浅谈城市污水处理工艺-_cass工艺毕业论文 29页

'湖北理工学院毕业设计（论文）毕业实习论文题目：浅谈城市污水处理工艺学院：环境科学与工程学院专业：学号：学生姓名：指导教师：2015年4月15日2 湖北理工学院毕业设计（论文）摘要在维系人的生存，保障经济建设和维护社会发展的所有自然要素中，水的重要性毋庸赘述，然而随着工业化、城市化进程的加快，全世界都面临着水资源短缺，污染严峻的挑战。而在中国尤为严重。我国作为一个新兴的发展中国家，最近几十年，随着经济的发展，环境问题也日益严峻。许多城市水污染事故频繁发生，也使得我国本来十分严峻的水资源供给形势更加严峻。目前中小城市的污水排放量约占全国污水排放总量的一半以上，未来城镇建设的快速发展会使得污水排放量大幅增加，势必会加剧水环境的恶化。且城市污水是一种混合污水，须经处理达到相关排放标准才能排放水体，避免造成水体污染，故污水处理厂处理水再利用时，应按照使用目的执行相应的标准，确定相应的废水处理深度工艺。污水的资源化、污水的再生利用，既提高了水的利用率又有效地保护了环境，有利于实现城市水系统健康、良性循环。是解决水资源短缺，水污染的有效途径。本文较详细的介绍了几种生化处理工艺，比较了它们各自的优缺点，并根据实际情况选择了合适的处理工艺。最终选择CASS工艺来处理城市生活污水。关键词：城市污水处理工艺CASS工艺2 湖北理工学院毕业设计（论文）AbstractInmaintainingpeople"ssurvival,protectionofeconomicconstructionandmaintenanceofallnaturalelementsofsocialdevelopment,theimportanceofwaterneedlesstosay,however,withthespeedingupofindustrializationandurbanization,thewholeworldisfacingwatershortage,pollutionseriouschallenges.AndinChinaparticularlyserious.InChinaasanemergingdevelopingcountries,inrecentdecades,withthedevelopmentofeconomy,environmentalproblemsareincreasinglyserious.Manycitieswaterpollutionaccidentsoccurfrequently,alsomakesourcountryhaveseriouswatersupplysituationismoreserious.Thesewageofsmallandmedium-sizedcitieswhichaccountsformorethanhalfoftotalsewagedischarge,therapiddevelopmentofthefutureurbanconstructionwillmakewastewateremissionsincreaseddramatically,willaggravatethedeteriorationofwaterenvironment.Andurbanwastewaterisakindofmixedsewage,relatedemissionstandardsmustbeapprovedbyprocessingachievetodischargewater,avoidtocausewaterpollution,sothewaterrecycling,sewagetreatmentplantshouldbeinaccordancewiththepurposetoperformthecorrespondingstandards,determinethecorrespondingdepthofthewastewatertreatmentprocess.Utilizationofsewage,wastewaterrecycling,cannotonlyimprovetheutilizationofwaterandeffectivelyprotecttheenvironment,isadvantageoustotherealizationofurbanwatersystemhealth,virtuouscircle.Effectivewaytosolvethewatershortage,waterpollution.Inthispaperindetailintroducesseveralbiochemicaltreatmentprocess,comparestheiradvantagesanddisadvantages,andchoosethesuitabletreatmentprocessaccordingtoactualsituation.CASSprocesstodealwithurbansewagewasfinallychosen.Keywords:urbansewage，treatmentprocess，CASSprocess 湖北理工学院毕业设计（论文）目录1.概述11.1城市污水的来源及水质11.2城市污水处理的现状21.2.1国内现状21.2.2国外现状32.城市污水工艺简介42.1传统活性污泥法工艺52.2.AB法工艺52.3.氧化沟工艺62.4.A/O工艺72.5.A2/O工艺82.6.SBR工艺92.7.生物接触氧化法工艺123.处理工艺的优选133.1常规活性污泥法和氧化沟、SBR工艺的比较133.2.氧化沟、SBR工艺的比较133.3.最终工艺的确定134.CASS工艺144.1.概述144.2.CASS工艺的优点15 湖北理工学院毕业设计（论文）4.3.与其他工艺对比174.4.CASS工艺流程图185.结论19致谢21参考文献22 湖北理工学院毕业设计（论文）前言水与人的生活息息相关，特别是在现代社会生活及生产中，人们对水的需求量与日俱增。然而，水资源是有限的。我国人均淡水资源位居110位，属于淡水资源贫乏的国家。而且我国水资源时空分布极不均衡，全国500多个城市缺水，其中多个严重缺水，且令人担忧的是淡水资源总量在不断减少。淡水资源短缺已经成为我国亟待解决的问题。我国淡水资源稀缺，而且污染也较为严重。随着工业化，城市化进程的发展，水环境污染严重。我国江河湖泊普遍遭受污染，全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化90%的城市水域污染严重，南方城市总缺水量的60%---70%是由于水污染造成的；对我国118个大中城市的地下水调查显示，有115个城市地下水受到污染，其中重度污染约占40%。水污染降低了水体的使用功能，加剧了水资源短缺，对我国可持续发展战略的实施带来了负面影响。我国水体污染主要来自两方面，一是工业发展超标排放的工业废水，二是由于城市大量生活污水未经处理直接进入水体造成环境污染。工业废水近年来经过治理虽有所减少，但城市生活污水有增无减，占水质污染的51%以上。据环境部门监测，1999年全国近80%的生活污水未经处理直接进入江河湖海，年排污量达400亿立方米，造成全国三分之一以上水域受到污染。目前我国城市污水的处理多以集中处理为主，庞大的污水收集系统的投资远远超过污水处理厂本身的投资，因此建设大型的污水处理厂，集中处理生活污水，从污水再生回用的角度来说不一定是唯一可取的方案。因此，如何使城市污水处理工艺朝着低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理，以及实现磷回收和处理水回用等可持续的方向发展。已成为目前水处理技术研究和应用领域共同关注的问题，就要求污水处理不应仅仅满足单一的水质改善，同时也需要一并考虑污水及所含污染物的资源化和能源化问题，且所采用的处理工艺必须以低能耗和少资源损耗为前提。本文论述了城市污水处理的主要工艺及其比较以后的优选工艺，最大程度上减轻水资源污染。保护好我们的环境。 湖北理工学院毕业设计（论文）1.概述1.1城市污水的来源及水质城市污水主要来源于城市居民生活中产生的污水，各工业企业在生产制造过程中产生的生产废水以及城市降水和部分受污染的地表水这三方面。生活污水根据污水来源的不同可以分为居民水区生活污水，宾馆饭店，等服务业的生活污水。以及一些娱乐场所的生活污水等。这些污水的水质特点是往往含有较高的有机物，如淀粉`蛋白质`油脂等以及氮`磷等无机物。此外，还含病原微生物和较多的悬浮物。各工业企业在制造过程中产生的废水包括生产工艺废水`循环冷却水`冲洗废水以及综合废水。由于生产行业不同，其产生的废水水质也不相同，这类废水总的来说废水排放量较大，污染含量高，较难进行处理，对环境危害大，有的废水水质指标周期性，一天之中排放的废水的重要组成部分，目前也得到了比较满意的处理效果。城市降水和受污染的地表水在城市污水中还没有占到很大的比例，这类污水水量水质差别较大，常受气候`时间`地理`位置及周边环境的影响。在对这类污水进行处理时，应针对具体污水水质选择是否需要与其他污水混和稀释后处理[4]。表1城市污水典型水质浓度和处理水水质标准项目CODcr(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)TN(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)高浓度污水10004006001005012中等浓度污水45020025040256低浓度污水25012015025154超浓度污水1506010015102二级排放标准<<120<<30<<30<<25<<1.0一级排放标准<<60<<20<<20<<15<<0.523 湖北理工学院毕业设计（论文）1.2城市污水处理的现状城市生活污水处理设施是现代化城市经济发展和水资源保护不可缺少的组成部分，而建造城市污水处理厂则是解决城市水污染的一条有效途径，对改善水体污染起了很大的作用。但是，对于湖泊`内海`海口`海沿岸等水体，富营养化问题仍较严重，这是由于常规的二级生物处理只能去除污水中含磷的有机物质和悬浮固体，使水体继续受污染。在一般情况下，以往的生物处理工艺进行城市污水和工业污水二级处理，CODcr可达70%以上，BOD可达90%左右，SS可达85%以上，但对污水中氮的去除只有20%左右，磷的去除率就更低。所以，在排放到这些地区，仍会增加水体中的营养成分，从而引起水体中浮游生物和藻类的大量繁殖，造成水体的富营养化。对饮用水源`水产业`工业用水等带来很大的危险。随着人们生活质量的提高，对环境质量的要求也逐步提高，这就使得城市污水处理厂的排放标准越来越高。除BOD外，氮`磷等的去除要求也将提高。随着工农生产的不断发展，化肥农药和含磷洗涤剂用量的飞速增长，水体富营养化越来越引起人们的关注，各种不同处理废水氮`磷的工艺应运而生。尤其对于我国这样一个发展中国家，探索简便`节能`经济的工艺，对原有的以去除废水中的含碳有机物为主的城市污水二级生物处理厂进行改造使其具各脱氮除磷功能，具有极为重要的意义。1.2.1国内现状随着我国国民经济的发展，污水排放量在逐年增加，严重的水污染使水资源不能进入良性循环，造成生态环境恶化，也直接威胁着人类的生存。主要表现在三个方面：（1）水资源短缺中国尤其严重，是世界13个缺水国家之一，全国600多个城市中目前大约一半的城市缺水，水污染的恶化更使水短缺雪上加霜：我国江河湖泊普遍遭受污染，全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化；90%的城市水域污染严重，南方城市总缺水量的60%---70%是由于水污染造成的；对我国118个大中城市的地下水调查显示，有115个城市地下水受到污染，其中重度污染约占40%。水污染降低了水体的使用功能，加剧了水资源短缺，对我国可持续发展战略的实施带来了负面影响。23 湖北理工学院毕业设计（论文）（2）水体污染严重我国水体污染主要来自两方面，一是工业发展超标排放工业废水，二是城市化中由于城市污水排放和集中处理设施严重缺乏，大量生活污水未经处理直接进入水体造成环境污染。工业废水近年来经过治理虽有所减少，但城市生活污水有增无减，占水质污染的51%以上。据环境部门监测，1999年全国近80%的生活污水未经处理直接进入江河湖海，年排污量达400亿立方米，造成全国三分之一以上水域受到污染.（3）资金问题导致设施落后我国城市污水处理事业开始于1921年。近几年来随着经济的发展，水污染控制所面临的问题也愈加严重，目前不仅大、中、小城市建设污水厂，还有些郊区县也建设污水厂，然而，同先进国家相比，我国城市及机械化、自动化程度上，还都存在着技术政策要求，城区人口达50万以上的城市，必须建立污水处理设施；在重点流域和水资源保护区，城区人口在50万以下的中小城市及村镇，应依据当地水污染控制要求，建设污水处理设施。在宪法中也有明文规定，并组建了许多工厂，许多产品已系列化了，但自动化仪表，检测仪与国外差距还很大，资金不足仍是根本性问题。展望目前，有关我国城市废水处理的主要问题是如何发挥投资效益，即能不能使有效的资金用于污水处理，应优先考虑工业废水与城市废水的合并处理，规定工业废水进入城市下水道的水质标准，并在厂内进行必要的预处理，以控制并处理容易造成的问题，运行费用共同负责，可按水量、水质合理分摊。随着国家建设的发展和经济实力的增加，不断扩大提高城市污水处理能力。城市污水厂的建设可以以少到多，从低级到高级。结合我国实际，尽量开发高效、低耗的处理技术，以便在财力、物力不充足的条件下，经济有效地解决水污染治理的问题。1.2.2国外现状在20世纪60年代末，世界各国给排水工程建设的重点均放在城市供水，因此给排水机械设备的发展则以大型的城市给我水工程及分散式的小型工业废水处理为主，非排水机械设备以通用机械设备为主。由于对水质的要求也不是非常之高，仪器仪表也比较简单。进入了70年代，为了适用工业化的发展和人民生活水平的提高，工业发达国家的供水普及率已经相继达到85%-95%，人均生活用水量达到了200-300L/(人·d)。工业化的飞速发展，用水量的与日俱增，同时也带来了严重的水质污染问题，直接威胁到人民的生命健康和人类的发展生存。23 湖北理工学院毕业设计（论文）19世纪以来，经济发达的国家相继出现了环境污染和社会公害问题，许多国家的河湖水域解氧降低，水生物减少，甚至绝迹。由于水环境污染，人们发病率增加，政府开始认识到加强污水处理的必要性，并投以大量资金兴建污水处理工程。经过30多年的大力整治，付出巨大代价，才基本控制了形势，使水生物恢复生长，水环境得到改善。这种污所造成的损失是极大的，教训是深刻的。为此，各国政府对于污水处理工作极为重视，从法律和建设资金上给予保证，并不断开拓新技术，使城市污水处理事业得以迅速发展。美国是目前世界上污水处理厂最多的国家，平均5000人就有1座，其中78％为二级生物处理厂；英国共有处理厂约8000座，平均7000人1座，几乎全部是二级生物处理厂；日本城市废水处理厂约630座，平均20万人l座，但其中二级处理厂及高级处理厂占98．6％；瑞典是目前污水处理设施最普及的国家，下水道普及率99％172上，平均5000人1座污水处理厂，其中91％为二级生物处理厂。这些国家的经验表明，大力兴建有了明显改善；日本不符合环境标准水域，已从1971年的0.6％下降到1980年的0.05％；欧洲莱茵河的有机污染已基本控制，部分河段水质明显改善，鱼类复生；英国泰晤士河绝迹了100多年的鱼群又重新出现，目前已达119种。截至上世纪70年代，发达国家基本上普及二级处理但是二级处理耗能多，运行费用高，基建投资也不低。发展中国家普遍“建不起”，或是“养不起”，因此纷纷寻求适用于本国国情的经用的高昂引起了众多的非议，据悉，美国投资超过10亿美元，因此他们也在大力研究新技术或改革传统的流程。2.城市污水工艺简介城市生活污水的主要污染物是有机物。针对生活污水，目前国内外主要采用生物法。生物法包括活性污泥法、生物滤池两大类，又以活性污泥法为主，活性污泥法有很多种型式，即传统活性污泥工艺、AB工艺、SBR及其变型工艺、氧化沟工艺、A/O工艺、A2/O工艺等。23 湖北理工学院毕业设计（论文）2.1传统活性污泥法工艺传统活性污泥法是使用最早的工艺它去除有机物的效率很高，在处理过程中产生的污泥采用厌氧消化方式进行稳定处理，对消除污水和污泥的污染很有效，而且能耗和运行费用都比较低。但是它对氮磷的去除效率不高。图2.1传统活性污泥法工艺2.2.AB法工艺该法由德国教授Bohuke首先开发，该工艺对曝气池按高低负荷分二级供氧，A级负荷高，曝气时间段，产生污泥量大，污泥负荷2.5KgBOD/(KgMLSS.d)以上，池容负荷6 KgBOD/(m3/ d)以上，B级负荷低，污泥龄较长。A级B级间设中间沉淀池。二级池子F/M不同，形成不同的微生物群体。AB法采用吸附和传统活性污泥法的两次生化处理，工艺单元构成复杂，污泥不稳定，建设投资和处理成本高。该法是针对高浓度污水而设计的特殊场合的处理工艺。23 湖北理工学院毕业设计（论文）图2.2AB法工艺流程图2.3.氧化沟工艺氧化沟又名氧化渠，在我国的应用最早可以追溯到五十年代初期，该沟体的平面形状呈环形、长方形、L形、圆形或其他形状，具有独特水力学特征和工作特性。具有较好的处理效果。氧化沟利用连续环式反应池作生化反应器。氧化沟提供很大的稀释倍数而提高了缓冲能力，一般是污水进水流量的数倍乃至数十倍，水在沟内的停留时间较长，对不易降解的有机物也有较好的处理能力。严格地说，氧化沟不属于专门的脱氮除磷工艺，但是随着氧化沟技术的发展，它已超出原先的实践范围，出现一系列脱氮除磷技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。而我国自20世纪80年代起相继采用此工艺处理各类城市污水，也取得了良好的效果。并在实践中发展演化成多种形式，如T型氧化沟和DE型氧化沟、Orbal氧化沟。T型三沟式氧化沟集缺氧、好氧和沉淀于一体，交替进行反应和沉淀，流程简洁，具有生物脱氮功能。Carrousel氧化沟兼有完全混合和推流的特性，且不需要混合液回流系统，但水深不宜过大，充氧动力效率低，不具备脱氮除磷功能。氧化沟具有以下特点：（1）工艺流程简单，运行管理方便，氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统；（2）运行稳定，处理效果好，氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右；23 湖北理工学院毕业设计（论文）（1）能承受水质，水量的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长，泥龄长和循环稀释水量大；（2）污泥量少，性质稳定。由于氧化沟泥龄长，一般为20~30d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少，从而简单管理，运行费用抵；（3）可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧，缺氧环境达到脱氮除磷目的，脱氮效率一般>80%，但要达到较高的除磷效果则需采取另外措施。图2.3.氧化沟工艺流程图2.4.A/O工艺A/O工艺是好氧—23 湖北理工学院毕业设计（论文）缺氧脱氮工艺的简称，它的工作原理为：污水在好氧条件下使含氮有机物被细菌分解为氨，然后在好氧自养型亚硝化细菌的作用下进一步转化为亚硝酸盐，再经好氧自养型硝化细菌作用转化为硝酸盐，至此完成了硝化反应；在缺氧条件下，兼性异养型细菌利用或部分利用污水中原有的有机物碳源为电子供体，以硝酸盐代替分子氧作电子受体，进行无氧呼吸，分解有机质，同时将硝酸盐中氮还原为气态氮，至此完成了反硝化反应。A/O工艺不但能取得比较满意的脱氮效果，而且通过上述缺氧—好氧循环操作，同时可取得高的BOD和COD的去除率。A/O的工艺的优点：（1）可以同时去除有机物和氮，流程简单，构筑物少，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，节省基建费用；（2）反硝化缺氧池一般无需外加有机碳源，降低了运行费用；（3）因为好氧池在缺氧池后，可使反硝化残留的有机物得到进一步去除，提高了出水水质；（4）缺氧池中污水中的有机物被反硝化细菌所利用，减轻了其它好氧池的有机物负荷，同时缺氧池中反硝化产生的碱度可补充好氧池中硝化需要的碱度；（5）脱氮效果较高，一般氮的去除率为60%~85%。图2.4.A/O工艺流程图2.5.A2/O工艺A2/O工艺处理工艺是Anaerobic—Anoxic—Oxic的英文缩写，它是厌氧—缺氧—好氧生物脱氮除磷工艺的简称。A2/O工艺是在厌氧—好氧除磷的工艺基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷功能。是目前生物除磷脱氮工艺中应用较多一种方法，是最简单的同步除磷脱氮工艺，利用厌氧、缺氧、好氧实现有机物的降解过程，原污水23 湖北理工学院毕业设计（论文）首先进入厌氧区，转化为小分子发酵产物。随后废水进入缺氧区，达到同时去碳和脱氮的目的。释放能量可供本身生长繁殖，吸收周围环境中的溶解磷，有机物经厌氧区、缺氧区后，浓度已相当低。A2/O工艺总水力停留时间小于其它同类工艺，厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开，有利于不同微生物菌群地繁殖生长，因此脱氮除磷效果非常好。可抑制丝状菌繁殖，克服污泥膨胀，对较高浓度和较低浓度均能得到良好的处理效果。A2/O工艺具有以下特点：（1）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有除去有机物和脱氮除磷功能；（2）在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺；（3）在厌氧—缺氧—好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀；（4）污泥中含磷量高，一般为2.5%以上。图2.5.A2/O工艺流程图2.6.SBR工艺SBR是一种间歇式的活性污泥系统。其基本特征是在一个反应池内完成污水的生化反应，固液分离，排水，排泥，可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。23 湖北理工学院毕业设计（论文）SBR通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标，具有很大的灵活性。SBR池通常每周运行4—6小时，当出现雨水高峰流量时，SBR系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式，通过调整其循环周期，以适应来水量的变化。SBR系统通常能够承受3-5倍旱流量的冲击负荷。我国80年代开始对SBR进行研究，应用已比较广泛。如：昆明市日处理污水量最高可达30万吨的第三污水处理厂，采用SBR法，出水水质稳定，达到了设计标准；天津经济技术开发区污水处理厂所采用的SBR法的变形工艺，是中国目前最大的SBR法城市污水处理厂。传统SBR法处理污水是将连续流工艺中污水先进入反应池，进水时形成厌氧、缺氧，然后进入沉淀池泥水分离，曝气充氧，完成脱氮除磷过程，并在同一容器中沉淀。这种方法不需要回流污泥，无专门的厌氧区、缺氧区、好氧区，分时段进行搅拌、曝气、沉淀，形成厌氧、缺氧、好氧过程，沉淀性能好，有机物去除效率高，提高难降解废水的处理效率，抑制丝状菌膨胀，不需要二沉池和污泥回流、工艺简单。适用于中、小型污水处理厂。随着SBR法的不断改进，SBR法发展成多种改良型：ICEAS法、CAST法、Unitank法和ASBR法。这几种方法与传统SBR法不同之处在于通过设置多座池子，轮流运转，间歇处理。这几种方法虽有它的优点，但每座池子都需安装曝气设备，水头损失大，设备利用率低，投资大，自动化程度相当高。SBR工艺具有以下特点：（1）SBR工艺流程简单，管理方便，造价低。SBR工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，一般要比传统活性污泥工艺节省基建投资30%以上，而且布置紧凑，节省用地。由于科技进步，目前自动控制已相当成熟，配套。这就使得运行管理变得十分方便、灵活，适合小城市采用；（2）处理效果好。SBR工艺反应过程是不连续的，是典型的非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的(尽管是处于完全混合状态中)，随时间的延续而逐渐降低，反应器内活性污泥处于一种交替的吸附，吸收及生物降解和活化的变化过程之中，因此处理效果好；（3）有很好的除磷脱氮效果。SBR工艺可以很容易地交替实现好氧、厌氧、缺氧的环境，并可以通过改变曝气量，反应时间等方面来创造条件来提高脱氮除磷效率；（4）污泥沉降性能好。SBR工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于SBR工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好；23 湖北理工学院毕业设计（论文）（1）SBR工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量，水质波动。SBR工艺的缺点如下：（1）反应器容积利用率低；（2）水头损失大；（3）不连续的出水，要求后续构筑物容积较大，有足够的接受能力；（4）峰值需氧量高；（5）设备利用率低；（6）管理人员技术素质要求较高。对于小型污水处理厂而言，SBR是一种系统简单、投资节省、处理效果较好的工艺。但是它用于大型污水处理厂就不合适了，因为大型污水处理厂的进水量大，需要设计多个SBR反应池进行并联运行，个数增多，必定使操作管理变得复杂，运行费用也会提高。而且由于SBR法是一种设备利用率低的处理工艺，基建费用也较高。图2.6.SBR工艺流程图其中改进的工艺ASBR,它是在20世纪90年代，由美国Dague教授等将过去用于好氧生物处理的SBR工艺用于厌氧生物处理，开发了厌氧序批式活性污泥法(AnaerobicSequencingBatchReactor，简称ASBR)23 湖北理工学院毕业设计（论文）。ASBR法是一种以序批间歇运行操作为主特征的废水厌氧生物处理工艺。一个完整的运行操作周期按次序分为进水、反应、沉淀、出水四个阶段。与连续流厌氧反应器相比，ASBR具有如下优点：不会产生断流和短流；不需要大阻力配水系统，减少了系统能耗；不需要二次沉淀池及出水回流；所需要的搅拌设备和滗水器在国内为定型设备，便于建设运行；运行灵活，抗冲击能力强，能适应废水间歇无规律排放。2.7.生物接触氧化法工艺该工艺管理较简单、节能，在我国也得到广泛地应用，该工艺采用接触氧化池，已经充氧的污水浸没全部填料，通过曝气，在微生物新陈代谢的作用下，污水中有机物得到去除，污水得到净化去除效果明显。优点是：池内充氧条件好，可以达到较高的容积负荷，不需要设污泥回流系统，不存在污泥膨胀问题，运行管理简单，对水质水量的聚变有较强的适用能力。生物接触氧化处理技术的主要缺点是：受设计参数和工艺布置的限制，如设计活运行不当填料可能堵塞，此外布水曝气不易均匀，可能在局部出现四角。该氧化法目前仅仅在工业废水或小规模生活废水中得到应用。图2.7.生物接触氧化法工艺流程图23 湖北理工学院毕业设计（论文）3.处理工艺的优选3.1常规活性污泥法和氧化沟、SBR工艺的比较常规活性污泥法适用于中等负荷的大型污水处理厂。氧化沟法、SBR法的基建费用低，运行费较高。规模越小，氧化沟、SBR的总处理费用越低。因此，对于中小型污水处理厂而言，氧化沟、SBR在经济上有益。氧化沟、SBR工艺一般不设初沉池和污泥消化池，处理单元比常规活性污泥法少50%以上，操作管理简化；且设备国产化程度高，价格低。3.2.氧化沟、SBR工艺的比较基建费用：SBR是合建式。地价高有利于SBR。运行费用及曝气方式而言，氧化沟采用机械式，SBR通常用鼓风机式，后者比前者省电；SBR工艺是变水位运行，增大了扬程，因而电耗要比氧化沟工艺小一些，运行费用也要低一些。SBR工艺的自控要求较高。就出水水质而言，氧化沟是动态沉淀，SBR是静态沉淀，后者沉淀效率更高，出水水质更好。但SBR工艺也有一些缺陷。如下：①连续进水时，对于单一SBR反应器需要较大的调节池。②对于多个SBR反应器，其进水和排水的阀门自动切换频繁。③无法达到大型污水处理项目之连续进水、出水的要求。④设备的闲置率较高。⑤污水提升水头损失较大。⑥如果需要后处理，则需要较大容积的调节池。3.3.最终工艺的确定工艺的选择和设计应满足一下原则23 湖北理工学院毕业设计（论文）（1）结合污水处理站接纳污水水质水量的实际情况，选择处理构筑物形式和设计参数，确保污水处理系统在运行中具有较大的灵活性和调整余地，以适应水质水量的变化。（2）处理系统采用经工程实践证明是行之有效、技术经济效益明显、适应性强、管理简单、效果稳定的型式，充分保证处理后出水达标排放。（3）污水和污泥处理设备选用新材料、低能耗、高效率、易维护、性能价格比好的产品。（4）控制管理按处理工艺过程要求尽量考虑自控，降低运行操作的劳动强度，使污水处理站运行可靠、维护方便，提高污水处理站运行管理水平。（5）充分利用现有条件，因地制宜节约占地和减少工程投资。4.CASS工艺4.1.概述循环式活性污泥法（CyclicActivatedSludgeSystem，简称CASS）是在SBR基础上发展起来的一种新型污水处理工艺。该工艺最早是在美国森维柔废水处理公司于1975年研究成功并推广应用的废水处理新技术专利。CASS工艺集曝气与沉淀于一池内，取消了常规活性污泥的初沉池和二沉池。它是在CASS反应池前部设置了生物选择区，后部设置了可升降的自动滗水装置。工作过程分为曝气、沉淀和排水三个阶段，周期循环进行。运行中可根据进水水质和排放标准控制运行参数，如有机负荷、工作周期、水力停留时间等，通过调整这些参数使污水处理厂在满足出水水质要求的条件下降低运行成本。23 湖北理工学院毕业设计（论文）CASS工艺分预反应区和主反应区。在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。CASS工艺集反应、沉淀、排水、功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。4.2.CASS工艺的优点（1）工艺流程简单，占地面积小，投资较低CASS的核心构筑物为反应池，没有二沉池及污泥回流设备，一般情况下不设调节池及初沉池。因此。污水处理设施布置紧凑、占地省、投资低。（2）生化反应推动力大在完全混合式连续流曝气池中的底物浓度等于二沉池出水底物浓度，底物流入曝气池的速率即为底物降解速率。根据生化动力反应学原理，由于曝气池中的底物浓度很低，其生化反应推动力也很小，反应速率和有机物去除效率都比较低；在理想的推流式曝气池中，污污水与回流污泥形成的混合流从池首端进入，成推流状态沿曝气池流动，至池末端流出。作为生化反应推动力的底物浓度，从进水的最高浓度逐渐降解至出水时的最低浓度，整个反应过程底物浓度没被稀释，尽可能地保持了较大推动力。此间在曝气池的各断面上只有横向混合，不存在纵向的返混。CASS工艺从污染物的降解过程来看，当污水以相对较低的水量连续进入CASS池时即被混合液稀释，因此，从空间上看CASS工艺属变体积的完全混合式活性污泥法范畴；而从CASS工艺开始曝气到排水结束整个周期来看，基质浓度由高到低，浓度梯度从高到低，基质利用速率由大到小，因此，CASS工艺属理想的时间顺序上的推流式反应器，生化反应推动力较大。（3）沉淀效果好CASS工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用，沉淀阶段的表面负荷比普通二次沉淀池小得多，虽有进水的干扰，但其影响很小，沉淀效果较好。实践证明，当冬季温度较低，污泥沉降性能差时，或在处理一些特种工业废水污泥凝聚性能差时，均不会影响CASS工艺的正常运行。实验和工程中曾遇到SV高达96%的情况，只要将沉淀阶段的时间稍作延长，系统运行不受影响。（4）运行灵活，抗冲击能力强23 湖北理工学院毕业设计（论文）CASS工艺在设计时已考虑流量变化的因素，能确保污水在系统内停留预定的处理时间后经沉淀排放，特别是CASS工艺可以通过调节运行周期来适应进水量和水质的变化。当进水浓度较高时，也可通过延长曝气时间实现达标排放，达到抗冲击负荷的目的。在暴雨时。可经受平常平均流量6倍的高峰流量冲击，而不需要独立的调节池。多年运行资料表明。在流量冲击和有机负荷冲击超过设计值2~3倍时，处理效果仍然令人满意。而传统处理工艺虽然已设有辅助的流量平衡调节设施，但还很可能因水力负荷变化导致活性污泥流失，严重影响排水质量。当强化脱氮除磷功能时，CASS工艺可通过调整工作周期及控制反应池的溶解氧水平，提高脱氮除磷的效果。所以，通过运行方式的调整，可以达到不同的处理水质。（5）不易发生污泥膨胀污泥膨胀是活性污泥法运行过程中常遇到的问题，由于污泥沉降性能差，污泥与水无法在二沉池进行有效分离，造成污泥流失，使出水水质变差，严重时使污水处理厂无法运行，而控制并消除污泥膨胀需要一定时间，具有滞后性。因此，选择不易发生污泥膨胀的污水处理工艺是污水处理厂设计中必须考虑的问题。由于丝状茵的比表面积比茵胶团大，因此，有利于摄取低浓度底物，但一般丝状茵的比增殖速率比非丝状茵小，在高底物浓度下茵胶团和丝状茵都以较大速率降解物与增殖，但由于胶团细菌比增殖速率较大，其增殖量也较大，从而较丝状茵占优势。而CASS反应池中存在着较大的浓度递度，而且处于缺氧、好氧交替变化之中，这样的环境条件可选择性地培养出茵胶团细菌，使其成为曝气池中的优势茵属，有效地抑制丝状茵的生长和繁殖，克服污泥膨胀，从而提高系统的运行稳定性。（6）适用范围广，适合分期建设CASS工艺可应用于大型、中型及小型污水处理工程，比SBR工艺适用范围更广泛；连续进水的设计和运行方式，一方面便于与前处理构筑物相匹配，另一方面控制系统比SBR工艺更简单。对大型污水处理厂而言，CASS反应池设计成多池模块组合式，单池可独立运行。当处理水量小于设计值时，可以在反应池的低水位运行或投入部分反应池运行等多种灵活操作方式；由于CASS系统的主要核心构筑物是CASS反应池，如果处理水量增加，超过设计水量不能满足处理要求时，可同样复制CASS反应池，因此CASS法污水处理厂的建设可随企业的发展而发展，它的阶段建造和扩建较传统活性污泥法简单得多。（7）剩余污泥量小，性质稳定23 湖北理工学院毕业设计（论文）传统活性污泥法的泥龄仅2~7天，而CASS法泥龄为25~30天，所以污泥稳定性好，脱水性能佳，产生的剩余污泥少。去除1.0kgBOD产生0.2~0.3kg剩余污泥，仅为传统法的60%左右。由于污泥在CASS反应池中已得到一定程度的消化，所以剩余污泥的耗氧速率只有l0mgO2/gMISS·h以下，一般不需要再经稳定化处理，可直接脱水。而传统法剩余污泥不稳定，沉降性差，耗氧速率大于20mgO2/gMLSS·h，必须经稳定化后才能处置。4.3.与其他工艺对比（1）与传统活性污泥法相比①建设费用低。省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备建设费用可节省20％—30％。工艺流程简单，污水厂主要构筑物为集水池、沉砂池、CAS曝气池、污泥池，布局紧凑，占地面积可减少35％。（以10万吨的城市污水处理厂为例：传统活性污泥法的总投资约1.5亿，CASS工艺总投资约1.1亿；传统活性污泥法占地面积约为180亩，CASS法占地面积约120亩。）②运行费用省。由于曝气是周期性的，池内溶解氧的浓度也是变化的，沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低，重新开始曝气时，氧浓度梯度大，传递效率高，节能效果显著，运行费用可节省10％—25％。③有机物去除率高，出水水质好，不仅能有效去除污水中有机碳源污染物，而且具有良好的脱氮除磷功能。（对城市污水，进水COD为400mg/L时，出水小于30mg/L以下。）④管理简单，运行可靠，不易发生污泥膨胀，污水处理厂设备种类和数量较少，控制系统简单，运行安全可靠。⑤污泥产量低，性质稳定，便于进一步处理与处置。（2）与SBR或CAST相比①CASS反应池由预反应区和主反应区组成，预反应区控制在缺氧状态，因此，提高了对难降解有机物的去除效果。②CASS进水是连续的，因此进水管道上无电磁阀等控件元件，单个池子可独立运行，而SBR或CAST进水过程是间歇的，应用中一般要2个或2个以上交替使用，增加了控制系统的复杂程度。③CASS每个周期的排水量一般不超过池内总水量的1/3，而SBR则为1/2—3/4；CASS抗冲击能力较好。④CASS比CAST系统简单。23 湖北理工学院毕业设计（论文）4.4.CASS工艺流程图该工艺流程比较简单，占地少，投资省，运行管理方便，处理效率优良。工艺流程图如下：图4.1.CASS工艺流程图23 湖北理工学院毕业设计（论文）5.结论本文在比较了我国城市污水处理几种典型工艺的基础上，概括分析对比了传统活性污泥工艺、AB工艺、SBR及其变型工艺、氧化沟工艺、A/O工艺、A2/O工艺等工艺的优缺点，根据对比结果，CASS工艺比较适合处理城市生活污水。本工艺可达到以下效果：（1）以CASS作为核心处理城市生活污水处理工艺，将污水经过一系列处理后，出水可达到国家一级B排放标准后排放。（2）CASS工艺城市污水处理工艺运行灵活，设备及构筑物较少，运行简单，投资和运行费用少。实践证明，CASS工艺日处理水量小则几百立方米，大则几十万立方米，只要设计合理，与其它方法相比具有一定的经济优势。它比传统活性污泥法节省投资20%-30%，节省土地30%以上。当需采用多种工艺串联使用时，如在CASS工艺后有其它处理工艺时，通常要增加中间水池和提升设备,将影响整体的经济优势，此时，要进行详细的技术经济比较，以确定采用CASS工艺还是其它好氧处理工艺。通过对城市污水处理工艺的调查研究和比较，除了了解了各项工艺的优缺点，国内外的城市污水处理现状外，国家政府现在已经让经济发展与污水处理事业协调发展，扶植国内环保产业（污水处理行业）的发展，多方筹资加速污水处理厂的建设，以最短的时间控制、治理已造成污染的水环境，改变污水处理行业的运营机制，由事业型向企业经营型转变，加强污水处理工艺选择参谋机制，为各地区污水处理厂建设的工艺审查把关，政府应也给予了污水处理行业优惠的政策，使得再生水回用，污泥最终处置向无害化、资源化方向迈进，建设起了环保型的污水处理厂，并加强了水环境的宣传，提高全民保护水资源的忧患意识。23 湖北理工学院毕业设计（论文）对我国而言，健全环境保护法律法规，加强执法力度仍是首要。与世界发达国家相比，我国城市污水处理成效较低，尽管近年来全国各地都在加强城市污水处理的工程建设，但由于资金投入的限制，很多地方政府对污水处理缺乏行动积极性，在具体执行国家污水治理规定时，较多的从本区域经济发展短期收益考虑。另外，我国城市污水处理的相关政策法规也不健全，相应的生活，工业废水监管体系没有建立起来，部分城市的污水处理费用征收也存在困境。这些因素都直接加大了城市污水处理工作的有效进行。从国家的角度，国务院及相关部门要进一步完善环境保护与城市污染治理法规建设，积极调动起地方各主管单位的工作积极性，加强水污染监管和执法力度。其次，要增强全社会环境意识，城市化进程与先污染，后治理的发展道路是造成城市水污染处理困境的主要原因。城市污水治理需要从公民环保意识源头进行改进，无论是城市普通公民还是企业法人都需要树立水资源保护意识，从污染初始环节杜绝可能存在的污染威胁。同时，公众要及时转变污水认识观念，在水体的社会循环超出自然循环的范畴之外时，树立变废水为资源的新理念，从自身节约水资源，减少水资源的浪费与污染，并加强对水资源的循环利用过程。水污染不仅是环保问题，它更是一个经济问题、社会道德问题和生存问题。创造良好的水环境，是全球共同的责任。解决我国水环境污染问题，需要经过一个长期而艰苦的治理过程，不可能一蹴而就。只有改变发展模式，走可持续发展的道路，才能从根本上治理水污染。在治理水污染的同时也要关注大气污染，协调保护。保护好我们赖以生存的地球。23 湖北理工学院毕业设计（论文）致谢23 湖北理工学院毕业设计（论文）参考文献[1]王爱民、张云新，环保设备及应用。化学工业出版社2004[2]王燕飞，水污染控制技术。化学工业出版社2008[3]成官文，水污染控制工程。化学工业出版社2009[4]金兆丰、余志荣，污水处理组合工艺及工程实例。化学工业出版2002[5]高峻发、王社平，污水处理厂工艺设计手册。化学工业出版社2003毕业实习论文成绩评定表姓名学号专业班级课程设计题目：浅谈城市污水处理工艺23 湖北理工学院毕业设计（论文）成绩评定依据：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）批阅教师：年月日23'