污水处理SBR变形工艺介绍

1、姓名： 学号： ICEAS工艺ICEAS工艺原理 ICEAS全称为间歇式循环延时曝气活性污泥法（Intermittent Cycle Extended Aeration），其最大的特点就是在反应器的进水端增加了一个预反应区，运行方式为连续进水（沉淀期、排水期仍连续进水），间歇排水，无明显的反应阶段和闲置阶段。污水从预反应区以很低的流速进入主反应区，对主反应区的泥水分离不会产生明显影响。ICEAS的运行方式将SBR反应池沿长度方向分为两个部分，前部为预反应区，后部为主反应区。预反应区可起调节水流的作用，主反应区是曝气、沉淀的主体。ICEAS是连续进水工艺，不但在反应阶段进水，在沉淀和滗水阶段也进

2、水。污水进入预反应区后，通过隔墙底部的连接口以平流流态进入主反应池，在主反应池中进行间歇曝气和沉淀滗水，成为连续进水、间歇出水的SBR反应池，使配水大大简化，运行也更加灵活。ICEAS工艺流程ICEAS工艺中各操作单元的作用为： A、曝气阶段 由曝气系统向反应池内间歇供氧，此时有机物经微生物作用被生物氧化，同时污水中的氨氮经微生物硝化反硝化作用，达到脱氮的效果。 B、沉淀阶段 此时停止向反应池内供氧，活性污泥在静止状态下降，实现泥水分离。 C、滗水阶段 在污泥沉淀到一定深度后，滗水器系统开始工作，排出反应池内上清液。在滗水过程中，由于污泥沉降于池底，浓度较大，可根据需要启动污泥泵将剩余污泥排至

3、污泥池中，以保持反应器内一定的活性污泥浓度。滗水结束后，又进入下一个新的周期，开始曝气，周而复始，完成对污水的处理。CAST工艺CAST工艺论述 二十世纪七十年代美国Irvine开发序批式活性污泥法(SBR，在流程中只采用一个基本单元，将调节池，曝气池和二沉池的功能集中于一池，进行水质质量调节、微生物降解有机物和固液分离等，典型的SBR反应器的运行过程为进水-曝气-滗水-待机。而CAST工艺按充水-排水以及曝气-非曝气顺序不断重复进行处理过程，故是SBR工艺的一种改进。 CAST工艺在SBR工艺的基础上，增加了选择器及污泥回流设施，并对时序做了调整，从而提高了SBR工艺的可靠性及效率。CAST

4、工艺每一操作循环由进水/曝气、进沉淀、撇水、闲置四个阶段组成，每个阶段组成一个循环，并不断重复。循环开始时，由于充水，池中的水位由一最低水位开始上升，经过一定时间的曝气和混合后，停止曝气，以使活性污泥进行絮凝并在一个静止的环境及其应用特性中沉淀。在完成沉淀后，由移动式撇水堰排出已处理的上清液，使水位下降至淀子所设定的最低水位，然后再重复上述过程，为保持池子中有一个合适的污泥浓度，需根据产生的污泥量排水相应的剩余污泥，排除剩余污泥一般在沉淀阶段结束后进行。 工艺流程CAST处理工艺机理 在可变容积和充水和排水(SBR法系统中进行生物脱氦(硝化和反硝化已有多年历史，大量运行结果表明：同SBR一样，

5、CAST工艺具有卓越的硝反硝化能力，随着除氦要求的不断提高，CAST工艺将得到日益广泛的应用。其原理为通过每一循环的四个阶段人为地造成厌氧、缺氧、好氧的生物环境。不仅能去除一般有机物和悬浮固体，而且还能去除营养物质氦和磷，处理效果取决于泥龄、供氧情况和一个循环中曝气和非曝气时段的比例。 CAST系统中硝反硝化过程不需要单独设置一个缺氧运行阶段以进行反硝化。生物除磷效果达到8090%左右，如需进一步提高除磷效果，可采用加大循环周期，加大非曝气时间占整个循环时间的比例。 CAST反应池分为生物选择区、预反应区和主反应区，如图1所示，运行时按进水-曝气、沉淀、撇水、进水-闲置完成一个周期，CAST的

6、成功运行可将废水中的含碳有机物和包括氮、磷的污染物去除，出水总氮浓度小于5mg/L。图1循环活性污泥技术1生物选择器设在池子首部，不设机械搅拌装置，反应条件在缺氧和厌氧之间变化。生物选择区有三个功能：a絮体结构内底物的物理团聚与动力学和代谢选择同步进行；b选择器被隔开，保证初始高絮体负荷，以及酶快速去除溶解底物；c.通过选择器的设计，还可以创造一个有利于磷释放的环境，这样促进聚磷菌的生长。生物选择区的设置严格遵循活性污泥种群组成动力学的有关规律，创造合适的微生物生长条件，从而选择出絮凝性细菌。活性污泥的絮体负荷S0/X0(即底物浓度和活性微生物浓度的比值对系统中活性污泥的种群组成有较大的影响，

7、较高的污泥絮体负荷有助于絮凝性细菌的生长和繁殖。CAST工艺中活性污泥不断地在生物选择器中经历高絮体负荷阶段，这样有利于絮凝性细菌的生长，提高污泥活性，并通过酶反应快速去除废水中的溶解性易降解底物，从而抑制了丝状细菌的生长和繁殖，避免了污泥膨胀的发生。同时当生物选择器处于缺氧环境时，回流污泥存在的少量硝酸盐氮(约为N3-N=20mg/L可得到反硝化，反硝化量可达整个系统硝化量的20%。当选择器处于厌氧环境时，磷得以有效地释放，为生物除磷做准备。 2预反应区为水力缓冲区，大小与高峰流量有关，若在非曝气阶段，不进水可将其省去。 3主反应区在可变容积完全混合反应条件下运行，完成含碳有机物和包括氮、磷

8、的污染物的去除。运行时通过控制溶解氧的浓度使其从0缓慢上升到2.5mg/L来保证硝化、反硝化以及磷吸收的同步进行。 1.硝化反硝化。同步反硝化意味着在不专门为硝酸盐的去除设混合装置或正常缺氧混合程序的条件下，硝化与反硝化同时在同一反应器发生。通常认为在系统中，氮去除机制与在微生物絮体内由于受扩散限制引起的溶解氧(DO的浓度梯度有关，这样硝化菌存在于高溶解氧区或正氧化还原点位(OPR，相反反硝化菌在溶解氧降低区或负氧化还原点位(OPR下活性十足。CAST工艺运行中控制供氧强度以及混合液溶解氧的浓度使其从0逐渐上升到2.5mg/L左右，这样使活性污泥絮体的外周保持一个好氧环境进行硝化，由于氧在活性

9、污泥絮体内的传递受到限制，而具有较高浓度梯度的硝酸盐则能较好地渗透到絮体内部有效地进行反硝化。另外，该工艺曝气与非曝气交替进行，从而使泥水混合液通过主反应区，顺序经过缺氧-好氧-厌氧环境，尤其在非曝气阶段0.5h-1.0h内污泥层以胞内在生物选择高负荷下储存或吸收的碳为碳源，进行反硝化，在污泥沉淀过程中也有一定的反硝化作用。 2.磷的去除。生物除磷是依靠聚磷菌的作用实现的，生物选择器不曝气这样反应环境非常迅速地从缺氧环境转化为厌氧环境，当选择器处于厌氧环境，聚磷菌依靠水解体内的聚磷(Poly-P水解释放出正磷酸盐，同时产生能量以吸收水中的溶解性有机底物，并将其在体内合成为细胞学储备物质PHB；

10、在主反应区为好氧环境时，聚磷菌以游离氧为电子受体，将细胞储备物质氧化，并利用该反应所产生的能量，过量地在污水中摄取磷酸盐并合成为ATP，其中一部分转化为聚磷贮存能量，为下一周期的厌氧释磷做准备。由于好氧段的吸磷量要远大于厌氧段的释磷量，所以通过剩余污泥的排放可达到除磷目的。若要在生物除磷的基础上进一步强化除磷效果或达到完全除磷的目的，可加入铝盐或铁盐，根据所去除磷浓度的大小，化学污泥在池子中的浓度约在1.7g/L2.0g/L左右，化学污泥可以进一步提高沉淀污泥的压缩能力。CAST工艺是活性污泥不断地经过耗氧和厌氧的循环，这将有利于聚磷菌在系统中的生长和积累。根据Gorony等人的研究，当微生物

11、内吸附大量降解物质，而且处在氧化还原点位为+100mV-150mV的交替变化中时，系统可具有良好的生物除磷功能。 此外，在曝气结束后，主反应区进行泥水分离，由于此阶段无进水水力干扰，在静止环境中进行，从而保证系统良好的分离效果。CAST整个工艺过程遵循生物的“积累-再生”原理，生物先在生物选择器经历一个高负荷反应阶段，然后在主反应区经历一个低负荷反应阶段，完成反应过程如图2所示，生物选择其中较高的污泥絮体负荷，可以使废水中存在的溶解性易降解有机物通过酶转移机理予以快速地吸附和吸收进行底物的积累，然后在污泥絮体负荷较低的主反应区完成底物的降解，从而实现了活性污泥的再生。再生的污泥又以一定的比例回

12、流至生物选择器中，进行机制的再次积累，这样不断地循环完成了生物的“积累-再生”，实验和实际应用表明，当高于75%的易降解有机物质通过酶转移机理去除，则剩余可溶解COD小于100mg/L。 CAST生物池的组成及作用 CAST生物池由以下组成： (1生物选择器 在CAST工艺中设有生物选择器，在此选择中，废水中的溶解性有机物质能通过酶反应机理而迅速去除，选择器可恒定容积也可变容积运行，多池系统的进水配水池也可用作选择器。污泥回流液中所含有的硝酸盐可在此选择器中得以反硝化，选择器的最基本功能是调节活性污泥的絮体负荷防止产生污泥膨胀。 (2主曝气区 在CAST工艺的主曝气区进行曝气供氧，主要完成降解

13、有机物和同时硝化/反硝化(SimultaneousNitrificatio/Deni-trification过程。(3污泥回排除剩余污泥系统 在CAST池子的末端设有潜水泵，污泥通过此潜水泵不断地从主曝气区抽送至选择器中(使活性污泥和进水相互接触以利用污泥的酶转移机理快速吸附吸收溶解性有机物，所设置的剩余污泥泵在沉淀阶段结束后将工艺过程中产生的剩余污泥排出系统。 (4撇水装置 在池子的末端设有由电机驱动的可升除的撇水堰，以排出处理出水，撇水装置及其它操作过程如溶解氧和排泥等均实行中央自动控制。 CAST循环流程示意 CAST工艺方案的技术特点 CAST方法最重要的特征是不设独立的沉淀池及其刮泥

14、系统，在CAST工艺中，活性污泥始终保持在一个池子中进行生物反应和泥水分离，因此，CAST系统能节约大量基建投资和运行费用。当由于进水流量和水质发生变化而影响污泥性质时(如絮凝效果等，可简单地通过调节变化进水和曝气循环过程，而使系统重新恢复正常状态，开发CAST工艺的主要目标是尽可能降低设备投资，简化工艺流程及其操作过程，提高系统的可靠性和运行的灵活性。 CAST工艺的特点主要可归纳如下： (1池子总容积减少，土建工程费用降低。(2能很好地缓冲进水水量和水质的波动(日变化，季节性变化(3处理效果好，排出的剩余污泥稳定化程度较高。(4自动化程度高，且在人工操作时工艺简单。(5雨季时，无需设置调节

15、池。(6进水的波动可用改变曝气时间的简单方法即可予以缓冲。(7无需调协二沉池和庞大的回流污泥泵站。(8占地面积少。(9无污泥膨胀，污泥指数不超过50-70ml/g。(10采用简单的组合式结构、扩建方便。(11由该工艺可变的出水水位，可保证在高水位情况下出水顺畅。(12由于特殊的运行方式，从而限定了对曝气设备的选择，间歇曝气加大了曝气设施选择的难度，增加了曝气设施维持强度。(13所需的设备及材料较多，设备闲置率较高，维修工作量大。(14自动化程度高，人工操作简单，但管理运行较复杂，与之相关的设备质量要求较高，应有较高的设备维护水平及能力。(15采用高效率的曝气系统耗能较少，可节省运行费用。DAT

16、-IAT 工艺DAT-IAT 工艺简介DAT-IAT工艺是由需氧池（Demand Aeration Tank）以及间歇曝气池（Intermittent Aeration Tank）两个串联的反应池组成工艺主体构筑物的一种污水处理工艺。由DAT池进水并进行连续曝气，然后进入IAT池完成曝气、沉淀、滗水并排除剩余活性污泥。DAT-IAT主要反应过程 1.进水 ：污水连续进入DAT池经连续曝气后，通过DAT池与IAT池之间导流设施进入IAT池。DAT不直接排放处理水，因此不像连续进连续出水的活性污泥法容易受负荷变化的影响。 2.反应： 反应工艺分两部分进行。首先发在DAT池。该池在连续进水的同时连续

17、曝气。去除有机物的机理和操作与连续流活性污泥法相同。反应工序的第二部分发生在IAT池，经DAT池初步生物处理的污水连续进入IAT。按工艺设置进行一定时间的曝气以达到好氧的目的。 3.沉淀： 沉淀工序仅发生在IAT池。当IAT池停止曝气以后，活性污泥絮体开始重力沉淀和泥水分离。IAT池的沉淀工序相当于连续流活性污泥法中的二次沉淀池功能。 4.排水 ：排水工序只发生在IAT池。池池水位达到最高水位，并经过沉淀工艺以后，上清液由设置在IAT地末端的滗水器缓慢排出地外。当池水位达到处理周期开始时的最低水位时，停止滗水。IAT池不直接排放处理水，因此不像连续进水连续出水的活性污泥法那样容易受负荷变化的影响。IAT池底部沉降的活性污泥大部分作为该池下个处理周期使用，一部分污泥用污泥泵