CCAS工藝,即連續(xù)循環(huán)曝氣系統(tǒng)工藝(Continuous Cycle Aeration System),是一種連續(xù)進(jìn)水式SBR曝氣系統(tǒng)。這種工藝是在SBR(Sequencing Batch Reactor,序批式處理法)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成。SBR工藝早于1914年即研究開(kāi)發(fā)成功,但由于人工操作管理太煩瑣、監(jiān)測(cè)手段落后及曝氣器易堵塞等問(wèn)題而難以在大型污水處理廠中推廣應(yīng)用。SBR工藝曾被普遍認(rèn)為適用于小規(guī)模污水處理廠。進(jìn)入60年代后,自動(dòng)控制技術(shù)和監(jiān)測(cè)技術(shù)有了飛速發(fā)展,新型不堵塞的微孔曝氣器也研制成功,為廣泛采用間歇式處理法創(chuàng)造了條件。1968年澳大利亞的新南威爾士大學(xué)與美國(guó)ABJ公司合作開(kāi)發(fā)了“采用間歇反應(yīng)器體系的連續(xù)進(jìn)水,周期排水,延時(shí)曝氣好氧活性污泥工藝”。1986年美國(guó)國(guó)家環(huán)保局正式承認(rèn)CCAS工藝屬于革新代用技術(shù)(I/A),成為目前的電腦控制的生物除磷、脫氮處理工藝。CCAS工藝對(duì)污水預(yù)處理要求不高,只設(shè)間隙15mm的機(jī)械格柵和沉砂池。生物處理核心是CCAS反應(yīng)池,除磷、脫氮、降解有機(jī)物及懸浮物等功能均在該池內(nèi)完成,出水可達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)預(yù)處理的污水連續(xù)不斷地進(jìn)入反應(yīng)池前部的預(yù)反應(yīng)池,在該區(qū)內(nèi)污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附,并一起從主、預(yù)反應(yīng)區(qū)隔墻下部的孔眼以低流速(0.03-0.05m/min)進(jìn)入反應(yīng)區(qū)。在主反應(yīng)區(qū)內(nèi)依照“曝氣(Aeration)、閑置(Idle)、沉淀(Settle)、排水(Decant)”程序周期運(yùn)行,使污水在“好氧-缺氧”的反復(fù)中完成去碳、脫氮,和在“好氧-厭氧”的反復(fù)中完成除磷。各過(guò)程的歷時(shí)和相應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行均按事先編制,并可調(diào)整的程序,由計(jì)算機(jī)集中自控。
CCAS工藝的*結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式使其在工藝上具有*的優(yōu)勢(shì):
(1)曝氣時(shí),污水和污泥處于*理想混合狀態(tài),保證了BOD、COD的去除率,去除率高達(dá)95%。
(2)“好氧-缺氧”及“好氧-厭氧”的反復(fù)運(yùn)行模式強(qiáng)化了磷的吸收和硝化-反硝化作用,使氮、磷去除率達(dá)80%以上,保證了出水指標(biāo)合格。
(3)沉淀時(shí),整個(gè)CCAS反應(yīng)池處于*理想沉淀狀態(tài),使出水懸浮物(SS)極低,低的SS值也保證了磷的去除效果。CCAS工藝的缺點(diǎn)是各池子同時(shí)間歇運(yùn)行,人工控制幾乎不可能,全賴電腦控制,對(duì)處理廠的管理人員素質(zhì)要求很高,對(duì)設(shè)計(jì)、培訓(xùn)、安裝、調(diào)試等工作要求較嚴(yán)格。
水是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大和人口的增加,水環(huán)境污染成了一大難題。城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因,是制約許多城市可持續(xù)發(fā)展的主要原因之一。“環(huán)境保護(hù)”是我國(guó)的基本國(guó)策,中國(guó)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略與對(duì)策制定的2000年治理目標(biāo),要求城市污水集中處理率達(dá)20%。目前,我國(guó)正處于城市污水處理事業(yè)的大發(fā)展時(shí)期,尤其隨著國(guó)家西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施,中國(guó)中西部環(huán)境與生態(tài)保護(hù)已被提上首要議事日程。城市生活污水處理自200年前工業(yè)革命以來(lái),越來(lái)越受到人們的重視。城市污水處理率已成為一個(gè)地區(qū)文明與否的一個(gè)重要標(biāo)志。近200年來(lái),城市污水處理已從原始的自然處理、簡(jiǎn)單的一級(jí)處理發(fā)展到利用各種技術(shù)、深度處理污水,并回用。處理工藝也從傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝工藝發(fā)展到A/O、A2/O、AB、SBR(包括CCAS工藝)等多種工藝,以達(dá)到不同的出水要求。我國(guó)城市污水處理相對(duì)于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家、起步較晚,目前城市污水處理率只有6.7%。在我們大力引起*技術(shù)、設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),必須結(jié)合我國(guó)發(fā)展,尤其是當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,探索適合我國(guó)實(shí)際的城市污水處理系統(tǒng)。
結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況,參考*技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),建設(shè)城市污水處理廠應(yīng)符合以下幾個(gè)發(fā)展方向:
(1)總投資省。我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家,經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需資金非常龐大,因此嚴(yán)格控制總投資對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)大有益處。
(2)運(yùn)行費(fèi)用低。運(yùn)行費(fèi)用是污水處理廠能否正常運(yùn)行的重要因素,是評(píng)判一套工藝優(yōu)劣的主要指標(biāo)之一。
(3)占地省。我國(guó)人口眾多,人均土地資源極其緊缺。土地資源是我國(guó)許多城市發(fā)展和規(guī)劃的一個(gè)重要因素。
(4)脫氮除磷效果。隨著我國(guó)大面積水體環(huán)境的富營(yíng)養(yǎng)化,污水的脫氮除磷已經(jīng)成為一個(gè)迫切的問(wèn)題。我國(guó)新實(shí)施的國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)也明確規(guī)定了適用于所有排污單位,非常嚴(yán)格地規(guī)定了磷酸鹽排放標(biāo)準(zhǔn)和氨氮排放標(biāo)準(zhǔn)。這就意味著今后絕大多數(shù)城市污水處理廠都要考慮脫氮除磷的問(wèn)題。
(5)現(xiàn)代技術(shù)與環(huán)保工程的有機(jī)結(jié)合?,F(xiàn)代技術(shù),尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)和自控系統(tǒng)設(shè)備的出現(xiàn)和完善,為環(huán)保工程的發(fā)展提供了有力的支持。目前,國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的污水處理廠大都采用的計(jì)算機(jī)管理和自控系統(tǒng),保證了污水處理廠的正常運(yùn)行和穩(wěn)定的合格出水,而我國(guó)在這方面還比較落后。計(jì)算機(jī)控制和管理也必將是我國(guó)城市污水處理廠發(fā)展的方向。
幾種處理系統(tǒng)的工藝比較
為了選擇出工藝上可靠,投資上經(jīng)濟(jì),管理上方便的城市污水處理系統(tǒng),結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況,我們調(diào)研了國(guó)內(nèi)外污水處理廠的成熟經(jīng)驗(yàn)和發(fā)展趨勢(shì),并進(jìn)行了比較。目前,國(guó)內(nèi)外城市污水處理廠處理工藝大都采用一級(jí)處理和二級(jí)處理。一級(jí)處理是采用物理方法,主要通過(guò)格柵攔截、沉淀等手段去除廢水中大塊懸浮物和砂粒等物質(zhì)。這一處理工藝國(guó)內(nèi)外都已成熟,差別不大。二級(jí)處理則是采用生化方法,主要通過(guò)微生物的生命運(yùn)動(dòng)等手段來(lái)去除廢水中的懸浮性,溶解性有機(jī)物以及氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽。目前,這一處理工藝有多種方法,歸結(jié)起來(lái),有代表性的工藝主要有傳統(tǒng)活性污泥、氧化溝、A/O或A2/O工藝、SBR及CCAS工藝等。目前,這幾種代表工藝在國(guó)內(nèi)外都有實(shí)際應(yīng)用。