异氧型好氧菌组成。目前对非稳态CASS系统中微生物种群之间的复杂的生存竞争和生态平衡关系尚不甚了解,CASS工艺理论只是从工艺过程进行一些分析探讨,而理清微生物种群之间的关系对CASS工艺的优化运行是大有好处的,因此仍需加强对这方面的理论研究工作。
(2)生物脱氮效率难以提高
一方面硝化反应难以进行完全。硝化细菌是一种化能自养菌,有机物降解由异养细菌完成。当两种细菌混合培养时,由于存在对底物和DO的竞争,硝化菌的生长将受到限制,难以成为优势种群,硝化反应被抑制。此外,固定的曝气时间也可能会使得硝化不彻底。另一方面就是反硝化反应不彻底。CASS工艺有约20%的硝态氮通过回流污泥进行反硝化,其余的硝态氮则通过同步硝化反硝化和沉淀、闲置期污泥的反硝化实现,其效果不理想也是众所周知的。在沉淀、闲置期中,由于污泥与废水不能良好的进行混合,废水中部分硝态氮不能与反硝化细菌接触,故不能被还原。此外,在这一时期,由于有机物己充分降解,反硝化所需的碳源不足,也限制了反硝化效率的进一步提高。这两方面的原因使得CASS工艺脱氮效率难以提高。
(3)除磷效率难以提高
污泥在生物选择器中的释磷过程受到回流混合液中硝态氮浓度的影响比较大,在CASS工艺系统中难以继续提高除磷效率。
(4)控制方式较为单一
目前在实际应用中的CASS工艺基本上都是以时序控制为主的,其缺点是显而易见的,因为污水的水质不是一成不变的,因此采用固定不变的反应时间必然不是最佳选择。
2.1.2 生物接触氧化工艺 1.生物接触氧化工艺工作原理
生物接触氧化法是以附着在载体(俗称填料)上的生物膜为主,净化有机废水的一种高效水处理工艺。从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法,生物接触氧化法净化废水的基本原理与一般生物膜法相同,就是以生物膜吸附废水中的有机物,在有氧的条件下,有机物由微生物氧化分解,废水得到净化,即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料,利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气,通过生物氧化作用,将废水中的有机物氧化分解,达到净化目的。
2.接触氧化工艺优点
池内加设适宜形状和比表面积较大的生物膜载体填料,这样在填料表面形成生物膜,由于内部的缺氧环境势必形成生物膜内层供氧不足甚至处于厌氧状态,这样在生物膜中形成了由厌氧菌、兼性菌和好氧菌以及原生动物和后生动物形成的长食物链的生物群落,能有效地将不能好氧生物降解的COD部分厌氧降解为可生化的有机物。
6
该工艺的特点是填料的比表面积大,生物量高,充氧条件好,生物活性高, 而且不需污泥回流,不存在污泥膨胀问题,运行管理方便。具有运行稳定,处理效果好,操作管理简单,承受冲击负荷能力强,投资少,运行费用低的特点。
3.接触氧化工艺缺点
由于池内填充了大量的生物膜载体填料,填料上下两端多数用网格状支架固定,当填料下部的曝气系统发生故障时,维修工作将十分麻烦。填料易老化,一般4~6年需更换一次。由于前端物化处理后废水中SS含量较低,生物膜固着的载体较少,导致生物膜比重较小,极易造成脱膜,挂膜不稳定。脱落的生物膜和絮状污泥在二沉池沉淀效果较差,易导致出水SS超标。
2.1.3 工艺比选
将CASS工艺与生物接触氧化法进行比较,比较结果详见表2-1,表2-2。
表2-1 投资、占地、耗电和处理成本比较
工艺
处理规模(m/d)
1200 2400
S-BF工艺
4800 12000 20000 1200 2400
CASS工艺
4800 12000 20000
3
占地(m) 处理成本(元/吨)
962 1376 2183 2835 3880 880 1792 2728 3600 4000
0.22 0.28 0.26 0.33 0.38 0.23 0.38 0.33 0.39 0.44
2
耗电(kw)
32 39 83 236 400 34 57 97 292 340
表2-2 方案对比
项目 工艺效果
温度变化的影响
产泥量
CASS工艺
低温有影响 剩余污泥量少
7
接触氧化工艺
不大 剩余污泥量少
有无污泥膨胀 流量变化的影响 水头损失
运行费用
曝气量 药剂量 电耗 总运行成本 土建工程
投资费用
机电设备及仪表 征地费用 总投资 自动化程度
运行管理
日常维护和巡视 操作和管理人数
[1]
不易 不大 大 大 少 大 较低 较少 少 少 1.98亿 较简单 方便 5~8人
不存在 不大 少 少 少 小 低 少 少 少 76. 98万 简单 方便 5~8人
通过比较对比可看出接触氧化工艺比CASS在操作方便、投资费用、工艺效果方面占有优势。
2.2 工程实例
2.2.1 CASS工程实例
北京航天城污水处理厂是跨世纪国家重点工程的配套设施。该污水处理厂分两期建设,一期工程于1996年12月破土动工,至1998年4月建成并投入设备调试及试运行,7月29日经北京市环保局验收后转入正常运转。近期排放污水量7200m/d,远期14 400m/d。废水主要包括生活污水、工业废水和医院污水,各自所占比例为81.5%、18.0%、0.5%,其污水主要是生活污水,主要污染物包括:有机物、悬浮物和油类等。设计进出水水质及排放标准(北京市综合废水排放二级标准)见表2-3。
表2-3 设计进出水水质及排放标准
项目 进水 出水 排放标准
COD(mg/L) BOD5(mg/L)
350 <50 60
250 <15 20
SS(mg/L)
220 <30 50
pH 6.5~8.5 6.0~8.5 6.0~8.5
矿物油(mg/L)
5.8 <3 4
3
3
工艺流程图如图2-1。
8
进水格栅集水池CASS反应池排放高效过滤活性絮凝吸附消毒
图2-1 工艺流程图
2.2.2 生物接触氧化工程实例
重庆市某体育馆生活污水处理厂是日处理能力为600 m/ d ,最大时处理量为100 0m/ h 新建的污水厂,经过和论证,结合当地实际情况,该工程采用了生物接触氧化法工艺。
1.设计水量和水质
①设计处理水量为600 m/ d。 ②设计进水水质。
参照重庆市生活污水的普遍水质状况,确定设计进水水质为:CODCr = 450 mg/ L ,SS = 350 mg/ L ,BOD5 = 250 mg/ L ,NH3-N =40 mg/ L ,动植物油:100 mg/ L 。
③ 设计出水水质:执行GB 897821996 污水综合排放标准。CODCr ≤100 mg/ L ,SS ≤70 mg/ L ,BOD5 ≤20 mg/ L ,NH3-N ≤15 mg/ L ,动植物油不大于10 mg/ L 。
2.工艺流程
根据进水水质特点和出水水质要求以及当地实际情况,本工程采用生物接触氧化法工艺处理。其工艺流程如图2-2所示。
浮渣、沉渣泥由环卫 车每半年清掏一次 进水 出水进水水解调节生物接触氧化斜管沉淀池 9 [2]
3
3
3
回用供气装置污泥处理出水
图2-2 工艺流程图
2.3工艺流程
经过两种工艺比较,生物接触氧化处理时间短、管理方便、投资少、占地面积小等特点,因此本设计生化处理采用生物接触氧化工艺。工艺流程如图2-3。
贮泥浓缩池 鼓风机房生物接触氧化池原水粗格栅调节池提升泵站细格栅沉砂池水解池配水井辅流二沉池消毒间排放水线气线泥线粗渣外运砂水分离剩余污泥剩余污泥干泥外运污泥浓缩池污泥泵房
图2-3 工艺流程图
贮泥间污泥脱水机10