CASS工藝分析論文.doc

河北XXXXXX學院畢 業(yè) 論 文論文題目： CASS工藝分析 系 別 環(huán)境與化學工程系 專業(yè)年級 201X級給排水工程技術 學生姓名 XX 學號 321213020XX 指導教師 鄭XX 職稱 教授 日 期 2016.05.16 目 錄一、概述1（一）發(fā)展及應用1（二）降解原理及運行過程2二、技術特征及設計中的問題2（一）水量平衡2（二）控制的方式的選擇2（三）曝氣方式的選擇3三、優(yōu)缺點3（一）優(yōu)點31、流程簡單、占地面積小、成本低32、良好的脫氮除磷效果33、運行靈活，抗沖擊能力強34、 污泥量少，處理方便35、不易發(fā)生污泥膨脹46、操作管理及維修簡單47、適用范圍廣，適合分期建設4（二）缺點4（三）經(jīng)濟性4四、 結論4參考文獻5畢業(yè)論文（設計）成績評定表6 河北XXXXXX學院畢業(yè)論文CASS工藝分析XX 201X級給排水工程技術【摘要】氮是導致水體富營養(yǎng)化和環(huán)境污染的一種重要污染物質(zhì)，許多傳統(tǒng)水處理工藝對氨氮的處理效率很低，除水中的氨氮嚴重超標。達不到水質(zhì)的要求，影響著人類身體健康和對環(huán)境的危害，如何有效的脫氮是當前水處理面臨的一個問題，Cass工藝是SBR工藝的一種改進。具有具有占地面積小、工藝流程簡單、運行方式靈活、易于控制、對水質(zhì)水量適應性強、能同時除磷脫氮等優(yōu)點。【關鍵詞】Cass工藝 硝化 除磷 脫氮 引言隨著電子和自動化技術的發(fā)展，Cass工藝已經(jīng)廣泛應用于歐美等許多國家的城市污水和工業(yè)廢水的處理中，對于廢水水質(zhì)日益復雜的當今社會，Cass是一種較有發(fā)展前途的廢水生物處理工藝。一、概述（一）發(fā)展及應用Cass工藝是近年來國際公認的處理生活污水及工業(yè)廢水的先進工藝，是循環(huán)活性污泥技術的一種形式，是將活性污泥法和生物選擇器原理有機地結合起來，設有一個分建或合建式生物選擇器，以序批式曝氣-非曝氣方式運行的充-放式間歇活性污泥處理工藝。表1 采用Cass工藝的污水處理廠項目名稱處理規(guī)模，（m/d）運行狀況1.北京經(jīng)濟開發(fā)區(qū)污水廠2104投入運行2.潮州市碧浪污水處理廠1104投入運行3.遵義市污水處理廠30104投入運行4.清鎮(zhèn)朱家河污水處理廠25104正在建設5.揚州市污水處理廠10104正在建設6.宜賓市南岸污水處理廠5104正在建設7.攀枝花污水處理廠2104正在建設8.南充市污水處理廠12104正在建設9.佳木斯污水處理廠10104完成環(huán)評10.安徽天井啤酒廠5000通過驗收11.浙江銀燕生化集團2000通過驗收12.魯抗集團千噸齊霉素工程2.1104通過驗收13.海拉爾市啤酒廢水處理站5000通過驗收14.北京航天城污水處理站7200通過驗收15.洛陽石化總廠1104通過驗收（二）降解原理及運行過程 Cass是在SBR的基礎上發(fā)展起來的，即在SBR池內(nèi)水端增加了一個生物選擇器，實現(xiàn)了連續(xù)進水（沉淀期、排水期仍連續(xù)進水）、間歇排水。Cass反應池主要由生物選擇區(qū)和主反應區(qū)兩部分組成。生物選擇區(qū)設置在前段的進水區(qū)，有利于通過酶的快速轉(zhuǎn)移和迅速吸收以去除部分易降解的溶解性有機物，同時產(chǎn)生基質(zhì)積累和再生過程，促進了系統(tǒng)選擇出絮凝性細菌，其容積約占整個池子的10%-15%，通常在厭氧或者兼氧條件下運行。進入反應器的污水和從主反應區(qū)內(nèi)回流的活性污泥（回流量約為日平均流量的20%）在此相互混合接觸。生物選擇器是按照活性污泥種群組成的生物反應動力學原理而設置的，遵循活性污泥的基質(zhì)積累再生理論，使活性污泥在選擇器中經(jīng)歷一個高負荷的吸附階段（基質(zhì)積累），隨后在主反應區(qū)經(jīng)歷一個較低符合的基質(zhì)降解階段，以完成整個基質(zhì)降解的全過程和污泥再生?？捎行У匾种莆勰嗯蛎洠岣呦到y(tǒng)的穩(wěn)定性，在生物選擇器中不僅可以充分利用活性污泥的快速吸附作用，而且可加速使污泥中的磷在厭氧條件下得到有效的釋放。同時，由于回流帶入硝化態(tài)氮，可發(fā)生比較明顯的反硝化作用，其反硝化量可以達整個系統(tǒng)反硝化量的20%左右。另外，還可以調(diào)節(jié)生物選擇器的比例，使其定容運行或變?nèi)葸\行。主反應區(qū)則是最終去除有機底物的主場所。運行過程中，通常將主反應區(qū)的曝氣強度以及曝氣池中的溶解氧強度加以控制，溶解氧DO控制在2.5mg/l左右，以使反應區(qū)內(nèi)主體溶液處于耗氧狀態(tài)，而活性污泥結構內(nèi)部則基本處于缺氧狀態(tài)，溶解氧向污泥絮體內(nèi)的傳遞受到限制，而較高的硝酸鹽則能較好地由污泥內(nèi)向主體溶液傳遞，有效地進行反硝化反應，從而使主反應區(qū)中能同時發(fā)生有機污染物的降解以及同步硝化反硝化反應。二、技術特征及設計中的問題（一）水量平衡工業(yè)廢水和生活污水的排放通常是不均勻的，為了充分發(fā)揮Cass反應池的作用，在選擇設計流量時應充分考慮，避免進水量不足和進水量過多引起的反應器不正常運行。當水量波動較大時，應考慮設置調(diào)節(jié)池。（二）控制的方式的選擇Cass工藝的日益廣泛應用，得益于自動化控制技術的發(fā)展及在污水處理工程中的應用。Cass工藝的特點是程序工作制，可根據(jù)進水及出水水質(zhì)變化來調(diào)整工作程序，保證出水效果。整套控制系統(tǒng)可采用現(xiàn)在編程控制與微機集中控制相結合，同時為了保證Cass工藝的正常運行，所有設備應設有自動控制系統(tǒng)和手動控制兩種控制方式，以防在一種操作方式發(fā)生故障時可以采用另一操作方式進行控制。（三）曝氣方式的選擇Cass工藝在沉淀階段污泥容易進入曝氣頭內(nèi)部，增大再次曝氣的管道阻力，還會造成曝氣微孔的堵塞，所以在選擇曝氣頭時應盡量采用不堵塞的曝氣形式，此外，由于Cass工藝自身的特點，選用水下曝氣機還可根據(jù)其運行周期DO濃度等情況適當開啟不同的臺數(shù)，達到在滿足廢水處理水質(zhì)要求的前提下節(jié)約能耗的目的。三、優(yōu)缺點（一）優(yōu)點1、流程簡單、占地面積小、成本低Cass工藝與其他工藝相比具有一定的經(jīng)濟優(yōu)勢，Cass工藝的核心建筑物是Cass反應池，不設獨立的二沉池、刮泥系統(tǒng)和較大規(guī)模的污泥回流泵站，建設費用低，比普通曝氣法可節(jié)省25%；采用組合式模塊結構，布置緊湊，占地面積可減少35%；自動化程度高，管理方便，脫氮除磷不需要另加藥劑，運行費用省25%左右。2、良好的脫氮除磷效果廢水的脫氮除磷要求經(jīng)歷厭氧-缺氧-耗氧這樣一個過程，而Cass工藝能根據(jù)不同的凈化目的，通過不同的控制手段，靈活的運行，實現(xiàn)耗氧、缺氧和厭氧相互交替的各種運行環(huán)境。首先生物選擇器的設置為脫氮除磷創(chuàng)造了有利條件。來自主反應區(qū)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，使硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣，以減少廢水中氮的含量，以實現(xiàn)脫氮。聚磷菌在厭氧條件下進行釋放。獲得一定的能量吸收廢水中的有機酸并儲存于細胞內(nèi)，為好氧條件下攝磷創(chuàng)造條件。其次，可以對主反應區(qū)的曝氣強度進行控制，使溶液處于好氧而活性污泥內(nèi)部則基本處于缺氧狀態(tài)，從而可以實現(xiàn)同步硝化和反硝化。最后還可通過控制合適的曝氣量和曝氣時間、沉淀時間、污泥齡以及提高污泥濃度等措施，為硝化細菌和反硝化細菌創(chuàng)造適宜的條件，提高脫氮除磷的效率。因此，Cass工藝具有良好的脫氮除磷效果。3、運行靈活，抗沖擊能力強Cass工藝的變?nèi)葸\行提高了系統(tǒng)對水量對質(zhì)變化的適應性；另外，可根據(jù)進出水水質(zhì)及污水水量的變化靈活調(diào)整各階段長短，達經(jīng)濟運行的目的，當進水量濃度較高時，也可通過延長曝氣時間來實現(xiàn)達標排放，抗沖擊能力強，在暴雨時可經(jīng)受平常平均流量6倍的高峰流量沖擊，而不是需要獨立的調(diào)節(jié)池，多年運行資料表明，在流量沖擊和有機負荷沖擊超過設計值的2-3倍，Cass工藝的處理效果仍然令人滿意。4、 污泥量少，處理方便Cass工藝產(chǎn)生的剩余污泥量少，污泥穩(wěn)定性好，脫水性能良好。一般情況下，去除1kgBOD可產(chǎn)生0.2-0.3kg剩余污泥，為傳統(tǒng)活性污泥法的60%左右。由于污泥在Cass反應池中已得到一定程度的消化，剩余污泥的耗氧速率一般在10mgO/(gMLSSh)以下，一般不需要再經(jīng)穩(wěn)定化處理，可直接脫水后處置。5、不易發(fā)生污泥膨脹Cass系統(tǒng)在時間上存在著有機物的濃度梯度。在進水期，系統(tǒng)的有機物濃度高，有利于菌膠團形成菌的生長，使耐低基質(zhì)濃度的絲狀菌的生長處于競爭劣勢。而在生化反應期后，雖然基質(zhì)濃度低，但可以通過調(diào)整供氧量使溶解氧維持較低水平，從而抑制絲狀菌的生長。另外由于Cass系統(tǒng)周期運行，使微生物處于缺氧/好氧交替變化之中，有利于曝氣池中菌膠團菌屬的培養(yǎng)，抑制了絲狀菌的生長和繁殖，防止污泥膨脹。6、操作管理及維修簡單Cass工藝流程簡單，大大減少了設備的管理和維修的工作量。工藝操作利用微機使處理過程按自動化方式運行。控制系統(tǒng)不但能按照工藝條件開啟或關閉各臺設備，使各反應池交替完成曝氣、沉淀及進水處理階段，還能執(zhí)行必要的邏輯運算和判斷功能當系統(tǒng)受到大流量沖擊時，處理系統(tǒng)會自動轉(zhuǎn)入非常周期運行，及時地將處理水排出反應池，保證出水水質(zhì)。與傳統(tǒng)工藝相比，Cass工藝污水處理廠的操作人員可減少40%左右，維修和管理費用也顯著降低。7、適用范圍廣，適合分期建設Cass工藝可應用于大型、中型及小型污水處理工程，比SBR工藝適用范圍更廣泛連續(xù)進水的設計和運行方式，一方面便于與前處理構筑物相匹配，另一方面控制系統(tǒng)比SBR工藝簡單。對大型污水處理廠而言，Cass反應池設計成多池模塊組合式，單池可獨立運行。當處理水量小于設計值時，可以采用在反應池的低位運行或投入部分反應池運行等多種靈活的操作方式；由于Cass系統(tǒng)的主要核心構筑物是Cass反應池，如果處理水量增加，超過設計水量不能滿足處理要求時，可同樣復制Cass反應池。因此Cass法污水處理廠的建設可隨企業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，它的階段建造和擴建，較傳統(tǒng)活性污泥法簡單得多。（二）缺點主要缺點：Cass工藝采用間歇周期運行，使曝氣、攪拌、排水、排泥等設備閑置率較高，增加了設備費用和裝機容量因采用降堰排水，水頭損失大。由于自動化程度高，故對操作人員的素質(zhì)要求也高。（三）經(jīng)濟性從Cass工藝投入運行的實力分析，該工藝日處理水量小則幾百立方米，大則幾十立方米，只要設計合理，與其他方法相比具有一定的經(jīng)濟優(yōu)勢。首先，建設費用低，比普通曝氣法省25%，無初沉淀池、二沉淀池。其次，占地面積少，比普通曝氣法省20%-30%；另外，曝氣是間斷的，曝氣時間還可根據(jù)水質(zhì)、水量變化靈活調(diào)整，自動化程度高，管理方便，脫氮除磷不需要另加藥劑。這些均為降低運行成本創(chuàng)造了條件，所以其運行費用一般比普通曝氣法省25%。總體而言，工藝與普通曝氣法相比具有絕對的經(jīng)濟優(yōu)勢。4、 結論 活性污泥是由不同的微生物組成的，在不同的環(huán)境中微生物的種類和數(shù)量不同，為了達到理想的處理效果，必須對污泥進行培養(yǎng)和馴化。硝化菌是自養(yǎng)型細菌，比增長速率比異養(yǎng)型細菌的比增長速率小1個數(shù)量級，因此它的世代時間較長，大約是一個月左右。廢水中溶解氧濃度的高低，對硝化反應和反硝化反應進行的程度有重要影響，為了同時滿足有機物和硝化反應的耗氧需要，曝氣池中溶解氧濃度不應低于2.5mg/l。由于Cass系統(tǒng)中硝化和反硝化反應在同一反應器中進行，為了避免反硝化階段溶解氧過高，阻礙反硝化效果，溶解氧也不應太高。參考文獻1中國環(huán)境狀況公報，2010.2孫錦宜.含氮廢水處理技術與應用.北京.化學工業(yè)出版社環(huán)境科學與工程出版中心，2012.3姜文來.水資源價值論北京科學出版社，2010.沈振容.中國農(nóng)業(yè)水危機對策研究.北京中國農(nóng)業(yè)科技出版社，201