污水处理_cass_cast_sbr_工艺_活性污泥控制_课件_培训材料

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1、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

2、消了常规活性污泥法的初沉池和二沉池。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

3、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。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

4、：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

5、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。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

6、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

7、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

8、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。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