2021年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脱氮设计
作者：车鸣
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。不过，CASS工艺设计方法研究却发展缓慢，现在还处于经验阶段，研究怎样改善CASS工艺设计方法,将其用于高氨氮污水处理，充足发挥CASS工艺脱氮除磷效果好、耐冲击负荷能力强、预防污泥膨胀、建设费用低和管理方便等优点，对于促进CASS工艺发展和改善水体环境含有现实意义。
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。不过，CASS工艺设计方法研究却发展缓慢，现在还处于经验阶段，究其原因有两点：一是专业技术人员比较侧重于关键设备（如滗水器）和自控系统研究开发，而忽略了对CASS工艺设计方法研究；二是CASS工艺乃至全部间歇式活性污泥工艺反应过程全部比较复杂，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危害日益引发大家重视，中国外现在对于应用CASS工艺处理高氨氮污水研究还处于起步阶段，处理效果也不理想，脱氮率较低。研究怎样改善CASS工艺设计方法,将其用于高氨氮污水处理，充足发挥CASS工艺脱氮除磷效果好、耐冲击负荷能力强、预防污泥膨胀、建设费用低和管理方便等优点，对于促进CASS工艺发展和改善水体环境含有现实意义。
　　
　　 活性污泥工艺设计计算方法
　　 活性污泥工艺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，分述以下：
　　1、污泥负荷法
　　污泥负荷法是现在中国外最流行活性污泥设计方法，几十年来，污泥负荷法设计了成千上万座污水处理厂，充足说明其正确性和适用性。
　　污泥负荷法也有其弊端，关键表现为：一是污泥负荷法设计参数选择关键依靠设计者经验，这对于经验较少设计者来讲相当困难；二是对脱氮要求未加考虑，影响了设计正确性和可靠性。
　　2、泥龄法
　　泥龄法是经验和理论相结合设计计算方法，比污泥负荷法愈加正确可靠；泥龄法能够依据泥龄选择，实现工艺硝化和反硝化功效；同时，泥龄参数选择范围比污泥负荷法窄，设计者选择起来难度较小。
　　泥龄法设计参数大多是依据国外污水试验得出，需结合中国城市生活污水水质加以修正，这是其现在应用困难所在。
　　3、数学模型法
　　1986年，原国际水污染和控制协会IAWPRC提出了活性污泥1号数学模型，其后十几年里，伴随数学模型完善，越来越多活性污泥系统开始采取它进行工程设计和优化。
　　数学模型在理论上是比较完美，但具体应用则存在不少问题，关键是因为污水处理复杂性和多样性，模型中所包含大量工艺参数需要依据具体水质进行调整和确定，这需要大量工程积累，即使简化了数学模型，应用也相当困难。到现在为止，数学模型在国外还未成为普遍采取设计方法，而在中国还停留在研究阶段。
　　 现在CASS工艺设计计算方法
　　 CASS工艺属于活性污泥法范围，但因为其运行方法独特，和传统活性污泥法又有很大差异。在同一周期内，池内污水体积、污染物浓度、DO和MLSS时刻全部在发生改变，是一个非稳态反应过程。
　　现在CASS工艺设计采取污泥负荷法，该方法不考虑反应池内基质浓度、MLSS和DO含量在时间上改变，只考虑进出水有机物浓度差，并忽略同一反应周期内沉淀、滗水和闲置阶段生物降解作用，采取和传统活性污泥法基础相同计算公式。
　　CASS工艺采取污泥负荷法进行设计时，除反应池容积计算和传统活性污泥法不一样，其它如反应池DO和剩下污泥排放量等计算方法和传统活性污泥工艺相同，所以，本节着重介绍CASS工艺反应池容积计算方法。
　　 计算BOD-污泥负荷（Ns）
　　BOD-污泥负荷是CASS工艺关键设计参数，其计算公式为：
　　 （1）
　　式中： Ns——BOD-污泥负荷，kgBOD5/(kgMLSS·d)，～
　　kgBOD5/(kgMLSS·d)，工业废水需参考相关资料或经过试验确定；
　　 K2——有机基质降解速率常数，L/(mg·d)；
　　 Se——混合液中残余有机物浓度，mg/L；
η——有机质降解率，％；
　　ƒ——混合液中挥发性悬浮固体浓度和总悬浮固体浓度比值，通常在生活污水中，ƒ＝。
　　 （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池容积采取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