1、1循环式活性污泥法在污水处理中的应用摘要：随着社会的发展与进步，重视污水处理技术对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍循环式活性污泥法在污水处理中的应用的有关内容。 关键词循环式；活性；污水；处理；原理；应用； 中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A 文章编号： 引言 活性污泥法是处理城市污水最广泛使用的方法,它能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质,既适用于大流量的污水处理,也适用于小流量的污水处理。 一、 工程概况 某污水处理厂位于某市东北郊， 面积 3500000m2， 主要担负该市江北城区污水的净化处理。 2010 年建成投入
2、运行。 该污水处理厂采用了先进的具有良好脱氮除磷效果的 CAST 工艺 (循环式活性污泥法)， 首期工程设 2 个 CAST 系统， 每个 CAST 系统由 4 小池组成。 首期建设规模为 10104m3 d， 远期设计规模为 20104m3d。 二、循环式活性污泥法原理与特点 循环式活性污泥法， 它是在 SBR 工艺的基础上， 增加了生物选择池及污泥回流设施， 并对时序做了一些调整， 从而大大提高了 SBR 工艺的可靠性及效率 （工艺原理如图 1） 。循环式活性污泥法工艺对污染2物降解是一个时间上的推流过程， 是一个好氧一缺氧一厌氧的交替过程，具有以下特点： (1) 工艺流程简单， 处理构筑
3、物少； (2) 具有完全混合式和推流式曝气池的双重优势， 能承受水量、 水质变化较大的冲击负荷能力； (3) 通过调节曝气和间歇时间， 使污水在反应池中交替处于好氧和厌氧条件， 有利于脱氮除磷和抑制丝状菌生长； (4) 间歇运行， 设备闲置率高， 启停频繁， 损害较重， 维修量较大。 图 1 循环式活性污泥法工艺原理图 三、处理工艺 a) 污水全部汇入污水站后，先经过格栅间，内设 2 台回转式格栅式固液分离机，粗格栅机的栅隙为 20 mm，细格栅机的栅隙为 5 mm，均为 ABS 耙齿。格栅机由 PLC 控制，也可手动操作。其作用是把固体杂物从液体中分离出来，液体通过耙齿栅隙流入集水池; b)
4、 流入集水池的废水通过潜污泵及管道将污水输入到沉砂池。用沉砂池内的吸砂泵将污水提升至池顶不锈钢砂水分离机中，将砂水混合物进行有效分离。过滤后的砂石堆积在调节池顶部被清理外运，污水流入调节池; c) 再利用潜污泵将污水从调节池提升到明渠之中。明渠中的污水先汇入曝气池( CASS 池) 的预反应池( 缺氧池与厌氧池) 中，用潜水搅拌机搅拌含有悬浮物的污水，防止污泥沉淀及产生死角。搅拌后再经过含启闭机的阀门汇入不同的曝气池。用曝气池内的沉水喷射曝气机在污水3生化处理过程中给污水高频率传氧，实现高速曝气低速搅拌。通过曝气池后端安装的不锈钢滗水器，排除曝气池内的上层清液。整个过程包括曝气、沉淀、滗水、闲
5、置 4 个处理阶段。a) 曝气。曝气、进水同时进行，并将污泥回流至预反应池。在该阶段，曝气系统向曝气池内供 O2，既满足好氧微生物对 O2 的需要，又利于活性污泥与有机物的混合与接触，使有机污染物被微生物氧化分解。同时，污水中的 NH3-N 也通过微生物的硝化作用转化为硝态氮; b) 沉淀。终止曝气，进行泥水分离，但不停止进水，也不停止污泥回流。停止曝气后，微生物继续利用水中剩余的溶解氧进行氧化分解，随着溶解氧含量的降低，好氧状态逐渐向缺氧转化，并发生一定的反硝化作用。由于沉淀初期，前一阶段曝气所产生的搅拌作用使污泥发生絮凝作用，随后以区域沉降的形式沉降，因此，在该阶段即使不停止进水，依然能获
6、得良好的沉淀效果; c) 滗水。沉淀完成后，滗水器在程序控制下开始工作，自上而下逐层排出上层清液，同时，池内的污泥泵向污泥池输送污泥。排水结束后滗水器自动复位，滗水时需停止进水。若系统有 2 个或 2 个以上 CASS 池，当 1 个 CASS 池处于滗水阶段时，可将原水引入另外的 CASS 池; 若系统只有 1 个 CASS 池时，原水可先流入曝气池前的调节池中; d) 闲置。闲置阶段的时间一般较短，主要保证滗水器在此阶段内上升到原始位置，并防止污泥流失。 CASS 工艺的这 4 个阶段依次进行，不断循环重复。典型的运行周期为 4 h，其中，曝气 2 h，沉淀 1 h，滗水 1 h，经过处理
7、的污水即可达到排放标准。现实中可根据曝气量大小调整曝气时间。 4四、技术特征 a) 连续进水，间断排水。即使有间断进水，也不影响系统运行; b) 通常按曝气、沉淀、滗水和闲置 4 个阶段依次进行; c) 运行过程的非稳态性。每个工作周期内排水开始时 CASS 池内液位最高，排水结束时，液位最低，液位的变化幅度取决于排水比，而排水比与处理废水的浓度、排放标准及生物降解的难易程度等有关。曝气池内混合液体积和基质浓度均是变化的，基质降解是非稳态的;d) 溶解氧周期性变化，浓度梯度高。CASS 在反应阶段是曝气的，微生物处于好氧状态，在沉淀和滗水阶段不曝气，微生物处于缺氧甚至厌氧状态。因此，曝气池中溶
8、解氧是周期性变化的，氧浓度梯度大、转移效率高，这对于提高脱氮除磷效率、防止污泥膨胀及节约能耗都是有利的。 五、问题与对策 a) 水量平衡调节。在生活污水排放不均匀的情况下，充分发挥 CASS 反应池的作用，与设计流量关系很大。如果设计流量不合适，进水高峰时水位会超过上限，进水量小时曝气池不能充分利用。当水量波动较大时，应考虑设置调节池。同时，合理设计堰门进水口高度及滗水器伸缩杆的长短，增加曝气池有效容积，提高滗水器的能力;b) 控制方式选择。CASS 工艺的特点是程序控制，可根据进水及出水水质变化调整工作程序，保证出水效果。为保证 CASS 工艺的正常运行，所有设备采用手动/自动 2 种操作方
9、式，后者便于手动调试和自控系统故障时使用，前者供日常工作使用。特别要求滗水器、启闭机的自控程序相对稳定可靠; c) 控制系统优化。西安电子科技大学污水站的控制系统主要采用三5菱的可编程控制器 Q 系列作为主站，三菱的 F2N 系列作为子站，通过三菱的网络 CCLINK 进行通信，达到分级控制。上位监控系统采用研华 610H 系列工业级计算机，大屏幕显示，监控软件采用 MCGS 通用版。控制系统不稳定，故障率较高，导致操作人员强行手动操作。另外，因上位监控室在 1 层，操作人员无法观察到池子上面的设备运行是否正常，需要频繁检查。针对现有状况，建议增加视频监控系统，对 CASS 池的重要设备和池子
10、液位进行远程视频监控、记录，保证随时观察到重要设备的运行状态; 增加超声波液位计，对 CASS 池、调节池、集水池增加超声波液位计; 编制组态软件增加功能模块: 增加设备运行记录、远传记录、视频监控模块; d) 曝气方式选择。CASS 工艺可选择多种曝气方式，但在选择曝气头时要尽量采用不堵塞的曝气形式，如，水下曝气机、螺旋曝气器等。此外，由于 CASS 工艺自身的特点，选用水下曝气机还可根据其运行周期适当开启不同位置的设备，达到在满足废水要求的前提下节约能耗、降低设备磨损的目的; e) 排水方式选择。CASS 工艺常用的设备为旋转式撇水机，其优点是排水均匀、排水量可调节、对底部污泥干扰小，又能
11、防止水面漂浮物随水排出。沉淀结束需及时将上清液排出，排水时应尽可能均匀排出，不能扰动沉淀在池底的污泥层，同时，还应防止水面的漂浮物随水流排出，影响出水水质。 结束语 污水处理是利国利民的好事，既可减少环境污染，又可节能减排。对污水处理工艺的选择，应本着投资小、技术可靠、运行维护费低的原则。实践证明，CASS 工艺是 1 种成熟的污水处理工艺，值得应用及推广。6参考文献 1 沈耀良，王宝贞循环活性污泥系统(CASS) 处理城市废水给水排水，1999. 2 吴再民，颜亮CASS 法在湖州市碧浪污水处理厂的应用环境工程， 2001. 3 郑光灿等城市污水处理技术决策与典型案例北京中国建筑工业出版社2007 4 陈瑶等大丰市城北水处理厂工程设计供排水设备2009 年. 5 冯生华城市中小型污水处理厂的建设与管理北京化学工业出版社2001
