活性污泥法处理系统运行与管理-CASS、ICEAS工艺运行与管理

CAST工艺运行与管理

主要内容循环式活性污泥法(简称CAST)是由美国Goronszy教授开发出来的，该工艺的核心为间歇式反应器，在此反应器中按曝气与不曝气交替运行，将生物反应过程与泥水分离过程集中在一个池子中完成，属于SBR工艺的一种变型。

本知识点主要掌握循环式活性污泥法的运行管理。一、循环式活性污泥法

CAST反应池分为生物选择区、预反应区和主反应区，运行时按进水-曝气、沉淀、撇水、进水-闲置完成一个周期，CAST的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。A.生物选择区B.缺氧区(预反应区)C.主反应区CAST工艺基本构造生物选择区生物选择区设在池子首部，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

预反应区为水力缓冲区，兼氧环境，不仅具有辅助厌氧或兼氧条件下运行的生物选择区对进水水质水量变化的缓冲作用，同时还具有促进磷的释放和强化氮的反硝化作用。

预反应区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、磷的污染物的去除。主反应区进水段：CAST进水首先在生物选择区中与源自上一周期沉淀段的污泥混合，大量的来水在该段内形成较大的基质浓差梯度，通过渗透酶使来水中的BOD在高浓度污泥条件下很快地被利用，形成良好的缺氧/厌氧环境。通过调节进水段的反应模式（进水时间、进水量、缺氧/厌氧反应时间）进行有效的生物脱氮、除磷。曝气段：进水段的污水在足够的曝气条件下进行充分的好氧除碳和生物硝化。

二、CAST工艺流程沉淀段：不进水、不曝气、不回流，使污水混合液获得一个静止的絮凝沉淀环境。撇水段：也可称为滗水段。不进水、不曝气、不回流，通过浮动撇水器(滗水器)将上清液排出，当液面降至最低控制水位时，排水停止。闲置段：进水、不曝气、不回流，视具体运行情况而定，可作为整个CAST运行系统调节。（一）特点：1.运行灵活可靠生物选择器可以根据污水水质情况，以好氧、缺氧和厌氧三种方式运行。可调节状态，发挥不同微生物的生理特性能很好缓冲进水水质、水量的波动避免产生污泥膨胀，提高了系统的可靠性，出水水质较好抗冲击负荷能力强，工业废水、城市污水处理都适用三、工艺特点及存在的问题2.可实现脱氮除磷调节生物选择器可变容积的曝气和非曝气顺序，提高了生物脱氮除磷效果缺氧和好氧交替进行，能更好地实现脱氮除磷3.流程简单，处理构筑物少，节省投资池子总容积减少，土建工程费用低不需设独立的沉淀池及其刮泥设备（二）存在的问题：CAST系统的微生物种群结构与常规活性污泥法不同，由于对非稳态系统中微生物种群之间的复杂的生存竞争和生态平衡关系至今尚不甚了解，培养困难。与连续流污水处理工艺相比，设备的闲置率较高。处理水量较大时，应充分考虑该工艺的复杂性。随着处理单元数量增加，其控制量也将成倍增加。小结CAST是近年发展起来的废水生物处理工艺，其最突出的优点就是具有良好的脱氮除磷效果，不易发生污泥膨胀，而且运行周期短，工艺流程简单、占地面积小以及无需大量的污泥回流，可大大地节约能耗，在城市污水的处理中具有广泛的应用价值。CAST工艺将序批式活性污泥法与生物选择器予以有机的结合，能最大程度地适应工业废水水质水量的波动和有毒物质的冲击，所以在工业废水处理方面也具有良好的应用前景。ICEAS工艺运行与管理

主要内容

ICEAS全称为间歇式循环延时曝气活性污泥法。它将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。本知识点主要掌握ICEAS的运行管理。一、ICEAS间歇式循环延时曝气活性污泥法

ICEAS全称为间歇式循环延时曝气活性污泥法，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。

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的运行方式1、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。2、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。二、ICEAS工艺中各操作单元的作用3、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。二、ICEAS工艺中各操作单元的作用1、进出水方式的区别2、预反应区的差别3、运行操作的差别三、ICEAS工艺与CASS工艺比较1、进出水方式的区别ICEAS工艺：连续进水，间歇出水

——很大程度上克服了传统SBR法无法实现连续进水处理的缺点——连续进水，配水稳定，简化了操作程序——在沉淀期时，进水在主反应区底部造成水力紊动影响泥水分离——需要连续进水，使得主反应池很大一部分作为了调节储存池使用，容积利用率不高，池体较大

CASS工艺：间歇进水，间歇出水

——进水在滗水阶段就停止，为了实现连续处理，就需要设置两组CASS反应池交替运行，或设置调节池，这提高了处理成本和操作的复杂性

1、进出水方式的区别2、预反应区的差别ICEAS反应池前置预反应区：——目的：起到了重要的缓冲和调节的作用

大量的污水进入预反应区，在微生物分泌的胞外酶作用下，污水中的溶解性有机物被大量的吸附和初步水解，同时在缺氧环境下兼性菌进行反硝化作用，污水中的部分硝酸盐氮被还原成氮气从水中溢出，起到了预脱氮的作用；聚磷菌也在缺氧环境释放磷，为后续的过量摄磷做准备。同时ICEAS工艺是连续进水，预反应区也起到了调节水量的作用——预反应区底部设置曝气管和水下搅拌器设置的曝气管道只是起到用气混合搅拌的作用，同时调节溶解氧浓度（DO>0.5mg/l），使其处于缺氧状态，起到预脱氮和释磷的作用2、预反应区的差别CASS反应池生物选择区——目的：强调了生物选择作用，同时具有预脱氮、释磷、调节水量的作用

生物选择：主反应区混合液回流至进水端，与进水混合，使活性污泥在高有机负荷下运行，在高底物浓度下菌胶团和丝状菌都以较大速率降解底物与增殖，而丝状菌的比增殖速率比非丝状菌小，因此其增殖量也较小，相比之下菌胶团菌的增殖量大，成为了优势菌，抑制了丝状菌的生长，起到了生物选择的作用，能有效的改善污泥的沉降性能，防止污泥膨胀问题的发生2、预反应区的差别——生物选择区底部只设置水下搅拌器，无曝气系统生物选择区为了实现生物选择的目的，希望池内处于厌氧向兼氧状态的变化（限制曝气区为了提高生物量，强化生物选择作用，还可设置生物填料）

2、预反应区的差别ICEAS工艺：——进水过程贯穿整个周期——主反应区没有混合液的回流3、运行操作的差别3、运行操作的差别CASS工艺：——整个周期有混合液回流贯穿始终——进水在滗水阶段就停止污泥回流的目的是提高缺氧区的污泥浓度，以使随污泥回流该区内污泥中的硝态氮进行反硝化，并进行磷的释放而促进在好氧区内对磷的吸收。由