循环式活性污泥法(CASS)的研究进展
魏 永 闪红光
(大连水产学院2002级研究生 大连 116023) (大连市环境科学设计研究院 大连 116023)
摘 要 循环活性污泥系统(CASS)是一种将变容积活性污泥法和生物选择器原理有机地结合起来,具有同步脱氮除磷的以序批曝气-非曝气方式运行的充放式间歇活性污泥处理工艺。文中主要介绍了循环活性污泥法CASS工艺的发展、应用情况及其工艺特点、经济评价,存在问题,就该工艺在国内的应用提出了展望。
关键词:水处理 CAS S工艺 生物除磷 硝化反硝化
Abstract Cyclic Actiavated Sludge System(CASS)Origined from Subse quence Actiavated Sludge System(SBR),combining variable volume activated sludge processing w ith biologi calse lectororgan ically,On whichcansimultaneouslyremovalnitrogenandphosphorus This paper mainlyintro ducesdevel opment application and process characteri stics、economicevaluate,ex i stentproblem of CASS,and look forw ard toapplyi ng this process inour country
Keywords:water treatment;CAS S process;biologicalphosphorusremoval;nitrificationdenitrification
1 概述
CASS 5 (CyclicActiavatedSludgeSystem简称CASS)也称CAST(-Technaoloy)或CASP(-Pro cess)工艺,是SBR工艺的一种改进型。由Goronszy 教授及其同事在SBR工艺和氧化沟技术的基础上开发出来的,国内外公认的先进工艺。该工艺已广泛应用于欧美许多国家的城市污水和各种工业废水的处理。随着自动化水平的不断提高,对CASS的研究将日益深化、不断完善。由于其具有投资少、运行管理方便、可分期建设等特点,适合中国国情,近年来,在国内已得到推广应用。
2 国内外应用及研究现状
循环式活性污泥法是一种新型污水生物处理工艺。该方法最早是美国川森维柔废水处理公司于1975年研究成功并推广应用的废水处理新技术专利。目前,在美国、加拿大、澳大利亚等国270多个污水处理厂应用,其中城镇污水处理厂200多家,工业废水处理厂70多家。在欧美等国家得到较多的应用,国内也已开始对此进行研究并逐步在需脱氮除磷的城市污水、小区生活污水制药、屠宰、啤酒、印染和化工等行业废水处理的实际工程中得到应用。根据有关专家的调研和不完全统计,已建和在建的工程实例如表1(国内CASS的应用实例)、表2(国外主要的CASS工艺处理城市污水的应用)所示。
表1 国内CASS的应用实例
项目名称
处理规模
(m3/d)
备注北京经济开发区污水厂2 104通过验收湖州市碧浪污水处理厂1 104通过验收遵义市污水处理厂30 104通过验收安徽天井啤酒厂5000通过验收浙江银燕生化集团2000通过验收鲁抗集团千吨青霉素工程2 1 104通过验收海拉尔市啤酒废水处理站5000通过验收北京航天城废水处理站7200通过验收洛阳石化总厂1 104通过验收清镇朱家河污水处理厂25 104正在建设南充市污水处理厂12 104正在建设阜阳市污水处理厂10 104正在建设攀枝花污水处理厂(炳昔岗分厂)2 104正在建设扬州市污水处理厂10 104正在建设宜宾南岸污水处理厂5 104正在建设大连海升果业污水处理厂5000正在建设佳木斯污水处理厂10 104完成环评张家界扬家溪污水处理厂8 104完成环评
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表2 国外主要的CASS 工艺处理城市污水的应用国家(地名)
处理规模
CASS 平面尺寸
澳大利亚(悉尼)120000/人口当量113m 77m(5座)澳大利亚(基隆)245000/人口当量62.4m 62.4m(6座)
英国、法国、德国、奥地利
600000/人口当量84m 28m 泰国(曼谷)1000000/人口当量3600m2
(8座)澳大利亚(QuartersHill)200000/人口当量131m 76m(4座)澳大利亚(Bla ckRoc k)21000m 3
/d
120m 60m(2座)
美国(PortageCat a wba)15500m 3
/d
澳大利亚(悉尼)60000m 3
/d 112m 28m(4座)加拿大(Bradford)
12166m 3
/d
72m 23m(2座)
表1、2中所列的多家污水处理厂及废水处理站的实际运行情况表明,CASS 工艺运行费用低、处理效果好。以遵义市污水处理厂为例,其运行费用仅为
0 28元/m 3
(不含折旧),各项指标均满足设计要求。3 CASS 工艺的组成及设计参数
3 1 CASS 工艺组成
每个CASS 反应器由3个区域组成即生物选择区、兼氧区和主反应区,如图1
。
图1 二池CA SS 工艺的组成
(1)生物选择区是设置在CASS 前端的小容积区域,容积约为反应器总容积的10%,水力停留时
间为0.5~ 1.0h,通常在厌氧或兼氧条件下运行。由主反应区向选择区回流的污泥量一般以每天将主反应器中的污泥全部循环1次为依据而确定其回流比。
(2)兼氧区不仅能辅助生物选择区实施对进水水质水量变化的缓冲作用,还能促进磷的进一步释放和强化反硝化作用。
(3)主反应区是去除营养物质的主要场所,通常控制氧化还原电位OPR 在100mv ~150mv,溶解氧DO 在0mg/L~2.5mg /L 。使主反应区内溶液处于好氧状态,活性污泥内部基本处于缺氧状态,溶解氧向污泥絮体内的传递受到限制而硝态氮由污泥内向主体溶液的传递不受限制,使主反应区同时发生硝化、反硝化作用和磷的吸收。
3 2 CASS 反应器的主要设计参数
目前,由于国外CASS 技术的拥有厂家对其技术进行保密,所以有关CASS 工艺的资料十分有限,大多数的设计参数均是半经验数据。一般情况下处理城市污水,CASS 反应器的污泥负荷为0 1kg ~0 2kgBOD 5(kgMLSS d),污泥龄为15~30d,生物选择器、厌氧区、好氧区的容积比为1 5 30,最大设计水深为5m ~6m,M LSS 为3500mg/L ~4000mg /L,反应区的充水比为30%~40%,单池循环周期为4h(进水、曝气2h,沉淀1h,滗水、排泥1h),滗水器(旋转式)的堰口负荷为20L~30L (m
s)。具体可根据水质和小试情况加以确定。
4 CASS 工艺运行及特点
4 1 CASS 工艺的循环运行过程
CASS 工艺运行过程包括充水-曝气、充水-沉淀(泥水分离)、上清液滗除和充水-闲置等4个阶段并组成其运行的一个周期。见图2
。
图2 CA SS 工艺的循环操作过程1 生物选择器 2 兼氧区 3 主反应区
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CASS工艺的循环操作过程,具体运行过程为:
(1)充水-曝气阶段。边进水边曝气,同时将主反应器区的污泥回流至生物选择器,污泥回流比约为20%。
(2)充水-沉淀阶段。停止曝气,静置沉淀使泥水分离。当混合液的污泥浓度为3500mg/L~ 5000mg/L,沉淀后污泥可达15000mg/L左右。CASS工艺在沉淀阶段不仅不停止进水,而且污泥回流也不停止。
(3)表面滗水(上清液排除)。此阶段反应器停止进水。滗水时由浮球式水位监测仪自动控制滗水器的升降,排水结束后滗水器自动复位。
(4)充水-闲置阶段。实际滗水时间往往比设计时间短,其剩余时间用于反应器内污泥的闲置以恢复污泥的吸附能力。滗水和闲置期间,污泥回流正常进水。CASS工艺的运行就是上述4个阶段依次进行并不断循环重复的过程。典型运行周期为4h,其中曝气2h、沉淀和滗水各1h。
4 2 CASS工艺特点
与传统的活性污泥处理工艺相比,CASS工艺具有以下5个方面的特征。
(1)建设费用低,由于省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备,建设费用可节省20%~ 30%。工艺流程简洁,污水厂主要构筑物为集水池、沉沙池、CASS曝气池、污泥浓缩池,布局紧凑,占地面积可减少35%。(2)运行费用省,由于曝气是周期性的,池内溶解氧的浓度也是变化的,沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低,重新开始曝气时,氧浓度梯度大,传递效率高,节能效果显著,运行费用节省10% ~25%。(3)有机物去处率高,出水水质好,不仅能有效去处污水中有机碳源污染物,而且具有良好的脱氮除磷效果。(4)管理简单,运行可靠,不易发生污泥膨胀,污水处理厂设备种类和数量较少,控制系统简单,运行安全可靠。(5)污泥产量低,性质稳定,便于进一步处理与处置。
5 CASS工艺控制方式
5 1 周期运行参数
CASS池是整个生物处理系统的核心构筑物,其周期运行的特点是根据曝气、沉淀、滗水和间歇的工作特点,自动系统共设定有曝气、沉淀、滗水、间歇、滗水器下降、滗水器暂停、滗水器上升七个时间参数,可以灵活的设定周期运行参数。
5 2 DO的控制
对CASS工艺而言,DO的控制是CASS工艺运行的一个主要参数。就是通过对曝气强度和DO的控制从而进行高效的同步硝化、反硝化而和生物除磷。溶解氧的浓度要求比较严格。通常设置溶解氧探头测定曝气阶段开始和结束时的溶解氧变化情况,作为调节曝气强度和排除剩余污泥量的控制参数。这种控制方式使池中溶解氧浓度与工艺要求相一致,最大程度减少曝气所需的能耗。溶解氧探头可以设置在主反应区至生物选择器之间的回流污泥管线上,也可以设置在CASS反应器中,但要保证在任何阶段探头始终保持与活性污泥相接触。
5 3 活性污泥的控制
活性污泥法污水处理厂运行管理的重要环节在于维护活性污泥的稳定,使活性污泥保持最高的活性。运行管理人员能否准确的分析和判定活性污泥的性能和造成污泥性能变化的原因,并及时采取有效措施维护污泥的稳定,是保证污水厂运行正常的决定因素。
6 经济评价
工程实际应用表明,CASS工艺日处理水量最小则几百m3,大则几十万m3,只要设计合理,与其他方法相比具有一定的经济优势 7 。该工艺比常规活性污泥法节省占地面积20%~35%,节省建设费用10%~25%,节省运转费用10%~25%,总投资比传统活性污泥法节省20%~30%,二级处理的投资,可达到三级处理的出水水质。目前,该工艺的配套滗水设备及自控系统已经完善。当需采用多种工艺串联使用时,如在CASS工艺后有其他处理工艺时,通常要增加中间水池和提升设备,将影响整体的经济优势,此时,要进行详细的技术经济比较,以确定采用CASS工艺还是其他好氧处理工艺。
由于CASS工艺的曝气是间断的,利于氧的转移,曝气时间还可根据水质、水量变化灵活调整,均为降低运行成本创造了条件。总体而言,CASS工艺的运行费用比传统活性污泥法要低。
7 存在问题及展望
7 1 工艺的设计依据
CASS工艺尚处于发展阶段,目前其仅在中、小型城市污水处理厂和某些工业废水处理站上得到了
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应用,由于缺少完善科学的理论依据以及对其脱氮除磷的机理还有待深入了解,故在工程设计时大多依靠经验数据。广大水处理工作者应通过大量的基础研究和多方面的交流合作来获得统一的理论指导和成熟的设计方法。
7 2 工艺的关键部件
CASS工艺的关键部件如潜水搅拌器、曝气器、滗水器、自控仪表(溶解氧控制器、ORP控制器等在线控制仪器)等,国内虽已有定型产品,价格也仅为国外同类产品的50%甚至20%,但其质量、可靠程度均不如国外的产品。以微孔曝气器为例,国内常用的球冠形微孔曝气器的氧转移效率最高不超过18%,而进口超微孔膜式曝气管的氧转移效率为32%,而且还具备防堵塞和自清洗功能。与其他SBR工艺一样,CASS工艺更多地依靠设备、仪表、仪器来实现各种功能。国家曾将滗水器的开发列为科技攻关项目。
7 3 工艺的控制问题
CASS运行过程的控制一般由可编程序控制器(PLC)来进行,主要根据进水量、DO、进水水质(COD、pH等)、出水水质等进行实时控制,自动调整各部件的运行状况以达到最佳的效果及最经济的运转。目前,该技术在国内应用的技术关键主要是进一步完善工艺设计方法及研究其设计的有关参数,同时提高自动控制装置的可靠性及运行和操作管理人员的素质,使其更加符合国内废水处理的实际情况。
7 4 工艺的选择
工程实践证明,CASS工艺特别适用于有脱氮除磷要求、污水中可生化性的有机物含量较高、污水厂(站)用地紧张的场合。同时应该看到,处于发展阶段的CASS工艺在基础理论和控制模式上还有待进一步完善,对于有机物浓度较低的南方城市污水采用CASS工艺很难达到预期的处理效果。另外CASS工艺在国内大型污水处理厂的应用还缺少成功的经验。
7 5 研究展望
开发CASS工艺的主要目标是尽可能降低基建和运行费用,简化操作过程,提高系统的可靠性和运行的灵活性。比较突出的研究方面。
(1)新型曝气设备及滗水器的研制;(2)自动控制系统的研究及开发;(3)CASS工艺脱氮除磷机理、有机物去除机理的研究;(4)特种废水处理工艺设计及运行参数的确定。
8 结语
CASS工艺是间歇式活性污泥法(SBR)工艺的一种改良型,适用于有脱氮除磷要求的城市污水及某些工业废水的处理。它具有工艺流程简单、对水量水质变化适应性强处理效果稳定、占地面积小、投资及运行费用低、耐冲击负荷和脱氮除磷能力强等优点,有广阔的发展前景。随着国内环保产业的迅速发展以及科学研究的不断深入,CASS工艺以它自身独特的优势将在理论和生产应用中实现较大的突破。目前,国内污水处理欠帐多,资金缺口大,因此,该工艺适合国情,应加以推广和使用。
参考文献
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活性污泥法的基本原理 一、活性污泥法的基本工艺流程 1、活性污泥法的基本组成 ①曝气池：反应主体 ②二沉池：1）进行泥水分离，保证出水水质；2）保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度。 ③回流系统：1）维持曝气池的污泥浓度；2）改变回流比，改变曝气池的运行工况。 ④剩余污泥排放系统：1）是去除有机物的途径之一；2）维持系统的稳定运行。 ⑤供氧系统：提供足够的溶解氧 2、活性污泥系统有效运行的基本条件是： ①废水中含有足够的可容性易降解有机物； ②混合液含有足够的溶解氧； ③活性污泥在池内呈悬浮状态； ④活性污泥连续回流、及时排除剩余污泥，使混合液保持一定浓度的活性污泥； ⑤无有毒有害的物质流入。 二、活性污泥的性质与性能指标 1、活性污泥的基本性质 ①物理性能：“菌胶团”、“生物絮凝体”： 颜色：褐色、（土）黄色、铁红色； 气味：泥土味（城市污水）； 比重：略大于1，（1.002~1.006）； 粒径：0.02~0.2mm； 比表面积：20~100cm2/ml。 ②生化性能： 1) 活性污泥的含水率：99.2~99.8%； 固体物质的组成：活细胞（M a）、微生物内源代谢的残留物（M e）、吸附的原废水中难于生物降解的有机物（M i）、无机物质（M ii）。 2、活性污泥中的微生物：
① 细菌： 是活性污泥净化功能最活跃的成分， 主要菌种有：动胶杆菌属、假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等； 基本特征：1) 绝大多数都是好氧或兼性化能异养型原核细菌； 2) 在好氧条件下，具有很强的分解有机物的功能； 3) 具有较高的增殖速率，世代时间仅为20~30分钟； 4) 其中的动胶杆菌具有将大量细菌结合成为“菌胶团”的功能。 ② 其它微生物------原生动物、后生动物----在活性污泥中大约为103个/ml 3、活性污泥的性能指标： ① 混合液悬浮固体浓度（MLSS ）（Mixed Liquor Suspended Solids ）： MLSS = M a + M e + M i + M ii 单位： mg/l g/m 3 ② 混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS ）（Mixed VolatileLiquor Suspended Solids ）： MLVSS = M a + M e + M i ； 在条件一定时，MLVSS/MLSS 是较稳定的，对城市污水，一般是0.75~0.85 ③ 污泥沉降比（SV ）（Sludge Volume ）： 是指将曝气池中的混合液在量筒中静置30分钟，其沉淀污泥与原混合液的体积比，一般以%表示； 能相对地反映污泥数量以及污泥的凝聚、沉降性能，可用以控制排泥量和及时发现早期的污泥膨胀； 正常数值为20~30%。 ④ 污泥体积指数（SVI ）（Sludge Volume Index ）： 曝气池出口处混合液经30分钟静沉后，1g 干污泥所形成的污泥体积， 单位是 ml/g 。 ) /()/((%))/()/(l g MLSS l ml SV l g MLSS l ml SV SVI 10?== 能更准确地评价污泥的凝聚性能和沉降性能，其值过低，说明泥粒小，密实，无机成分多；其值过高，说明其沉降性能不好，将要或已经发生膨胀现象； 城市污水的SVI 一般为50~150 ml/g ； 三、活性污泥的增殖规律及其应用 活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在曝气池内发生反应、有机物被降解的必然结果，而微生物增殖的结果则是活性污泥的增长。 1、活性污泥的增殖曲线
文章编号：1009-6825（2013）07-0128-02 循环式活性污泥法应用中存在问题及改进措施 收稿日期：2012-12-20作者简介：申军波（1978-），男，工程师 申军波 （中冶京诚工程技术有限公司动力与水资源所，北京100176） 摘 要：分别介绍了循环式活性污泥法的特点及工作原理，对循环式活性污泥法在设计、运行中存在的若干问题进行了分析，并提 出了相应的解决方法，对促进该工艺的实际推广应用具有积极意义。关键词：循环式活性污泥法，CAST 工艺，城市污水，工程设计中图分类号：X703 文献标识码：A 循环式活性污泥法自20世纪90年代被引进以来，凭借其所具有的系统组成简单、运行灵活、可靠性好等优点，迅速在城市污水处理行业中得到了广泛应用，特别是在中小型污水处理厂中显 得尤为突出。伴随着循环式活性污泥法的广泛应用， 该方法在应用中存在的一些问题逐渐得到暴露，值得认真分析、研究，并在后 续实践中加以改进。 1概述 循环式活性污泥法（CASS 工艺或CAST 工艺）是由Goronszy 教授在1984年在ICEAS 工艺（间歇循环延时曝气活性污泥工艺）的基础上开发出来的一种改进型工艺，它与ICEAS 工艺的不同主要是增加了污泥回流装置和在预反应区内增加了一个生物选择区，其反应器如图1所示。 图1循环式活性污泥法反应器示意图 缺氧区 主反应区 滗水器 出水空气 生物选择区 进水 回流污泥 该工艺由于设置了生物选择器，能有效控制污泥膨胀。因此，选择器的设置是循环式活性污泥法区别于其他SBR 工艺的显著特点。该工艺以序批的曝气—非曝气方式间歇运行，将生物反应过程和泥水分离结合在一座池中进行，属于SBR 工艺的一种变型，是计算机控制系统的应用。其投资和运行费用低、操作灵活稳定、具有脱氮除磷功能及抗冲击负荷能力。目前，该工艺在国 内外广泛应用于城市污水和各种工业废水的处理， 有近400多个各种规模的采用此工艺的污水处理厂在世界各地运行， 特别是在澳大利亚、美国和加拿大等国家的应用发展速度较快。该工艺20世纪90年代初引入中国，表1汇总了部分采用循环式活性污泥法工艺的污水处理厂 ［1］ 。 2存在问题分析 2．1 CASS 工艺与CAST 工艺不加区分 目前国内污水处理工程设计领域往往对循环式活性污泥法 的缩写不加区分，CASS 与CAST 两者经常混用，其具体工艺设计时有时相同有时又有差异， 这都造成了大家认识上的误区。其实此两种工艺虽然都是属于循环式活性污泥法的范畴，但是在具体细节上确有区别，主要集中在是否连续进水、滗水时是否进水等问题上。 表1 国内采用循环式活性污泥法的部分污水处理厂 序号污水厂名称处理量/105t ·d －1 1广州市猎德污水处理厂4．20 2遵义市污水处理厂3．003清镇朱家河污水处理厂2．504扬州市污水处理厂1．005南充市污水处埋厂1．206阜阳市污水处理厂1．007佳木斯污水处理厂 1．008张家界扬家溪污水处理厂0．809宜宾市南岸污水处理厂0．5010北京经济开发区污水处理厂0．2011安徽天井啤酒厂污水系统0．0512浙江银燕集团污水处理系统 0．0213鲁抗集团青霉索工程0．2114海拉尔市啤酒废水处理系统0．0515 北京航天城污水处理系统 0．07 CASS 工艺保留了ICEAS 工艺的优点，都是连续进水，间歇排水。由于CASS 工艺在沉淀阶段仍然进水， 其沉淀过程只能是非理想状态的半静止沉淀， 泥水分离效果不太稳定。CAST 工艺在沉淀阶段不进水，污泥在沉降过程中无进水水力干扰，属于理想 沉淀， 泥水分离效果更稳定，在运行上也更加灵活，这是CAST 与CASS 最大的不同点。CAST 反应池在时间上为理想推流，有机物去除率高。而由于连续进水，CASS 部分丧失经典SBR 工艺理想推流的优点，也同时丧失高去除率和对难降解物质去除的特点。从现在实际运行的工程来看，多是间断进水，即选用CAST 工艺的更多一些。总之，在论及循环式活性污泥法时，除了应区分其具体的进水—反应—沉淀—排水的运行周期，还应注意英文缩写上的差异。 2．2污泥回流系统是否连续工作存有争议 沈耀良等人在对循环式活性污泥法（以下简称CAST 工艺） 进行描述时认为：沉淀、排（滗）水期间，污泥回流系统照常工作，由于反应器在运行过程中的最高水位和滗水时的最低水位是设计确定的， 因而在滗水期间进行污泥回流不会影响出水水质［2］ 。 但周雹认为沉淀、排（滗）水期间，污泥回流系统应停止工作。笔 者认为，为了保证泥水分离的效果，在沉淀、排（滗）水期间应停止主反应池的进水、曝气和污泥回流 ［3］ 。理由有二：一是在此阶段， 由于停止曝气，主反应池处于缺氧状态，污泥能够很好的进行反硝化除氮，可以不再回流至前端的厌氧、缺氧区进行反硝化；二是因为不再进水， 也不需要回流污泥发挥生物选择的作用。从目前的实际工程设计来看，也多是按照沉淀、排（滗）水期间应停止主 · 821·第39卷第7期2013年3月 山西 建筑 SHANXI ARCHITECTURE Vol．39No．7Mar．2013
序批式活性污泥法（SBR工艺）除磷_水处理技术SBR工艺是按时间顺序进行进水，反应（曝气）、沉淀、出水、排泥等五个程序进行操纵，从污水的进进开始到排泥结束称为一个操纵周期，这种操纵通过微机程序控制周而复始反复进行，从而达到污水处理之目的。因此SBR工艺最明显的工艺特点是不需要设置二沉池和污水，污泥回流系统；通过程序控制公道调节运行周期使运行稳定，并实现除磷脱氮；不设二沉淀池及省却回流系统，占地少，投资省，基建和运行费低，适合于中小水量污水处理的工艺，但由于该工艺是稳定状态下运行的活性污泥工艺，产业化运用时间较短，尚无十分成熟的设计、运行、治理经验，因此SBR工艺是一种尚处于发展、完善阶段的技术。
MSBR(Modified Sequencing Batch Reactor)指的是改良式序列间歇反应器，是C.Q.Yang等人根据SBR技术特点，结合传统活性污泥法技术,研究开发的一种更为理想的污水处理系统。MSBR既不需要初沉池和二沉池，又能在反应器全充满并在恒定液位下连续进水运行。采用单池多格方式,结合了传统活性污泥法和SBR 技术的优点。不但无需间断流量,还省去了多池工艺所需要的更多的连接管、泵和阀门。通过中试研究及生产性应用，证明MSBR法是一种经济有效、运行可靠、易于实现计算机控制的污水处理工艺。
特点 1.1 MSBR的基本组成反应器由三个主要部分组成:曝气格和两个交替序批处理格。主曝气格在整个运行周期过程中保持连续曝气，而每半个周期过程中，两个序批处理格交替分别作为SBR和澄清池。 1.2MSBR的操作步骤在每半个运行周期中，主曝气格连续曝气，序批处理格中的一个作为澄清池(相当于普通活性污泥法的二沉池作用)，另一个序批处理格则进行以下一系列操作步骤。 UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed，注：以下简称UASB） 厌氧生物处理过程能耗低；有机容积负荷高，一般为5－10kgCOD/m3.d，最高的可达30-50kgCOD/m3.d；剩余污泥量少；厌氧菌对营养需求低、耐毒性强、可降解的有机物分子量高；耐冲击负荷能力强；产出的沼气是一种清洁能源。在全社会提倡循环经济，关注工业废弃物实施资源化再生利用的今天，厌氧生物处理显然是能够使污水资源化的优选工艺。近年来，污水厌氧处理工艺发展十分迅速，各种新工艺、新方法不断出现，包括有厌氧接触法、升流式厌氧污泥床、档板式厌氧法、厌氧生物滤池、厌氧膨胀床和流化床，以及第三代厌氧工艺EGSB和IC厌氧反应器，发展十分迅速。而升流式厌氧污泥床UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed，注：以下简称UASB）工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源——沼气的一项技术。对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟，正日益受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢迎和应用。 本文试图就UASB的运行机理和工艺特征以及UASB的设计启动等方面作一简要阐述。
水污染控制工程课程设计城镇污水处理厂设计 指导教师刘军坛 学号 130909221 姓名秦琪宁
目录 摘要 (3) 第一章引言 (4) 1.1设计依据的数据参数 (4) 1.2设计原则 (5) 1.3设计依据 (5) 第二章污水处理工艺流程的比较及选择 (6) 2.1 选择活性污泥法的原因 (6) 第三章工艺流程的设计计算 (7) 3.1设计流量的计算 (7) 3.2格栅 (9) 3.3提升泵房 (9) 3.4沉砂池 (10) 3.5初次沉淀池和二次沉淀池 (11) 3.6曝气池 (15) 第四章平面布置和高程计算 (25) 4.1污水处理厂的平面布置 (25) 4.2污水处理厂的高程布置 (26) 第五章成本估算 (27) 5.1建设投资 (27) 5.2直接投资费用 (28) 5.3运行成本核算 (29) 结论 (29) 参考文献： (30) 致谢 (30)
摘要 本设计采用传统活性污泥法处理城市生活污水，设计规模是200000m3/d。该生活污水氨氮磷含量均符合出水水质，不需脱氮除磷，只考虑除掉污水中的SS、BOD、COD。传统活性污泥法是经验最多，历史最悠久的一种生活污水处理方法。污泥处理工艺为污泥浓缩脱水工艺。污水处理流程为：污水从泵房到沉砂池，经过初沉池，曝气池，二沉池，接触消毒池最后出水；污泥的流程为：从二沉池排出的剩余污泥首先进入浓缩池，进行污泥浓缩，然后进入贮泥池，经过浓缩的污泥再送至带式压滤机，进一步脱水后，运至垃圾填埋场。本设计的优势是：设计流程简单明了，无脱氮除磷的设计，节省了成本，该方法是早期开始使用的一种比较成熟的运行方式，处理效果好，运行稳定，BOD 去除率可达90%以上，适用于对处理效果和稳定程度要求较高的污水，城市污水多采用这种运行方式。 关键词：城市污水传统活性污泥法污泥浓缩
活性污泥法的现状及发展趋势 学院：生命科学与化学工程学院 学号：1111603112 __________ 班级：环境1111 ________ 姓名：_______ 宣锴____________
活性污泥法工艺的现状和发展趋势 1引言 活性污泥法是利用好氧微生物（包括兼性微生物）处理城市污水和工业废水的有效方法，其能够从废水中去除溶解和胶体类可生物降解的有机物质，以及能被活性污泥吸附的悬浮物质和其他一些无机盐类也能够去除，例如氮磷等化合物，在处理工业废水过程中，好氧活性污泥法主要用于处理厌氧出水，是一种非常广泛的生物处理方法其主要的机理是通过好氧微生物的生物化学代谢反应，分解工业废水中的有机物质，过程中涉及到活性污泥的吸附、凝聚和沉淀，能够有效的去除废水中的胶体和溶解性物质，从而净化废水。 该方法于 1913年在英国曼彻斯特市试验成功。 80多年来，随着生产上的应用和不断改进及对生化反应和净化机理进行广泛深入的研究，活性污泥法取得了很大发展，出现了多种运行方式，并正在改变那种用经验数据进行工艺设计和运行管理的现象。本文对各种活性污泥的组成、运行方式及其特点作简要的综述，同时谈谈活性污泥法的发展趋势。 2活性污泥构成简介 活性污泥是由活性微生物、微生物残留物、附着的不能降解的有机物和无机物所组成的褐色絮凝体，由大量细菌、真菌、原生动物和后生动物组成，以细菌为主，由不同大小的微生物群落组成，具有良好的沉降性和传质性能的菌胶团以结构丝状菌为骨架、胶团菌附着其上，并且具有不断生长的特性，增长过程和老化过程中脱落的碎片及其他游离细菌被附着或游离生长的原生动物和后生动物捕食。少量以无机颗粒为核心形成的致密颗粒也可能存在于系统之中，并具有良好的沉降性能。也就是说，具有良好结构的活性污泥是以丝状菌为骨架，胶团菌附着于其上而形成的，结构丝状菌喜低氧状态，在胶团菌的附着下，不断生长伸长，形成条状和网状污泥；没有丝状菌为骨架的絮体颗粒很小，附着于累枝虫等原生动物尸体上的絮体易产生反硝化作用，它们都易随二沉池出水流出。胶团菌与结构丝状菌之间相互依存，丝状微生物形成了絮体骨架，为絮体形成较大颗粒同时保持一定的松散度提供了必要条件。而胶团菌的附着使絮体具有一定的沉降性而不易被出水带走，并且由于胶团菌的包裹使得结构丝状菌获得更加稳定、良
循环式活性污泥法在污水处理中的应用研究 发表时间：2019-05-09T12:51:18.707Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年1期作者：张福亿 [导读] 对循环式活性污泥法的生产运行情况进行分析，为广大同仁们提供有益的借鉴和思考。 浙江杭州 310000 摘要：文章从循环式活性污泥法的基本特征和工作原理入手，结合具体的工作案例，对循环式活性污泥法的生产运行情况进行分析，为广大同仁们提供有益的借鉴和思考。 关键词：循环式活性污泥法；污泥有机负荷；溶解氧；污泥浓度 引言 污水处理厂是解决城市水污染问题最有效、最重要的措施。污水处理设施可以减轻水污染，保护水生态平衡，有利于城市经济和环境的发展。日益严格的环境标准要求在污水处理过程中不断取得进展，特别是对氮磷元素的处理，导致水体富营养化，这就要求进一步提高处理效率和出水水质。污水处理一般包括三级处理：一级处理主要去除粗颗粒和悬浮物；二级处理主要去除部分悬浮物和可溶性有机物；三级处理主要进一步去除和消毒不溶性有机物、磷、氮和其他物质。污水中的ER营养素。在三级处理中，氮的去除主要是通过硝化细菌的作用，最终将硝酸盐氮转化为氮，磷的去除依赖于不同环境中的聚磷细菌对磷的吸收和释放，以及污泥的排放，以达到GOA的目的。循环活性污泥法是一种具有脱氮除磷功能的改良SBR工艺。通过反复进水、曝气、沉淀、倾析等过程，去除污水中的部分胶体和溶解有机物。此外，污泥回流可以防止污泥膨胀，污泥中的过量磷可以在选择区释放，也可以在兼氧区辅助反硝化。该池能降解有机物，达到良好的脱氮除磷效果，生产工艺具有处理效果好，不需一、二沉池，节约建设用地和运行资金，对负荷波动适应性强，有效控制污泥膨胀，操作简单等优点。已广泛应用于城市污水处理厂。 1、CAST工艺 循环活性污泥法是在序批式活性污泥法（SBR）的基础上发展起来的一种新工艺。CAST工艺将生物选择器与传统的序批式活性污泥反应器相结合，水处理的目的是利用不同微生物在不同有机负荷条件下的生长速率差异以及微生物对废水中磷的去除机理，生产工艺具有不同的基体浓度和较高的磷去除率，污泥负荷和较强的抗冲击能力是城市生活污水和工业废水的有效处理工艺。生产反应池通常由生物选择区、兼性区和好氧区三部分组成。各区域的功能如下：（1）生物选择区，位于反应池前部，通过污泥回流，反应区处于高负荷阶段。这有利于细菌胶束的生长，完成活性污泥优势菌株的筛选，抑制丝状菌的生长，有效防止污泥膨胀。在选定的区域内，大量硝酸盐进入回流污泥中，以污水中的有机物为碳源，在厌氧环境下进行反硝化。聚磷菌在厌氧环境中释放磷，为好氧环境中磷的过度吸收创造条件。（2）兼性区；兼性区可以通过微曝气对活性污泥微生物进行反硝化，或者完全不曝气实现生物除磷。兼性氧区的主要目的是减少环境突变对活性污泥活性的影响，使其成为铸态反应器厌氧区向好氧区的过渡阶段。（3）好氧区；好氧区是生产反应池的主要反应区，其作用是有机物降解、硝化和微生物除磷。运行时，在好氧区进行进水、曝气、沉淀、排水循环，污泥由潜水泵循环排放。CAST工艺运行工序见图1。 图1 CAST运行工 生产工艺的主要优点是：1）工艺流程简单，节约用地，土建及设备投资少；2）工艺能缓冲进水水质和水量的波动，适应性强；3）操作简单，能有效控制活性污泥膨胀，不需大量投料。污泥回流和内回流；4）在降解有机物的同时具有良好的脱氮除磷效果，具有较好的传统活性。系统产生的活性污泥比性污泥法产生的活性污泥少。 2、污泥浓度与脱氮除磷效果的关系 进水污泥符合（F/M）是污水处理厂设计和运行的重要指标。当F/M设计值加大时，NH3-N的去除效果会大大下降；当F/M值减小时，相应的NH3-N去除能力会明显提高。这主要是由于当F/M值增加时，碳化反应时间也会随之提高，而硝化反应时间则相对变少，而其反应时间对脱氮效果是造不成直接影响的。在某污水处理厂中，F/M值设定为0.06kgBOD5/（kgMLSS·d），因为它的进水浓度相对较高，且内含的微生物环境复杂，因此，COD设计为250～400mg/L，NH3-N和TP的值设计为25～40mg/L和4～8mg/L，且由于其地理位置的特殊性，在污水处理过程中还会受到海水涨潮的影响。这就要求在进水处理中必须严格控制好MLSS量，以提升循环式活性污泥法的处理能力和抗冲击力。当MLSS量不同时，其对污水厂的水处理能力就会产生直接影响。现通过三种差异化设定来进行具体的应用效果分析：（1）当污泥浓度在2500～3500mg/L，MLVSS/MLSS比值设定在40%左右时。因MLSS值的设定偏低，因此不利于出水NH3-N的有效去除，而要使NH3-N符合出水标准，如曝气时长不能延长时，则应加大DO浓度，一般设定在2.5～4.0mg/L之间即可。反之如曝气量大的过大，也会造成剪切力增强，如不及时进行处理极易使污水中的微生物絮体结构被损坏，对循环式活性污泥法应用的工艺效果产生一定的不利影响，特别是在硝化和反硝化反应过程中，DO浓度直接影响着NH3-N和HTP的去除率。（2）当污泥浓度在4000～5500mg/L，MLVSS/MLSS比值设定在45%左右时。因MLSS设定值有所提升，因而污水中的微生物数量也会随之变多，相对第一种设定则更容易分解出水出达标的NH3-N，且在实际应用中发现，这种设定DO浓度控制的成本并不高，通常在1.0～1.2mg/L之间。更为重要的是，MLSS值的增加，使系统抗异常水样和海水冲击力都有了相应提高，大大增加了体系的稳定性。而DO浓度对TP的去除率也达到了很好的效果。（3）当污泥浓度在6000～8000mg/L，MLVSS/MLSS比值设定在50%左右时。我们都知道DO的浓度低时更有利于提升污泥体系的稳固性，同时体系内的微生物絮体和结构都相对增加并趋于稳定，有利于硝化和反硝化反应及聚磷菌的繁殖。因此，DO值设定最好不大于1.0mg/L。经应用分析得出，装置在低DO浓度、高污染浓度下生产，出水NH3-N和TP两项指标都远超设定标准，取得较好的应用成效，观察可见，这种设定下的出水更
浅谈现代污水处理方法的技术研究进展 【摘要】本文通过对我国污水处理的现状和水资源现状以及污水处理意义的分析，了解我国以前污水处理的技术的不足，并分析讨论了现代污水处理技术的新进展。 【关键词】污水污水处理方法进展 随着现代科学技术的不断进步，污水处理行业迅速发展，污水处理技术水平进一步提高，出现了许多新工艺和新方法，应进一步了解相关的污水处理工艺，发挥潜能，来适应不断变化的污水水质，并且持续改进。近年来，我国各个地方都非常重视污水处理事业，推进污水处理工艺的发展，但是，当前污水处理厂大多存在设备效率低下、能耗高、管理水平低等一些问题，投资和生产成本都很高，我们必须对污水处理厂进行改造处理，选择合理的工艺，运用先进的节能设备装置，提高运行和管理水平，不断提高污水的再生利用水平。 1 现代污水处理方法与发展过程 1.1 现代污水处理方法 现代污水处理技术按照原理可分为物理处理法、化学处理法及生物处理法。 （1）物理处理法就是通过物理作用，将污水中的悬浮状的污染物分离、回收，此法操作简单、经济，通常采用重力分离法、离心分离法、过滤法以及蒸发、结晶法等；（2）化学法就是利用化学反应，将污水中的可溶性、胶体性等杂质，通过化学反应将这些杂质去除掉或是转化为无害的物质，包括以投入药剂产生化学反应为处理单元和以传质作为处理单元的处理方法，它能迅速有效的去除很多污染物，特别是一些剧毒和高毒污染物。（3）生物处理法就是利用微生物来降解代谢有机物，将它们转化为无机物，这个是目前应用最广泛、最有效的方法，包括活性污泥法、生物膜法等好氧处理法和微生物厌氧处理法等。我们对活性污泥法和生物膜法研究的比较多，技术比较成熟，但是我们也在不断地改革和革新，来处理我们现在不断变化的污水的水质。厌氧生物对污染物的处理效率低、速度慢而且有些厌氧菌不容易控制，所以它的应用方面很少、局限较大。 1.2 污水处理发展过程 第一阶段是二级处理排放型，主要是物化和生化处理阶段，处理COD、BOD、SS、油类、重金属等污染物，第二阶段是深度处理排放型，主要是为了解决水体富营养化，脱氮除磷，第三个阶段是污水资源化型，将污水处理之后再利用，解决资源短缺的问题，同时改进工艺，降低能耗、提高出水水质，降低成本。 2 现代污水处理方法的技术进展
研究循环式活性污泥处理工艺在医院污水处理中的应用 发表时间：2019-09-10T09:54:25.797Z 来源：《基层建设》2019年第17期作者：郑爱华 [导读] 摘要：目的：探讨使用循环式活性污泥处理工艺处理医院污水的效果。 山东省医科大学第二附属医院 摘要：目的：探讨使用循环式活性污泥处理工艺处理医院污水的效果。方法：对本院污水通过循环式活性污泥处理工艺进行处理，对比污水处理前、后水质状况。结果：医院污水处理前(386.76±84.32、122.46±39.27)mg/L、后COD（39.61±10.72）mg/L、悬浮物 （4.62±1.63）mg/L等指标存在明显差异，且处理后BOD5评分(11.72±0.41)比处理前低(182.26±57.63)mg/L，差异具有统计学意义 （P<0.05）。结论：医院污水利用循环式活性污泥处理工艺效果明显，能有效提升污水处理效率，以期为类似研究提供一定的参考。 关键字：循环式；活性污泥处理工艺；医院污水处理；净化效果 医院污水就是指整个医院内，包含门诊、病房、手术室、病理解剖室等部门排出的诊疗、生活及其粪便污水。如果医院办公场所、食堂等排水和以上污水混合排出，也被视作医院污水。医院的污水来源及其成分非常复杂，包含许多有毒有害的化学污染物、放射性污染等，展现出急性传染、空间传染等特点，如果不接受恰当、有效的处理，会导致疫情扩散，在一定程度上危害人类的身体健康[1]。随着医院发生规模日益扩大，医院新建立的污水站使用循环式活性污泥法对污水进行处理，通过实践研究发现，这种处理方法出水水质良好。有学者研究指出，采用循环式活性污泥法对医院污水实施处理，并配合二氧化氯展开消毒，污水通过各环节的处理，各指标成分具有较高的去除率，在医院污水处理中具有非常广阔的应用前景[2]。 图1 医院污水处理实现流程 1资料与方法 1.1医院污水处理流程 医院污水由化粪池利用排水管道汇集在格栅池，其内设置两台格栅，分别为机械中格栅（间距设定为10mm）、不锈钢手动细格栅（间距为5mm），主要功能在于截流并除掉较大粒径悬浮物及其漂浮物，确保水泵、工艺管线等不会发生堵塞。集水池有利于平衡水质和水量，从而培养兼性良好的氧菌，便于后续工艺有效展开。医院污水处理流程见图1。 循环式活性污泥处理工艺包含沉淀、排泥等环节，分别在同一个反应池内进行，连续性进水，流量比较小，水流显示出层流状态，能够获得良好的沉淀效果，且无需设计二沉池及污泥回流系统。池内配制排泥泵、漂浮式滗水器均为2台；8台潜水型曝气机。其中，曝气、静置沉淀时间依次为3.0h、1.5h，滗水时间设置为1.0h，闲置时间则为0.5h。医院污水通过4台次氯酸钠发生器实施消毒处理后排入市政管网。 1.2采样处理 医院污水处理设备试运行成功即可投入使用，在2017年10月连续进行3天的抽样处理每日采集样本6次，时间分别为早上、中午、下午均为2次。在每次取样后依次对污水处理前、循环式活性污泥处理工艺处理后及其次氯酸钠消毒处理后各挑选两份样本，一份便于进行理化检验，另一份用来开展微生物检验。 1.3监测指标 采用循环式活性污泥处理设备投入正常的使用后，连续3d采集处理前后的水样实施监测，共有18份样本，对比污水处理前、后水样悬浮物、BOD5等指标情况。 1.4统计学分析 应用SPSS20.0软件展开统计学分析，以（）代表计量资料，用t进行检验，若P<0.05，则差异存在统计学意义。 2结果 由表1可知，医院污水处理前与处理后粪大肠菌群、悬浮物评分存在显著差异，且处理后COD、BOD5评分明显低于处理前，差异具有统计学意义（P<0.05）。 表1 对比医院污水实施护理前、后水质监测情况（） 注：与处理前相比，P<0.05。 3讨论 近些年，随着环境污染情况日益加剧，多种疾病发病率明显升高，病患数量不断攀升，各地医院也出现人满为患的情况。根据我国卫生健康委员会统计的信息可知，截至2017年11月低，我国医疗卫生机构已经高达99.3万所，仅医院就有3.0万余所[3]。据调查，在2017年1-11月这段时间内，我国医疗卫生机构总诊疗人次达到73.0亿[4]。医院污水作为各类病原体的聚集地，污水中包含各种细菌及病毒，其危险性远大于日常生活污水。因此，必须对医院生活污水进行严格的处理，如果处理不慎，会带来严重的公共卫生危机。医院污水处理过程比较复杂，污水量不确定性、四季温度变化和水污染程度都会对水中溶解氧含量造成较大的影响。医院污水必须依托各种污水处理技术、设
第三章废水好氧生物处理工艺（1）——活性 污泥法 第一节、活性污泥法的基本原理 一、活性污泥法的基本工艺流程 1、活性污泥法的基本组成 ①曝气池：反应主体 ②二沉池：1）进行泥水分离，保证出水水质；2）保证回流污泥，维持曝气池的污泥浓度。 ③回流系统：1）维持曝气池的污泥浓度；2）改变回流比，改变曝气池的运行工况。 ④剩余污泥排放系统：1）是去除有机物的途径之一；2）维持系统的稳定运行。 ⑤供氧系统：提供足够的溶解氧 2、活性污泥系统有效运行的基本条件是： ①废水中含有足够的可容性易降解有机物； ②混合液含有足够的溶解氧； ③活性污泥在池呈悬浮状态； ④活性污泥连续回流、及时排除剩余污泥，使混合液保持一定浓度的活性污泥； ⑤无有毒有害的物质流入。 二、活性污泥的性质与性能指标 1、活性污泥的基本性质 ①物理性能：“菌胶团”、“生物絮凝体”： 颜色：褐色、（土）黄色、铁红色； 气味：泥土味（城市污水）； 比重：略大于1，（1.002 1.006）；
粒径：0.02~0.2 mm ； 比表面积：20~100cm 2/ml 。 ② 生化性能： 1) 活性污泥的含水率：99.2~99.8%； 固体物质的组成：活细胞（M a ）、微生物源代的残留物（M e ）、吸附的原废水中难于生物降 解的有机物（M i ）、无机物质（M ii ）。 2、活性污泥中的微生物： ① 细菌： 是活性污泥净化功能最活跃的成分， 主要菌种有：动胶杆菌属、假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等； 基本特征：1) 绝大多数都是好氧或兼性化能异养型原核细菌； 2) 在好氧条件下，具有很强的分解有机物的功能； 3) 具有较高的增殖速率，世代时间仅为20~30分钟； 4) 其中的动胶杆菌具有将大量细菌结合成为“菌胶团”的功能。 ② 其它微生物------原生动物、后生动物----在活性污泥约为103个/ml 3、活性污泥的性能指标： ① 混合液悬浮固体浓度（MLSS ）（Mixed Liquor Suspended Solids ）： MLSS = M a + M e + M i + M ii 单位： mg/l g/m 3 ② 混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS ）（Mixed V olatile Liquor Suspended Solids ）： MLVSS = M a + M e + M i ； 在条件一定时，MLVSS/MLSS 是较稳定的，对城市污水，一般是0.75~0.85 ③ 污泥沉降比（SV ）（Sludge V olume ）： 是指将曝气池中的混合液在量筒中静置30分钟，其沉淀污泥与原混合液的体积比，一般以%表示； 能相对地反映污泥数量以及污泥的凝聚、沉降性能，可用以控制排泥量和及时发现早期的污泥膨胀； 正常数值为20~30%。 ④ 污泥体积指数（SVI ）（Sludge V olume Index ）： 曝气池出口处混合液经30分钟静沉后，1g 干污泥所形成的污泥体积， 单位是 ml/g 。 )/() /((%))/()/(l g MLSS l ml SV l g MLSS l ml SV SVI 10?= = 能更准确地评价污泥的凝聚性能和沉降性能，其值过低，说明泥粒小，密实，无机成分多；其值过 高，说明其沉降性能不好，将要或已经发生膨胀现象； 城市污水的SVI 一般为50~150 ml/g ； 三、活性污泥的增殖规律及其应用 活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在曝气池发生反应、有机物被降解的必然结果，而微生物增殖的结果则是活性污泥的增长。
活性污泥法动力学模型的研究进展 [摘要]从模型的机理、功能等方面对活性污泥法动力学的微生物模型、传统静态模型和动态模型进行简要的介绍，并分析比较了各自的优缺点。 [关键词]活性污泥法模型ASM 活性污泥法是废水生物处理中应用最广泛的方法之一。起初对于活性污泥过程的设计和运行管理主要依靠经验数据，自20世纪50年代后期，Eckenfelder 等人基于反应器理论和生物化学理论提出活性污泥法静态模型以来，动态模型研究不断发展，已成为国际废水生物处理领域的研究热点。但我国在该领域的研究尚处于起步阶段，与国际先进水平还存在很大差距。 1微生物模型 1942年，Monod发现均衡生长的细菌的生长曲线与活性酶催化的生化反应曲线类似，1949年发表了在静态反应器中经过系统研究得出的Monod模型[1]：Monod模型实质上是一个经验式，是在单一微生物对单一基质、微生物处 于平衡生长状态且无毒性存在的条件下得出的结论。Monod模型的提出使废水生物处理的设计和运行更加理论化和系统化，提高了人们对废水生物处理机理的认识，进一步促进了生物处理设计理论的发展。由于微生物模型描述的是微生物生长和限制微生物生长的基质浓度之间的关系，它是活性污泥法数学模型的理论基础。微生物模型的不断发展和计算机技术的普及同时也推动了活性污泥数学模型研究的日趋深入。 2传统静态模型 传统静态模型主要有20世纪50-70年代推出的Eckenfelder、Mckinney和Lawrence-McCarty模型，这些模型所采用的是生长-衰减机理[2]。 2.1Eckenfelder模型 该模型提出当微生物处于生长率上升阶段时，基质浓度高，微生物生长速度与基质浓度无关，呈零级反应；当微生物处于生长率下降阶段时，微生物生长主要受食料不足的限制，微生物的增长与基质的降解遵循一级反应关系；当微生物处于内源代谢阶段时，微生物进行自身氧化。 2.2McKinney模型 该模型忽略了微生物浓度对基质去除速度的影响，认为在活性污泥反应器内，微生物浓度与底物浓度相比，属低基质浓度，微生物处于生长率下降阶段，代谢过程为基质浓度所控制，遵循一级反应动力学。并首次提出活性物质的概念，
广东化工 2009年第4期· 136 ·https://www.doczj.com/doc/a15040588.html, 第36卷总第192期间歇式活性污泥处理精细化工废水 陈如溪，詹耀才，林杰 (广东省食品工业研究所广东省食品工业公共实验室，广东广州 510308) [摘 要]采用间歇式活性污泥处理精细化工废水，运行实践表明，该处理工艺效果稳定，当进水CODcr、BOD5和SS的平均浓度为1200、650和1020 mg/L时，出水COD Cr、BOD5和SS均达到了污水综合排放二级标准，并且该工艺具有投资少，运行稳定，管理方便等优点。 [关键词]SBR；活性污泥；精细化工废水 [中图分类号]X5 [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2009)04-0136-02 Fine Chemical Wastewater Treatment by SBR Chen Ruxi, Zhan Yaocai, Lin Jie (Guangdong Food Industry Institute, Guangdong Food Industry Institute Public Laboratory, Guangzhou 510308, China) Abstract: The performance of SBR used to treat fine chemical waste water was investigated. The results indicated that when the average concentration of COD cr, BOD5 and SS about 1200, 650, 1020 mg/L, both COD Cr removal rate and the BOD5 removal rate could reach secondary integrated effluent standard, and it had advantages of lower investment, higher operation reliability and easier management ect. Keywords: SBR method；activated sludge；fine chemical waste water 精细化工在生产过程中，由于萃取、冷凝、冲洗、干燥等多道工艺均会不同程度地产生废水，该废水浓度较高，悬浮物多，而且废水集中间歇排放，其水量和水质波动较大[1-2]。通过实验对比，选择间歇式活性污泥法处理工艺对生产废水和厂区生活污水进行综合治理，处理规模为250 m3/d，经过运行实践证明，废水处理系统运行稳定，废水经过处理后出水水质达到了国家污水综合排放二级标准。 1 废水处理工艺 1.1 废水水质水量 废水为非均匀排放，排放量为(180～250)m3/d。进水和出水水质指标根据实测值及广东省地方标准《水污染物排放限值》(DB 44/26-2001)第二时段二级排放标准确定，见表1。 表1 进水水质和排放标准 Tab.1 Water quality and standard (mg·L-1, pH except) 项目 pH ρ(COD Cr) ρ(BOD5) ρ(SS) 进水7～91100～700 800～600 100～400 排放标准6～9≤90 ≤20 ≤60 1.2 工艺流程 生产车间和厂区排放的废水，经排水渠道进入集水井，利 [收稿日期] 2009-02-13 [作者简介]陈如溪(1981-)，男，广州人，本科，主要从事食品添加剂的生产研究工作。
活性污泥法工艺流程 （活性污泥法、微孔曝气器、管式曝气器、污水厂、水处理工艺）活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。 活性污泥法工艺流程图： 一、活性污泥法由五部份组成： ①曝气池：反应主体；②二沉池： 1)进行泥水分离，保证出水水质；2)保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度；③回流系统： 1)维持曝气池的污泥浓度;2)改变回流比，改变曝气池的运行工况；④剩余污泥排放系统： 1)是去除有机物的途径之一；2)维持系统的稳定运行；⑤供氧系统：提供足够的溶解氧。 污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。从空气压缩机站送来的压缩空气，通过铺设在曝气池底部的空气扩散装置，以细小气泡的形式进入污水中，目的是增加污水中的溶解氧含量，还使混合液处于剧烈搅动的状态，呈悬浮状态。溶解氧、活性污泥与污水互相混合、充分接触，使活性污泥反应得以正常进行。 第一阶段，污水中的有机污染物被活性污泥颗粒吸附在菌胶团的表面上，这是由于其巨大的比表面积和多糖类黏性物质。同时一些大分子有机物在细菌胞外酶作用下分解为小分子有机物。 第二阶段，微生物在氧气充足的条件下，吸收这些有机物，并氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供给自身的增殖繁衍。活性污泥反应进行的结果，污水中有机污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增长，污水则得以净化处理。 经过活性污泥净化作用后的混合液进入二次沉淀池，混合液中悬浮的活性污泥和其他固体物质在这里沉淀下来与水分离，澄清后的污水作为处理水排出系统。经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池底部排出，其中大部分作为接种污泥回流至曝气池，以保证曝气池内的悬浮固体浓度和微生物浓度;增殖的微生物从系统中排出，称为“剩余污泥”。事实上，污染物很大程度上从污水中转移到了这些剩余污泥中。
CAST工艺是循环式活性污泥法的简称。整个工艺在一个反应器中完成，工艺按“进水—出水”、“曝气—非曝气”顺序进行，属于序批式活性污泥工艺，是SBR工艺的一种改进型。它在SBR工艺基础上增加了生物选择器和污泥回流装置，并对时序做了调整，从而大大提高了SBR工艺的可靠性及处理效率。 CAST工艺在工程实际中已得到大量的应用。 工艺机理 CAST整个工艺在一个反应器中完成有机污染物的生物降解 和泥水分离过程。反应器分为三个区，即生物选择区、兼氧区和主反应区。生物选择区在厌氧和兼氧条件下运行，是污水与回流污泥接触区，充分利用活性污泥的快速吸附作用而加速对溶解性底物的去除，并对难降解有机物起到酸化水解作用，同时可使污泥中过量吸收的磷在厌氧条件下得到有效释放。兼氧区主要是通过再生污泥的吸附作用去除有机物，同时促进磷的进一步释放和强化氮的硝化/反硝化，并通过曝气和闲置还可以恢复污泥活性。工艺特点 1处理效果好，出水水质稳定；2通过程序控制可达到良好的脱氮除磷的目的；3污泥沉降性能好，稳定化程度高；4能很好缓冲进水水质、水量的波动；5工艺简单，基建投资较低；6采用组合式模块结构设计，方便分期建设和扩建工程；7自动化程度高，
运行管理较复杂，要求较高的设备维护水平；8设备闲置率高，维修工作量大。 工艺主要设备 (一)生物选择器 在CASTZ艺中设有生物选择器，在此选择中，废水中的溶解性有机物物质能通过酶反应机理而迅速去除，选择器可恒定容积也可变容积运行，多池系统的进、配水池也可用作选择器。污泥回流液中所含有的硝酸盐可在此选择器中得以反硝化，选择器的最基本功能是调节活性污泥的絮体负荷，防止产生污泥膨胀。 (二)主曝气区 在CASTZ艺的主曝气区进行曝气供氧，主要完成降解有机物和同时硝化、反硝化的过程。 (三) 污泥回流、剩余污泥排放系统 在CAST池子的末端设有潜水泵，通过此潜水泵不断地从主曝气区抽送污泥至生物选择器中，所设置的剩余污泥泵在沉淀阶段结束后将工艺过程中产生的剩余污泥排出系统。 (四)滗水装置 在池子的末端设有由电机驱动的可升降的滗水堰，以排出处理后的污水，滗水装置及其他操作过程，如溶解氧和排泥等均实行中央自动控制。 工艺特点
循环式活性污泥法(Cyclic Activated Sludge Technology，简称CAST)是由美国Goronszy教授开发出来的，该工艺的核心为间歇式反应器，在此反应器中按曝气与不曝气交替运行，将生物反应过程与泥水分离过程集中在一个池子中完成，属于SBR工艺的一种变型。 该工艺投资和运行费用低、处理性能高，尤其是优异的脱氮除磷效果，已广泛应用于城市污水和各种工业废水的处理中。 1 工作原理 CAST反应池分为生物选择区、预反应区和主反应区，如图1所示，运行时按进水-曝气、沉淀、撇水、进水-闲置完成一个周期，CAST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，出水总氮浓度小于5mg/L。 1-生物选择器；2-预反应区；3-主反应区 图1循环活性污泥技术 1)生物选择器设在池子首部，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．选择器被隔开，保证初始高絮体负荷，以及酶快速去除溶解底物；c.通过选择器的设计，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[1]。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。CAST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。同时当生物选择器处于缺氧环境时，回流污泥存在的少量硝酸盐氮(约为N3-N=20mg/L)可得到反硝化，反硝化量可达整个系统硝化量的20%[2]。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。