污水处理_CASS_CAST_SBR_工艺_活性污泥控制

2)CASS工艺可以同步进行硝化和反硝化。同步反硝化意味着在不专门为硝酸盐 的去除设混合装置或正常缺氧混合程序的条件下，硝化与反硝化同时在同一反应 器发生。 通常认为在系统中，氮去除机制与在微生物絮体内由于受扩散限制引起的溶 解氧(DO) 的浓度梯度有关，这样硝化菌存在于高溶解氧区或正氧化还原点位 (OPR)，相反反硝化菌在溶解氧降低区或负氧化还原点位(OPR)下活性十足。 CASS工艺运行中控制供氧强度以及混合液溶解氧的浓度使其从0 逐渐上升到 2.5mg/L左右，约有50 %时间溶解氧接近于零,30 %在1mg/ L左右,20 %在2mg/L。 这样使活性污泥絮体的外周保持一个好氧环境进行硝化，污水中的有机氮、蛋白 氮等在好氧条件下首先被氨化菌转化为氨氮，而后在硝化菌的作用下变成硝酸盐 氮；由于主反应区耗氧速度较快而溶解氧含量又不高，因此低溶解氧难渗入絮体 内，这样，就在微生物絮体中形成了微反应区(微缺氧环境)，使絮体内部发生反 硝化作用，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸盐氮还原成氮气从 污水中逸出。另外，该工艺曝气与非曝气交替进行，从而使泥水混合液通过主反 应区，顺序经过缺氧—好氧—厌氧环境，尤其在非曝气阶段内污泥层以胞内在生 物选择高负荷下储存或吸收的碳为碳源，进行反硝化，在污泥沉淀过程中也有一 定的反硝化作用。 因此CASS系统中出现曝气状态下的反硝化，使硝化/反硝化同时发生，这就 无需专设缺氧区和内回流系统。污泥中少量硝态氮可在选择区中得到反硝化，由 于CASS系统的脱硝主要通过硝化/反硝化作用，且回流比很小，选择区中反硝化 量与整个系统相比是微不足道的，一般情况下对磷的释放无影响。
CASS工艺的生物选择区和脱氮除磷

本工艺前置了一道“生物选择区”，形成 浓度梯度，并可使磷释放；后设主反应区， 主反应区除去除BOD5和脱氮外，另有一部 分污泥回流至生物选择区，污泥回流量约 为进水量的20 %左右。CASS的成功运行 可将废水中的含碳有机物和包括氮、磷的 污染物去除。
1)生物选择区设在池子首部，不设机械搅拌装置，反应条件在缺氧和厌氧 之间变化。生物选择区有三个功能：a. 絮体结构内底物的物理团聚与动力 学和代谢选择同步进行；b. 选择区被隔开，保证初始高絮体负荷，以及酶 快速去除溶解底物；c. 通过选择区的设计，还可以创造一个有利于磷释放 的环境，这样促进聚磷菌的生长。 生物选择区的设置严格遵循活性污泥种群组成动力学的有关规律，创 造合适的微生物生长条件，从而选择出絮凝性细菌。活性污泥的絮体负荷 S0/X0 (即底物浓度和活性微生物浓度的比值) 对系统中活性污泥的种群组 成有较大的影响,较高的污泥絮体负荷有助于絮凝性细菌的生长和繁殖。 CASS工艺中活性污泥不断地在生物选择器中经历高絮体负荷阶段，这样 有利于絮凝性细菌的生长，提高污泥活性，并通过酶反应快速去除废水中 的溶解性易降解底物，从而抑制了丝状细菌的生长和繁殖，避免了污泥膨 胀的发生。同时当生物选择区处于缺氧环境时，回流污泥存在的少量硝酸 盐氮可得到反硝化，反硝化量可达整个系统硝化量的20%。当选择器处于 厌氧环境时，磷得以有效地释放，为生物除磷做准备。
物化方法控制泡沫

喷洒水 喷洒的水流或水珠能打碎浮在水面的气泡,以减少泡沫。但不能根本消除泡沫现象， 是一种最常用最简便的物理方法。 投加化学药剂 阳离子聚丙烯酰胺(acrylamide¬based cationic polymer)是一种常用的消泡剂，工 程实例中，把阳离子聚丙烯酰胺投加于二沉池进水管中，其既有抑制Nocardioform actinomycetes生长的作用，又有通过回流污泥进入曝气池消除污水中表面活性剂及表 面活性物质极性－非极性特点的作用。由于上述两点的存在，新的稳定泡沫难于大量 生成，而在水面上的泡沫层由于水面紊动，泡沫受剪力作用不断破碎，表面泡沫水膜 由于水分不断蒸发,泡沫不断破碎,泡沫层也逐渐消失。 低浓度的H2O2也是一种较常用的泡沫消除剂，在活性污泥中投加当投加低浓度 H2O2时,其浓度不足以杀死菌胶团表面伸出的丝状菌，只能氧化部分生物残渣和消除代 谢过程产生的毒素，净化菌胶团细菌生长的环境，促进了菌胶团细菌优势生长, 使菌胶 团菌和丝状菌的生长达到了新的平衡，从而达到控制生物泡沫的目的，而出水水质并 未恶化。H2O2应投加于回流污泥中，投加浓度为20～25mg H2O2/(kg•MLSS)。 另外，如氯、臭氧、聚乙二醇以及氯化铁和铜材酸洗液的混合药剂等均具有较强 的氧化性，也可当作消泡剂使用。
CASS活性污泥工艺控制
CASS工艺原理

CASS工艺是序批式活性污泥法(SBR)的一个变形。它在 SBR的基础上，反应池沿长度方向设计为两部分——生物 选择区，主反应区。在选择区中，废水中的溶解性有机物 质能通过酶反应机理而迅速去除。选择区的最基本功能是 防止产生污泥膨胀，回流污泥中的硝酸盐亦可在选择区中 得到反硝化；选择区内微量曝气，亦可进行缺氧除磷；主 反应区内主要进行降解有机物和硝化，同时也进行着硝化 --反硝化过程。主反应区后部安装了可升降的自动滗水装 置，曝气、沉淀和排水在同一池子内周期性地循环进行， 取消了常规活性污泥法的初沉池和二沉池。
由于活性污泥中微生物大部分为好氧菌，有机污 染物通过微生物的氧化分解得以去除，所以要对 系统曝气。 曝气量过大，有可能引起污泥老化，影响反硝化， 同时浪费能源；曝气量过小，又有可能影响有机 物降解、影响硝化，更严重时会使污泥腐败，所 以需要对曝气量加以控制。 对曝气量的控制主要通过对系统的溶解氧的控制。 在进水曝气的阶段，溶解氧应从0迅速上升并稳定 控制在2~4mg/L；曝气结束进入沉淀阶段，溶解 氧应下降，在10~20min内降至0，并一直持续至 滗水结束。
泡沫的控制

根据泡沫形成的机理及其影响因素，可采 用物理化学和生物的方法对泡沫进行控制。 控制泡沫特别是生物泡沫的实质并非消除 Microthrix parvicella等细菌的产生，主要途 径就是在曝气系统中建立一个不适宜丝状 菌异常生长的环境，抑制其在活性污泥中 的过度增殖，使丝状菌与絮凝体形成菌保 持平衡的比例生长。
3)CASS工艺可实现对磷的去除。生物除磷是依靠聚磷菌的作用实现的。 生物选择区不曝气，这样反应环境非常迅速地从缺氧环境转化为厌氧环 境，当选择区处于厌氧环境，聚磷菌依靠水解体内的聚磷( Poly-P)水解 释放出正磷酸盐，同时产生能量以吸收水中的溶解性有机底物，并将其 在体内合成为细胞学储备物质PHB；在主反应区为好氧环境时，聚磷菌 以游离氧为电子受体，将细胞储备物质氧化，并利用该反应所产生的能 量，过量地在污水中摄取磷酸盐并合成为ATP ,其中一部分转化为聚磷贮 存能量，为下一周期的厌氧释磷做准备。由于好氧段的吸磷量要远大于 厌氧段的释磷量，所以通过剩余污泥的排放可达到除磷目的。 若要在生物除磷的基础上进一步强化除磷效果或达到完全除磷的目的， 可加入铝盐或铁盐，根据所去除磷的浓度的大小，化学污泥在池子中的 浓度约在1.7g/L~2.0g/L左右，化学污泥可以进一步提高沉淀污泥的压缩 能力。CASS工艺是活性污泥不断地经过耗氧和厌氧的循环，这将有利 于聚磷菌在系统中的生长和积累。
CASS工艺每一操作循环由下列四个阶 段组成：




1)进水曝气阶段 进水由曝气系统向反应池内供氧，此时有机污染物被微生物氧化分解，同时 污水中的NH3-N通过微生物的硝化作用转化为NO3－-N。 2)沉淀阶段 此时停止曝气，微生物利用水中剩余的DO进行氧化分解。反应池逐渐由好氧 状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应。污泥逐渐沉到池底，上层水变 清。 3)滗水阶段 沉淀结束后，置于反应池末端的滗水器开始工作，自上而下逐层排出上清液。 此时，反应池继续进行反硝化。 4)闲置阶段 闲置阶段即是滗水器上升到原始位置阶段。 为了保持适当的污泥浓度，系统根据产生的污泥量排除相应数量的剩余污泥， 排除的剩余污泥一般在沉淀阶段结束后进行。
源自文库
F/M
F/M一般以BOD-污泥负荷率（Ns）表示 Ns=Q×La /(X×V) [kgBOD5/(kgMLSS×d)] Q－污水流量（m3/d）; V－曝气池体积（m3）； X－混合液悬浮体积（MLSS）浓度（mg/L）； La－进水有机物（BOD5）浓度（mg/L） 我厂污泥负荷一般控制在0.078 kgBOD5/ （kgMLSS· d）
排泥量与沉降比（SV）：



由于污泥自身新陈代谢，微生物数量会增加，为了保持系统中较稳定 的污泥浓度，需要对多于的剩余污泥进行排放。 排泥量过大，会导致系统中污泥浓度不够，影响处理效果；排泥量不 足。又会使污泥老化，同样影响处理效果，所以需要对排泥量加以控 制。 排泥量通过污泥沉降比来控制。 一般的，在温度较低的冬春季节，污泥龄控制在15d；在温度较高的 夏秋季节，污泥龄控制在12d。 排泥量可通过泥龄和沉降比计算。 冬春季节：Q=500SV 夏秋季节：Q=400SV Q—日排泥量（m3） SV—污泥沉降比
系统常见故障及处理方法


泡沫的形成与控制
泡沫的形成 活性污泥工艺中，泡沫的形成一般有以下几种形式，主要包括工艺运行 初始时期形成泡沫、反硝化作用起泡、表面活性剂起泡以及生物泡沫等。生 物泡沫粘度大，呈黄褐色，具有稳定、持续、较难控制的特点。 工艺运行初期形成泡沫 曝气池开始运转时，特定表面活性剂对有机物的部分降解作用形成泡沫， 并使泡沫迅速增长。这些泡沫一般呈白色且质轻，当活性污泥达到成熟时消 失。 反硝化作用起泡 由于在曝气不足的地方会发生反硝化作用，使微小的氮气气泡释放出来， 从而使污泥的密度减小，有利于其上浮，产生泡沫现象。这种现象产生的悬 浮泡沫通常不稳定。
CASS活性污泥工艺的控制指标
pH值 进水pH值通常控制在6～9 pH值异常对生化影响： pH值过低（低于6）：活性污泥系统池面有酸味； 处理效率下降；原生动物活动减弱。 pH值过低（大于9）：出水浑浊；处理效率下降； 活性污泥有解体现象；原生动物可见死亡解体。

水温

组成活性污泥的微生物适合的温度范围一般为15 －35℃。 水温的变化通常是由气温的变化引起的，夏天的 处理效率高与冬天的处理效率。 水温异常波动对生化处理的影响： 水温过低（低于10oC）:处理效率降低，抗冲击 负荷能力减弱；出水未沉降絮体增多 温度过高（高于40 oC）部分活性污泥受高温环 境影响，容易导致解体；同时受具体活动活跃影 响也会导致出水浑浊发生。




表面活性剂起泡 污水中的表面活性剂和淀粉、蛋白质、油脂等表面活性物质在分子结 构上都表现为含有极性－非极性基团即所谓双亲分子，在曝气的条件 下，非极性基团一端伸入气泡内，而极性基团选择地被亲水物质所吸 附，这样亲水性物质的表面被转化成疏水性物质而粘附在气泡水膜上， 随气泡一起上浮至水面。 各种悬浮物质若混入表面活性剂等产生的泡中，这些物质单独存 在并不能发泡,但是可使泡沫稳定。如造纸工业中的微细纸浆，食品工 业中的纤维质等。另外，如氯化钠、硫酸钠、硫酸铝等盐类的水溶液, 单独存在几乎不产生泡沫,但也有助于泡沫的稳定，使泡沫难以消失。 生物泡沫 目前，普遍认为生物泡沫形成的主要原因是：在各种因素影响下， 造成丝状菌和放线菌等微生物的异样生长，丝状菌的比生长速率高于 了菌胶团细菌，又由于丝状菌的比表面积较大，因此，丝状菌在取得 污水中BOD5物质和氧化BOD5物质所需要的氧气方面都比菌胶团细 菌有利得多，结果曝气池中丝状菌成为优势菌种而大量增值，导致生 物泡沫的产生。再加上这些微生物大都呈丝状或枝状,易形成网,能捕 扫微粒和气泡等,并浮到水面。被丝网包围的气泡,增加了其表面的张 力,使气泡不易破碎,泡沫更加稳定。另外，曝气气泡产生的气浮作用 是泡沫形成的主要动力因素。

F/M与活性污泥沉降比SV30对应关系
F/M 对应沉降比表现 沉降过程可出现活性污泥过 多 活性污泥色泽较深 沉降过程较迅速 上清液带有细小颗粒 沉降的活性污泥压缩性好 活性污泥稀少 活性污泥色泽鲜淡 絮凝沉降速度相对缓慢 上清液浑浊 沉降活性污泥阶段压缩性差
F/M过低
F/M过高
DO：