cass工艺处理高氨氮污水的脱氮设计(1)

CASSCASS 工艺处理高氨氮污水的脱氮设计工艺处理高氨氮污水的脱氮设计(1)(1) 摘要：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，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。 关键词：CASS 工艺高氨氮污水脱氮设计 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 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。 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。 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：NsBOD-污泥负荷，kgBOD5/，生活污水取 kgBOD5/，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/； Se混合液中残存的有机物浓度，mg/L； 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，。 （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； 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：VCASS 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； NsBOD-污泥负荷，kgBOD5/； 混合液中挥