微动力污水处理一体化设备

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
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。
微动力污水处理一体化设备工艺特点
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。
微动力污水处理一体化设备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。

生物过滤
利用滤料及其表面附着的生物膜去除氮、有机污染物和悬浮物。根据处理目标不同分为曝气生物滤池和反硝化滤池。
（1）（适用范围）适用于以城镇污水二级处理/二级强化处理出水的深度处理，也可用于臭氧氧化出水的后处理。曝气生物滤池适用于氨氮的去除，反硝化滤池适用于硝态氮的去除。
（2）（技术特点）去除氨氮（或总氮）和有机污染物。
（3）（运行参数）曝气生物滤池以氨氮为去除目标时，容积负荷一般为0.2-0.6kg氨氮/(m3滤料•d)，滤速宜为3-6m/h，供气量宜为70m3/kg氨氮左右；处理臭氧氧化出水时，滤速宜为4-10m/h；反硝化滤池容积负荷一般为1-1.5kg硝态氮/(m3滤料•d)，滤速宜为5-8m/h，外加碳源可按去除硝态氮的5-6倍（CODCr/N）计。

（4）（处理效果）以二级处理出水为进水时，曝气生物滤池氨氮去除率可达90％以上，CODCr的去除率可达10-30％，出水SS一般≤15mg/L；以臭氧氧化出水为进水时，可有效去除臭氧氧化产生的小分子有机物，如醛类等；反硝化滤池硝态氮去除率主要取决于投加的碳源量，一般为50-90％。
（5）（注意事项）曝气生物滤池在水温低时硝化效率会下降；反硝化滤池对碳源投加控制要求高，供应不足时会产生亚硝酸盐积累，过量时会导致出水有机物含量升高，而且应注意因生物生长而导致的滤床堵塞问题；原则上氮的去除应优先在二级强化处理单元完成。
膜处理技术包括基于微滤和超滤的固液分离技术，以及基于反渗透的脱盐及溶解性污染物去除技术。具体包括：膜生物反应器（MBR）技术、微滤/超滤膜过滤技术；反渗透（RO）技术等。
膜生物反应器
将膜分离技术与活性污泥生物处理单元相结合，以膜过滤取代传统二沉池的水处理技术。常用组件类型主要有板式和中空纤维两种。
（1）（适用范围）适用于以城镇污水为水源的污水再生处理。
（2）（技术特点）可克服传统活性污泥法的污泥流失和膨胀问题；容积负荷高，处理效果稳定，出水水质总体上优于常规生物处理技术。
（3）（运行参数）膜通量一般为10-20L/(m2•h)，操作压力宜小于0.05Mpa，气水比宜为10-30。

（4）（处理效果）出水CODCr<30mg/L，浊度<1NTU。