【2017年整理】cass工艺处理高氨氮污水的脱氮设计.doc

cass工艺处理高氨氮污水的脱氮设计 2015-11-21 9:04:05 CASS工艺发展至今，已在城市污水和工业废水处理领域逐步得到应用。但是，CASS工艺设计方法的研究却发展缓慢，目前还处于经验阶段，究其原因有两点：一是专业技术人员比较侧重于主要设备（如滗水器）和自控系统的研究开发，而忽略了对CASS工艺设计方法的研究；二是CASS工艺乃至所有的间歇式活性污泥工艺的反应过程都比较复杂，其部分生物作用机理至今仍在研究之中。 高氨氮污水对于环境的危害日益引起人们的重视，国内外目前对于应用CASS工艺处理高氨氮污水的研究还处于起步阶段，处理效果也不理想，脱氮率较低。研究如何改进CASS工艺设计方法,将其用于高氨氮污水的处理，充分发挥CASS工艺脱氮除磷效果好、耐冲击负荷能力强、防止污泥膨胀、建设费用低和管理方便等优点，对于促进CASS工艺的发展和改善水体环境具有现实意义。 1.现行的CASS工艺设计方法 1.1 活性污泥工艺设计计算方法 活性污泥工艺的设计计算方法有三种：污泥负荷法、泥龄法和数学模型法。三种方法各有其特点，分述如下： 1、污泥负荷法 污泥负荷法是目前国内外最流行的活性污泥设计方法，几十年来，污泥负荷法设计了成千上万座污水处理厂，充分说明其正确性和适用性。 污泥负荷法也有其弊端，主要表现为：一是污泥负荷法设计参数的选择主要依靠设计者的经验，这对于经验较少的设计者来讲相当困难；二是对脱氮要求未加考虑，影响了设计的精确性和可靠性。 2、泥龄法 泥龄法是经验和理论相结合的设计计算方法，比污泥负荷法更加精确可靠；泥龄法可以根据泥龄的选择，实现工艺的硝化和反硝化功能；同时，泥龄参数的选择范围比污泥负荷法窄，设计者选择起来难度较小。 泥龄法的设计参数大多是根据国外污水试验得出的，需结合我国的城市生活污水水质加以修正，这是其目前应用的困难所在。 3、数学模型法 1986年，原国际水污染与控制协会IAWPRC提出了活性污泥1号数学模型，其后十几年里，随着数学模型的完善，越来越多的活性污泥系统开始采用它进行工程设计和优化。 数学模型在理论上是比较完美的，但具体应用则存在不少问题，主要是由于污水处理的复杂性和多样性，模型中所包含的大量工艺参数需要根据具体的水质进行调整和确定，这需要大量的工程积累，即使简化了的数学模型，应用也相当困难。到目前为止，数学模型在国外尚未成为普遍采用的设计方法，而在我国还停留在研究阶段。 1.2 目前CASS工艺设计计算方法 CASS工艺属于活性污泥法范畴，但由于其运行方式独特，与传统活性污泥法又有很大的差别。在同一周期内，池内的污水体积、污染物的浓度、DO和MLSS时刻都在发生变化，是一种非稳态的反应过程。 目前CASS工艺设计采用污泥负荷法，该方法不考虑反应池内基质浓度、MLSS和DO含量在时间上的变化，只考虑进出水有机物的浓度差，并忽略同一反应周期内沉淀、滗水和闲置阶段的生物降解作用，采用与传统活性污泥法基本相同的计算公式。 CASS工艺采用污泥负荷法进行设计时，除反应池容积计算与传统活性污泥法不同，其它如反应池DO和剩余污泥排放量等计算方法与传统活性污泥工艺相同，因此，本节着重介绍CASS工艺反应池容积的计算方法。 1.2.1 计算BOD-污泥负荷（Ns） BOD-污泥负荷是CASS工艺的主要设计参数，其计算公式为： （1） 式中： Ns——BOD-污泥负荷，kgBOD5/(kgMLSS·d)，生活污水取0.05～0.1 kgBOD5/(kgMLSS·d)，工业废水需参考相关资料或通过试验确定； K2——有机基质降解速率常数，L/(mg·d)； Se——混合液中残存的有机物浓度，mg/L；η——有机质降解率，％； ?——混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值，一般在生活污水中，?＝0.75。 （2） 式中： MLVSS——混合液挥发性悬浮固体浓度，mg/L； MLSS——混合液悬浮固体浓度，mg/L； 1.2.2 CASS池容积计算 CASS池容积采用BOD-污泥负荷进行计算，计算公式为： （3） 式中：V——CASS池总有效容积，m3； Q——污水日流量，m3/d； Sa、Se——进水有机物浓度和混合液中残存的有机物浓度，mg/L； X——混合液污泥浓度（MLSS），mg/L； Ns——BOD-污泥负荷，kgBOD5/(kgMLSS·d)； ?——混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值。 1.2.3 容积校核 CASS池的有效容积由变动容积和固定容积组成。变动容积（V1）指池内设计最高水位和滗水器排放最低水位之间的容积；固定容积由两部分组成，一部分是安全容积（V2），指滗水水位和泥面之间的容积，安全容积由防止滗水时污泥流失的最小安全距离决定；另一部分是污泥沉淀浓缩容积（V3），