小型一体化污水处理设备
小型一体化污水处理设备专业生产户——潍坊鲁盛水处理设备有限公司。
工艺采用*的AO、A2O、MBR、MBBR、SBR等。
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SBR是序批式间歇活性污泥法的简称,是近年来被国内外引起重视、研究并大力推广应用的一种污水生物处理新技术。CASS工艺是一种循环式活性污泥法,是SBR工艺的更新变型。之所以出现CASS工艺,是因为SBR有其自身难以克服的缺点,但CASS工艺不可*替代SBR。本文在分析这两种工艺原理的基础上,对两者进行了较为详细的比较。
原理及工艺特点
原理
SBR工艺是通过时间上的交替运行实现传统活性污泥法的运行全过程。该工艺只有一个SBR池,但同时具有调节池、曝气池和沉淀池的功能。运行过程分为进水、曝气、沉淀、滗水、闲置五个阶段。一个运行周期内,各阶段的运行时间、反应器混合液体积的变化及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质及运行功能要求等灵活掌握。

CASS工艺包括充水—曝气、充水—泥水分离、滗水和充水—闲置等四个阶段。不同的运行阶段,根据需要调整运行方式。CASS工艺共分为三个反应区:生物选择区(DO<0.2mg do="">0.5mg/L)和好氧区(DO=(2～3)mg/L)。生物选择器为CASS前端的小容积区,通常在厌氧或兼氧条件下运行。有机污染物通过三个区的连续降解,可以达到很好的处理效果,同时能够实现脱氮除磷。
工艺特点
与传统活性污泥法相比,SBR工艺所具有的优点非常明显:工艺简单,调节池体积小或不设,无二沉池和污泥回流,运行方式灵活;结构紧凑,占地少,基建、运行费用低;反应过程浓度梯度大,不易发生污泥膨胀;抗负荷冲击能力强,处理效果好;厌氧(缺氧)和好氧交替发生,同时脱氮除磷而不需额外增加反应器。
CASS工艺与其他工艺相比,特点如下:CASS池的变容运行提高了系统对水量水质变化的适应性和操作的灵活性;选择器的设置加强了微生物对磷的释放、反硝化、对有机物的吸附吸收等作用,增加了系统运行的稳定性;周期内反应器以厌氧—缺氧—好氧—缺氧—厌氧的方式运行,有比较理想的脱氮除磷效果。
生物降解能力比较
SBR工艺在反应阶段,基质浓度随时间由高到低变化,微生物经历了对数生长期、减速生长期和衰减期,其降解有机物的速率也相应地由零级反应向一级反应过渡。由于SBR系统的非稳态运行,反应器中生物相十分复杂,微生物的种类繁多,各种微生物交互作用,强化了工艺的处理效能;采用该法处理COD浓度可达几百到几千毫克每升,其去除率均比传统活性污泥法高,而且可去除一些理论上难以生物降解的有机物质。
CASS工艺从污染物的降解过程来看,污水以相对较低的流量连续进入反应池,被混合液稀释到相对较低的浓度。从空间上看CASS工艺为*混合式,而在时间上则为推流式,基质浓度逐渐降低,浓度梯度从大到小,在曝气阶段有机物得到*降解。通过对沉淀阶段和排水阶段污水进入反应池后基质在主反应区内扩散规律的研究,发现基质扩散前沿边界在反应器水平方向和垂直方向都与沉淀时间的自然对数呈函数关系。
类似的脱氮除磷过程
废水的脱氮除磷要求经历厌氧一缺氧一好氧这样一个过程,而SBR工艺在时间上的灵活控制,不仅可以很容易地实现好氧、缺氧和厌氧,而且很容易在好氧条件下增大曝气量、延长曝气时间和增加污泥龄来强化硝化反应及聚磷菌过量摄磷;也可以在缺氧条件下方便地投加原污水或提高污泥浓度等方式使反硝化过程更快地完成;还可以在厌氧条件下通过搅拌促进聚磷菌充分地释磷。
CASS工艺的脱氮除磷效果则更为明显。生物选择器的设置为除磷创造了有利条件。来自主反应区高浓度污泥和废水充分混合,污泥中的反硝化菌以污水中的有机物为碳源,还原硝态氮(污泥中的硝态氮一般为2mg/L)为氮气,实现脱氮。
聚磷菌在厌氧条件下分解体内的聚磷酸盐释放到水中,获得能量用于吸收废水中的有机酸合成聚β—羟基丁酸(PHB)并储存于细胞内,这是一个过量的释放磷的过程,为好氧条件下的过量摄磷创造先决条件。由于废水的进入,在此区域还发生比较明显的反硝化,其去除的氮占总去除率的20%左右。
在缺氧区,微量曝气可以强化反硝化功能,也可不曝气进行除磷。对主反应区的曝气强度进行控制,使溶液处于好氧而活性污泥内部则基本处于缺氧状态,从而可以实现同步硝化和反硝化。

生物除磷脱氮工艺是目前污水处理厂设计中广泛采用的工艺，也是实际工程运行中较为经济和常用的方法，故本文重点介绍生物除磷脱氮工艺。
生物除磷脱氮机理
生物除磷机理
生物除磷理论基础是“聚合磷酸盐（Poly-P）累积微生物”的摄磷释磷原理。聚磷菌在厌氧条件下受压抑，消耗糖元，将细胞内的聚合磷酸盐水解为磷酸盐并释放，产生的能量用来吸收降解环境中的有机物，转化为胞内碳源储存物PHB（聚β羟丁酸）贮存起来。当进入好氧环境内，聚磷菌以O2为电子受体，降解胞内贮存的PHB产生能量，过剩的能量从环境中摄磷，以聚磷酸高能键的形式贮存，形成高浓度含磷污泥，含磷污泥随剩余污泥排出，水中的磷得到去除。
生物脱氮机理
物脱氮理论基础是“氨化-硝化-反硝化”三步脱氮原理。
氨化：污水中的含氮有机物在好氧条件下，被氨化菌分解、转化为氨态氮。硝化：氨态氮在好氧条件下，被硝化菌分解氧化，首先在亚硝化菌的作用下，使氨（NH4）转化为亚硝酸氨；然后，亚硝酸氨在硝酸菌的作用下，进一步转化为硝酸氨。反硝化：硝酸氨和亚硝酸氨在缺氧条件下，被反硝化菌还原为气态氮，水体中的氮得到去除。

除磷脱氮传统工艺
根据上述机理，生物除磷脱氮工艺都包含厌氧、缺氧、好氧三个不同过程的交替循环，经过多年发展，目前污水厂采用较广泛的工艺有：A2/O工艺、SBR工艺、氧化沟工艺。
A2/O工艺
A2/O法是同步除磷脱氮工艺，即Anaerobic-Anoxic-Oxic厌氧-缺氧-好氧工艺，A2/O工艺是在上世纪70年代由美国专家在A/O工艺的基础上开发的，在原工艺中间加一缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以达到硝化脱氮的目的。
厌氧区（A），主要功能是释放磷，同时氨化；缺氧区（A），首要功能为脱氮，硝态氮是通过好氧反应器混合液回流（内循环）送来的；好氧区（O），本去需设置曝气设备，为反应器充氧，反应器功能为：去除BOD，硝化反应，吸收磷，并内循环混合液至缺氧反应器。
A2/O工艺效果稳定，同步除磷脱氮，水力停留时间短，在厌（缺）氧、好氧交替运行的条件下，可抑制丝状菌的繁殖，克服污泥膨胀(SVI<100），有利于后续泥水分离，运行费用低。在实际工程设计中还需设置二沉池和鼓风机房，回流设备和回流构筑物。占地大，对管理要求高，故本工艺一般用于大中型污水厂。