一體化農(nóng)村污水處理設備
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CASS池分預反應區(qū)和主反應區(qū)。在預反應區(qū)內(nèi)，微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經(jīng)歷一個高負荷的基質(zhì)快速積累過程，這對進水水質(zhì)、水量、PH和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用，同時對絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹;隨后在主反應區(qū)經(jīng)歷一個較低負荷的基質(zhì)降解過程。CASS工藝集反應、沉淀、排水、功能于一體，污染物的降解在時間上是一個推流過程，而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中，從而達到對污染物去除作用，同時還具有較好的脫氮、除磷功能。CASS生物處理法是周期循環(huán)活性污泥法的簡稱，早產(chǎn)生于美國，90年代初引入中國，目前，由于該工藝的和經(jīng)濟性，應用勢頭迅猛，受到環(huán)保部門及擁護的廣泛關注和*。經(jīng)過模擬試驗研究，已成功應用于生活污水、食品廢水、制藥廢水的治理，取得了良好的處理效果，為CASS法在我國的推廣應用奠定了良好的基礎。
CASS操作周期一般可分為四個步驟：
曝氣階段：由曝氣裝置向反應池內(nèi)充氧，此時有機污染物被微生物氧化分解，同時污水中的NH3-N通過微生物的硝化作用轉化為NO3--N。
沉淀階段：此時停止曝氣，微生物利用水中剩余的DO進行氧化分解。反應池逐漸由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉化，開始進行反硝化反應。活性污泥逐漸沉到池底，上層水變清。
潷水階段：沉淀結束后，置于反應池末端的潷水器開始工作，自上而下逐漸排出上清液。此時反應池逐漸過渡到厭氧狀態(tài)繼續(xù)反硝化。
閑置階段: 閑置階段即是潷水器上升到原始位置階段。
CASS法的特點
與SBR相比，CASS法的優(yōu)點是：其反應池由預反應區(qū)和主反應區(qū)組成，因此，對難降解有機物的去除效果更好。進水過程是連續(xù)的，因此，進水管道上無需電磁閥等控制元件，單個池子可獨立運行;而SBR進水過程是間歇的，應用中一般要2個或2個以上池子交替使用。 排水是由可升降的堰式潷水器完成的，隨水面逐漸下降，均勻將處理后的清水排出，大限度降低了排水時水流對底部沉淀污泥的擾動。CASS法每個周期的排水量一般不超過池內(nèi)總水量的1/3，而SBR則為3/4，所以，CASS法比SBR法的抗沖擊能力更好。
生物流化床技術是一種新型的生物膜法工藝，是繼流化床技術在化工領域廣泛應用后于20世紀70年代初發(fā)展起來的。其載體在流化床內(nèi)呈流化狀態(tài)，使固(生物膜)、液(廢水)、氣(空氣)3相之間得到充分接觸，顆粒之間劇烈碰撞，生物膜表面不斷更新，微生物始終處于生長旺盛階段。該技術使生化池各處理段中保持高濃度的生物量，傳質(zhì)效率*，從而使廢水的基質(zhì)降解速度快，水力停留時間短，運轉負荷比一般活性污泥法高5~10倍，耐沖擊負荷能力強。按其生物膜特性等因素可分為好氧生物流化床和厭氧生物流化床兩大類。
1、好氧生物流化床的結構組成
好氧生物流化床是以微粒狀填料如砂、焦炭、活性炭、玻璃珠、多孔球等作為微生物載體， 以一定流速將空氣或純氧通人床內(nèi)，使載體處于流化狀態(tài)，通過載體表面上不斷生長的生物膜吸附、氧化 并分解廢水中的有機物，從而達到對廢水中污染物的去除。好氧生物流化床可分為兩相生物流化床和三相生物流化床例如下圖的兩相生物流化床。下圖是兩相生物流化床。
一體化農(nóng)村污水處理設備厭氧生物流化床的結構組成
厭氧生物流化床可視為特殊的氣體進口速度為零的三相流化床。這是因為厭氧反應過程分為水解酸化、產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷3個階段，床內(nèi)雖無需通氧或空氣，但產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生的氣體與床內(nèi)液、固兩相混和即成三相流化狀態(tài)。厭氧生物流化床工藝如圖3所示。為維持較高的上流速度，需采用較大的回流比。厭氧生物流化床內(nèi)微生物種群的分布趨于均一化，在床中央?yún)^(qū)域生物膜的產(chǎn)酸活性和產(chǎn)甲烷活性都很高，從而使其有效負荷大大提高。
SBR是序批式間歇活性污泥法的簡稱,是近年來被國內(nèi)外引起重視、研究并大力推廣應用的一種污水生物處理新技術。CASS工藝是一種循環(huán)式活性污泥法,是SBR工藝的更新變型。之所以出現(xiàn)CASS工藝,是因為SBR有其自身難以克服的缺點,但CASS工藝不可*替代SBR。本文在分析這兩種工藝原理的基礎上,對兩者進行了較為詳細的比較。
原理及工藝特點
原理
SBR工藝是通過時間上的交替運行實現(xiàn)傳統(tǒng)活性污泥法的運行全過程。該工藝只有一個SBR池,但同時具有調(diào)節(jié)池、曝氣池和沉淀池的功能。運行過程分為進水、曝氣、沉淀、潷水、閑置五個階段。一個運行周期內(nèi),各階段的運行時間、反應器混合液體積的變化及運行狀態(tài)等都可以根據(jù)具體污水的性質(zhì)、出水水質(zhì)及運行功能要求等靈活掌握。
CASS工藝包括充水—曝氣、充水—泥水分離、潷水和充水—閑置等四個階段。不同的運行階段,根據(jù)需要調(diào)整運行方式。CASS工藝共分為三個反應區(qū):生物選擇區(qū)(DO<0.2mg do="">0.5mg/L)和好氧區(qū)(DO=(2～3)mg/L)。生物選擇器為CASS前端的小容積區(qū),通常在厭氧或兼氧條件下運行。有機污染物通過三個區(qū)的連續(xù)降解,可以達到很好的處理效果,同時能夠實現(xiàn)脫氮除磷。
工藝特點
與傳統(tǒng)活性污泥法相比,SBR工藝所具有的優(yōu)點非常明顯:工藝簡單,調(diào)節(jié)池體積小或不設,無二沉池和污泥回流,運行方式靈活;結構緊湊,占地少,基建、運行費用低;反應過程濃度梯度大,不易發(fā)生污泥膨脹;抗負荷沖擊能力強,處理效果好;厭氧(缺氧)和好氧交替發(fā)生,同時脫氮除磷而不需額外增加反應器。
CASS工藝與其他工藝相比,特點如下:CASS池的變?nèi)葸\行提高了系統(tǒng)對水量水質(zhì)變化的適應性和操作的靈活性;選擇器的設置加強了微生物對磷的釋放、反硝化、對有機物的吸附吸收等作用,增加了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性;周期內(nèi)反應器以厭氧—缺氧—好氧—缺氧—厭氧的方式運行,有比較理想的脫氮除磷效果。
生物降解能力比較
SBR工藝在反應階段,基質(zhì)濃度隨時間由高到低變化,微生物經(jīng)歷了對數(shù)生長期、減速生長期和衰減期,其降解有機物的速率也相應地由零級反應向一級反應過渡。由于SBR系統(tǒng)的非穩(wěn)態(tài)運行,反應器中生物相十分復雜,微生物的種類繁多,各種微生物交互作用,強化了工藝的處理效能;采用該法處理COD濃度可達幾百到幾千毫克每升,其去除率均比傳統(tǒng)活性污泥法高,而且可去除一些理論上難以生物降解的有機物質(zhì)。
