【導讀】乳糖、乳蛋白、硝酸、NaOH等，生活污水主要來源為衛(wèi)生間、洗澡和洗衣等。廢水日處理量：2500噸/日，連續(xù)排放。水質(zhì)指標如下表：。包括污水處理基本工藝路線的確定，污水處理工。藝流程論證和主要處理構(gòu)筑物的選型。應盡量采用新工藝、新技術(shù)。行技術(shù)比較也適當進行經(jīng)濟比較?？傮w布置圖和某些構(gòu)筑物施工設(shè)計圖。包括投資估算和運行費用及勞動定員的計算。[8]徐新陽于鋒.《污水處理工程設(shè)計》.化學工業(yè)出版社,近年來我國乳品生產(chǎn)快速增長。年的469．4萬頭增加了2倍。同時，原料奶產(chǎn)量也逐年增加。雪和牛奶產(chǎn)量分別為3748萬噸和3575．6萬噸，分別是2020年的4．l. 我國奶類產(chǎn)量占全球的5．8％，居全球第3位。點心生產(chǎn)過程中排出的廢水。廢水主要來自容器及設(shè)備的清洗水，主要成。作為生物法的預處理工序，保證微生物處理的正常進行?？紤]到廢水中有機物的利用問題，因此處理成本較高。解廢水中的有機物，而污泥和水的分離則由沉淀池來完成。模的城市污水處理廠。

　　

【正文】 解氧濃度從高向低變動，甚至可能出現(xiàn)缺氧段。氧化溝的這種獨特的水流狀態(tài)，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以將 其區(qū)分為富氧區(qū)、缺氧區(qū)，用以進行硝化和反硝化，取得脫氮的效應。常用的氧化溝系統(tǒng)由卡羅塞氧化溝、交替工作氧化溝及二沉池交替工作氧化溝。氧化溝工藝流程見圖 ２ － １ ： 圖 2— 1 氧化溝工藝流程簡圖 氧化溝可分為連續(xù)工作式、交替工作式和半交替工作式。連續(xù)工作式氧化溝如帕斯韋爾（ Pasveer）氧化溝、卡魯賽爾（ Carrousel）氧化溝。 氧化溝處理污水的原理如下：氧化溝中的污水直接與回流污泥一起進入氧化溝系統(tǒng)。在充分摻氧的條件下，微生物得到足夠的溶解氧來去 除 BOD；同時，氨也被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，此時，混合液處于有氧狀態(tài)。在曝氣機下游，水流由曝氣區(qū)的湍流狀態(tài)變成之后的平流狀態(tài)，水流維持在最小流速，保證活性污泥處于懸浮狀態(tài)。微生物的氧化過程消耗了水中溶解氧，直到 DO 值降為零，混合液呈缺氧狀態(tài)。經(jīng)過缺氧區(qū)的反硝化作用，混合液進入有氧區(qū)，完成一次循環(huán)。該系統(tǒng)中， BOD 降解是一個連續(xù)過程，硝化作用和反硝化作用發(fā)生在一個池子內(nèi)。由于結(jié)構(gòu)的限制，這種氧化溝雖然可以有效去除 BOD，但脫氮除磷的能力有限。 氧化溝的主要優(yōu)點如下： （ 1） 氧化溝的流態(tài)在整體上是完全混合的，而局部 又具有推流特性，使得在污水中 能形成良好的混合液生物絮凝體，提高二沉池的污泥沉降速度及澄清效果；另外，其獨特的水流性能對除磷脫氮也是極其重要的。 （ 2） 處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好，并可實現(xiàn)脫氮。 原污水 格柵 提升泵站 隔油池 混凝沉淀池 水解酸化池 氧化溝 二沉池 出水 污泥濃縮脫水機房 污泥回流泵房 調(diào)節(jié)池 江西理工大學 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 11 （ 3） 污泥廠量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定。 （ 4） 能承受水量、水質(zhì)沖擊負荷，對高濃度工業(yè)廢水有很大的稀釋能力。 氧化溝的缺點如下： （ 1） 單純的氧化溝工藝的除磷效率很低，需要增設(shè)厭氧段才能達到一定的除磷效率。 （ 2） 雖然污泥產(chǎn)量少，耐沖擊負荷，但是這是建立在該工藝很低的污泥負荷上的，且要求處理構(gòu)筑物內(nèi)水深要淺，而這又決定了在處理相同水質(zhì)、水量污水的情 況下，該工藝是最占土地的，也即增加了基建費用。 （二）循環(huán)污泥污泥工藝 簡介 CASS(Cyclic Activated Sludge System)是周期循環(huán)活性污泥法的簡稱，又稱為循環(huán)活性污泥工藝 CAST(Cyclic Activated Sludge technology)，是在 SBR的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，即在 SBR 池內(nèi)進水端增加了一個生物選擇器，實現(xiàn)了連續(xù)進水 (沉淀期、排水期仍連續(xù)進水 )，間歇排水。設(shè)置生物選擇器的主要目的是使系統(tǒng)選擇出絮凝性細菌，其容積約占整個池子的 10%。生物選擇器的工藝 過程遵循活性污泥的基質(zhì)積累 再生理論，使活性污泥在選擇器中經(jīng)歷一個高負荷的吸附階段 (基質(zhì)積累 )，隨后在主反應區(qū)經(jīng)歷一個較低負荷的基質(zhì)降解階段，以完成整個基質(zhì)降解的全過程和污泥再生。 該工藝最早在國外應用，為了更好地將其引進，開發(fā)出適合我國國情的新型污水處理新工藝，有關(guān)科研機構(gòu)在實驗室進行了整套系統(tǒng)的模擬試驗，分別探討了 CASS 工藝處理常溫生活污水、低溫生活污水、制藥和化工等工業(yè)廢水的機理和特點以及水處理過程中脫氮除磷的效果，獲得了寶貴的設(shè)計參數(shù)和對工藝運行的指導性經(jīng)驗。將研究成果成功地應用于處理生活 污水及不同種工業(yè)廢水的工程實踐中，取得了良好的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。并開發(fā)的 CASS 工藝與 ICEAS 工藝相比，負荷可提高 12倍，節(jié)省占地和工程投資近 30%。 CASS 結(jié)構(gòu)與原理 CASS 基本結(jié)構(gòu)是：在序批式活性污泥法（ SBR）的基礎(chǔ)上，反應池沿池長方向設(shè)計為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預反應區(qū)，后部為主反應區(qū)，其主反應區(qū)后部安裝了可升降的自動撇水裝置。整個工藝的曝氣、沉淀、排水 等過程在同一池子內(nèi)周期循環(huán)運行，省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流系統(tǒng)；同時可連續(xù)進水，間斷排水。 CASS 原理： :在預反應區(qū)內(nèi)，微生物能通過酶的快速轉(zhuǎn)移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經(jīng)歷一個高負荷的基質(zhì)快速積累過程，這對進水水質(zhì)、水量、 PH 和 有毒有害物質(zhì) 起到較好的緩沖作用，同時對絲狀菌的生長起到江西理工大學 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 12 抑制作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應區(qū)經(jīng)歷一個較低負荷的基質(zhì)降解過程。 CASS 工藝集反應、沉淀、排水、功能于一體，污染物的降解在時間上是一個推流過程，而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周 期性變化之中，從而達到對污染物去除作用，同時還具有較好的脫氮、除磷功能。 CASS 法工作原理如右圖所示： 圖 2— 2 CASS 工藝原理圖 CASS 原理圖 在反應器的前部設(shè)置了生物選擇區(qū)，后部設(shè)置了可升降的自動潷水裝置。其工作過程可分為曝氣、沉淀、潷水、閑置四個階段，周期循環(huán)進行。污水連續(xù)進入預反應區(qū)，經(jīng)過隔墻底部進入主反應區(qū)，在保證供氧的條件下，使有機物被池中的微生物降解。 根據(jù)進水水質(zhì)可對運行參數(shù)進行調(diào)整。 圖 2— 3 CASS 工藝流程圖 3 CASS 工藝的主要優(yōu)點 工藝流程簡單，占地面積小，投資較低 原污水 細格柵 提升泵房 混凝沉淀池 CASS 池 污泥濃縮脫水機房 泥冰外運處置 水解酸化池 隔油池 調(diào)節(jié)池 江西理工大學 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 13 CASS 的核心構(gòu)筑物為反應池，沒有二沉池及污泥回流設(shè)備，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池及初沉池。因此，污水處理設(shè)施布置緊湊、占地省、投資低。 生化反應推動力大 CASS 工藝從污染物的降解過程來看，當污水以相對較低的水量連續(xù)進入CASS 池時即被混合液稀釋，因此，從空間上看 CASS 工藝屬變體積的完全混合式活性污泥法范疇；而從 CASS 工藝開始曝氣到排水結(jié)束整個周期來看，基質(zhì)濃度由高到低，濃度梯度從高到低，基質(zhì)利用速率由大到小， 因此， CASS 工藝屬理想的時間順序上的推流式反應器，生化反應推動力較大。 沉淀效果好 CASS 工藝在沉淀階段幾乎整個反應池均起沉淀作用，沉淀階段的表面負荷比普通二次沉淀池小得多，雖有進水的干擾，但其影響很小，沉淀效果較好。實踐證明，當冬季溫度較低，污泥沉降性能差時，或在處理一些特種工業(yè)廢水污泥凝聚性能差時，均不會影響 CASS 工藝的正常運行。實驗和工程中曾遇到 SV30 高達 96%的情況，只要將沉淀階段的時間稍作延長，系統(tǒng)運行不受影響。 運行靈活，抗沖擊能力強 CASS 工藝在設(shè)計時已考 慮流量變化的因素，能確保污水在系統(tǒng)內(nèi)停留預定的處理時間后經(jīng)沉淀排放，特別是 CASS 工藝可以通過調(diào)節(jié)運行周期來適應進水量和水質(zhì)的變比。當進水濃度較高時，也可通過延長曝氣時間實現(xiàn)達標排放，達到抗沖擊負荷的目的。在暴雨時，可經(jīng)受平常平均流量 6信的高峰流量沖擊，而不需要獨立的調(diào)節(jié)地。多年運行資料表明，在流量沖擊和有機負荷沖擊超過設(shè)計值 2－ 3 信時，處理效果仍然令人滿意。而傳統(tǒng)處理工藝雖然已設(shè)有輔助的流量平衡調(diào)節(jié)設(shè)施，但還很可能因水力負荷變化導致活性污泥流失，嚴重影響排水質(zhì)量。 當強化脫氮除磷功能時， CASS 工藝 可通過調(diào)整工作周期及控制反應池的溶解氧水平，提高脫氮除磷的效果。所以，通過運行方式的調(diào)整，可以達到不同的處理水質(zhì)。 不易發(fā)生污泥膨脹 污泥膨脹是活性污泥法運行過程中常遇到的問題，由于污泥沉降性能差，污泥與水無法在二沉池進行有效分離，造成污泥流失，使出水水質(zhì)變差，嚴重時使污水處理廠無法運行，而控制并消除污泥膨脹需要一定時間，具有滯后性。因此，選擇不易發(fā)生污泥膨脹的污水處理工藝是污水處理廠設(shè)計中必須考慮的問題。 由于絲狀菌的比表面積比菌膠團大，因此，有利于攝取低濃度底物，但一般絲狀菌的比增殖 速率比非絲狀菌小，在高底物濃度下菌膠團和絲狀菌都以較大速率降解底物與增殖，但由于膠團細菌比增殖速率較大，其增殖量也較大，從而較絲狀菌占優(yōu)勢。而 CASS 反應池中存在著較大的濃度梯度，而且處于缺氧、好氧江西理工大學 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 14 交替變化之中，這樣的環(huán)境條件可選擇性地培養(yǎng)出菌膠團細菌，使其成為曝氣池中的優(yōu)勢菌屬，有效地抑制絲狀菌的生長和繁殖，克服污泥膨脹，從而提高系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。 適用范圍廣，適合分期建設(shè) CASS 工藝可應用于大型、中型及小型污水處理工程，比 SBR 工藝適用范圍更廣泛；連續(xù)進水的設(shè)計和運行方式，一方面便于與前 處理構(gòu)筑物相匹配，另一方面控制系統(tǒng)比 SBR 工藝更簡單。 對大型污水處理廠而言， CASS 反應池設(shè)計成多池模塊組合式，單池可獨立運行。當處理水量小于設(shè)計值時，可以在反應地的低水位運行或投入部分反應池運行等多種靈活操作方式；由于 CASS 系統(tǒng)的主要核心構(gòu)筑物是 CASS 反應池，如果處理水量增加，超過設(shè)計水量不能滿足處理要求時，可同樣復制 CASS 反應池，因此 CASS 法污水處理廠的建設(shè)可隨企業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，它的階段建造和擴建較傳統(tǒng)活性污泥法簡單得多。 剩余污泥量小，性質(zhì)穩(wěn)定 傳統(tǒng)活性污泥法的泥齡僅 2－ 7天，而 CASS 法泥齡為 2530天，所以污泥穩(wěn)定性好，脫水性能佳，產(chǎn)生的剩余污泥少。去除 產(chǎn)生 ～ 剩余污泥，僅為傳統(tǒng)法的 60%左右。由于污泥在 CASS 反應池中已得到一定程度的消化，所以剩余污泥的耗氧速率只有 10mgO2/g 以下，一般不需要再經(jīng)穩(wěn)定化處理，可直接脫水。而傳統(tǒng)法剩余污泥不穩(wěn)定，沉降性差，耗氧速率大于20mgO2/g ，必須經(jīng)穩(wěn)定化后才能處置。 （三 ） UASB + SBR 本處理工藝主要包括 UASB 反應器和 SBR反應器。將 UASB 和 SBR兩 種處理單元進行組合，所形成的處理工藝突出了各自處理單元的優(yōu)點，使處理流程簡潔，節(jié)省了運行費用，而把 UASB 作為整個廢水達標排放的一個預處理單元，在降低廢水濃度的同時，可回收所產(chǎn)沼氣作為能源利用。同時，由于大幅度減少了進入好氧處理階段的有機物量，因此降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥產(chǎn)量，從而使整個廢水處理過程的費用大幅度減少。采用該工藝既降低處理成本，又能產(chǎn)生經(jīng)濟效益。并且 UASB 池正常運行后，每天產(chǎn)生大量的沼氣，將其回收作為熱風爐的燃料，可供飼料烘干使用。 江西理工大學 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 15 圖 2— 4 SBR 工藝流程簡圖 表 2— 2 各種工藝的比較 工藝類型 氧化溝 循環(huán)活性污泥工藝 SBR 技術(shù)比較 時間長，污水的混合效果好 BOD負荷低，對水質(zhì)的變動有較強的適應性 ，控制靈活方便 2系統(tǒng)處理構(gòu)筑物少，緊湊，節(jié)省占地 3 不用設(shè)置二沉池， 沒有污泥膨脹問題 。 4 運行管理方便 ， 流程簡單 ， 能有效去除有機物 2. 對進水有機負荷的 變 動 適 應 性 較強；同時沒有污泥膨脹問題 。 經(jīng)濟比較 可不單獨設(shè)二沉池，使氧化溝二沉池合建 ，節(jié)省了二沉池合污泥回流系統(tǒng) 投資省，運行費用低，比傳統(tǒng)活性污泥法基建費用低 30% 能耗高 ，運行管理繁瑣 較高，規(guī)模不宜過大 使用范圍 中小流量的生活污水和工業(yè)廢水 中小型處理廠居多 中小型污水處理廠 穩(wěn)定性 一般 一般 一般 工藝流程的選擇 本設(shè)計的工藝流程初定如下：循環(huán)活性污泥工藝（ CASS）。 （ 1）工藝發(fā)展概況 近年來隨著技術(shù)的發(fā)展，對 SBR的生化動力學及其在工藝上的優(yōu)越性有了更原污水 格柵 提升泵站 隔油池 混凝沉淀池 UASB SBR 二沉池 出水 污泥濃縮脫水機房 污泥回流泵房 調(diào)節(jié)池 江西理工大學 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 16 深的了解。美國、澳大利亞、日本、德國等許多國家和地區(qū)都展開了對 SBR 法的研究和應用工作，使 SBR 法在世界范圍 得到了越來越深入的研究和越來越廣泛的應用。隨著人們對 SBR 研究的深入，新型的 SBR 工藝不斷出現(xiàn)，其變型工藝有ICEAS 工藝（ Intermittent Cyclic Extended Aeration System）、 IDAL 工藝（ Intermittent Decanted Aerated Lagoons）、 IDEA工藝（ Intermittent Decanted Extended Aerated）、循環(huán)式活性污泥法（ Cyclic Activated Sludge Technology，簡稱 CAST 工藝）、 CASS 工藝（ Cyclic Activated Sludge System）等。 CASS 工藝（ Cyclic Activated Sludge System）是間歇式活性污泥法的一種變革，由 Goronszy 在 ICEAS[2]工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并保留了 ICEAS 和CAST 工藝的優(yōu)點。循環(huán)式活性污泥法（ Cyclic Activated Sludge System，簡稱 CASS），是在 SBR 工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新形式，即在 SB