從而為后續(xù)處理或處置帶來(lái)方便。首先，經(jīng)濃縮之后，可使污泥管的管徑減小，輸送泵的容量減小。濃縮之后采用消化工藝時(shí)，可減小消化池容積，并降低加熱量；濃縮之后直接脫水，可減少脫水機(jī)的臺(tái)數(shù)，并降低污泥調(diào)質(zhì)多需要的絮凝劑的投加量。污泥濃縮使體積減小的原因，是濃縮將污泥顆粒中的一部分水從污泥中分離出來(lái)。從微觀看，污泥中所含的水分包括空隙水、毛細(xì)水、吸附水和結(jié)合水四部分，如圖 。1空 隙 水 ； 2毛 細(xì) 水 ； 3吸 附 水 ；4結(jié) 合 水山東輕工業(yè)學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)10圖 22 污泥內(nèi)的水分空隙水系指存在于污泥顆粒之間的一部分游離水，占污泥中總含水量的 65%～85%之間；污泥濃縮可將絕大部分的空隙水從污泥中分離出來(lái)。毛細(xì)水系指污泥顆粒之間的毛細(xì)管水，約占污泥中含水量的 15%～25%之間；濃縮作用不能將毛細(xì)水份力，必須采用自然干化或機(jī)械脫水進(jìn)行分離。吸附水系指吸附在污泥顆粒上的一部分水分，由于污泥顆粒小，具有較強(qiáng)的表面吸附能力，因而濃縮或脫水方法均難以使吸附水與污泥顆粒分離。結(jié)合水是顆粒內(nèi)部的化學(xué)結(jié)合水，只有改變顆粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，才可能將結(jié)合水分離。吸附水和結(jié)合水一般占污泥濃縮含水量的 10%左右，只有通過(guò)高溫加熱或焚燒等方法，才能將這兩部分水分離出來(lái)。污泥濃縮主要有重力濃縮，氣浮濃縮和離心濃縮三種工藝形式。國(guó)內(nèi)目前以重力濃縮為主，但隨著氧化溝、A 2/O 等污水處理新工藝的不斷增多，氣浮濃縮和離心濃縮將會(huì)有較大的發(fā)展。事實(shí)上，這兩種濃縮方法在國(guó)外早已有了非常成熟的運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。綜上考慮，采用國(guó)內(nèi)比較成熟的重力濃縮工藝形式對(duì)污泥進(jìn)行濃縮。重力濃縮本質(zhì)上一種沉淀工藝，屬于壓縮沉淀。濃縮前由于污泥濃度較高，顆粒之間彼此接觸支撐。濃縮開(kāi)始后，在上層顆粒的重力作用下，下層顆粒間隙水被擠出界面，顆粒之間相互擁擠得更加緊密。通過(guò)這種擁擠和壓縮過(guò)程，污泥濃度進(jìn)一步提高，上層的上清液溢流排出，從而實(shí)現(xiàn)污泥濃縮。 工藝概述CASS（Cyclic Activated Sludge System）工藝是近年來(lái)國(guó)際公認(rèn)的處理生活污水及工業(yè)廢水的先進(jìn)工藝。其基本結(jié)構(gòu)是：在序批式活性污泥法（SBR）的基礎(chǔ)上，反應(yīng)池沿池長(zhǎng)方向設(shè)計(jì)為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)，其主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的自動(dòng)撇水裝置。整個(gè)工藝的曝氣、沉淀、排水等過(guò)程在同一池子內(nèi)周期循環(huán)運(yùn)行，省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流系統(tǒng)；同時(shí)可連續(xù)進(jìn)水，間斷排水。CASS 工藝是一個(gè)好氧/缺氧/厭氧交替運(yùn)行的過(guò)程，具有一定脫氮除磷效果，廢水以推流方式運(yùn)行，而各反應(yīng)區(qū)則以完全混合的形式運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)同步硝化一反硝化和生物除磷。 池的主要結(jié)構(gòu)(1)預(yù)反應(yīng)區(qū) 　 在反應(yīng)器的前段設(shè)置預(yù)反應(yīng)區(qū)，這是 CASS 工藝與 SBR 工藝的重要區(qū)別之一。在預(yù)反應(yīng)區(qū)中，污水中的溶解性有機(jī)物能通過(guò)酶反應(yīng)機(jī)理迅速去除。通過(guò)維持預(yù)反應(yīng)區(qū)的缺氧狀態(tài)，可有效防止污泥膨脹，同時(shí)通過(guò)主反應(yīng)區(qū)污泥回流到預(yù)處理區(qū)，進(jìn)行反硝化過(guò)程進(jìn)行生物脫氮。為保證 CASS 曝氣池預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)高的污泥濃度(形成一個(gè)高負(fù)荷的基質(zhì)降解過(guò)程，緩解水質(zhì)水量沖擊，抑制絲狀菌生長(zhǎng)，有效防止污泥膨脹)，將曝氣池后部部分污泥回流至曝氣池前端(回流比 67%)，設(shè)計(jì)采用每間池子 1 臺(tái)污泥回流泵，剩余污泥污泥回流山東輕工業(yè)學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)11泵排向污泥濃縮池進(jìn)行濃縮。(2)主反應(yīng)區(qū) 　完成污水中絕大部分有機(jī)物、氨氮及磷的