AO氧化沟SBRCASTcass工艺的区别Word格式文档下载.docx

1、1.由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥， 难降解物质的降解率较低；2、 若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大了运行费用。另外， 内循环液来自曝气池，含有一定的 DO使A段难以保持理想的缺氧状态，影响 反硝化效果，脱氮率很难达到 90。3 、 影响因素水力停留时间 （硝化6h，反硝化v 2h ）污泥浓度MLSS（ 3000mg/L） 污泥龄（ 30d ） N/MLSS负荷率（v 0.03 ）进水总氮浓度（ v 30mg/L）二、A2/O工艺A2/O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic 的英文缩写，它是厌氧-缺氧-好氧 生物脱氮除磷工艺的简称。该工艺处

2、理效率一般能达到：BOD侨口 SS为90%95% 总氮为 70%以上，磷为 90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。 但A2/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以 对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养 化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。2.A2/O 工艺特点：（1）污染物去除效率高，运行稳定，有较好的耐冲击负荷。（ 2）污泥沉降性能好。（3）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配 合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。（4）脱氮效果受混合液回流比大小的影响 , 除磷效果则受回流污泥中夹带

3、DO 和硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高。（5）在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力 停留时间也少于同类其他工艺。（6） 在厌氧缺氧好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖， SVI 一般小于 100，不会发生污泥膨胀。（7）污泥中磷含量高，一般为 2.5以上。3.A2/O 工艺的缺点反应池容积比A/O脱氮工艺还要大；污泥内回流量大，能耗较高；用于中小型污水厂费用偏高；沼气回收利用经济效益差； 污泥渗出液需化学除磷。A20是Anaeroxic-Anoxic-Oxic 的英文缩写，A2O生物脱氮除磷工艺是传统活性 污泥工艺、生物硝化及反硝化工艺和生物除磷工艺的综合。

4、工作原理其工艺流程图如下图， 生物池通过曝气装置、 推进器（厌氧段和缺氧段 ）及回流渠 道的布置分成厌氧段、缺氧段、好氧段。在该工艺流程内，BOD5 SS和以各种形式存在的氮和磷将一一被去除。A20生物 脱氮除磷系统的活性污泥中， 菌群主要由硝化菌和反硝化菌、 聚磷菌组成。 在好 氧段，硝化细菌将入流中的氨氮及有机氮氨化成的氨氮， 通过生物硝化作用， 转 化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用， 转化成氮气逸入到大气中，从而达到脱氮的目的；在厌氧段，聚磷菌释放磷，并 吸收低级脂肪酸等易降解的有机物； 而在好氧段， 聚磷菌超量吸收磷， 并通过剩 余污泥的排放，将磷

5、除去。工艺特点（1）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和种类微生物菌群的有机配合，能同 时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。（2）在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留 时间也少于同类其他工艺。（3）在厌氧缺氧好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖， SVI 一般小于 100，不会发生污泥膨胀。（4）污泥中磷含量高，一般为 25以上三、氧化沟1 氧化沟技术氧化沟（ oxidation ditch ）又名连续循环曝气池（ Continuous loop reactor ）， 是活性污泥法的一种变形。氧化沟污水处理工艺是在 20世纪 50 年代由荷兰卫生工程研究所研制成功的。

6、自从 1954年在荷兰 首次投入使用以来。由于其出水水质好、运行稳定、 管理方便等技术特点，已经在国内外广泛的应用于生活污水和工业污水的治理1。至今，氧化沟技术己经历了半个多世纪的 发展，在构造形式、曝气方式、运行方式等方面不断创新，出现了种类繁多、各 具特色的氧化沟 2。从运行方式角度考虑， 氧化沟技术发展主要有两方面： 一方面是按时间顺序安排 为主对污水进行处理；另一方面是按空间顺序安排为主对污水进行处理。 属于前者的有交替和半交替工作式氧化沟； 属于后者的 有连续工作分建式和合建式氧化沟 3，见图 1氧化沟工艺分类。目前应用较为广泛的氧化沟类型包括：帕斯韦尔（ Pasveer ）氧化沟、

7、卡鲁塞尔 （ Carrousel ）氧化沟 、奥尔伯（ Orbal ）氧化沟、T型氧化沟（三沟式氧化沟）、DE型氧化沟和一体化氧化沟。2, 氧化沟工艺在污水处理中的应用 从理论上讲， 氧化沟既具有推流反应的特征， 又具有完全混合反应的优势； 前者 使其具有出水优良的条件，后者使其具有抗冲击负荷的能力。 正是因为有这个环流， 且有能量分区的缘故， 使它具有其它许多污 水生物处理技术所拥有的众多优势，其中最为显著的优势是工作稳定可靠。 由于具有出水水质好， 运行稳定， 管理方便以及区别 于传统活性污泥法的一系列技术特征，氧化沟技 术在污水处理中得到广泛应用。据不完全统计 4，目前，欧洲己有的氧化沟

8、 污水处理厂超过 2 000 多座，北美超过 800 座。氧 化沟的处理能力由最初的服务人口仅 360人，到如今的 500万1 000 万人口当 量。不仅氧化沟的数量在增长，而且其处理规模也在 不断扩大，处理对象也发展到既能处理城市污水又能处理石油废水、化工废水、 造纸废水、印染废水及食品加工废水等工业废水。我国自 20 世纪 80 年代亦开始应用这项技术，随着污水处理事业的极大发展，全国各地先后建起了不同规模、不同型式的氧化沟污水处理厂。 目前在我国， 采用氧化沟处理城市污水和工业废水的污水处理厂已 有近百家,见表 1（我国典型氧化沟型式及应用及表） 2（部分国内氧化沟污水处理厂型式及规模）

9、。3 氧化沟工艺的研究新进展 通过对多种连续流生物除磷脱氮工艺时空关系的分析，并结合新的除磷脱氮理 论，继续贯彻简易污水处理的思想，重庆大学的王涛5、钟仁超 6、刘兆荣 7、麦松冰 8等人对氧化沟工艺进行了改 良。3.1改良氧化沟池型的构建原则 改良氧化沟池型的构建是在一体化简易污水处理技术的思想基础上， 依托于卡鲁 塞尔氧化沟、一体化氧化沟和奥贝尔氧化沟而建立的。它是以连续流的方式， 不作专门的时空调配， 通过空间分区和空间顺序及 对溶解氧的优化控制，将污水净化（C、N P的去 除）和固液分离功能集于一体，以水力内回流的方式替代机械内回流的反应器。 构建的总原则是以连续流的方式，在更少的和合

10、理的空间中完成C N P和SS的同时去除。3.2改良氧化沟池型按上述构建原则， 提出了如图 2 所示改良型氧化沟模型。 污水流入外沟经回流调 节闸板后流经中沟和内沟，在各沟道内循环数十次到数百次， 最终由固液分离器进行泥水分离出水。 外中内沟道分别为好氧/ 缺氧交替区、厌氧区和好氧区，完成有机物的 降解和同时脱氮除磷。该模型着重在保留奥贝尔氧化沟硝化反硝化优势， 同时克服该工艺占地面积大的 缺点。借鉴卡罗塞尔氧化沟跑道型沟道的构型和水力内回流方式， 减少了大回流比的机械设备； 考虑将奥贝尔氧化沟的同心圆型 沟道展开，去掉中心岛的无效占地，同时又保留其三沟道串连、 层层推进的流态特点。 另外，将

11、一体化氧化沟中的侧沟固液分离 器技术也揉合了进来，不设置单独的二沉池并实现污泥的无泵自动回流。3.3改良氧化沟的优化分析（1） 改良型氧化沟采用奥贝尔氧化沟三沟道串联的特性， 将各分区考虑成串联， 从而有利于难降解有机物的去除，并可减少污泥膨胀现象的发生 9。（2） 改良型氧化沟借鉴奥贝尔氧化沟的溶解氧梯度分布， 具有较好的脱氮功能。 在外沟道形成交替的好氧和大区域的缺氧环境，较高程度地发生“同时硝化 / 反硝化”，即使在不设内回流的条件下，也能获 得较好的脱氮效果。由于外沟道溶解氧平均值很 低，氧传递作用是在亏氧条件下进行的， 所以氧的传递效率有所提高， 有一定的 节能效果，一般约节省能耗

12、15%20%。加之外沟 道内所特有的同时硝化 / 反硝化功能，节能效果更为明显。内沟道作为最终出水 的把关，一般应保持较高的溶解氧，但内沟道容 积最小，能耗相对较低。（3）改良型氧化沟将奥贝尔氧化沟布置相对困难的圆形或椭圆形沟型设计为环 状跑道型，降低了占地面积和工程造价。同时取 消了无效占地的中心岛，进一步节省占地面积和造价。（4）改良型氧化沟借鉴卡罗塞尔氧化沟水力条件，使内沟的好氧区向外沟的缺 氧区回流实现了水力内回流，简化了处理环节、节省了设备和能耗。（5）改良型氧化沟借鉴一体化氧化沟将集曝气净化和固液分离于一体的优势， 不单独建二沉池和污泥回流泵站，污泥自动回流 ，简单、节能且节省占地

13、和基建投资。4 结论（1）氧化沟由于其出水水质好、运行稳定、管理方便等技术特点，在我国污水 处理厂中有着较为广泛的应用。（2）改良型氧化沟模型借鉴了卡罗塞尔氧化沟的构型和内回流方式，引用了侧 沟式一体化氧化沟的侧沟固液分离技术，同时保留了奥贝尔氧化沟三沟串连、 层层推进的流态特点， 是多种先进工艺的集成， 是 氧化沟技术研究的新进展。（3）改良型氧化沟工艺具有系统简单、管理方便、节约能耗、节省占地和减少 基建投资等优点。以下为几种常见氧化沟的类型结构示意图：一体化氧化沟奥贝尔氧化沟氧化沟又名氧化渠， 因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。 它是活性 污泥法的一种变型。 因为污水和活性污泥在曝气渠道

14、中不断循环流动， 因此有人 称其为“循环曝气池”、 “无终端曝气池”。 氧化沟的水力停留时间长， 有机负 荷低，其本质上属于延时曝气系统。 氧化沟一般由沟体、 曝气设备、 进出水装置、 导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、 L 形、圆 形或其他形状，沟端面形状多为矩形和梯形。2.氧化沟工艺特点（1）构造形式多样性基本形式氧化沟的曝气池呈封闭的沟渠形， 而沟渠的形状和构造则多 种多样，沟渠可以呈圆形和椭圆形等形状。 可以是单沟系统或多沟系统； 多沟系 统可以是一组同心的互相连通的沟渠， 也可以是相互平行， 尺寸相同的一组沟渠。 有与二次沉淀池分建的氧化沟也有合建的氧化沟

15、， 合建的氧化沟又有体内式和体 外式之分，等等。多种多样的构造形式，赋予了氧化沟灵活机动的运行性能，使 他可以按照任意一种活性污泥的运行方式运行， 并结合其他工艺单元， 以满足不 同的出水水质要求。（2）曝气设备的多样性常用的曝气设备有转刷、 转盘、 表面曝气器和射流曝气等。 不同的曝 气装置导致了不同的氧化沟型式， 如采用表曝气机的卡鲁塞尔氧化沟， 采用转刷 的帕斯维尔氧化沟等等， 与其他活性污泥法不同的是， 曝气装置只在沟渠的某一 处或者几处安设， 数目应按处理场规模、 原污水水质及氧化沟构造决定， 曝气装 置的作用除供应足够的氧气外，还要提供沟渠内不小于 0.3m/s 的水流速度，以 维

16、持循环及活性污泥的悬浮状态。（3）曝气强度可调节 氧化沟的曝气强度可以通过两种方式调节。一是通过出水溢流堰调 节：通过调节溢流堰的高度改变沟渠内水深， 进而改变曝气装置的淹没深度， 使 其充氧量适应运行的需要。淹没深度的变化对曝气设备的推动力也会产生影响， 从而可以对进水流速起到一定的调节作用；其二是通过直接调节曝气器的转速： 由于机电设备和自控技术的发展，目前氧化沟内的曝气器的转速时可以调节的， 从而可以调节曝气强度的推动力。（4）简化了预处理和污泥处理 氧化沟的水力停留时间和污泥龄都比一般生物处理法长， 悬浮装 有机物与溶解性有机物同时得到较彻底的稳定， 姑氧化沟可以不设初沉池。 由于 氧

17、化沟工艺污泥龄长， 负荷低， 排出的剩余污泥已得到高度稳定， 剩余污泥量也 较少。因此不再需要厌氧消化，而只需进行浓缩和脱水。3. 氧化沟工艺的缺点：（1） 污泥膨胀问题 当废水中的碳水化合物较多，N P含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高， 溶解氧浓度不足， 排泥不畅等易引发丝状菌性 污泥膨胀； 非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。 微生物的负荷高，细菌吸取了大量营养物质，由于温度低，代谢速度较慢，积贮起 大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加， SVI 值很高，形 成污泥膨胀。（2） 泡沫问题 由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将

18、其除去，部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长， 污泥老化，也易产生泡沫。（3） 污泥上浮问题 当废水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作 过程中不能很好控制其在二沉池的停留时间，易造成缺氧，产生腐化污泥上浮； 当曝气时间过长， 在池中发生高度硝化作用， 使硝酸盐浓度高， 在二沉池易发生 反硝化作用，产生氮气，使污泥上浮；另外，废水中含油量过大，污泥可能挟油 上浮。（4） 流速不均及污泥沉积问题 在氧化沟中，为了获得其独特的混合和 处理效果， 混合液必须以一定的流速在沟内循环流动。 一般认为， 最低流速应为 0.15m/s ，不发生沉积的平均流速应达到 0.30.5m/

19、s 。氧化沟的曝气设备一般为 曝气转刷和曝气转盘，转刷的浸没深度为 250300mm转盘的浸没深度为480530mm与氧化沟水深（3.03.6m）相比，转刷只占了水深的 1/101/12 ，转盘也只占了 1/61/7 ，因此造成氧化沟上部流速较大（约为 0.81.2m，甚至更大），而底部流速很小（特别是在水深的 2/3或3/4以下，混 合液几乎没有流速），致使沟底大量积泥（有时积泥厚度达 1.0m），大大减少了氧化沟的有效容积，降低了处理效果，影响了出水水质。四、SBR工艺1 .工艺原理在反应器内预先培养驯化一定量的活性污泥，当废水进入反应器与活性 污泥混合接触并有氧存在时， 微生物利用废水中

20、的有机物进行新陈代谢， 将有机 物降解并同时使微生物细胞增殖。 将微生物细胞物质与水沉淀分离， 废水即得到 处理。其处理过程主要由初期的去除与吸附作用、 微生物的代谢作用、 絮凝体的 形成与絮凝沉淀性能几个净化过程完成。2.SBR工艺特点（1）理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好 氧处于交替状态，净化效果好。（2）运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率 高，出水水质好。（3）耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有 效抵抗水量和有机污物的冲击。（4）工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。（5）处理设备少，构造简单，便于

21、操作和维护管理。（6）反应池内存在DO BOD5度梯度，有效控制活性污泥膨胀。（7）SBF法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建 和改造。（ 8）脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替， 具有良好的脱氮除磷效果。（ 9）工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无 二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。3.SBR 工艺的缺点（ 1）间歇周期运行，对自控要求高；（ 2）变水位运行，电耗增大；（ 3）脱氮除磷效率不太高；（ 4）污泥稳定性不如厌氧硝化好。五、CAST工艺1、CAST工艺原理CASS物处理法是周期循环活性污

22、泥法的简称，CASS池分预反应区和主 反应区。在预反应区内， 微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分 可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、 PH 和有毒有害物质起到较好的缓冲作用， 同时对丝状菌的生长起到抑制作用， 可有 效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。 CASS工艺集反应、沉淀、排水、功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程， 而微生物则处于好氧、 缺氧、厌氧周期性变化之中， 从而达到对污染物去除作用， 同时还具有较好的脱氮、除磷功能。2、CAST工艺特点（1）运行灵活可靠 生物选择器可以根据污水水质情况，以好氧、

23、缺氧和厌氧三种方式 运行。选择器可以恒定容积也可以可变容积运行可任意调节状态，发挥不同微生物的生理特性选择器容积可变，避免产生污泥膨胀，提高了系统的可靠性抗冲击负荷能力强，工业废水、城市污水处理都适用（2）处理构筑物少，流程简单池子总容积减少，土建工程费用低不需设二次沉淀池及其刮泥设备，也不用设回流污泥泵站（3）可实现除磷脱氮 调节生物选择器可变容积的曝气和非曝气顺序，提高了生物除磷脱 氮效果（4）节省投资 构筑物少，占地面积省 设备及控制系统简单 曝气强度小，不须大气量的供气设备 运行费用低3.工艺缺点（1）间歇周期运行，对自控要求较高；（ 3）容积利用率较低；（4）污泥稳定性不如厌氧硝化好

24、。六 CASS 工艺CASS（Cyclic Activated Sludge System） 是在 SBR的基础上发展起来的，即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续进水 （沉淀期、排水期仍连续进水 ），间歇排水。设置生物选择器的主要目的是使系统选择出絮凝性细 菌，其容积约占整个池子的 10%。生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的基质积 累- 再生理论，使活性污泥在选择器中经历一个高负荷的吸附阶段 （基质积累）， 随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段， 以完成整个基质降解的全过 程和污泥再生。CASS原理CASS 池分预反应区和主反应区。在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移

25、机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物， 经历一个高负荷的基质快速积累过 程，这对进水水质、水量、 PH 和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝 状菌的生长起到抑制作用， 可有效防止污泥膨胀； 随后在主反应区经历一个较低 负荷的基质降解过程。CASS工艺集反应、沉淀、排水、功能于一体，污染物的 降解在时间上是一个推流过程， 而微生物则处于好氧、 缺氧、厌氧周期性变化之 中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。 CASS生物处理法是周期循环活性污泥法的简称，最早产生于美国， 90 年代初引入中国， 目前，由于该工艺的高效和经济性， 应用势头迅猛， 受到环保部门及拥护的广泛

26、 关注和一致好评。经过模拟试验研究，已成功应用于生活污水、食品废水、制药 废水的治理，取得了良好的处理效果，为 CASS法在我国的推广应用奠定了良好 的基础。CASSft是在间歇式活性污泥法（SBR法）的基础上演变而来的，其工作原理 如下图所示：在反应器的前部设置了生物选择区， 后部设置了可升降的自动滗水装置。 其 工作过程可分为曝气、 沉淀和排水三个阶段， 周期循环进行。 污水连续进入预反 应区，经过隔墙底部进入主反应区， 在保证供氧的条件下， 使有机物被池中的微 生物降解。根据进水水质可对运行参数进行调整。 CASS法的特点 与SBR相比，CASS法的优点是：其反应池由预反应区和主反应区组

27、成，因此，对难降解有机 物的去除效果更好。 进水过程是连续的，因此，进水管道上无需电磁阀等控制 元件，单个池子可独立运行；而 SBF进水过程是间歇的，应用中一般要 2个或2 个以上池子交替使用。 排水是由可升降的堰式滗水器完成的， 随水面逐渐下降， 均匀将处理后的清水排出，最大限度降低了排水时水流对底部沉淀污泥的扰动。 CASSft每个周期的排水量一般不超过池内总水量的 1/3，而SBR则为3/4，所以， CASSft比SBR法的抗冲击能力更好。与传统活性污泥法相比，CASS法的优点是： 建设费用低： 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 10-25%。以 10万吨的城市 污水处理厂为例，传统活性污泥法的总投资约 1.5亿，CASS法总投资约1.1亿。 工艺流程短，占地面积少：污水厂主要构筑物为集水池、沉砂池、CASS暴气池、 污泥池，而没有初次沉淀池、二次沉淀池，布局紧凑，占地面积可减少 20-35%。以10万吨的城市污水厂为例，传统活性污泥法占地面积约为 180亩，CASS法占地面积约 120亩。运转费用省： 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，氧的浓度梯度大， 传递效率高，节能效果显著，运转费用可节省 10-25%。 有机物去除率高，出水水质好： 根据研究结果和工程应用情况