污水處理技術(shù)之CASS工藝介紹
污水處理技術(shù)之CASS工藝介紹
一、工藝說(shuō)明
(Cyclic Activated Sludge System)又稱(chēng)為循環(huán)活性污泥工藝，CASS法是在間歇式活性污泥法（SBR法）的基礎(chǔ)上演變而來(lái)的，它是在 CASS 反應(yīng)池前部設(shè)置了生物選擇區(qū)，后部設(shè)置了可升降的自動(dòng)潷水裝置。
其工作過(guò)程可分為曝氣、沉淀、排水和閑置四個(gè)階段，周期循環(huán)進(jìn)行。污水連續(xù)進(jìn)入預(yù)反應(yīng)區(qū)，經(jīng)過(guò)隔墻底部進(jìn)入主反應(yīng)區(qū)，在保證供氧的條件下，使有機(jī)物被池中的微生物降解。根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)可對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
CASS工藝分預(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。經(jīng)過(guò)模擬試驗(yàn)研究，CASS工藝已成功應(yīng)用于生活污水、食品廢水、制藥廢水的治理，并取得了良好的處理效果。
二、運(yùn)行方式
1.曝氣階段
由曝氣裝置向反應(yīng)池內(nèi)充氧，此時(shí)有機(jī)污染物被微生物氧化分解，同時(shí)污水中的NH3-N通過(guò)微生物的硝化作用轉(zhuǎn)化為NO3-N。
2.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(kāi)始進(jìn)行反硝化反應(yīng)。活性污泥逐漸沉到池底，上層水變清。
3.潷水階段
沉淀結(jié)束后，置于反應(yīng)池末端的潷水器開(kāi)始工作，自上而下逐漸排出上清液。此時(shí)反應(yīng)池逐漸過(guò)渡到厭氧狀態(tài)繼續(xù)反硝化。
4. 閑置階段
閑置階段即潷水器上升到原始位置階段，閑置階段的時(shí)間一般比較短，主要保證潷水器在此階段內(nèi)上升至原始位置，防止污泥流失。實(shí)際潷水時(shí)間往往比設(shè)計(jì)時(shí)間短，其剩余時(shí)間用于反應(yīng)器內(nèi)污泥的閑置以及恢復(fù)污泥的吸附能力。
三、工藝比較
3.1工藝特點(diǎn)
1.連續(xù)進(jìn)水，間斷排水
傳統(tǒng)SBR工藝為間斷進(jìn)水，間斷排水，而實(shí)際污水排放大都是連續(xù)或半連續(xù)的，CASS工藝可連續(xù)進(jìn)水，克服了SBR工藝的不足，比較適合實(shí)際排水的特點(diǎn)，拓寬了SBR工藝的應(yīng)用領(lǐng)域。雖然CASS工藝設(shè)計(jì)時(shí)均考慮為連續(xù)進(jìn)水，但在實(shí)際運(yùn)行中即使有間斷進(jìn)水，也不影響處理系統(tǒng)的運(yùn)行。
2.運(yùn)行上的時(shí)序性
CASS反應(yīng)池通常按曝氣、沉淀、排水和閑置四個(gè)階段根據(jù)時(shí)間依次進(jìn)行。
3.運(yùn)行過(guò)程的非穩(wěn)態(tài)性
每個(gè)工作周期內(nèi)排水開(kāi)始時(shí)CASS池內(nèi)液位高，排水結(jié)束時(shí)，液位低，液位的變化幅度取決于排水比，而排水比與處理廢水的濃度、排放標(biāo)準(zhǔn)及生物降解的難易程度等有關(guān)。反應(yīng)池內(nèi)混合液體積和基質(zhì)濃度均是變化的，基質(zhì)降解是非穩(wěn)態(tài)的。
4.溶解氧周期性變化，濃度梯度高
CASS在反應(yīng)階段是曝氣的，微生物處于好氧狀態(tài)，在沉淀和排水階段不曝氣，微生物處于缺氧甚至厭氧狀態(tài)。因此，反應(yīng)池中溶解氧是周期性變化的，氧濃度梯度大、轉(zhuǎn)移效率高，這對(duì)于提高脫氮除磷效率、防止污泥膨脹及節(jié)約能耗都是有利的。實(shí)踐證實(shí)對(duì)同樣的曝氣設(shè)備而言，CASS工藝與傳統(tǒng)活性污泥法相比有較高的氧利用率。
3.2 CASS工藝與傳統(tǒng)活性污泥法的比較
與傳統(tǒng)活性污泥法相比，CASS法的優(yōu)點(diǎn)是：
1.建設(shè)費(fèi)用低：省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流設(shè)備，建設(shè)費(fèi)用可節(jié)省10-25%。以10萬(wàn)噸的城市污水處理廠為例，傳統(tǒng)活性污泥法的總投資約1.5億，CASS法總投資約1.1億。
2.工藝流程短，占地面積少：污水廠主要構(gòu)筑物為集水池、沉砂池、CASS曝氣池、污泥池，而沒(méi)有初次沉淀池、二次沉淀池，布局緊湊，占地面積可減少20-35%。以10萬(wàn)噸的城市污水廠為例，傳統(tǒng)活性污泥法占地面積約為180畝，CASS法占地面積約120畝。
3.運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用省：由于曝氣是周期性的，池內(nèi)溶解氧的濃度也是變化的，沉淀階段和排水階段溶解氧降低，重新開(kāi)始曝氣時(shí)，氧的濃度梯度大，傳遞效率高，節(jié)能*，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用可節(jié)省10-25%。
4.有機(jī)物去除率高，出水水質(zhì)好：根據(jù)研究結(jié)果和工程應(yīng)用情況，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)和良好的管理，對(duì)城市污水，進(jìn)水COD為400mg/L時(shí)，出水小于30mg/L以下。對(duì)可生物降解的工業(yè)廢水，即使進(jìn)水COD高達(dá)3000mg/L，出水仍能達(dá)到50mg/L左右。對(duì)一般的生物處理工藝，很難達(dá)到這樣好的水質(zhì)。所以，對(duì)CASS工藝，二級(jí)處理的投資，可達(dá)到三級(jí)處理的水質(zhì)。
5.管理簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠：污水處理廠設(shè)備種類(lèi)和數(shù)量較少，控制系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，工藝本身決定了不發(fā)生污泥膨脹。所以，系統(tǒng)管理簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠。污泥產(chǎn)量低，污泥性質(zhì)穩(wěn)定。具有脫氮除磷功能。無(wú)異味。
CASS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)；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(chē)等有關(guān)雜用用途；處理工藝在國(guó)內(nèi)外處于*水平，設(shè)備自動(dòng)化程度高，可用微機(jī)進(jìn)行操作和控制；整個(gè)工藝運(yùn)轉(zhuǎn)操作較為簡(jiǎn)單，維修方便，處理廠內(nèi)不產(chǎn)生污染環(huán)境的臭氣和蚊螢；投資較省，處理成本低，工藝有推廣應(yīng)用價(jià)值。
3.3 CASS工藝與間隙進(jìn)水的SBR或CAST的比較
1. CASS反應(yīng)池由預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)組成，預(yù)反應(yīng)區(qū)控制在缺氧狀態(tài)，因此，提高了對(duì)難降解有機(jī)物的去除效果；
2. CASS進(jìn)水是連續(xù)的，因此進(jìn)水管道上無(wú)電磁閥等控件元件，單個(gè)池子可 獨(dú)立運(yùn)行，而 SBR或 CAST進(jìn)水過(guò)程是間歇的，應(yīng)用中一般要 2 個(gè)或 2 個(gè)以上交 替使用，增加了控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度。
3. CASS每個(gè)周期的排水量一般不超過(guò)池內(nèi)總水量的1/3 ，而SBR則為 1/2 — 3/4 ；CASS抗沖擊能力較好。
4. CASS比CAST系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但脫氮除磷效果不如后者。
