【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 置，這五個(gè)過程組成一個(gè)循環(huán)，并不斷重復(fù)進(jìn)行。循環(huán)開始時(shí)向池內(nèi)注水，池中的水位從某一最低水位開始上升至某一設(shè)定水位，并進(jìn)行曝氣；在經(jīng)過一定時(shí)間的曝氣后，停止曝氣，以使活性污泥進(jìn)行絮凝并在一個(gè)靜止的環(huán)境中沉淀；在完成沉淀后由一個(gè)移動(dòng)式的潷水器排出已處理達(dá)標(biāo)的上清液，使水位下降至池子所設(shè)定的最低水位。完成上述操作階段后，系統(tǒng)進(jìn)入下一循環(huán)過程，并重復(fù)以上操作。歸納起來，SBR法具有以下主要特征和優(yōu)點(diǎn)。(1)工藝流程簡(jiǎn)單，布置緊湊，運(yùn)行靈活，處理效果好。(2)無需設(shè)置二沉池，土建和設(shè)備投資相應(yīng)減少。(3)不需大規(guī)模的污泥回流系統(tǒng)，可節(jié)省大量能耗。(4)整個(gè)工藝系統(tǒng)的操作完全自動(dòng)化，可減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。(5)具有一定的抗沖擊負(fù)荷能力。(6)占地面積比氧化溝工藝稍少。除上述優(yōu)點(diǎn)外，SBR法還具有以下缺點(diǎn)。(1)由于工藝過程對(duì)自控系統(tǒng)要求較高，所以自控儀表、元件質(zhì)量的好壞直接影響到工藝的正常運(yùn)行，并對(duì)操作和維護(hù)人員的技術(shù)水平要求很高。(2)由于工藝要求間隙式運(yùn)行，所以正常運(yùn)行時(shí)總有部分反應(yīng)池和設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)，使反應(yīng)池和設(shè)備閑置率較高。(3)潷水器的水頭損失較大。2)CASS處理工藝簡(jiǎn)介CASS工藝（Cycling Activated Sludge System）是序批式活性污泥法（SBR法）基礎(chǔ)上的一種改進(jìn)工藝，目前是國(guó)際公認(rèn)的生活污水及工業(yè)污水處理的先進(jìn)工藝。該方法是美國(guó)川森維柔污水處理公司1975年研究成功的。CASS工藝在美國(guó)的明尼蘇達(dá)州草原市污水處理廠、俄亥俄州托萊多污水處理站、密執(zhí)安州地區(qū)污水處理站應(yīng)用均獲得了良好的處理效果。COD去除率達(dá)90%以上，BOD去除率達(dá)95%，并達(dá)到良好的除磷脫氮效果。目前，該方法應(yīng)用比較廣泛，美國(guó)、加拿大、澳大利亞已有270家污水處理廠應(yīng)用該工藝，其中城鎮(zhèn)污水處理廠200家，工業(yè)污水處理站70家。我國(guó)上海、昆明、北京等地也開始應(yīng)用該工藝處理生活污水及工業(yè)污水。其中規(guī)模最大的是昆明市第三污水處理廠，設(shè)計(jì)污水處理量1六萬噸項(xiàng)目/天，高峰流量20萬噸/天，已運(yùn)行2年，該工程被建設(shè)部評(píng)為優(yōu)質(zhì)工程。我公司已成功地應(yīng)用于十幾個(gè)污水處理工程中。CASS工藝的主要原理是：在序批式活性污泥法(SBR)的基礎(chǔ)上，將反應(yīng)池沿長(zhǎng)度方向設(shè)計(jì)為兩部分，前部設(shè)置了生物選擇區(qū)(也稱預(yù)反應(yīng)區(qū))，后部為主反應(yīng)區(qū)。在主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的自動(dòng)撇水裝置，曝氣、沉淀和排水在同一池子內(nèi)周期性地循環(huán)進(jìn)行，取消了常規(guī)活性污泥法的二沉池。相應(yīng)的，CASS池的主要結(jié)構(gòu)組成如下：216。 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)物能通過酶反應(yīng)機(jī)理迅速去除。通過維持預(yù)反應(yīng)區(qū)的缺氧狀態(tài)，可有效防止污泥膨脹，同時(shí)通過主反應(yīng)區(qū)污泥回流到預(yù)處理區(qū)，進(jìn)行反硝化過程，達(dá)到生物脫氮的目的。主反應(yīng)區(qū)完成污水中絕大部分有機(jī)物、氨氮及磷的去除，保障出水全面達(dá)標(biāo)。污泥回流/剩余污泥排放系統(tǒng)利用回流泵完成主反應(yīng)區(qū)到預(yù)反應(yīng)區(qū)的污泥回流過程（回流量約20%），同時(shí)，利用閥門控制，定期完成的剩余污泥排放。潷水裝置潷水器是CASS工藝中的關(guān)鍵設(shè)備，設(shè)置在CASS反應(yīng)池的末端設(shè)有可升降的潷水器，以實(shí)現(xiàn)處理達(dá)標(biāo)水的外排。每次潷水階段開始時(shí)，潷水器以設(shè)定的速度首先由原始位置降至水面，然后隨水面緩慢下降，上清液通過潷水器排出。潷水器排水均勻，不會(huì)擾動(dòng)已沉淀的污泥層。潷水器設(shè)計(jì)獨(dú)特，可有效防止浮渣進(jìn)入系統(tǒng)出水，充分保證了處理效果。潷水器出水水質(zhì)良好，當(dāng)出現(xiàn)意外情況時(shí)，出水設(shè)旁路回進(jìn)水池重新進(jìn)行處理。CASS工藝每一操作循環(huán)由下列五個(gè)階段組成：曝氣階段由曝氣系統(tǒng)向反應(yīng)池內(nèi)供氧，此時(shí)有機(jī)污染物被微生物氧化分解，同時(shí)污水中的NH3N通過微生物的硝化作用轉(zhuǎn)化為NO3－N。沉淀階段此時(shí)停止曝氣，微生物利用水中剩余的DO進(jìn)行氧化分解。反應(yīng)池逐漸由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉(zhuǎn)化，開始進(jìn)行反硝化反應(yīng)。污泥逐漸沉到池底，上層水變清。潷水階段沉淀結(jié)束后，置于反應(yīng)池末端的潷水器開始工作，自上而下逐層排出上清液。閑置階段閑置階段即是潷水器上升到原始位置階段。為了保持適當(dāng)?shù)奈勰酀舛?，系統(tǒng)根據(jù)產(chǎn)生的污泥量排出相應(yīng)數(shù)量的剩余污泥。這樣，通過反復(fù)循環(huán)操作完成污水的連續(xù)處理過程。CASS工藝具有以下特點(diǎn)：對(duì)原水的水質(zhì)水量的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好，可回用于污水處理廠內(nèi)的如綠化、澆地、洗車等有關(guān)雜用用途；在CASS工藝中，能同時(shí)進(jìn)行有機(jī)物的降解、硝化和反硝化以及生物除磷過程，在不增加投資和運(yùn)行能耗的條件下，能達(dá)到深度處理的目的；在CASS工藝中設(shè)置有生物選擇區(qū)（即預(yù)反應(yīng)區(qū)），能有效避免絲狀性微生物的生長(zhǎng)繁殖，防止污泥膨脹，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到進(jìn)一步的提高；工藝流程簡(jiǎn)單，投資費(fèi)用低；處理效果好，工藝穩(wěn)定性高，具有很高的緩沖進(jìn)水水質(zhì)水量沖擊的能力；污泥產(chǎn)量低，為常規(guī)活性污泥法污泥產(chǎn)量的1/3～2/3。眾所周知，微生物降解有機(jī)污染物的機(jī)理是利用水中的有機(jī)污染物作為碳源進(jìn)行新陳代謝，將有機(jī)污染物降解為CO2和水等簡(jiǎn)單的無機(jī)物質(zhì)，完成對(duì)水體的凈化。而微生物的生長(zhǎng)主要分為對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期、減速生長(zhǎng)期和內(nèi)源呼吸期。在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，微生物的生長(zhǎng)速率很快，污泥的吸附和降解能力強(qiáng)，但污泥的產(chǎn)量高；減速生長(zhǎng)期時(shí)，微生物的生長(zhǎng)速率減慢，是一般生化處理系統(tǒng)中利用的微生物的生長(zhǎng)階段，其污泥的沉降性能較好，產(chǎn)量較低；而內(nèi)源呼吸期主要發(fā)生在微生物生長(zhǎng)需要的有機(jī)物相對(duì)匱乏的環(huán)境中，微生物生長(zhǎng)缺乏碳源，所以只有消耗自身的碳源進(jìn)行新陳代謝（因?yàn)槠渥陨砑?xì)胞主要由C、N等組成），所以會(huì)造成污泥的產(chǎn)量降低。CASS工藝在主反應(yīng)區(qū)主要利用了其內(nèi)源呼吸階段，所以污泥的產(chǎn)量低，且污泥穩(wěn)定。自動(dòng)化程度高，所需機(jī)械設(shè)備少，日常維護(hù)簡(jiǎn)單；設(shè)備安裝簡(jiǎn)便，施工周期短，具有較好的耐水、防腐能力，設(shè)備使用壽命長(zhǎng)；CASS系統(tǒng)采用8小時(shí)一個(gè)周期，其中曝氣段為375分鐘，沉淀45分鐘，潷水60分鐘。即系統(tǒng)連續(xù)進(jìn)水，先曝氣375分鐘；然后停止曝氣，進(jìn)行靜止沉淀；沉淀45分鐘，開啟潷水器，開始潷水，潷水時(shí)間需60分鐘；完成一個(gè)運(yùn)行周期。然后再進(jìn)行曝氣，開始進(jìn)行第二個(gè)運(yùn)行周期操作。整個(gè)運(yùn)行切換由自動(dòng)化控制系統(tǒng)來完成。除上述優(yōu)點(diǎn)外，CASS法基本具有SBR法的缺點(diǎn)。3)上向流曝氣生物濾池方案“上向流曝氣生物濾池處理污水新工藝”是國(guó)家環(huán)?？偩至ν频闹行⌒臀鬯幚韽S的處理工藝。上向流曝氣生物濾池(BIOFOR)(Biological Aerated Filter)是80年代末最先在歐美發(fā)展起來的一種新型污水生物處理技術(shù)。曝氣生物濾池是由滴濾池發(fā)展而來，屬于生物膜法范疇，最初用作三級(jí)處理，后發(fā)展成直接用于二級(jí)處理，自90年代初在歐洲建成第一座城市污水處理廠后，已在歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家廣為流行，目前世界上已有數(shù)百座大大小小的污水處理廠應(yīng)用了這種技術(shù)。隨著研究的深入，曝氣生物濾池已經(jīng)由單一的工藝發(fā)展成了系列綜合工藝。該工藝綜合了過濾、吸附和生物代謝等多種凈化作用，使其具有體積小、占地面積省、處理效率高、出水水質(zhì)好、流程簡(jiǎn)單、操作管理方便并可省去二沉池等優(yōu)點(diǎn)。它的最大特點(diǎn)是使用一種新型的球形陶粒填料，在其表面及內(nèi)腔空間生長(zhǎng)有微生物膜，污水由下向上流經(jīng)濾料層時(shí)，微生物膜吸收污水中的有機(jī)污染物作為其自身新陳代謝的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并在濾料層下部提供曝氣供氧的條件下，氣、水為同向上向流態(tài)，使污水中的有機(jī)物得到好氧降解，并進(jìn)行硝化脫氮。它定期利用處理后的出水對(duì)濾池進(jìn)行反沖洗，排除濾料表面增殖的老化微生物膜，以保證微生物的活性。該工藝技術(shù)具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。①較小的池容和占地面積 曝氣生物濾池的BOD5容積負(fù)荷大，是常規(guī)二級(jí)生物處理的5～10倍，所以它的池容積和占地面積較常規(guī)二級(jí)生物處理工藝要小得多，同時(shí)在濾池后不需設(shè)二次沉淀池，大大節(jié)省了占地面積和大量的土建費(fèi)用。采用曝氣生物濾池工藝的城市污水處理廠總占地面積只有氧化溝工藝的1/3。濾池內(nèi)高比表面積和粗糙多孔的粒狀填料，其比表面上可以積累較高的微生物量，微生物量可達(dá)10～15g/L。高濃度的微生物量使得曝氣生物濾池的容積負(fù)荷大大增加，所以池容和占地面積可大大降低。池容和占地面積小對(duì)擬建的城市污水處理設(shè)施具有很大意義。由于曝氣生物濾池對(duì)污水中懸浮物的生物截留作用，使出水中的SS很少，完全達(dá)到國(guó)家所要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，故濾池后面不需設(shè)置二沉池。②抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，處理效果穩(wěn)定，處理出水水質(zhì)好 由于整個(gè)濾池中分布著較高濃度的微生物，使反應(yīng)速率高，并可通過控制供氣量使濾池中存在好氧和缺氧環(huán)境，使得濾池組合可實(shí)現(xiàn)硝化、反硝化。同時(shí)由于高濃度的微生物以膜狀存在于濾池的陶粒表面；其本身就耐水量的沖擊，而高濃度的固定生物膜使得濾速增大而不會(huì)使微生物流失，所以對(duì)水量、水質(zhì)具有較強(qiáng)的抗沖擊能力。③簡(jiǎn)化處理流程由于曝氣生物濾池的生物截流作用，處理后水中SS很少，故不需設(shè)置二沉池和污泥回流泵房，處理流程簡(jiǎn)化，使占地面積進(jìn)一步減少。④基建費(fèi)用、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用節(jié)省在國(guó)外，曝氣生物濾池工藝被廣泛應(yīng)用于各種污水處理，包括市政綜合污水、生活污水和工業(yè)污水處理，日處理規(guī)模從幾百立方米到41萬立方米。由于該工藝流程短、池容積小和占地省，使基建費(fèi)用大大低于常規(guī)二級(jí)生化處理。同時(shí)，采用濾池專用曝氣系統(tǒng)并利用粒狀填料對(duì)氣泡的切割作用，以及濾料對(duì)氣泡的阻擋作用，使得氣泡在濾池內(nèi)的停留時(shí)間大大增加，同時(shí)使得空氣與微生物膜的接觸面積也大大增加，上述原因?qū)е聻V池總體充氧效率大大提高，氧的利用率達(dá)到30%以上，可節(jié)省大量能源消耗。其填料為無機(jī)燒結(jié)材料，經(jīng)久耐用且不需更換，所以設(shè)備維護(hù)費(fèi)用較低。⑤自動(dòng)化程度高，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單 曝氣生物濾池具有很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷的能力，沒有污泥膨脹問題，微生物也不會(huì)流失，能保持較高的微生物濃度，因此，日常運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，處理效果穩(wěn)定。BIOFOR系統(tǒng)可以對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量以及污水中溶解氧濃度的在線檢測(cè)，并通過PLC控制系統(tǒng)可方便地調(diào)整曝氣時(shí)間的長(zhǎng)短，控制風(fēng)機(jī)的供氧量，做到優(yōu)化運(yùn)行。⑥脫氮除磷效果好通過不同功能的濾池組合或同一濾池中的不同功能區(qū)分布，使濾池在除碳的同時(shí)可進(jìn)行硝化和反硝化。其原理是通過對(duì)兩組濾池或同一座濾池內(nèi)分別人為地造成好氧、厭氧的生物環(huán)境，不僅能去除一般有機(jī)物和懸浮固體，而且還能去除營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)——氮和部分磷(，需進(jìn)行部分化學(xué)除磷)，在降解污水中有機(jī)物的同時(shí)，去除污水中的氮和部分磷，因?yàn)榈土资蔷S持水生物生長(zhǎng)的主要營(yíng)養(yǎng)物，其處理效果主要取決于供氧條件和曝氣與非曝氣階段的比例。值得注意的是，根據(jù)我院的實(shí)際工程運(yùn)行情況及國(guó)外城市污水處理工程運(yùn)行情況表明，在曝氣生物濾池運(yùn)行過程中，濾料中存在厭氧或缺氧的微環(huán)境，使得濾池內(nèi)部存在大量厭氧或兼性微生物，在濾池進(jìn)行除碳、硝化的過程中，濾料上的厭氧或兼性微生物同步進(jìn)行硝化和反硝化，反硝化效率達(dá)50%以上。⑦受氣候、水量、水質(zhì)影響小 由于大量的微生物生長(zhǎng)在粒狀填料粗糙多孔的內(nèi)部和表面，一方面微生物不會(huì)流失，即使長(zhǎng)時(shí)間不運(yùn)轉(zhuǎn)也能保持其菌種，使其運(yùn)行管理非常簡(jiǎn)單，如長(zhǎng)時(shí)間停止不用后再使用，其設(shè)施可在幾天內(nèi)恢復(fù)正常運(yùn)行；另一方面，高濃度的微生物量使得濾池對(duì)氣候和水量、水質(zhì)的波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)。⑧構(gòu)筑物模塊化，有利于今后的擴(kuò)建 曝氣生物濾池單元為模塊化結(jié)構(gòu)，可較好滿足城市污水處理廠分期建設(shè)的要求。⑨主要設(shè)備和材料均可國(guó)內(nèi)配套生產(chǎn)，不需利用進(jìn)口工藝中所需的絕大部分設(shè)備和材料均可在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)和采購(gòu)，而只有少量的檢測(cè)儀表需進(jìn)口。4)生物接解除氧化法方案生物接觸氧化法是在池內(nèi)設(shè)置填料，污水浸沒全部填料，并以一定的速度流經(jīng)填料，同時(shí)充氧。填料上長(zhǎng)滿生物膜，污水與生物膜接觸，在生物膜微生物作用下污水得到凈化。其特點(diǎn)是：處理效率較高；工藝適用范圍較廣；沒有或少量污泥回流，管理方便。較耐沖擊，適應(yīng)性較強(qiáng)；掛膜簡(jiǎn)單，啟動(dòng)快。其缺點(diǎn)是：填料上生物膜實(shí)際數(shù)量隨BOD而變化；負(fù)荷過高填料易堵塞，易產(chǎn)生污泥膨脹；填料選用不當(dāng)，會(huì)嚴(yán)重影響接觸氧化法工藝的正常使用。表33 BIOFOR與SBR、生物接觸氧化法工藝處理生活的比較項(xiàng) 目生物接觸氧化法SBR(CASS\CAST)工藝BIOFOR生物濾池工藝好氧處理部分BOD容積負(fù)荷—?d一般以1kg/m3?d考慮—?d?d考慮2—12kg/m3?d一般以4kg/m3?d考慮處理該污水?dāng)M采用的BOD容積負(fù)荷0．5kg/m3?d?d1kg/m3?d污泥膨脹容易產(chǎn)生可能產(chǎn)生不會(huì)產(chǎn)生二沉池需要不需要不需要充氧利用率2—5%1—3%20—30%技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)總投資最大適中最小運(yùn)行費(fèi)用中等最高最低出水水質(zhì)最差中間最好其它要求曝氣頭要求微孔曝氣要求微孔曝氣可直接使用穿孔管曝氣堵塞現(xiàn)象采用蜂窩填料易堵采用半軟性填料易產(chǎn)生污泥膨脹不易堵塞定期反沖洗不易堵塞污泥齡較長(zhǎng)(視填料而定)較長(zhǎng)最長(zhǎng)污泥回流不需要或少量不需要不需要生物膜厚，易產(chǎn)生厭氧反應(yīng)活性污泥薄膜生物反應(yīng)器影響因素流量變化影響受沉淀速度限制有一定影響受每個(gè)處理單元的可接納的容積限制有一定影響影響很小，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)溫度變化影響露天面積大，處理效果受低溫影響最大處理效果受低溫影響較大濾池從底部進(jìn)水，上部出水，水溫波動(dòng)小，低溫運(yùn)行穩(wěn)定運(yùn)行管理自動(dòng)化程度自動(dòng)化程度低序批式進(jìn)水系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)供氧量和回流比的自動(dòng)調(diào)節(jié)連續(xù)進(jìn)水系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)供氧量和回流比的自動(dòng)調(diào)節(jié)日常維護(hù)廠區(qū)面積大，設(shè)備分散，膜式曝氣頭易堵，維護(hù)巡視量最大設(shè)備閑置較多，膜式曝氣頭易堵，維護(hù)量大采用穿孔管曝氣，不堵塞，維護(hù)巡視簡(jiǎn)單大修需停一個(gè)生物接觸氧化池進(jìn)行依次大修，對(duì)處理水量和出水水質(zhì)有影響需停一個(gè)SBR池進(jìn)行依次大修，對(duì)處理水量和出水水質(zhì)有影響濾池?cái)?shù)量較多，停一個(gè)濾池進(jìn)行依次大修對(duì)出水水質(zhì)和出水水量影響很小管理操作人員較多較多較少環(huán)