污水处理工艺CASS的脱氮设计方法分析

北极星环保网讯:本文研究如何改进CASS工艺设计方法,将其用于高氨氮污水处理，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。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。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。

1.现行的CASS工艺设计方法

1.1 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。

1.2 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。

1.2.1 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： Ns——BOD-污泥负荷，kgBOD5/(kgMLSS˙d)，生活污水取0.05～0.1

kgBOD5/(kgMLSS˙d)，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/(mg˙d);

Se——混合液中残存的有机物浓度，mg/L;

η——有机质降解率，%;

ƒ——混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值，一般在生活污水中，ƒ=0.75。

(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;