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工艺方法——循环活性污泥工艺（CASS）工艺简介一、运行原理CASS工艺是将序批式活性污泥法（SBR）的反应池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区。
在主反应区后部安装了可升降的滗水装置，实现了连续进水间歇排水的周期循环运行，集曝气沉淀、排水于一体。
CASS工艺是一个厌氧/缺氧/好氧交替运行的过程，具有一定脱氮除磷效果，废水以推流方式运行，而各反应区则以完全混合的形式运行以实现同步硝化一反硝化和生物除磷。
二、工艺流程对于一般城市污水，CASS工艺并不需要很高程度的预处理，只需设置粗格栅、细格栅和沉砂池，无需初沉池和二沉池，也不需要庞大的污泥回流系统（只在CASS反应器内部有约20%的污泥回流）。
CASS工艺运行过程包括充水-曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段组成，具体运行过程为：（1）充水-曝气阶段边进水边曝气，同时将主反应区的污泥回流至生物选择区，一般回流比为20%。
在此阶段，曝气系统向反应池内供氧，一方面满足好氧微生物对氧的需要，另一方面有利于活性污泥与有机物的充分混合与接触，从而有利于有机污染物被微生物氧化分解。
同时，污水中的氨氮通过微生物的硝化作用转变为硝态氮。
（2）沉淀阶段停止曝气，微生物继续利用水中剩余的溶解氧进行氧化分解。
随着反应池内溶解氧的进一步降低，微生物由好氧状态向缺氧状态转变，并发生一定的反硝化作用。
与此同时，活性污泥在几乎静止的条件下进行沉淀分离，活性污泥沉至池底，下一个周期继续发挥作用，处理后的水位于污泥层上部，静置沉淀使泥水分离。
（3）滗水阶段沉淀阶段完成后，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，排水结束后滗水器自动复位。
滗水期间，污泥回流系统照常工作，其目的是提高缺氧区的污泥浓度，随污泥回流至该区内的污泥中的硝态氮进一步进行反硝化，并进行磷的释放。
（4）闲置阶段闲置阶段的时间一般比较短，主要保证滗水器在此阶段内上升至原始位置，防止污泥流失。
水处理考试试题A(最新)一、选择题（每题2分，共40分）1. 下列哪种物质是造成水体富营养化的主要因素？A. 氨氮B. 磷酸盐C. 重金属D. 有机物2. 活性污泥法中，污泥回流的主要目的是什么？A. 增加污泥浓度B. 降低污泥浓度C. 提高溶解氧D. 降低溶解氧3. 下列哪种消毒方法在水处理中应用最广泛？A. 臭氧消毒B. 氯消毒C. 紫外线消毒D. 热消毒4. 水处理中的混凝沉淀过程主要去除的是哪种污染物？A. 悬浮物B. 溶解性有机物C. 重金属D. 氮磷5. 下列哪种工艺属于深度水处理技术？A. 沉砂池B. 活性炭吸附C. 初次沉淀池D. 气浮池6. 水处理厂中常用的污泥脱水设备是？A. 带式压滤机B. 离心机C. 板框压滤机D. 以上都是7. 水处理过程中，pH值的调节通常使用哪种药剂？A. 氢氧化钠B. 盐酸C. 硫酸D. 以上都是8. 下列哪种指标可以用来评价水体的有机污染程度？A. BODB. CODC. TOCD. 以上都是9. 水处理厂中，曝气池的主要功能是什么？A. 去除悬浮物B. 氧化有机物C. 消毒D. 脱氮除磷10. 下列哪种工艺可以有效去除水中的氨氮？A. 传统活性污泥法B. A/O工艺C. A2/O工艺D. B和C都是11. 水处理中的软化过程主要去除的是哪种离子？A. 钙离子B. 镁离子C. 钠离子D. A和B都是12. 下列哪种设备用于去除水中的悬浮物和胶体？A. 沉淀池B. 过滤池C. 气浮池D. 以上都是13. 水处理厂中，污泥浓缩的主要目的是什么？A. 减少污泥体积B. 提高污泥浓度C. 改善污泥性质D. A和B都是14. 下列哪种方法可以有效去除水中的重金属？A. 混凝沉淀B. 活性炭吸附C. 膜分离D. 以上都是15. 水处理中的消毒过程主要目的是什么？A. 杀灭病原微生物B. 去除有机物C. 调节pH值D. 去除重金属16. 下列哪种工艺属于生物膜法？A. 生物接触氧化法B. 生物滤池C. 生物转盘D. 以上都是17. 水处理厂中，污泥消化过程的主要目的是什么？A. 减少污泥体积B. 稳定污泥性质C. 杀灭病原微生物D. 以上都是18. 下列哪种指标可以用来评价水体的硝酸盐污染？A. NO3NB. NH3NC. NO2ND. TN19. 水处理中的反渗透工艺主要用于去除哪种污染物？A. 溶解性盐类B. 悬浮物C. 有机物D. 重金属20. 下列哪种工艺可以有效去除水中的色度和异味？A. 活性炭吸附B. 臭氧氧化C. 膜分离D. 以上都是二、填空题（每空1分，共20分）1. 水处理过程中，常用的混凝剂有__________和__________。
废水好氧生物处理工艺——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；比重：略大于1，（1.002~1.006）；粒径：0.02~0.2 mm；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 ）：我们平常说的悬浮物。
MLSS = M a + M e + M i + M ii 单位： mg/l g/m 3② 混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS ）：MLVSS = M a + M e + M i ；（有机部分）在条件一定时，MLVSS/MLSS 是较稳定的， 0.75~0.85③ 污泥沉降比（SV 30）：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%。
第四章污水的生物处理（一）——活性污泥法教学要求1)掌握活性污泥法的基本原理及其反应机理；2)理解活性污泥法的重要概念与指标参数：如活性污泥、剩余污泥、MLSS、MLVSS、SV、SVI、θc、容积负荷、污泥产率等；3)理解活性污泥反应动力学基础及其应用；4)掌握活性污泥的工艺技术或运行方式；5)掌握曝气理论；6)熟练掌握活性污泥系统的计算与设计。
第一节活性污泥法的基本原理一、活性污泥处理法的基本概念与流程活性污泥：是由多种好氧微生物、某些兼性或厌氧微生物以及废水中的固体物质、胶体等交织在一起的呈黄褐色絮体。
活性污泥法：是以活性污泥为主体的污水生物处理技术。
实质：人工强化下微生物的新陈代谢(包括分解和合成)，活性污泥法的工艺流程：1)预处理设施：包括初次池、调节池和水解酸化池，主要作用是去除SS、调节水质，使有机氮和有机磷变成NH+4或正磷酸盐、大分子变成小分子，同时去除部分有机物。
2)曝气池：工艺主体，其通过充氧、搅拌、混合、传质实现有机物的降解和硝化反应、反硝化反应。
3)二次沉淀池：泥水分离，澄清净化、初步浓缩活性污泥。
生物处理系统：微生物或活性污泥降解有机物，使污水净化，但同时增殖。
为控制反应器微生物总量与活性，需要回流部分活性污泥，排出部分剩余污泥；回流污泥是为了接种，排放剩余污泥是为了维持活性污泥系统的稳定或MLSS 恒定。
二、活性污泥的形态和活性污泥微生物1 活性污泥形态（1）特征1)形态：在显微镜下呈不规则椭圆状，在水中呈“絮状”。
2)颜色：正常呈黄褐色，但会随进水颜色、曝气程度而变（如发黑为曝气不足，发黄为曝气过度）。
3)理化性质：ρ=1.002~1.006，含水率99%，直径大小0.02~0.2mm，表面积20~100cm2/mL，pH值约6.7，有较强的缓冲能力。
其固相组分主要为有机物，约占75~85%。
4)生物特性：具有一定的沉降性能和生物活性。
（理解：自我繁殖、生物吸附与生物氧化）。
活性污泥法的工艺流程和运行方式在近几十年来，活性污泥法处理工艺得到了较快的发展，出现了多种活性污泥法工艺流程和运行方式，如普通曝气法、阶段曝气法、生物吸附-降解法、序批式活性污泥法等。
1、传统活性污泥法⑴工艺流程传统活性污泥法的工艺流程是：经过初次沉淀池去除粗大悬浮物的废水，在曝气池与污泥混合，呈推流方式从池首向池尾流动，活性污泥微生物在此过程中连续完成吸附和代谢过程。
曝气池混合液在二沉池去除活性污泥混合固体后，澄清液作为净化液出流。
沉淀的污泥一部分以回流的形式返回曝气池，再起到净化作用，一部分作为剩余污泥排出。
⑵曝气池及曝气设备曝气池为推流式，有单廊道和多廊道形式，当廊道为单数时，污水进出口分别位于曝气池的两端；当廊道数为双数时，则位于同侧。
曝气池的进水和进泥口均采用淹没式，由进水闸板控制，以免形成短流。
出水可采用溢流堰或出水孔，通过出水孔的流速要小些，以免破坏污泥絮状体。
廊道长一般在50〜70m，最长可达100m，有效水深多为4〜6m，宽深比1〜2,长宽比一般为5〜10。
鼓风曝气池中的曝气设备，通常安置在曝气池廊道的一侧。
⑶活性污泥法系统运行时的控制参数主要控制参数包括：曝气池内的溶解氧、回流污泥量和剩余污泥排放量。
①溶解氧的浓度；②回流污泥量；③剩余污泥排放量的确定⑷传统活性污泥法的特点:①优点：工艺相对成熟、积累运行经验多、运行稳定；有机物去除效率高，B0D5的去除率通常为90%〜95% ;曝气池耐冲击负荷能力较低；适用于处理进水水质比较稳定而处理程度要求高的大型城市污水处理厂；②缺点：需氧与供氧矛大，池首端供氧不足，池末端供氧大于需氧，造成浪费；传统活性污泥法曝气池停留时间较长，曝气池容积大、占地面积大、基建费用高，电耗大；脱氧除磷效率低，通常只有10%〜30%。
阶段曝气法（多类进水法）针对普通活性污泥法的BOD负荷在池首过高的缺点，将废水沿曝气池长分数处注入，即形成阶段曝气法，它与渐减曝气法类似，只是将进水按流程分若干点进入曝气池，使有机物分配较为均匀，解决曝气池进口端供氧不足的现象，使池内需氧与供氧较为平衡。
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：0.02~0.2 mm；
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 Volatile 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 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
注意：1)间歇静态培养；2)底物是一次投加；3)图中同时还表示了有机底物降解和氧的消耗曲线。
①适应期：
是活性污泥微生物对于新的环境条件、污水中有机物污染物的种类等的一个短暂的适应过程；经过适应期后，微生物从数量上可能没有增殖，但发生了一些质的变化：a.菌体体积有所增大；b.酶系统也已做了相应调整；c.产生了一些适应新环境的变异；等等。
BOD5、COD等各项污染指标可能并无较大变化。
②对数增长期：
F/M值高(>2.2d
)，所以有机底物非常丰富，营养物质不是微生物增殖的
/
kgVSS
kgBOD⋅
5
控制因素；微生物的增长速率与基质浓度无关，呈零级反应，它仅由微生物本身所特有的最小世代时间所控制，即只受微生物自身的生理机能的限制；微生物以最高速率对有机物进行摄取，也以最高速率增殖，而合成新细胞；此时的活性污泥具有很高的能量水平，其中的微生物活动能力很强，导致污泥质地松散，不能形成较好的絮凝体，污泥的沉淀性能不佳；活性污泥的代谢速率极高，需氧量大；一般不采用此阶段作为运行工况，但也有采用的，如高负荷活性污泥法。
③减速增长期：
F/M值下降到一定水平后，有机底物的浓度成为微生物增殖的控制因素；微生物的增殖速率与残存的有机底物呈正比，为一级反应；有机底物的降解速率也开始下降；微生物的增殖速率在逐渐下降，直至在本期的最后阶段下降为零，但微生物的量还在增长；活性污泥的能量水平已下降，絮凝体开始形成，活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均较好；由于残存的有机物浓度较低，出水水质有较大改善，并且整个系统运行稳定；一般来说，大多数活性污泥处理厂是将曝气池的运行工况控制在这一范围内的。
④内源呼吸期：
内源呼吸的速率在本期之初首次超过了合成速率，因此从整体上来说，活性污泥的量在减少，最终所有的活细胞将消亡，而仅残留下内源呼吸的残留物，而这些物质多是难于降解的细胞壁等；污泥的无机化程度较高，沉降性能良好，但凝聚性较差；有机物基本消耗殆尽，处理水质良好；一般不用这一阶段作为运行工况，但也有采用，如延时曝气法。
2、活性污泥增殖规律的应用：
①活性污泥的增殖状况，主要是由F/M值所控制；
②处于不同增值期的活性污泥，其性能不同，出水水质也不同；
③通过调整F/M值，可以调控曝气池的运行工况，达到不同的出水水质和不同性质的活性污泥；
④活性污泥法的运行方式不同，其在增值曲线上所处位置也不同。
3、有机物降解与微生物增殖：
活性污泥微生物增殖是微生物增殖和自身氧化(内源呼吸)两项作用的综合结果，
活性污泥微生物在曝气池内每日的净增长量为:
v r bVX aQS x -=∆;
式中: =∆x 每日污泥增长量(VSS ),d kg /；r w X Q ⋅= ；
Q ——每日处理废水量(d m /3)；
e i r S S S -=；
i S ——进水5BOD 浓度(35/m kgBOD 或l mgBOD /5)；
e S ——出水5BOD 浓度(35/m kgBOD 或l mgBOD /5)。
a ,
b ——经验值：对于生活污水活与之性质相近的工业废水，65.0~5.0=a ，
1.0~05.0=b ；
——或试验值：通过试验获得。
4、有机物降解与需氧量：
活性污泥中的微生物在进行代谢活动时需要氧的供应，氧的主要作用有：① 将一部分有机物氧化分解；② 对自身细胞的一部分物质进行自身氧化。
因此，活性污泥法中的需氧量:
v r X V b S Q a O ⋅+⋅=''2
式中： 2O ——曝气池混合液的需氧量，d kgO /2；
'a ——代谢每5kgBOD 所需的氧量，d kgBOD kgO ⋅52/；
'b ——每kgVSS 每天进行自身氧化所需的氧量，d kgVSS kgO ⋅/2。
二者的取值同样可以根据经验或试验来获得。
5、活性污泥净化废水的实际过程：
在活性污泥处理系统中，有机污染物物从废水中被去除的实质就是有机底物作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢与利用的过程，这一过程的结果是污水得到了净化，微生物获得了能量而合成新的细胞，活性污泥得到了增长。
一般将这整个净化反应过程分为三个阶段：① 初期吸附；② 微生物代谢；③ 活性污泥的凝聚、沉淀与浓缩。
BOD
曝气过程
所谓“初期吸附”是指:在活性污泥系统内，在污水开始与活性污泥接触后的较短时间(10~30min)内，由于活性污泥具有很大的表面积因而具有很强的吸附能力，因此在这很短的时间内，就能够去除废水中大量的呈悬浮和胶体状态的有机污染物，使废水的BOD 5值(或COD 值)大幅度下降。
但这并不是真正的降解，随着时间的推移，混合液的BOD 5值会回升，再之后，BOD 5值才会逐渐下降。
活性污泥吸附能力的大小与很多因素有关：
① 废水的性质、特性：对于含有较高浓度呈悬浮或胶体状有机污染物的废水，具有较好的效果；
② 活性污泥的状态：在吸附饱和后应给以充分的再生曝气，使其吸附功能得到恢复和增强，一般应使活性污泥微生物进入内源代谢期。
四、活性污泥法的基本工艺参数
1、容积负荷（Volumetric Organic Loading Rate ）：
V C Q L i vCOD ⋅= )(3d m kgCOD ⋅; V B Q L i vBOD ⋅=5 )(35d m kgBOD ⋅
2、污泥负荷（Sludge Organic Loading Rate ）：
V MLSS C Q L i sCOD ⋅⋅= d kgMLSS kgCOD ⋅; V MLSS B Q L i sBOD ⋅⋅=
5
d kgMLSS kgBOD ⋅5 3、水力停留时间（Hydraulic Retention Tim
e ）： Q V HRT = （h ）
4、污泥龄或污泥停留时间（Sludge Retention Time ）：r w X Q X V SRT ⋅⋅=
（h 或 d ）
5、回流比：r Q Q R =。
