CASS工艺污水处理厂生产性试验研究

【摘要】： 随着社会经济的发展,营养元素氮、磷引起的水体污染问题日益严重,国家对污水排放标准随之不断提高,污水处理技术逐渐从以单一去除有机污物为目的的阶段进入到既要去除有机物又要进行脱氮除磷的深度处理阶段,对具有脱氮除磷功能的污水处理新工艺的应用与研发己成为当今污水处理领域关注的热点。 CASS工艺(Cyclic Activated Sludge System)是一种较为新颖的具有脱氮除磷功能的污水处理工艺,由于其占地面积小、无需初沉池和二沉池、基建及运行费用低、不易发生污泥膨胀、操作管理方便等诸多优点,近年来在我国已得到越来越多的应用,具有广阔的市场前景。 为了促进CASS工艺的研究发展,尤其是在处理城市生活污水中的应用,本课题以重庆市大渡口污水处理厂的实际生产工艺流程为试验现场,从污水处理厂启动、调试到试运行阶段,开展了一系列生产性试验研究,全面考察了CASS工艺的工作性能,考察了不同运行工况对工艺运行效果的影响。 重庆市大渡口污水处理厂经过设备单体调试、清水联动调试以后进入污水联动调试,主要是进行活性污泥的培养与驯化。实践表明,采用接种法培养驯化活性污泥20天就能完成污泥培养驯化,COD、BOD5、SS去除率分别为80.4%～90.1%、88.6%～93.7%、83.1%～92.1%,其三项的出水水质指标均达到或优于设计目标。但是从NH_3-N、TN及TP的测定数据来看,NH_3-N、TN去除率不理想,出水不达标。经过对脱氮系统进行调试,采取延长曝气时间、提高进水C/N比等措施,出水NH_3-N、TN全部达标,去除率也远大于设计值。试运行阶段,COD、BOD5、SS、NH_3-N、TN及TP去除率平均值分别为80.8%、91.8%、87.9%、87.1%、67.7%和95%。 接下来进行了CASS工艺影响因素的研究。比较了2h、3h和4h曝气时间时三种不同周期对CASS工艺的影响和作用。试验结果表明,CASS工艺采用三种不同的周期对碳和磷的去除效果基本接近,其中不排除化学除磷的辅助作用。但是在目前的进水水质条件下,对于NH_3-N和TN来说,2h的曝气时间不足,出水NH_3-N和TN都曾出现过不达标的现象,出水NH_3-N不达标率42%,出水TN平均值都不达标,因此不宜采用。3h曝气时间对COD、NH_3-N、TN和TP的去除率分别为91.2%、89.7%、59.7%和96.1%;4h曝气时间为89.1%、98.2%、63.7%和96.2%,在3h和4h曝气时间出水水质都达标的前提下,采用3h的曝气时间更节约运行费用。 进行了最佳DO浓度试验,试验结果表明,对目前的进水水质而言,将CASS工艺纯曝气阶段的DO浓度稳定控制在2.5～3.0 mg/L之间,能使CASS工艺的工作性能达到最佳,再加上从节能方面考虑,宜将DO控制在2.5mg/L左右,此时COD、NH_3-N、TN和TP去除率分别可达到88.9%、94.5%、71.3%和95.8%,出水COD、NH_3-N、TN和TP浓度分别为33.0、2.2、17.1和0.18mg/L。 比较了冬(12月份)春两季(3月份)CASS工艺的运行情况(研究温度对CASS工艺的影响的时候,本该连同夏季一块考虑在内,但污水厂从六月份就已经调整进水,进水已跟设计值相近,工艺运行参数也已调整,因此跟冬春两季的数据不具有可比性)。温度对硝化反应的影响巨大,随着温度的提高,NH_3-N去除率呈上升趋势,TN去除率与NH_3-N去除率保持良好的同步性;由于曝气时间对于磷的吸收相对充足,温度已经不是TP去除效果的限制因素,因此,两季TP去除率接近,出水TP值也比较低,多在0.1～0.5 mg/L之间。 对CASS工艺在不同充水比下的工作性能进行了研究。λ越小,CASS工艺的抗冲击负荷能力就越强,各污染物的去除率越高。就目前污水厂的进水水质和CASS工艺的处理性能来看,无论何种充水比条件下出水总能稳定达标排放,也说明了CASS工艺本身具有良好的抗冲击负荷的能力。 【关键词】：CASS工艺 生活污水 生产性试验 自动控制
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TU992
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 1 绪论13-26
• 1.1 我国水资源状况13
• 1.2 我国污水处理现状13-14
• 1.3 CASS 工艺概述14-20
• 1.3.1 CASS 工艺的结构组成14-15
• 1.3.2 CASS 工艺运行过程15
• 1.3.3 CASS 工艺的优点15-16
• 1.3.4 CASS 工艺的缺点16-17
• 1.3.5 CASS 工艺在国内外的应用现状17-20
• 1.4 试验研究的理论基础20-24
• 1.4.1 COD 降解动力学20-21
• 1.4.2 生物脱氮技术21-23
• 1.4.3 生物除磷原理23
• 1.4.4 脱氮和除磷的关系及矛盾23-24
• 1.5 课题的背景24-26
• 1.5.1 课题研究的主要内容24-25
• 1.5.2 课题研究的目的和意义25-26
• 2 污水处理厂概况、研究内容及测试方法26-37
• 2.1 重庆市大渡口污水处理厂简介26-31
• 2.1.1 工程概况26
• 2.1.2 工艺概况26-27
• 2.1.3 主要构筑物及设备27-31
• 2.1.4 设计进出水水质31
• 2.2 进水情况31-35
• 2.2.1 水量情况31-33
• 2.2.2 水质情况33-35
• 2.3 试验内容及方法35-36
• 2.4 试验测试项目及方法36-37
• 3 CASS 工艺的启动、调试及试运行37-53
• 3.1 CASS 工艺的启动37-44
• 3.1.1 CASS 工艺启动前的准备工作37-38
• 3.1.2 设备单体调试、清水联动调试、污水联动调试38-39
• 3.1.3 CASS 工艺活性污泥培养与驯化39-42
• 3.1.4 启动期间结果分析42-44
• 3.2 CASS 工艺的调试44-50
• 3.2.1 脱氮效果不好原因分析44-48
• 3.2.2 脱氮系统调试48-50
• 3.3 CASS 工艺的试运行50-53
• 4 CASS 工艺影响因素研究53-78
• 4.1 曝气时间的影响53-59
• 4.1.1 试验控制参数53
• 4.1.2 曝气时间对COD 去除的影响53-55
• 4.1.3 曝气时间对NH_3-N 去除的影响55-56
• 4.1.4 曝气时间对TN 去除的影响56-57
• 4.1.5 曝气时间对TP 去除的影响57-59
• 4.1.6 小结59
• 4.2 DO 的影响59-67
• 4.2.1 试验控制参数60-64
• 4.2.2 DO 对COD 去除的影响64
• 4.2.3 DO 对NH_3-N 去除的影响64-65
• 4.2.4 DO 对TN 去除的影响65-66
• 4.2.5 DO 对TP 去除的影响66
• 4.2.6 小结66-67
• 4.3 温度的影响67-72
• 4.3.1 试验控制参数67
• 4.3.2 温度对去除COD 的影响67-68
• 4.3.3 温度对去除NH_3-N 的影响68-69
• 4.3.4 温度对去除TN 的影响69-70
• 4.3.5 温度对去除TP 的影响70-71
• 4.3.6 小结71-72
• 4.4 充水比的影响72-78
• 4.4.1 试验控制参数72
• 4.4.2 充水比对COD 去除的影响72-74
• 4.4.3 充水比对NH_3-N 去除的影响74-75
• 4.4.4 充水比对TN 去除的影响75-76
• 4.4.5 充水比对TP 去除的影响76-77
• 4.4.6 小结77-78
• 5 CASS 工艺的自控及运行中遇到的问题78-90
• 5.1 CASS 工艺的自动控制78-83
• 5.1.1 自控系统组成78-79
• 5.1.2 网络方案79
• 5.1.3 运行控制79-80
• 5.1.4 中央监控系统80-82
• 5.1.5 仪表的设计与选型82-83
• 5.2 运行中遇到的问题及相应解决措施83-87
• 5.2.1 CASS 池中出现的问题83-85
• 5.2.2 设备出现的问题85
• 5.2.3 进水出现的问题85-86
• 5.2.4 突发状况86-87
• 5.3 试运行费用分析87-90
• 5.3.1 运行成本的组成87-88
• 5.3.2 吨水运行成本及其分析88
• 5.3.3 控制运行成本的建议88-90
• 6 结论与建议90-92
• 6.1 结论90-91
• 6.2 建议91-92
• 致谢92-93
• 参考文献93-96
• 附录96-98

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