微動力污水處理一體化設備
SBR是序批式間歇活性污泥法的簡稱,是近年來被國內外引起重視、研究并大力推廣應用的一種污水生物處理新技術。CASS工藝是一種循環式活性污泥法,是SBR工藝的更新變型。之所以出現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
SBR工藝是通過時間上的交替運行實現傳統活性污泥法的運行全過程。該工藝只有一個SBR池,但同時具有調節池、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,各階段的運行時間、反應器混合液體積的變化及運行狀態等都可以根據具體污水的性質、出水水質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,根據需要調整運行方式。CASS工藝共分為三個反應區:生物選擇區(DO<0.2mg do="">0.5mg/L)和好氧區(DO=(2～3)mg/L)。生物選擇器為CASS前端的小容積區,通常在厭氧或兼氧條件下運行。有機污染物通過三個區的連續降解,可以達到很好的處理效果,同時能夠實現脫氮除磷。
微動力污水處理一體化設備工藝特點
與傳統活性污泥法相比,SBR工藝所具有的優點非常明顯:工藝簡單,調節池體積小或不設,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池的變容運行提高了系統對水量水質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,增加了系統運行的穩定性;周期內反應器以厭氧—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,基質濃度隨時間由高到低變化,微生物經歷了對數生長期、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系統的非穩態運行,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。
CASS工藝從污染物的降解過程來看,污水以相對較低的流量連續進入反應池,被混合液稀釋到相對較低的濃度。從空間上看CASS工藝為*混合式,而在時間上則為推流式,基質濃度逐漸降低,濃度梯度從大到小,在曝氣階段有機物得到*降解。通過對沉淀階段和排水階段污水進入反應池后基質在主反應區內擴散規律的研究,發現基質擴散前沿邊界在反應器水平方向和垂直方向都與沉淀時間的自然對數呈函數關系。
類似的脫氮除磷過程
廢水的脫氮除磷要求經歷厭氧一缺氧一好氧這樣一個過程,而SBR工藝在時間上的靈活控制,不僅可以很容易地實現好氧、缺氧和厭氧,而且很容易在好氧條件下增大曝氣量、延長曝氣時間和增加污泥齡來強化硝化反應及聚磷菌過量攝磷;也可以在缺氧條件下方便地投加原污水或提高污泥濃度等方式使反硝化過程更快地完成;還可以在厭氧條件下通過攪拌促進聚磷菌充分地釋磷。
CASS工藝的脫氮除磷效果則更為明顯。生物選擇器的設置為除磷創造了有利條件。來自主反應區高濃度污泥和廢水充分混合,污泥中的反硝化菌以污水中的有機物為碳源,還原硝態氮(污泥中的硝態氮一般為2mg/L)為氮氣,實現脫氮。
微動力污水處理一體化設備聚磷菌在厭氧條件下分解體內的聚磷酸鹽釋放到水中,獲得能量用于吸收廢水中的有機酸合成聚β—羥基丁酸(PHB)并儲存于細胞內,這是一個過量的釋放磷的過程,為好氧條件下的過量攝磷創造先決條件。由于廢水的進入,在此區域還發生比較明顯的反硝化,其去除的氮占總去除率的20%左右。
在缺氧區,微量曝氣可以強化反硝化功能,也可不曝氣進行除磷。對主反應區的曝氣強度進行控制,使溶液處于好氧而活性污泥內部則基本處于缺氧狀態,從而可以實現同步硝化和反硝化。
生物過濾
利用濾料及其表面附著的生物膜去除氮、有機污染物和懸浮物。根據處理目標不同分為曝氣生物濾池和反硝化濾池。
（1）（適用范圍）適用于以城鎮污水二級處理/二級強化處理出水的深度處理，也可用于臭氧氧化出水的后處理。曝氣生物濾池適用于氨氮的去除，反硝化濾池適用于硝態氮的去除。
（2）（技術特點）去除氨氮（或總氮）和有機污染物。
（3）（運行參數）曝氣生物濾池以氨氮為去除目標時，容積負荷一般為0.2-0.6kg氨氮/(m3濾料•d)，濾速宜為3-6m/h，供氣量宜為70m3/kg氨氮左右；處理臭氧氧化出水時，濾速宜為4-10m/h；反硝化濾池容積負荷一般為1-1.5kg硝態氮/(m3濾料•d)，濾速宜為5-8m/h，外加碳源可按去除硝態氮的5-6倍（CODCr/N）計。
（4）（處理效果）以二級處理出水為進水時，曝氣生物濾池氨氮去除率可達90％以上，CODCr的去除率可達10-30％，出水SS一般≤15mg/L；以臭氧氧化出水為進水時，可有效去除臭氧氧化產生的小分子有機物，如醛類等；反硝化濾池硝態氮去除率主要取決于投加的碳源量，一般為50-90％。
（5）（注意事項）曝氣生物濾池在水溫低時硝化效率會下降；反硝化濾池對碳源投加控制要求高，供應不足時會產生亞硝酸鹽積累，過量時會導致出水有機物含量升高，而且應注意因生物生長而導致的濾床堵塞問題；原則上氮的去除應優先在二級強化處理單元完成。
膜處理技術包括基于微濾和超濾的固液分離技術，以及基于反滲透的脫鹽及溶解性污染物去除技術。具體包括：膜生物反應器（MBR）技術、微濾/超濾膜過濾技術；反滲透（RO）技術等。
膜生物反應器
將膜分離技術與活性污泥生物處理單元相結合，以膜過濾取代傳統二沉池的水處理技術。常用組件類型主要有板式和中空纖維兩種。
（1）（適用范圍）適用于以城鎮污水為水源的污水再生處理。
（2）（技術特點）可克服傳統活性污泥法的污泥流失和膨脹問題；容積負荷高，處理效果穩定，出水水質總體上優于常規生物處理技術。
（3）（運行參數）膜通量一般為10-20L/(m2•h)，操作壓力宜小于0.05Mpa，氣水比宜為10-30。
（4）（處理效果）出水CODCr<30mg/L，濁度<1NTU。
