CN110980946A - 一种总氮强化去除的cass污水处理工艺改进方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水处理领域，具体的，本发明涉及一种总氮强化去除的CASS污水处理工艺改进方法。本发明在传统CASS工艺基础上，将原有CASS工艺的生物选择区、预反应区和主反应区依次改为缺氧区、厌氧区和好氧区，并在好氧区增加回流管道，将好氧区部分出水(硝化液)回流至缺氧区，实现总氮的强化处理。本发明改进方法简单，操作简便易行，可以提高进水中碳源的利用率，强化反硝化脱氮效果。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体的，本发明涉及一种总氮强化去除的CASS污水处理工艺改进方法。
随着我国对环境保护问题的重视程度逐渐加强，污水排放标准也不断提高，国家严格限制水体中氮营养元素的排入，使得污水处理工艺必须具备良好的脱氮能力。脱氮工艺以生物法为主，应用较多的主要有A2/O(anaerobic anoxia oxic)、UCT(university ofcape town)、氧化沟、SBR(sequencing batch reactor)及其改良工艺等。CASS(cyclicactivated sludge system) 工艺，又称作周期循环活性污泥法工艺，是在SBR工艺的基础上改良而来，具有其独特的优势，它结构简单、抗冲击能力强、生化处理效率高、且可实现自动化操作，在中小型污水处理厂得到了广泛的应用。
传统CASS工艺自身独特的优点使其能适应广大的需求，工艺对氨氮和COD的处理效果均较好，能满足出水要求，但是现有的CASS工艺出水总氮浓度不达标问题逐渐显现。由于 CASS反应池反硝化作用主要发生在预反应区的进水阶段，而预反应区容积小、水力停留时间短，不能完全利用进水中的碳源，很大一部分碳源直接进入主反应区被异养菌吸附降解。另外，进水结束后，预反应区缺乏碳源进行反硝化，也导致总氮去除效果不高。
目前，提高CASS工艺脱氮效率的方法有向CASS反应池中投加复合微生物制剂，增加系统内微生物丰富性来提高脱氮效果，氨氮、亚硝态氮与总氮的去除效果均能得到一定程度的提升，但微生物制剂原液使用前需对微生物进行复壮，操作繁琐，且微生物的状况具备不确定性，原液的费用高且需要的投加量大，增加运行成本。除此，也可以在CASS反应池的主反应区添加多台高速推流器，并将工艺曝气模式由非限制性曝气模式改为缺氧搅拌+曝气模式，增加的缺氧搅拌时段可以有效增强反硝化效果，使出水总氮浓度降低，不过单个高速推流器价格较高且还会产生常见的泄露问题。
本发明在传统CASS工艺基础上，将生物选择区(厌氧区)、预反应区(缺氧区)和好氧区(好氧区)顺序依次调整为缺氧区、厌氧区和好氧区，并在好氧区增加回流管道，将硝化液回流至缺氧区，实现总氮的强化处理。本发明改进方法简单，操作简便易行，可以提高进水中碳源的利用率，提高反硝化脱氮效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种总氮强化去除的CASS污水处理工艺改进方法。
本发明适用于生活污水处理中CASS池的改造，用于对现有以CASS池为主体工艺的污水处理厂的改造，以提高污水处理厂对总氮的处理效果，使出水中的总氮浓度达到排放标准。
具体包括以下实施内容：
一种总氮强化去除的CASS污水处理工艺改进方法，在传统CASS工艺的基础上，增加回流系统，将CASS好氧区部分出水回流至缺氧区。
具体地，一种总氮强化去除的CASS污水处理改进系统包括缺氧区、厌氧区、好氧区、进水管、出水管、排泥口、曝气设备、污泥回流管和好氧区出水回流管。
进一步地，污水通过进水泵经进水管进入CASS反应池，依次经过缺氧区、厌氧区和好氧区，最终通过出水口排出。
进一步地，CASS污水处理改进工艺单个循环周期包括4个运行阶段：进水曝气阶段、曝气阶段、沉淀阶段和排水阶段。
进一步地，CASS污水处理改进工艺单个循环周期运行时间为6h-12h，其中进水曝气阶段3h-4h，曝气阶段1h-4h，沉淀阶段1h-2h，排水阶段1h-2h。
进一步地，在CASS污水处理改进工艺运行至曝气阶段时，好氧区出水(也称经好氧区曝气反应后的硝化液)，回流至缺氧区，回流硝化液与进入缺氧区污水的体积比为 20:100-50:100。进入缺氧池的污水、回流污泥和回流硝化液在缺氧区经搅拌充分混合，污泥带有残余的溶解氧，回流硝化液中带有硝酸盐，在反硝化菌的作用下进行反硝化反应，将硝酸盐转化为氮气，实现了系统的前置脱氮。能进行反硝化作用的只有少数细菌，且大部分反硝化细菌是异养菌，它们以有机物为碳源和能源，进行无氧呼吸，硝化液回流至最前端缺氧区就是为了反硝化细菌能利用进水中的碳源进行反硝化反应，从而强化系统中总氮的去除。
进一步地，在CASS改进工艺运行至曝气阶段时，控制好氧区溶解氧浓度为3.0-3.5mg/L。进水曝气阶段结束后，CASS改进工艺运行至曝气阶段，好氧区硝化液停止回流。曝气终止后，CASS改进工艺运行至沉淀阶段，最后进入排水阶段，污水最终排出池内。
进一步，本发明适用于处理城镇生活污水，污水中的COD浓度为200-400mg/L，氨氮浓度为20-40mg/L，总氮浓度为40-60mg/L，总磷浓度为1-4mg/L。
实施本发明方法后，通过水质监测与分析对比，发现总氮的去除率能达到70％以上，与未改进的污水CASS污水处理工艺相比提高了10-15％。由此可见，本发明实现了污染物处理效果的明显提升。
本发明的优点在于：
1)本发明仅仅改变CASS反应池的各区分布顺序和铺设内硝化液回流管道，改造方法简单，操作简便易行；
2)本发明中将CASS反应池中缺氧区提前，优先进行反硝化，可以提高进水阶段CASS 反应池反硝化作用效率；
3)本发明中在进水曝气阶段添加内硝化液回流，可以提高进水中碳源的利用率，提高反硝化效果；
4)改进后的CASS污水处理工艺具有良好的处理效果，能实现污水总氮的高效去除；
5)本发明操作维护简单，投资小，工程造价较低，能耗低。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的右视图；
附图中：A、缺氧区，B、厌氧区，C、好氧区，1、进水口，2、进水泵，3、曝气装置， 4、污泥回流泵，5、排水口，6、硝化液回流泵，7、泥斗，8、污泥回流口，9、剩余污泥排泥口，a、进水管，b、污泥回流管，c、硝化液回流管，d、出水管。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细说明：
实施例1
如图1所示，一种总氮强化去除的CASS污水处理工艺，包括CASS池体，池体内依次设置的缺氧区A、厌氧区B、主反应区C，进水管a，出水管d，排泥口9，曝气设备3，污泥回流管b和好氧区出水回流管c。
进水从进水桶1通过进水泵进入反应器，缺氧区A与进水管a相连，缺氧区设有搅拌装置；缺氧区A与厌氧区B之间设有隔板，水流通过隔板溢流至厌氧区B；厌氧区B与主反应区C上部设有隔板，厌氧区B水流从隔板下方流至主反应区C。
主反应区设有曝气装置3，三个曝气盘依次均匀分布于主反应区底部，调节曝气程度将溶解氧控制在3.5mg/L。主反应区两侧设有两块斜板便于污泥沉降。
主反应区C内活性污泥利用污泥回流泵4通过回流污泥管b回流至缺氧区A，回流污泥与进入缺氧区污水的体积比为20:100；主反应区C内硝化液利用硝化液回流泵6通过硝化液回流管c也回流至缺氧区A，回流硝化液与进入缺氧区污水的体积比为20:100。
工艺进水为人工模拟生活污水，每周期处理14L生活污水。生活污水的设计浓度为COD 350mg/L，氨氮40mg/L，总氮50mg/L，总磷4mg/L，分别用葡萄糖、氯化铵、硝酸钠和磷酸二氢钾配制所得。
整个CASS污水处理工艺周期为8h，单一周期内包括进水曝气阶段3h、曝气阶段3h、沉淀阶段1h与排水阶段1h。进水的同时，缺氧区搅拌装置和主反应区曝气装置开始工作，污泥回流也同时启动；在进水曝气阶段和曝气阶段，污泥回流至缺氧区；进水曝气阶段，内硝化液回流至缺氧区与进水混合，利用进水中的碳源进行反硝化。沉淀阶段污泥开始沉淀；排水阶段排出工艺废水。
实施例2
进水从进水桶1通过进水泵进入反应器，缺氧区A与进水管a相连，缺氧区设有搅拌装置；缺氧区A与厌氧区B之间设有隔板，水流通过隔板溢流至厌氧区B；厌氧区B与主反应区C上部设有隔板，厌氧区B水流从隔板下方流至主反应区C。
主反应区设有曝气装置3，三个曝气盘依次均匀分布于主反应区底部，调节曝气程度将溶解氧控制在3mg/L。主反应区两侧设有两块斜板便于污泥沉降。
主反应区C内活性污泥利用污泥回流泵4通过回流污泥管b回流至缺氧区A，回流污泥与进入缺氧区污水的体积比为20:100；主反应区C内硝化液利用硝化液回流泵6通过硝化液回流管c也回流至缺氧区A，回流硝化液与进入缺氧区污水的体积比为50:100。
工艺进水为人工模拟生活污水，每周期处理14L生活污水。生活污水的设计浓度为COD 400mg/L，氨氮40mg/L，总氮60mg/L，总磷2mg/L，分别用葡萄糖、氯化铵、硝酸钠和磷酸二氢钾配制所得。
整个CASS污水处理工艺周期为12h，单一周期内包括进水曝气阶段4h、曝气阶段4h、沉淀阶段2h与排水阶段2h。进水的同时，缺氧区搅拌装置和主反应区曝气装置开始工作，污泥回流也同时启动；在进水曝气阶段和曝气阶段，污泥回流至缺氧区；进水曝气阶段，内硝化液回流至缺氧区与进水混合，利用进水中的碳源进行反硝化。沉淀阶段污泥开始沉淀；排水阶段排出工艺废水。
实施本发明方法后，通过水质监测与分析对比，发现总氮的去除率能达到70％以上，与未改进的污水CASS污水处理工艺相比提高了10％。由此可见，本发明实现了污染物处理效果的明显提升。
Claims (4)
1.一种总氮强化去除的CASS污水处理工艺改进方法，其特征在于，
将传统CASS工艺的生物选择区(厌氧区)、预反应区(缺氧区)和主反应区(好氧区)调整为缺氧区、厌氧区和好氧区，并增加好氧区出水(也称硝化液)回流至缺氧区部分，回流硝化液与进入缺氧区污水的体积比为20:100-50:100。
2.根据权利要求1和权利要求3所述的方法，其特征在于，CASS污水处理改进工艺单个循环周期运行时间为6h-12h，其中进水曝气阶段3h-4h，曝气阶段1h-4h，沉淀阶段1h-2h，排水阶段1h-2h。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在CASS改进工艺运行至曝气阶段时，控制好氧区溶解氧浓度为3.0-3.5mg/L。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，CASS污水处理改进工艺用于处理城镇生活污水，污水中的COD浓度为200-400mg/L，氨氮浓度为20-40mg/L，总氮浓度为40-60mg/L，总磷浓度为1-4mg/L。
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