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处理小区生活污水CASS工艺研究

文档作者：董晶		点击数：	更新时间： 2024年04月29日
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⑧ 天率大薯
硕士学位论文
一—I■一啊I■_日rolli_-二●_I■Jl
学科专业：水力学及河流动力学
作者姓名：董阴I=i
指导教师：张效先副教授
jf!=：=浦山。±兰ZTr内4盯吉
中文摘要
我国淡水资源缺乏，随着我国城市建设和工业的发展，城市用水量和排水量
不断增长，造成水资源日益不足。开发住宅小区污水回用系统(中水系统)，将这
些小区或大楼的污水就近收集、就地处理，供给小区和用户的各类杂用水，既可
节省水资源，缓解水资源的不足，又可以减少环境污染，有明显的社会效益和经
济效益。
目前，推广使用中水技术的主要障碍之一是经济效益问题，因此要降低污水
处理设施造价，降低能耗。CASS工艺与传统的活性污泥法相比虽然有一定的经
济优势，但是他还是存在一些不足之处，并且总体来说处理成本还是比较高。所
以有必要对CASS工艺的运行方式做一定的改进，克服了原来CASS工艺一些固
有的缺点，提高处理效果以及反应池的有效容积利用率，降低处理设施造价及污
水处理的成本。
本文是针对改进后的CASS系统选择设计参数并设计计算，将设计好的反应
池原型按重力相似准则做成反应池模型。实验研究的重点是探讨针对原CASS工
艺的不足之处建立的改进后的反应池的沉淀状况，即研究排水比及其影响因素，
研究改进后的处理工艺的处理效果及效率，为该工艺的工程应用提供依据。试验
表明，污泥在理想沉淀状态下沉淀情况良好，模型反应池处理污水的效果明显。
改进后的工艺经过合适选定各种参数，并根据建设场地的具体情况灵活设计反应
池的形状，在满足出水要求的前提下，可明显提高污水处理效率，降低污水处理
的成本，并将会成为一种经济有效的污水处理方式。
关键词： CASS工艺， SBR， 间歇式活性污泥法， 污水处理
ABSTRACT
With the development of industry and OUr city，the absence ofWater resource has
became a serious problem we have to face．The amount of Water that we have used
and discharged iS increasing everyday。Developing the system of wastewater reuse in
residential area and reclaiming the wastewater of nearby building is a mathed which
Can both save the water resource and reduce the pollution ofthe environment．
Nowadays，one ofthe main problems about the reuseofwastewater is economic
reason。therefore．it’S necessary to lower the price of the wastewater treatment
facilities and to reduce the cost of operation．Though，the cyclic activated sludge
system compares tO traditiohal aetived sludge method have some economic advantage，
but there still has some drawback，in addition，the cost oftreatment iS still hi曲．So，its
necessity to change some part of the cyclic activated sludge system to overcome it'S
original weakness．and the change would help to improve reactor’S Valid capacity
utilization and to reduce the cost ofthe facilities and operation．
When the parameters ofthe system which some part ofthe process xv'as eh锄瓣
were set，we could design the form and size of the reactor．The prototype of reactor is
contracted into model of reactor as some certain rate．nle purpose of this experiment
is to study the scale conditions of the cyclic activated sludge system which has been
altered，And we also study the result and efficiency of treatment，SO as to offer some
data for actual engineering、The result of this experiment show this way is efficiently
in the treatment of wastewater．In addition．bv the way of setting appropriate
parameter．designing the size of reactor according to actual field circumstance，this
mathed Can improve treatment efficacy obviously and reduce the cost of wastewater
treatment。
KEYWORDS．．Cyclic Activated Sludge System，SBR，
Activated Sludge，Wastewater Treatment
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的
研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表
或撰写过的研究成果，也不包含为获得苤盗盘茎或其他教育机构的学位或证
书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中
作了明确的说明并表示了谢意。
学位论文作者签名董。璃签字日期：卅年2月√日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解苤盗盘茔有关保留、使用学位论文的规定。
特授权叁盗盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检
索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校
向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。
(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)
学位论文作者毖童
签字日期：晰年2月2√日I
导师签名：彦名。爹钞夕7
签字日期：夕张口月叫日
第一章绪论
1．1概述
第一章绪论
我国淡水资源缺乏，随着我国城市建设和工业的发展，城市用水量和排水量
不断增长，造成水资源日益不足，水质日趋污劣。
我国很多城市的住宅小区己逐渐形成一定规模，整个小区用水需求量大，小
区的外排污水具有水质水量变化较大，污染物浓度偏低，可生化性好，处理难度
小的特点。生活小区是具有一种功能或多种功能的相对独立的区域，其排水系统
有时不在城市市政管网覆盖范围之内。根据当地的环保标准，必须设置独立的污
水处理设施。如果有条件，可以将处理后的污水经过进一步处理作为中水回用到
小区中。这样既可节省水资源，又可保护环境，有明显的社会效益和经济效益。
在选择处理污水处理工艺时，应考虑小区污水处理的特点。选择的工艺应满
足以下要求：处理工艺成熟、可靠，流程简单，所需设备及管道少：能够适应水
质、水量变化较大的冲击；占地面积小，连接管道少，操作简单，初期投资及运
行费用低：处理工艺产生的污泥量少。
周期循环活性污泥(CASS)工艺是一种新型的活性污泥污水处理工艺，在
很多国家得到采用，并且其处理效果良好。CASS工艺具备上述小区污水处理的
特点，而且与传统的活性污泥法相比更有其独特的优势。
要推广CASS工艺，使其可以广泛的应用到小区污水处理等小型的水处理
工程中，就要对其进行研究和发展，发挥CASS工艺的特点，使其与其他污水处
理工艺相比具有优势，即可以做到运行过程简单、建设费用和运行费用低廉等。
在降低了单位水量的建设投资和运行成本时，才会进一步促进中水的利用，达到
节约水资源的目的。
1．2活-牲污泥法的基本原理及流程
1．2．1活性污泥法概述
在1914年英国的曼彻斯特市，由Arden和Lockett[1】二人开创了用活性污泥
法处理污水，距今已有七十多年的历史。在这期间世界上有很多科技人员，对活
性污泥法处理污水进行了广泛深入的研究。如对活性污泥法净化污水机理、活性
第一章绪论
污泥法新型工艺流程、活性污泥中的微生物及微型动物、活性污泥膨胀现象等的
研究都取得了不少成果。但直到现在活性污泥法还有很多方面需要进一步研究和
完善。
用活性污泥法处理污水，效率高、效果好、费用低，处理后的出水能达到排
放标准，因此使用广泛，已成为世界上处理污水的主要方法之一。活性污泥法处
理污水的实质，是在充分曝气供氧的条件下，以处理的废水做培养基，对活性污
泥进行连续培养的过程。活性污泥在曝气池中以絮凝体形式存在，它有强大的吸
附、氧化污水中有机物和毒物的能力，又有良好的沉降性能，使污水处理能连续
的进行。
所谓活性污泥是指经过人工专门培养和驯化的好气性的微生物群体，它包括
细菌、放线菌、真菌、原生动物和藻类等。它们以褐色絮状的肉眼可见的泥粒形
式存在。污水中的污染物有毒物质是由活性污泥降解消除的，活性污泥是污水生
化处理的主要因素。
1．2．2活性污泥法处理污水的基本原理和流程
活性污泥法是利用活性污泥中的好氧细菌及其原生动物对污水中的有机物
进行吸附、氧化、分解，最终把这些有机物变成二氧化碳和水的方法。其过程由
物理化学作用和生物化学作用来完成。物理化学作用是利用活性污泥对有机物的
吸附能力使污水得到净化，吸附作用进行的十分迅速，一般在10min～30min即
可完成：此过程称为吸附阶段。生物化学作用是在有氧的条件下，好氧细菌借助
其分泌的体外酶(一种具有生物催化作用的活性蛋白质)，将污水中的胶体性有机
物分解为溶解性有机物，连同污水中原有的溶解性有机物渗透过好氧细菌的细胞
膜进入其细胞内部，然后通过细菌的生物活动，将有机物氧化、分解并合成新细
胞，最后在细菌体内酶的作用下，使有机物分解成二氧化碳和水。生物化学过程
在充分供氧的条件下进行，在此过程中，细菌利用分解有机物所得到的能量和营
养产物合成新的原生质，于是细菌逐渐长大、分裂。菌体得到增殖，活性污泥量
也随之增多。此过程称为氧化阶段。另外，物理化学作用和生物化学作用同时进
行。当吸附阶段活性污泥的吸附力达到饱和后，就会失去活性。但通过氧化阶段，
所吸附和吸收的大量有机物被氧化分解，活性污泥又将重新呈现活性，恢复它的
吸附氧化能力¨j。
在开始运行时，应先在曝气池内注满污水，进行曝气，培养出活性污泥，此
后即可连续进行。经过适当预处理的污水不断进入曝气池，在沉淀池内与活性污
泥充分接触被处理。处理后的污水和活性污泥一同流人二次沉淀池，沉淀的活性
第一章绪论
污泥部分回流人曝气池，上层清水不断流出，有时污泥回流曝气池前应先在再生
池中进行再曝气。另外，由于微生物起新陈代谢作用，使系统的活性污泥量不断
增加，所以应在适当的时候将剩余污泥排除。
进水一
图l-1 活性污泥法的基本工艺流程图
1．2．3传统活性污泥法的缺陷
出水
传统活性污泥法对BOD和悬浮物有很高的处理效率，但存在下述缺陷：
(1)不能适应水质的变化，当进水水质发生变化时，对活性污泥有较大的
影响。
(2)进水浓度尤其是抑制物质浓度不能太高，不适应冲击负荷，对某些工
业废水不适应。
(3)需氧量分布不均，使所提供的空气不能充分利用。在曝气池前段，生
化反应剧烈，需氧量大，而后段生化反应平缓，需氧量相对减少，为了维持前段
有足够的溶解氧，后段将大为超过需要，造成处理费增高。
(4)排放的剩余污泥也在池内完成了再生过程，消耗动力。
(5)所用曝气池相当庞大，占地较多。
1．2．4活性污泥系统的运行方式
针对传统活性污泥法系统存在的问题，在系统的运行方式上作了某些变革，
来适应某些污水处理过程的要求，并且提高处理效率减少能耗。
其基本的运行方式有【3】：阶段曝气活性污泥法系统、再生曝气活性污泥法系
统、吸附一再生活性污泥法系统、延时曝气活性污泥法系统、高负荷活性污泥法
系统、完全混合活性污泥法系统、深水曝气活性污泥法系统以及纯氧曝气活性污
泥法系统等。
近年来活性污泥法在构造和工艺上有较大发展，在实际运行中已证实效果显
第_章绪论
著瓣露氧纯沟、闽歇式活性污滋法(SBR)戳及AB法褥承照瑾工艺等溪毪污涯
处理新工艺。
王．3阉歇式活性海泥法(SBR)的基本源理概述
1．3．1润歇式活性污泥法概述
间歇式活性浮游法一般简称为SBR阻1(sequencing batch reactor)，它在很多方
面与传统活性污泥滋相似。SBR魑早期的充排式反应器(fill—draw reactor)的一种
改进，毖连续流滔拨污泥法CFS(continuous flow system activated sludge process)
旱，键由于运行管溅繁臻两逐渐被舞者薪徒蛰。
20世纪70年代初，美国Notre dame大学的Irvinel5]教授和他的同事对SBR
法重新进行了实验研究。近年来，由于计算机控制的曝气、污泥回流等翻动控制
援零熬发蔟，麴上溶簿羲溅定纹、l丕嚣电餐暑卡鼗拳疰诗等过程控秘掰嚣癸豹聚经
济、精度又高的菔测仪器的出现，使得早期的SBR反应器操作复杂问题得以改
进。随着SBR工慧的进一步完蒋，水处理设施的小规模化发展以及氮磷去除标
准的掇蔫，SBR工慧在当代成为～嵇各国竞鞠开发豹热f-jI艺{6】。
1．3．2间歇式活性污泥法基本原理
阉歇式活蛙海淀法(Sequence Batch Reactor戳下篱称S转轴在缓多方蘸与传统
的活l腱污泥法相似，可以去除污水中的有机物和部分氨氮。原污水与池中的生物
污泥相混合，污水中的污染物被降解，然后通过重力沉降达到圃液分离黹】水净化
嚣豹。SBR王艺戆核心是萁反黢邀，该逮豢承矮均纯、秘次泼淀、生物羚解、
二次沉淀等功髓为一体，整个工范简洁，运行操作可通过自动控制装置完成，管
理简帮，投资较省。与传统法不同的是，SBR工艺进水怒间歇的，被处理的每
一池污水相继经过遴水酚段、曝气反应阶段、灏渡分离阶段鞠出水阶段，反应池
完成一个徭巧之螽谶入下一个徭繇。采蠲这释互艺静污永处瑾厂一簸都设有秀个
或三个反应池，各自完成自己的循环，以轮流进水的方式接受来自城市污水管网
连续不断的污水“J。
SBR法麸原理上毡含了徽象物鑫孽获氧(或软氧)、葑氧生纯爰应过程；崔运行
上包括了进水、反应、沉淀、醯l水、闲置s个过程。它与CFS法的视理基本相
同。两者的不同之处在于CFS法是在空间上设鬣的几个构筑物(调节池、初沉他、
第一章绪论
曝气他、二阶沉淀池等)中连续操作完成这一系列过程；而SBR法则在一个构筑
物(反应槽)中在时间上间歇进行各种反应而达到处理效果。典型的运行模式见下
图。18]
进水曝气沉淀滗水闲置
图I-2 SBR的一个周期运行过程
SBR法具体的运行操作原理如下：进水工序是SBR反应器接纳废水的过程，
废水流入生化槽到达设定的水位后关闭进水阀，进入的废水与槽内活性污泥混合
和微生物发生反应。然后，依据原废水的水质情况，若需要进行缺氧或好氧反应，
则可采取缺氧搅拌或好氧曝气来完成，以达到有机污染物降解和脱氮除磷的目
的。反应完毕后，停止搅拌或风机运行，使废水进入沉淀过程，活性污泥在完全
静止的情况下进行有效的沉降分离。经过一段时间后，上清液通过排水管的阀门
开启排放，最后进人待机状态，等待下一个处理过程。经过相当时间产生的剩余
污泥可在沉淀或待机时取出。
∥n，≤隧一一、F二二：二一
田ij√√¨刮』掣■畔L[ 了’ L中吣．i
1水箱：2水泵：3空压机；4微机：5SBR反应器；6电磁阀
7空气流量计；8液体流量计；9电动搅拌器
图1-3 SBR工艺的反应装置
SBR每一个工作周期中，各个阶段的运行时间、运行状态可以根据污水的
性质、排放规律和出水要求等进行调整。还可以根据实际情况省去某个阶段(例
第一章绪论
如闲置阶段)，或者把反应阶段与进水阶段合并，即进水一开始就进行曝气，可
一直持续到反应阶段结束。在反应阶段，可以始终曝气，也可以曝气与搅拌(此
时不曝气)交替运行，控制十分灵活、方便。
1．3．3 SBR的基质降解规律
SBR从进水开始基质浓度逐渐增加，进水结束时达到最大，随着反应的
进行，基质浓度逐渐减小。研究表吲91对于生活污水，SBR的基质降解通常符合
一级动力学反应，即
dS／dt=．k2S (1-1)
k2——基质降解速率常数，h～；
S——混合液中基质浓度(mg／L)：
ds，dt_一基质降解速率，me,／(L．h)。
在每个SBR池中，每一个运行周期的沉淀及排水阶段法生的生物降解作用
一般不做考虑，而SBR一般有一个较长的进水阶段，因此，SBR的处理效果主
要取决于进水和反应两个阶段。在进水阶段，反应器中同时存在着基质积累与生
物降解作用。混合液中的生物量一方面随着有机物的降解而增加，另一方面随着
内源呼吸而减少。
(1) 进水阶段污水进入反应池过程中，污水中的有机物首先被菌胶团
吸附，而进行生物降解，反应池内基质降解属于非稳态的生化反应，混合液的体
积及基质浓度均在变化，对SBR池内有机物和活性污泥进行物料衡算：
_d(VS)：Qs。一眭(1．2)
“l
式中V——-t时刻反应器中混合液体积，L；
s。、s——分别为进水和t时刻基质的浓度，medL：
Q——进水流量，L／h：
rc——基质降解速率，me．／(L．h)。
因dV／dt=Q，
—d(V—S)：—Vd—S+—Sd—V：傩q-．—Vd—S (1-3)
dt dt dt —dt
V=Vo+Qt (1-4)
式中V旷——进水前混合液体积，L。
式(1)可变为
第一章绪论
警=南cSO-Sh ㈨s，
式(3)即为进水阶段基质降解模型。
(2)反应阶段处于反应阶段的SBR，无进水和出水，池中混合液体积
保持不变，曝气池内的反应为固定容积的完全混合反应，基质降解服从一级动力
学关系：
dS／dt=．k2S (1-6)
1．3．4 SBR工艺的脱氮除磷
SBR工艺的脱氮作用。SBR一般控制在低负荷下运行，剩余污泥量小，主
要通过微生物作用下进行的硝化和反硝化反应，使污水中的氮以氮气的形式释放
到大气中。
生物脱氮主要通过控制反应器中的溶解氧(DO)和水力停留时间来实现。
sBR处理工艺可通过不同的控制手段，灵活运行，很容易实现好氧、缺氧条件
的交替，从而到达脱氮的目的。进水期间，反硝化菌利用水中的有机物作为碳源，
通过反硝化作用可以去处部分NO'x-N；在好氧期间，硝化菌利用氧气将NH+4．N
转化成NOx-N达到除氨的目的：在沉淀阶段，反应器处于缺氧状态可以进行反
硝化反应，进一步去除好氧反应后混合液中的NO-x．N[10】。
美国的Manning和Irvine对SBR进行的研究表明只有在水中含有大量的有
机物和无溶解氧及NOx的情况下，才有磷的释放和后续阶段曝气时磷的大量吸
收，活性污泥中磷的含量从l％增加到4％～7％，而使污水中的磷转移到污泥当
中。在SBR过程中可以提供缺氧、厌氧和好氧条件，使除磷微生物有效的去处
磷，而不必投加化学物质。·SBR在进水过程中不曝气，好氧速率高，DO迅速下
降，反硝化作用也使NOx-N减少，基质浓度又较高，这正是除磷的理想条件。
研究表明，在系统运行一段时间后就能达到很好的处理效果。
SBR在反应池的每一个运行周期中就能够有效的去除废水中的有机物、氮
和磷。当采用标准时序(进水lh，厌氧1h，曝气4h，沉淀1h，排水lh)时，
TOC、TP和TN都有很高的去处率。在实际工程中，应根据水质水量合理安排
各阶段运行时间。
第一章绪论
1．4 SBR工艺的特点
SBR(Sequencing Batch Reactorl法工艺的主要特色为川：工艺过程简单，投
资省，占地面积小，适应性强．耐冲击负荷能力强，可随污水性质的变化和排放
要求的不同．进行人为的调节和控制．可控制丝状菌的过度增殖，减轻或不产生
污泥膨胀、运行稳定可靠；必要时可除氮、除磷，达到深度处理要求。
另一方面，SBR比连续式更容易驯化出优势菌种，微生物处于营养物、溶
氧等周期性变化的环境中有利于絮状污泥生长而抑制丝状污泥生长，使活性污泥
中快速生长的兼性菌占优势，更容易控制污泥膨胀。同时，SBR反应器中RNA
的含量比普通的活性污泥高34倍。而RNA决定了细菌的增殖速度。因此，SBR
反应器污泥活性高，沉降性能好。由于SBR工艺具有以上的优点，因而成为污
水处理的最佳选择工艺之一，尤其在处理有机废水方面。
1．5本章小结
随着工业和自动控制技术的飞速发展，传统的活性污泥法以及分支间歇式活
性污泥法(SBR)工艺在污水处理中的应用越来越广泛，SBR工岂尤其比较适合
小型的污水处理工程。SBR工艺的变形也越来越多，其中包括CAST、CASS等
工艺，SBR和这些变形工艺统称为问歇式活性污泥法。合理的设计和高水平的
自动控制是保证SBR及其变形工艺CAST、CASS等工艺处理效果的关键。SBR
的变形cAST、CASS等工艺是一种高效、经济、可靠、适合中小水量污水处理
的工艺，符合小区生活污水处理的要求。
的工艺，符合小区生活污水处理的要求。
第二章SBR变形工艺(CAST．CASS)的概述和发展趋势
第二章SBR变形工艺(CAST。CASS)的概述和发展趋势
2．1 CAST工艺的基本原理概述和特点
2．1．1 CAST工艺概述
二十世纪七十年代美国Irvine开发了序批式活性污泥法(SBR)，在流程中只
采用一个基本单元，将调节池，曝气池和二沉池的功能集中于一池，进行水质水
量调节、微生物降解有机物和固液分离等，典型的SBR反应器的运行过程为进
水一曝气—沉淀一滗水一待机。而CAST工艺按充水一排水以及曝气一非曝气顺
序不断重复进行处理过程，故是SBR工艺的一种改进。CAST工艺在SBR工艺
的基础上，增加了选择器及污泥回流设旆，并对时序做了调整，从而提高了SBR
工艺的可靠性及效率。[t21CAST工艺每一操作循环由进水／曝气、进水／沉淀、撇
水、闲置四个阶段组成，每个阶段组成一个循环，并不断重复。循环开始时，由
于充水，池中的水位由一最低水位开始上升，经过一定时间的曝气和混合后，停
止曝气，以使活性污泥进行絮凝并在一个静止的环境中沉淀。在完成沉淀后，由
移动式撇水堰排出已处理的上清液，使水位下降至所设定的最低水位，然后再重
复上述过程，为保持池子中有一个合适的污泥浓度，需根据产生的污泥量排出相
应的剩余污泥，排除剩余污泥一般在沉淀阶段结束后进行。
2．1．2 CAST工艺机理和过程
CAST工艺可由一座或几座反应池组成。运行时污水分批进入反应池，然后
按进水一曝气、进水一沉淀、滗水、进水一闲置组成一个运行周期，分别完成生
物降解(包括有机物降解、硝化／反硝化、生物除磷)和排水功能。在CAST工艺中
设有生物选择器，在此选择中，废水中的溶解性有机物质能通过酶反应机理而迅
速去除，选择器可恒定容积也可变容积运行，多池系统的进水配水池也可用作选
择器。污泥回流液中所含有的硝酸盐可在此选择器中得以反硝化，选择器的最基
本功能是调节活性污泥的絮体负荷防止产生污泥膨胀。循环过程中反应器内的水
位在设计高水位和设计最低水位之间变化，是一个变容积的运行过程f131。
瓣22．章SBR变形工艺(CAST，CASS)的概述和黢聪趋势
遴瘩器
回流污游
1生物选择器；2缺氧区；3好裁区
鬻2一t CAST反瘟器录意涸
cAsT系统的操作由进水～爆气、沉淀、滗水、充水～闲置4个撩举过程组
成，每个基本过程的时间对处理效果豹影响都是很重要的，Goronszy教授认为
合理毂时霹势嚣为；曝气对阗蠢憨覆嚣霹阗煞50％-60％，滋淀对阕占30％，淹
水和闲嚣时间分别不超过10％和5％，但是样实际应用中必须根据原水水质由实
验束确定最佳值，通常总循环时间可设置为4-12h。对于城市污水来说，在正常
滚量条髂下典型麴捺{蕈霾舔为4h，包括2彝曝气、强沉淀、lh漠承翻溺鼍。舞
秉述农滚量蝗热使系统进入蠢峰循环除段，鬟§整个操俸糖邵潜褥减少。对王韭废
水处理来说，比较常见的是采用6h和8h循琊。
在CAST工蕊的主碾气医避孳亍曝气供氧，主要完成降解有机物和浏对硝化／
反磷纯遵程癸q。在CAST逮予鳃寒壤疆存潜永泵，污瀑遥过藐潜承蒙不辑逮获
主曝气区抽送至选择器中(使活性污泥和避水相互接触以利用污泥的酶转移机理
快速l毂附吸收溶解性有机物)，所设置的剩余污泥泵在沉沈阶段结束后将工艺过
程中产生翡裂余澎淀簿窭系统。农注予药来蝼设畜峦亳魂驱毯熬可秀降茨擞容
堰，戳摊出处理出承，撇东装嚣及其它搽俸过程如溶解裁稻摊泥等均实行中央垂
动控制。
在可变容积和戆水和排水(SBR法>系统中进行生物朕簸濮纯和反硝纯)已有
多每历史，太羹运行结果衰臻：藤SBR一稃，CAST王麓氛骞辜越嚣鞘纯疆：磷
亿能力，随着除氦聚求的不断撼黼，CAST工艺将得到日益广泛的应用。其原理
为通过每一循环的四个阶段人为地造成厌氧、缺氧、好氧的生物环境。不仅能去
豫～殷蠢撬饕煮戆浮疆诲，嚣蠢迩怒去狳营蓉穆震懿器磷，憝理蠹票取决予淀羚、
供氧情况和一个瓣坏中曝气积稚曝气时段的魄储。CAST系统中硝诧反硝化过程
不需鞭单独设置一个缺氧运行阶段以进行反硝化。生物除磷效果达到80～90％
第二章SBR变形工艺(CAST，CASS)的概述和发展趋势
左右，如需进一步提高除磷效果，可采用加大循环周期，加大非曝气时间占整个
循环时间的比例。
2．1．3 CAST工艺的特点
CAST方法最重要的特征是不设独立的沉淀池及其刮泥系统，在CAST工艺
中，活性污泥始终保持在一个池子中进行生物反应和泥水分离，因此，CAST系
统能节约大量基建投资和运行费用。当由于进水流量和水质发生变化而影响污泥
性质时(如絮凝效果等)，可简单地通过调节变化进水和曝气循环过程，而使系统
重新恢复正常状态，开发CAST工艺的主要目标是尽可能降低设备投资，简化工
艺流程及其操作过程，提高系统的可靠性和运行的灵活性Il”。
CAST工艺的特点主要可归纳如下：
(1)池子总容积减少，土建工程费用降低。占地面积少，采用简单的组合式结
构、扩建方便。
(2)能很好地缓冲进水水量和水质的波动(日变化，季节性变化)，雨季时，
无需设置调节池。
(3)处理效果好，排出的剩余污泥稳定化程度较高，无需调协二沉池和庞大的
回流污泥泵站。
(4)无污泥膨胀，污泥指数不超过50～70ml／g。
(5) 由于特殊的运行方式，从而限定了对曝气设备的选择，间歇曝气加大了曝
气设施选择的难度，增加了曝气设施维持强度。
(6)所需的设备及材料较多，设备闲置率较高，维修工作量大。
(7) 自动化程度高，人工操作简单，但管理运行较复杂，与之相关的设备质量
要求较高，应有较高的设备维护水平及能力。
2．1．4 CAST工艺小结
CAST运行过程的控制一般由可编程序控制器(PLC)来进行，主要根据进水
量、DO、进水水质、出水水质等进行实时控制，自动调整各部件的运行状况以
达到最佳的效果及最经济的运转。CASS工艺与CAST工艺的运行方式基本相同，
都是带有生物选择器的间歇式活性污泥反应器。区别在于CASS工艺采用连续迸
水形式，从而简化了操作，降低了处理费用，使CASS工艺成为一种更加适合处
理小水量污水并更具优势的处理工艺。
第二二章SBR变形工艺(cJ6IST，CASS)的概述和发展趋势
2．2 CASS工艺的基本原理概述和特点
2．2．I CASS工艺概述
CASS fCyclicActivated Sludge System)]：艺是SBR的一种改进型，是循环活
性污泥技术(CAST)的一种型式。CASS系统实际上是一个间歇式反应器、在此反
应器中活性污泥法过程按曝气和非曝气阶段不断重复进行，该法使得生物反应过
程和泥水分离过程在～个池子中进行。该工艺是由Goronzsy教授及其同事在
SBR工艺和氧化沟技术的基础上开发出来的，目前正得到深入研究并已在实际
废水处理工程中得到广泛的应用。
CASS(Cyclic Activated Sludge System)是在SBR的基础上发展起来的【l⋯，即
在SBR池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续进水(沉淀期、排水期仍
连续进水)，间歇排水。设置生物选择器的主要目的是使系统选择出絮凝性细菌，
其容积约占整个池子的10％。生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的基质积累
——再生理论，使活性污泥在选择器中经历一个高负荷的吸附阶段(基质积累)，
随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段，以完成整个基质降解的全过
程和污泥再生Il 71。
2．2．2 CASS工艺的原理及运行过程
CASS工艺是在CASS池进水端设有一个生物选择器的可变容积、以序批曝
气一非曝气方式运行的充—放式间歇活性污泥处理工艺【l引，在一个反应器中完成
有机污染物的生物降解和泥水分离的处理功能。设置生物选择器的主要目的是使
系统选择出絮凝性细菌，有效地抑制丝状菌的生长和繁殖，克服污泥膨胀，提高
系统的运行稳定性。生物选择器的容积约占整个池子的10％。生物选择器的工艺
过程遵循活性污泥的基质积累一再生理论，使活性污泥在选择器中经历一个高负
荷的吸附阶段(基质积累)，随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段，
以完成整个基质降解的全过程和污泥再生。整个系统以推流方式运行，是一个好
氧—缺氧一厌氧交替运行的过程，而各反应区则以完全混合的方式运行以实现同
步碳化和硝化一反硝化功能，因此具有一定脱氮除磷效果【191。
完整的CASS工艺运行周期一般可分为四个阶段。
l曝气阶段在此阶段，曝气系统向反应池内供氧，一方面满足好氧微生物
对氧的需要，另一方面有利于活性污泥与有机物的混合和接触，从而使有机污染
物被微生物氧化分解。同时，污水中的NH3-N也通过微生物的硝化作用转化为
第二章SBR变形工艺(CAST，CASS)的概述和发展趋势
NOx-No
2沉淀阶段停止曝气后，微生物继续利用水中剩余的溶解氧进行氧化分解。
随着反应池溶解氧的迸一步降低，微生物有好氧状态向缺氧状态转化，并发生一
定的反硝化作用。与此同时，活性污泥几乎在静止沉淀的条件下进行分离，活性
污泥沉至池底，下一周期继续发挥作用，处理后的水位于污泥层的上部。
3滗水阶段沉淀阶段完成后，置于反应器末端的滗水器在程序控制下开始
工作，自上而下逐层排出上清夜。与此同时，反应池污泥层内因为溶解氧很低仍
会发生反硝化作用。
4闲置阶段闲置阶段的时间一般较短，主要保证滗水器在此时间段内上升
到原始位置，防止污泥流失。如果在此阶段进行曝气，则有利于恢复污泥活性。
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二： Z 毒己i．L ?￡。：吾!；。-
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沉淀阶段
滗糯段艘∽)聪
c^ss工艺硼嘲啊il行过毽
图2-2 CASS工艺周期循环运行过程
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第二章sBR变形工艺(CAST，C^SS)的概述和发展趋势
不同的运行阶段的运行方式可根据需要进行调整，如无反应充水(即进水时
既不曝气)、无曝气充水混合、充水曝气等。一个运行周期结束后，重复上一周
期的运行并由此循环不止。循环过程中，反应器内的水位随进水而由初始的设计
最低水位逐渐上升至最高设计水位，因而运行过程中其有效容积是逐渐增加的
(即变容积运行)。
2．2．3 CASS工艺的特点
CASS工艺与传统的活性污泥法相比【20】优点主要可归纳如下：
(1)建设费用低。省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备，建设
费用可节省20％'30％。工艺流程简洁，污水厂主要构筑物为集水池、沉砂池。
CASS曝气池、污泥池，布局紧凑，占地面积可减少35％。
(2)运转费用省。由于曝气是周期性的，池内熔解氧的浓度也是变化的，
沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低，重新开始曝气时，氧浓度梯度大，传递效率高，
节能效果显著，运转费用可节省10％一25％。
(3) 能很好地缓冲进水水量与水质的波动。不仅能有效去除污水中有机碳
源污染物，而且具有良好的脱氮、除磷功能，排出的剩余污泥稳定化程度较高。
(4)进水的波动可用改变曝气时间的简单方法即可予以缓冲。管理简单，运
行可靠，不易发生污泥膨胀，一般污泥指数不超过50～70mg／L。
CASS工艺与传统的SBR或CAST工艺的比较优缺点如下：
(1)CASS反应池由预反应区和主反应区组成，预反应区控制在缺氧状态，
因此提高了对难降解有机物的去除效果。
(2)CASS T艺迸水是连续的，因此进水管道上无电磁阀等控制元件，单
个池子可独立运行，而SBR或CAST进水过程是间歇的，应用中一般要2个或
2个以上池子交替使用，增加了对控制系统的复杂程度。
(3)CASS每个周觌的排水量一般不超过池内总水量的1／3，而SBR则为
1／2～3／4，CASS池抗冲击能力比较好。
(4)CASS比CAST系统简单，但脱氮除磷效果不如后者。
第二章SBR变形工艺(CAST，CASS)的概述和发展趋势
2．3 CASS工艺的应用性研究
2．3．1 CASS工艺处理低温生活污水的应用研究
寒冷地区低温污水处理一直是目前水处理中的难点，低温污水主要是指在我
国北纬40度以北的城镇(一般在6～10。C，少数在4～6。c)的冬季城市污水。由
于我国寒冷地区一年中的大部分时间处于低温环境，地面排水温度一般在10。C
左右，而生物处理一般要求水温在13。C以上，这就给污水处理带来很大困难。
实验方法及流程【2l】：原水为生活污水，储水箱容积为180L。CASS装置规
格930ram x312mmx410mm，容积为1lgL。整套实验装置由PLC可编程自动控
制器集中控制，周期运行，无须专人操作。工艺流程图如下图：
控制器
图2．3 CASS工艺处理低温生活污水试验流程图
一般情况下，传统活性污泥法处理污水的效果随温度的降低而变差，出水水
质差的一个重要原因就是二沉池污泥沉降性能不好。从处理低温废水的整个实验
过程来看，废水中悬浮物的去除率一直都很高(平均为91．7％)，进水ss通常在
100 mg／L以上(平均为1 19．6m∥L)，出水SS普遍维持在10m∥L左右(平均为
9．4mgL)，并且去除效果比较稳定。这反映了CASS工艺独特的运行方式，使得
曝气结束后的沉降阶段整个池予面积均用于在近乎静止的环境中进行泥水分离，
故其固体通量很低，泥水分离效果良好。另外，CASS I艺在池子前段设有生物
选择器，使活性污泥在选择器中处于高负荷的快速基质积累阶段，有利于絮凝性
细菌的生长，但不利于丝状细菌的生长，使CASS I艺保持了不易发生污泥膨胀
的优点，这也有利于悬浮物的去除。
低温对CASS工艺处理效果有一定影响，在其他条件相同情况下，与常温条
件相比，CODc，去除率约降低3％(平均由88．2％降到85．5％)，这也反映出该工艺
习掣
一
气，
一
口习Lj 葡
第二章SBR变形工艺(cAsT，CASS)的概述和发展趋势
对温度具有较好的适应能力。但低温造成活性污泥沉降性能降低，SV和SVI值
普通高于常温条件，可以通过提高污泥浓度、降低污泥负荷、适当延长沉淀时间
和向CASS池中投加少量粘土等措施，解决低温给生产运行带来的因难。
2．3．2 CASS工艺处理啤酒生产废水
啤酒生产废水主要含糖类、酸类等有机物【22】，属中等浓度的食品工业废水，
进入水体要消耗大量溶解氧，对水体环境造成严重危害，必须经处理达标后才能
外排。
某啤酒厂排放废水约3500m3／d，主要包括酿造废水、包装废水、过滤冲洗
水等。废水处理设计进水水质为：CODc，：800～1500mg／L，BOD5 400～800mg／L，
路：300～600mg／L。由于酵母回收效果不佳，废水排放水质波动较大。实际正
常生产期间，平均进水水质约为CODo：2300mg／L，pH：6～11。该废水出水执
行当地污水排放新扩改二级标准，即CODo_<150mg／L，BOD5_<60mg／e，
SSl200mg,'L。
根据废水水质及排放特点，主体工艺采用循环式活性污泥法即CASS法，具
体流程如下图所示。
圈2．4 CASS工艺处理啤酒生产废水流程图
该工程正常运行以8h为周期，其中进水、曝气、回流时间为6h，进水、沉
淀时间为lh，滗水、排泥时间为1h。工程调试后，连续运行时间约半年。运行
结果表明，在设计范围内，出水能完全达到要求的排放标准。
该工程设计处理能力3500m3／d，总占地面积约2000m2，构筑物实际占地面
积约为1430m2，折合每m3水占地面积为O．41rn2，每。水投资为1200元，直接
运行费用(不含设施设备折旧费)主要包括电耗、药剂费及维修费，每日耗电量为
2208．Ikw．h，折合运行电耗为O．63kw．h／m3，处理每m3废水的直接运行费用约为
．16．
第二章SBR变形工艺(CAST，CASS)的概述和发展趋势
O．768元。与普通活性污泥法相比，占地面积少30～40％，投资费用降低15～20％，
运行费用降低20～30％，其优越性是显然的。
该啤酒废水处理工程表明：O)CASS处理工艺能有效地处理啤酒废水，当
CODc，在800～1500mg／L范围内，处理出水能达到或优于地方排放标准：(2)合
理选取设计参数，能使CASS T艺达到稳定的运行效果；(3)CASS处理工艺简单，
占地面积小，投资少，运行费用低。
2．3．3 CASS工艺处理造纸中段废水
近年来，我国造纸工业迅猛发展，每年人均消费量约16kg。但由于资金缺
乏及环境意识淡薄等原因，我国造纸工业对环境造成了十分严重的污染。一方面
国家已关闭了大量治理达标无望的小造纸厂、纸浆厂，另一方面加大了污水治理
的力度。建造污水处理厂使污水达标排放迫在眉睫。下文以新疆某纸厂为例，简
介处理造纸中段废水的CAF涡凹气浮系统—CASS工艺。
CAF涡凹气浮系统是专门为了去除工业和城市污水中的油脂、胶状物和固
体悬浮物而设计的系统田l。本着投资省、运行效果好、操作管理方便、工艺先进
等原则，结合该厂造纸中段废水特点，工艺设计选用目前国内外先进的周期循环
活性污泥法(CASS)和CAF涡凹高效气浮串联工艺。工艺流程如下：
中
图2-5中段废水的CAF涡凹气浮系统—cASS工艺流程图
第二章SBR炎彤工艺(CAST，CASS)的概述和麓艉趋势
泼承承凌潞楚壤工艺变鼗黧下塑：
图2．6废水水质治工稳流程变化圈
CAF涡凹气浮系统具有操作蔼单、自动纯程度高、效率高、投资省、运行
费丽低的优点。髑麓循嚣活穗浮淀法(CASS)-I-艺流程爱，占遗面积少，污承厂
主要构筑物为集水池、沉砂池、周期循环曝气池、污泥池，省去了初次沉淀池、
二次沉淀池及污混阐流设备等，布局紧凑，占地面积可减少20％～35％。建设费
矮低，胃警害10％～25％。鸯瓠钧去豫搴藏，窭窳承霞好，逶过舍理鹃浚诗霸良
好的管理，COD的去除率一般高于其它生物处理工艺10％左右。管理简单，污
水处理厂设备种炎和数量较少，运行可靠，污泥产量低。
2．4本章小结
CASS-I-艺是以生物反应动力学原理及会璎豹水力条件为基础两开发的一秭
其存系统组成蕊攀、运行灵活耨可靠毪努等後患静废窳楚遴薪工艺，茏嫠适合予
含有鞍多工业废水的城市污水以及要求对污水脱氯除磷的处理过程中。随着对废
水处理出水水质，尤其是对氮、磷等物质排放要求的日益提高，开发和成用经济
会璎、多凄戆、擦穆灵活基运费稳定豹凌痰鲶壤工艺已嚣豢受裂骚突袭裙雳户熬
重视。CASS工艺作为一种其裔竞争力的工藏，无论在城市污水还是在工业废水
处理中都具有良好的应用前景。CASS工艺融在一些小区污水处理工程中得到应
用，趿必其具有独特的优势和缀强的适应性。但是该工艺还存在一些阕越，倒如
容欷琴l糟率较低等，困诧有登瑟辩其迸行深入研究，发挥该工艺的特点，挺齑其
处理污水的效率，让CASS工艺得到进一步发展。
第三章CASS工艺的改进思路
3．1问题的提出
第三章CASS工艺的改进思路
CASS工艺与传统的活性污泥法工艺或SBR工艺相比较在处理效果、运行过
程简化及经济性上有一定优势，但是在应用过程中也存在一些问题，例如反应池
容积利用率不高、工程设计主要依靠经验数据等。如果能够对CASS工艺做一些
改进，克服原工艺的缺陷，并提高其污水的处理效率及适应性，就可以使CASS
工艺在污水处理工程中广泛的采用，为生活小区或工业污水处理提供一种经济可
行的方法。CASS工艺是一种新兴的污水处理工艺，其应用时间相对于其它污水
处理工艺较短并且发展并不完善，所以有必要针对CASS工艺存在的问题，进一
步发展和完善这种工艺。CASS工艺的不足之处总结如下：
(1)CASS工艺尚处于发展阶段，目前仅在中小型污水厂和一些工业废水处理
站上得到了应用，由于缺乏完善的科学理论依据，以及对脱氮除磷机理缺
乏深入的了解，故在工程设计时参数大都依靠经验数据。
(2)CASS工艺实现了连续进水，于是在沉淀过程中进水水流必定对污泥沉淀
造成干扰，对沉淀效果有一定的影响。同时为了防止进水短路，周期排水
量较小。
(3) 由于间歇运行，所以在排水以后，有效池容得不到充分利用。每周期接纳
污水约占总有效容积的30％，使污水的实际停留时间延长至3小时左右。
(4)因为CASS工艺连续进水，为了防止在排水的时候排出未处理的污水，所
以反应池要有一定的长度， 反应池的形状有一定的限制。
3．2 CASS工艺的改进思路
针对CASS工艺存在的问题，现考虑对CASS I艺反应池的外形或运行方式
作一些改变。目的是在保持出水水质的前提下，可以提高反应池的容积利用率即
提高处理污水的效率，减少工程造价与运行费用，使反应池的形状可以根据建设
场地的实际情况灵活设计。对于CASS工艺不完善的的理论依据以及脱氮除磷的
机理则暂不作研究。
第三章CASS工艺的改进思路
对王艺遴行改逡藏甄要搽持缀工艺麴特杰，又要交羧淼王艺兹不楚之爱。综
合多方面考虑，撼出一种对工截改进的设想；(1)原工艺童反应池和预发应池通
过设谯隔墙底部的过水孔连通，改进后的系统通过设在隔燃上的阀门连通反应池
的两部分，阕门可以嚣痘或者芙闼。(2)在凝妖浊渣翦端仍然是预反应波，只不
过要将颈反应港(生物选择器)的毙镶适当的放大一些，并潮赢预反威漶。
对反应器做上述变化的原因：(1)首先撼考虑到要防庶连续进水程沉淀阶段
的影响，即连续进水会造成污混的沉淀效果不佳；其次是可以提高每周期的排水
量瑟不瓣考瘗承浚缀路匏阏题。予是裁将蘩爱藏漶与圭反疲涎夔连逶方斌传基改
变，通过设在隔墙上可以控制水流的阀门来代替原来的连通孔。在沉淀阶段开始
时，就将阀门关闭，这样主反成池就处于理想沉淀状态，而且不用考虑在连续进
承过载孛将未处理瓣瘩壹接撵爨豹瓣题，每髑髑靛撵永繁墩可以楣对增大。(2)
由于程隔墙上设鬣了阀门，所l}主阀门关闭娃簸颓反应洼与毫反应沲成为蕊个暂时
相对独立的区域。为了保持原工艺连续进水的特点，就需鼹将预反应池的比例变
大一魑，并且需要嬲嵩预反应洮，因为阀门关闭以后预反成池要容纳沉淀阶段和
蒜拳泠羧懿进隶蘩。
改进后的CASS池的运行方式基本与原忑艺相同，只烧在曝气阶段结束并开
始沉淀后，隔墙上的阀门关闭，隔断预反应区与主反应区，主反应区处于理想沉
淀状森，颈反应嚣涟续逮拳。在滋淀玲段与滗窳玲段嚣，鼷墙上夔阕门努舞，颈
反应鹾与主反应隧逶通，此时，预反应区酶承佼高于主反廒区，由于存在水位差，
水通过阀门迅速进入主反应区，并于其中污水混合闲置一段时间后，开始曝气阶
段，继而进入下一个周期。改j藏慝的反应池周期循环形式如下：
第三章CASS工艺的改进思路
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沉濒段镧门关翅)
莲零羧鹱灌隈辩) 耀疆噬)黔爱(嚣潜纛，
图3-l CASS工艺已殳进后的周期运行过程圈
改进后的蘸反疲泡有掰交大，设立预反寂泡酶嚣静蔽然建进行商受旖的基震
吸附并防止污泥膨胀。废水进入处于缺氧(厌氧)状态的颓反应池，兼性发酵细
菌将膦水中的可生物降解大分子有机物转化为小分子发酵产物。预反应池中积累
了一定藿弱废拳，霞舞}零羧器麓瓣置貔菠，篡率熬褒承逐速进入主反疲送，叁手
其与主反应区废水的浓度相比较高从而形成浓度差，所以稃利于加快有机物的降
解速率。主反应区在沉淀阶段处于理想沉淀状态，因而可以增大周期排水量，从
两有鲶淫效率豹撬黯。
第三章CASS工艺的改进思路
3．3改进后工艺特点的初步分析
可以看到在改变反应池的形式以后，克服了原来CASS工艺一些固有的缺
陷，一定程度上提高了处理效果以及反应池的有效容积利用率，但是同时也增加
了系统的复杂程度，阀门的控制可以与曝气系统的控制同步。
改进后的CASS池仍然保持连续进水，而且在与原反应池相比池容大小相
近，保证出水水质的条件下可以增加处理水量，即提高CASS池的容积利用率。
因此，在相同的时间内处理水量增加，或者对于相同的处理水量，就可以减小
CASS反应池的池容，从而降低处理设施造价，降低污水处理的成本，使其成为
一种经济的污水处理方式。改进后的工艺在沉淀和排水阶段隔墙上的阀门是关闭
的，主反应区无进水干扰，所以主反应区无需保持一定必需的长度来减少进水的
干扰或防止进水短路。因此，改进后的工艺不受建设场地长度的限制，可以根据
建设场地的具体情况，灵活设计反应池的形状，满足建设场地紧张或者不规则情
况下的污水处理设施的建设。
改变后的反应池在理论上可以在有效去除有机物的同时也会有比较理想的
脱氮除磷效果，因此为处理后小区污水的高标准达标排放或者使用提供了保障，
并且可以推广应用到其他对污水脱氮除磷有具体要求的场合。
3．4对改进后工艺的研究内容
1主反应池最大排水比的确定。
2与原CASS工艺沉淀状况进行比较。
3反应池设计运行参数的确定。
4提出适合的反应器设计模型及数学模型。
第四章模型试验装鬣及研究方法
4．1 q-程实例
第四章模型试验装鼹及研究方法
生活小区是其肖一种功能或多耪功裁的期对独立的陵域，其I{}水系统有时不
在城市市政管鼹覆盏范围之肉。稷据当越敕环绦标准，必须设置独立躺浮汞处理
设施。如果有条件，可以将处理厢的污水经趱进一步处理作为中水回用Nd,区中。
小区污水不同于城市污水，属予生活污水范瞬，其水质水凝特征为：水质水量变
纯较大，污染糍浓菠偏{毳，污承可生纯往好，楚理难度夺。
菜生活小区腭民人数大约1万人，该小区的生活污水最大摊放量为
1000m3／d，所以污水处理设施的设计日处理能力为lOOOm3。CASS工艺适合小区
污零处理豹特点，势且与其缝工笼相比有缀多傀势。因戴该生活小区选媚CASS
工艺为主体的小隧污水处理工麓，CASS反庶池的尺寸为20．0mx5。0rex5．0m，运
行周期为4小时，水力停留时间12小时。处理出水水质达到设计要求，可以达
标排放。
4．2 m艺改进后的反应池设计
可以以该生活小区的污水她理工程为基础，按照改进艏的CASS工麓来设计
反应池。根据设计出的改进后的原型反应池作出相应的模溅，来对改进后的工艺
进行灾验研究。实验的强的是磷宠改进爱CASS T艺静勉璞效果，比较工艺改进
前蜃静处理效率，弗为CASS工笼在生活小隧的应用提供缀验，推广CASS T艺
的应用。
4。2．1改进后反艨池设计参数的初步设定
嫩活污水属于低浓度污水，按照低浓度浮水的范围，污水水质如下：
进承求震：CODc。～300rag／L， BOD5～150mg龙；
处理后污水出水水质要满足封F放标准，设计出水水质如下：
出水水质：CODc，～60mg／L， BOD5～20mg／L；
第四章模型试验装置及研究方法
CASS工艺改进前后运行方式同属于间歇式活性污泥法，所以改进后反应池
运行参数的初步选定参考原CASS工艺的推荐参数。反应池的运行周期按照
CASS工艺的传统周期确定，即：四小时周期(曝气2小时，沉淀1小时，滗水
O．5小时，闲置0．5小时)，并且水力停留时间为12小时。
排水比的设定：由于对CASS工艺反应池进行了改变，所以每次排水过程只
能将主反应池中的水部分排掉。主反应池在沉淀过程中处于理想沉淀状态并且没
有进水干扰，所以主反应池每周期的排水比为1／2或2／3，根据实际情况具体而
定。先假定主反应池的排水比为1／2，在以后设计确定预反应池和主反应池容积
的时候要校核总的排水比为1／3左右，因为如果总排水比小于1／3，则反应器的
容积利用率与原工艺相比并没有提高。
4．2．2改进后反应池的设计
改进后反应池的设计方法与原CASS工艺有所不同，因为改进后的反应池外
型有了变化，而且运行方式与原工艺也有所不同。下边具体叙述改进后反应池容
积以及各部位尺寸的具体确定过程。
反应池容积的确定：处理水量为1000m3／d，即41．67 m3／h，周期4小时，
总的排水比为1，3，所以反应池的体积为
V：m。Q：!!!!唑：500
H×N 2414xl (4．1)
式中1，瑚——每周期的排水比o
Q一处理污水的日流量，1113／d；
n—一每天循环的周期数；
N．一反应池的个数i
假设反应池中MLSS浓度为2000～2500mg／L，则BOD5污泥负荷为
Ⅳ：望：墨
5
e×gw×V(4-2)
式中M——-BOD-污泥负荷率，kgBODs／(kgMLSS·d)；
So-----原污水中含有的可溶性基质浓度，mg／L：
Q一处理污水的日流量，m3／d；
e一每周期中曝气时间所占的比例；
Ⅳ。——反应池中混合液污泥(MLSS)浓度，mg／L：
V——反应池的总有效容积，m3；
反应池各部位尺寸的确定：该污水处理反应池的纵剖面简图如下：
第四靴模型试验装鬣及研究方法
} 岛
E：
，
一
～
图4-1反应池级剐瑟豳
前边是预反应池，后边是主反应浊。将预反应池高出主反应池的部分设为A，
预反波速下逮藜部分设舞B，奎葳应潼罄分浚为C，然后分期确定吾都分稳尺寸e
A部分体积的大小要满足一定的条件，即A部分体积要可以容纳程沉淀阶
段和排水阶段的进水。由于每周期中沉淀阶段和排水阶段一共1．5h，所以A部
分豹爨夺薅积为：
VA=qxl．5=41．67xi．5=62．5m3 (4-3)
a——反应池的进水流量。1000／24=41．67 m3：
掰以B、C部分体积鹃慧移烫：
VB+Vc=V—VA一500—62。5=437．5m’ (4·4>
为了使反应池每周期的排水量更多，提高处理效率，就需要使主反_陂区的体
积ve占总镩积的比捌尽可能豹大，因为每趱期瓣求援局隈于主反应嚣郝分。但
是器帮分体积VB像不能过，j、，誉剡在高度鞠黼盼条件下，B部分在承平方向上
的面积SB就会太小。又因为s扩sA，所以A部分的面积s^就会太小，在A部
分体积VA一定的情况下，则A部分的高度羚必会过商，不符合要求。A部分高
度HA簸嘉不超过3m，B、C罄努骞疫}珐、}艳最高不筵邋6m。
酋先设定HA，进而可以确定A部分的平面面积S^=VAmA，以及B部分的
平面嘲积Sa=SA。鞭设定HB、Hc，．则可确定B、C部分的体积：
Va=Sax疆B
Vc=437．5一VB
根据镪周期主反应隧的排水比1／2确定每周期摊水量1／2 Vc，然后技核总排水比
是否符合当褪匏设定。翔不满麓条俘，翻努矮增大A舔分毫疫HA，袋C部
分高度Hc的设定值，重新计算个部分尺寸，寅到总排水比符合开始设定的条件
为止。
第四章模型试验装置及研究方法
首先设定A部分高度HA=2．0m，则
s^=v^／HA=62．5，2．0=31．25m2；
SB=SA=31．25m2；
设定B、C部分高度HB=Hc=5．0m，则
VB=SB×HB=31．25x5．0=156．25 m3；
Vc；437．5一Va=437．5—156．25=281．25 m3；
每周期排水量为
1／2 Vc=1／2x281．25=140．63 m3：
总排水比
140．63／500=0．28<0．33
不满足初始设定条件，所以重新设定HA或Hc。
经过多次试算，最终确定HA_2．5m，Hc=4．5m，则有
S A--v,,／HA=62．5／2．5=25．0m2；
SB=S^=25．0m2：
VB=SBxHB=25．0x4．5=112．5 m3；
Vc=437．5一VB=437．5-112．5=325．0 m3；
每周期排水量为
l／2 Vc=1／2x325．0=162．5 m3；
总排水比
162．5／500=0．325
O．325大约等于l／3，所以符合最初设定的总排水比。
各部分体积确定以后，可以根据实际情况具体灵活的设计反应池的其他各部
分尺寸。先设定反应池个部分的尺寸如下：
SA=SB=25m2=3．1×8．0m2(长×宽)
Sc=Vc／Hc=325．0／4．5=72m2=9．0x8．0 m2：
反应池的具体尺寸图如下，单位：毫米(m m)；
-26．
第四章模型试验装置及研究方法
【．：山．!Li． !皿!!I j
图4-2反应池正面和侧面尺寸
反应池的有效总体积为：
V=SB(HA+HB)+ScxHc=24．8x(4．5+2．5)+72x4．5=497．6 m3
反应池还应有0．5m的超高，即安全容积Vl，所以反应池的总容积为：
Vo；V+VI=497．6+48．4=546 m3
4．3模型试验装置
实验的工艺流程如下所示：
污水一储水箱—一计量泵——+cASS模型——-出水
污水取自某招待所污水井中的生活污水，储存在储水箱中，然后用计量泵按
照一定的流量将污水提升到反应池模型的预反应池中。曝气系统采用穿孔管曝
气，预反应池中不曝气或者限制曝气。
反应池模型尺寸的确定：按照设计好的原型反应池的尺寸，依据重力相似准
则以一定的比例将原型缩放为反应池的模型。缩小后的反应池模型在高度方向不
宜过小，以便于观察污泥的沉淀情况，对反应池各部位的尺寸都按15：1缩小。
反应池隔墙上阀门为球阀，直径定为25．4mm，通过调节阀门来控制过水孔大小。
阀门在隔墙上的位置为：在宽度方向的中间，距离池底5～10em处。通过实验观
察阀门孔径大小和位置对沉淀及处理效果的影响，来最终确定原型反应池中阀门
的大小和位置。缩小后的反应池模型的具体尺寸如下图所示：单位：毫米(m m)
r—寸
第四章模型试验装鬣及研究方法
L1J．—j上上⋯——上』生———————J
正筒
悭
中间隔墙
塑4。3菠残邀摸型静轰帮位足寸圈
≤
i广
L 一r
l二剖
侧面
实验装置图如下图所示，CASS模型自行设计，材质为有机玻璃，便于观察
水流的运动状杰、污泥躺絮凝及泼淀情况‘；该装置的足寸为；
LxBxH=800mmx550mmx350mm，颈反波遣上边加高的体积为：
l×Bxh=200mm×550mmxl70m，所以反应池的总体积为15lL。污水从水箱由计量
泵进入反应器的预反应池，调节计量泵的转速可以改变进水流量，从而调整水力
滓蘩潜闫。
反应池的水力停留时J|自』根据每周期的排水量不同而改变。由于在沉淀阶段主
反戍区处于理想沉淀状态，所以主反应池每次排水比可以大于1／2，根据实际情
况撼水眈也可以为2／3。摊承魄增大后，试验摸型中污承鞠水力箨整时瓣就会减
少。
图4．4踵进后的CASS工艺处理常；2；；l污水模型实验装置示意图
改进后反应池各个阶段的控制运行情况如下表：
第网南模型试验装置及研究方法
曝气阶段沉淀阶段摊水阶段闲置阶段
l预殷应池限制曝气’限制曝气限制曝气限制曝气
I麦反应洼曝气沉淀搀水耀嚣
}隔瓣上盼阀门开疟关闭兼闭开雇
滗水器停止停止下降上升
4．4实验条体
试验豹嚣灏怒邋过褒察污滗秘瀑淀{；孳城议菱拳漉对海混流淀{i孽况鳇影虢，来
确定最佳排水院，确定改进餍的反应池可馘提高的处理效率。实验满糕假设处理
效浆达到设计标准的前提下的，因此不考虑处理后水质状况，只研究污泥沉淀状
况以及嚣}瘩毙懿确定+对模型运雩亍周期及避拳流量蔹瓣水力学豹betway必威官方网站
遴行缩放，
寒模数承流斡蹴淀淀效粟影穗。
通过模型来模拟水流状况时有如下关礤：反应池模型的尺寸比例^=15，则
摸型的时间比例为丑=√丑=3+87，模型|}勺流量比例为xo=丑2 5=871．4。可见，
甄受中每个霄翅飚个孛对，丽模型孛每周辩为～令，j、霹，各个徐莰鞠辩滴努赛荛；
曝气30min，沉淀15min，排水和闲簧15min。模型中的谶水流量为
1．15m3／d=0．8L／rain。所以实验中各项条件如下：
髑麓运行辩潮：l枣露，其中爨气30rain，沉淀15rain，滗承、耀嚣15min。
藏应涟中的添度T=9～I l。C，口H=6．6～6．8，
进水流量：800ml／min。
周期处理水蹩：48L。
鼹鬻簿永魄：主反痘法静112，终占疲褒涟惑畜效容积熬，I／3。
4。5试验方法
试验污水取囱禁招待所楼麟污水井。实验所用污泥取自天津纪庄子污水厂=
沉泡强滚污泥，污淀浓麦大约3000mglL。泼污淀鞋能嶷好，污泥土潦夜渍瀵透
嚼。将25L污漉混台液授入反＆池然后热入80L生潼浮承，开始曝气。每次趣
入部分污水后持续曝气20小时，随后，逐渐加大进水熊i岢，按照工蕊的反应方
第四章模型试验装置及研究方法
式逐步弱纯壤葬活性污淀，巍至生魏鞠歪鬻、涯蛙污淀稳定，沉淀挞筑良好，表
明污泥培养成熟。
(1)模拟CASS工艺改进后的一个周期运行过程
污承通过滚攮泵数一定的流量连续迸入颈反应池，鞭反应浊遴行鼹翎曝气，
主反应池进彳亍阔敞曝气。沉淀阶段关}ll隔麓上的阀门，躐察主反应涟在沉淀除段
污混层高度以及污泥沉降速率的变化情况。沉淀阶段结束时，确定最大可排水量，
然后进行滗水，游水结束后打开隔墙上的阀门，并观察预反应池中污泥量及流失
章主凌，闲置羚段避惹开始下一溺期。
改变隔墙上阀门的位置以及阀门开度的大小，继续观察沉淀情况和预反应池
中的污泥量的多少，确定隔墙上阀门位罱对沉淀状况及两池污泥浓度的影响。
(2)模拟缀eASS工艺驰一个援期j建稷
按原CASS工艺的一个髑期过程运行。保持隔墙上的阀门一纛楚于开赢状
态，预反应池连续进水，此时CASS反应池的有效容积为132L。观察此时反应
池溜泥的沉淀情况，以及确定摊水比，与先前的过程作比较。由于只是用该反应
涟摸燮近钕模羧eASS工艺翁淀淀获凝，瘊淡薅实验绪祭其徽定瞧翡晓较。
籀五章实验绱粱及综合分槲
第五逝．实验结果及综合分析
本部分实验研究的重点怒撵讨针对滁CASS工蕊的不足之处两教避的反麻溆
的沉淀状况，前提是假设处理后得出水水质满足设计要求。改嫩后的工艺与照
CASS工艺嚣瓣予援致式滤犍污混法，爨窳零矮通过谶第各静爱戏参数霉班这剿
浚诗要求，京毅不醑变参数拣选定爱德惩游簿题，螯嫠褥突袭逡蕊楚建工艺瓣髓
髓效率，验诫该工艺是一种疑济有效的滞水处理方法。
排水比摄影响污永处理散率韵一个缎蓬要的因索，它不但与淄说浓度、污溅
黪滚簿犍鏊鬻荚，还与零力镣簿嚣鬻密强糕美。零实验嚣淫了在～令运孬簧黧警
葳应池的沉淀情况，观察礴定在排水；毫穗中可实现辩黻大排承跑。为了更多了艨
潋避后工艺的特点，在基本相同的条件”F与原CASS工艺沉淀情枫作对比，观燃
姹鞍霹实强豹矮太嚣承篷。
落．1试验缩粜
5,1，l摸攮王芝改避焉浆一令霖黻过程
此阶段的蜒验过程上淤融述及，隔蝴上孔口中心砸池底5cm她的阀门开扁，
爨一个翘门关溺。曝气半个小露嚣进入泼淀羚段，就辩溪墙±匏耀门关勰，预缀
藏涟缓续遂隶，主反应这污淀豁嚣淀谤掇魏下：
表5，1沉淀酚段污泥沉淀状况
毳叠交嚣：琵瑶孛心躐蟪痣5cm，建爨蘧霉尺寸零’乏．54cm
温度-lloC 沉淀阶段(15rain)
沉淀时间(min) 0 1 2 3 4 5 6 7
污嚣霆褰躞(era) 30 27 24 20 16 13 {i 10
茨淀黠阍(檄jn) g 9 lO ll 12 i3 14 15
污泥层高艘(cm) 9．0 8．4 8．0 7．6 7．3 7．1 6．9 6．7
菠应涎审污渡翡毵簿遮枣鬓露下：
第五章实验结果及综合分析
图5-l污泥沉降速率曲线
将隔墙上孑L口中心距池底10cm处的阀门开启，另一个阀门关闭，继续进行
一个周期，沉淀阶段后主反应池污泥的沉淀情况如下：
表5-2沉淀阶段污泥沉淀状况
孔口位置：孔口中心距池底10cm，过流孔口尺寸o_2．54cm
温度T=11 oC 沉淀阶段(15min)
沉淀时间(rain) 0 l 2 3 4 5 6 7
污泥层高度(cm) 30 28 25 22 18 14 11 9．5
沉淀时间(mjn) 8 9 lO Il 12 13 14 15
污泥层高度(cm) 8．8 8．3 7．9 7．6 7．3 7．1 6．9 6．6
反应池中污泥的沉降速率图如下
．三5
E
售4
糌3
羹z
蟋1
墨。
幽5-2污泥沉降速率曲线
第五章实验结果及综合分析
5．1．2模拟原CASS工艺的一个周期过程
将模型隔墙上的两个阀门全开，以此来模拟原CASS工艺的运行过程。原来
一个周期为四个小时，现在将一个周期的时间变为一个小时，所以在每周期内的
迸水流量就会增大，达到0．8L／min。该过程连续进水，在经过曝气阶段以后反应
池模型中的水位高度为27cm左右。在沉淀阶段依然继续进水，水经过预反应池
进入主反应池，由于进水流量比较大并且隔墙上过水面积相对比较小，所以在进
入沉淀阶段以后，流入预反应池的水进入主反应池后对污泥层的扰动就有所放
大．这样便于观察水流的扰动情况。由于连续进水，污泥层界面上方会被搅起一
些污泥繁花，所以沉淀过程中主要污泥层界面的高度变化过程如下：
表5．3原CASS A2艺沉淀阶段污泥沉淀状况
温度T=10 oC 沉淀阶段(15min)
沉淀时问(min) 0 1 2 3 4 5 6 7
污泥层高度(cm) 27 25 22 18 14 1l 10 9．4
沉淀H'j"fij(minl 8 9 10 1l 12 13 14 15
污泥层高度(cm) 9．O 8．6 8．3 8．O 7．7 7．3 7．0 6．8
反应池中污泥的沉降速率图如下
图5-3污泥沉降速率曲线
在连续进水过程中，水流经预反应池进入主反应池后，会在污泥层界面上方
搅起污泥繁花，这是因为异重流存在的原因。被搅起的污泥繁花的高度大约有
3～5cm，将此时的污泥繁花也算作污泥层高度，则污泥层高度的变化情况如下：
第五章实验结果及综合分析
表5．4原CASS工艺沉淀阶段污泥沉淀状况
孔口位置：孔口中心距池底10cm ，过流孔口尺寸m-2．54cm
温度T=10 oC 沉淀阶段(’15min)
f)C淀叫nIJ(min) 0 l 2 3 4 5 6 7
污泥层高度(cm) 27 26 24 2l 19 17 15 14
沉淀时|-iJ(min) 8 9 10 11 12 13 14 15
污泥层高度(era) 14 13 12．5 12．O 11．O 11．O lO．O 9．5
可以看到，此时污泥层沉淀速率减慢，将考虑异重流影响的污泥层的高度与
改进后工艺的污泥层高度作比较，比较曲线如下：
图5-4污泥沉淀状况比较
5．2实验结果对比分析及机理分析
5．2．1污泥沉淀状况对比分析结论
由上述图表看出，在变形后的工艺过程中，经过曝气阶段后，主反应池处于
理想沉淀状态。污泥沉降速率在开始阶段最大，随着时问的推移而逐渐变小，但
是丌始阶段污泥层界面不清晰，污泥层高度是以最上层的污泥高度计算的，所以
初始阶段显示的污泥沉淀速率不是最大。沉淀阶段主反应池上清液清澈透明，污
泥层界面清晰，沉淀性能良好。
通过图5一l可以看到污泥的沉降速率在时间方向上逐渐下降，在沉淀的最后
5分钟内污泥层总共下降的高度不到l厘米。所以在反应池原型中可以根据实际
情况考虑缩短污泥沉淀时间，以便提高处理效率。前提是要保证污泥层上方的安
第五章实验结果及综合分析
全高度以及每周期排出水量要符合最初的要求。
在隔墙上阀门的孔径的大小、预反应池阀门在隔墙上的位置，这些对沉淀过
程的较小，只是隔墙上的阀门的安装高度不应该过低，大概在高度方向上1／5这
个位置，以保持预反应池中一定的污泥浓度。
5．2．2排水量对比分析结论
在工艺变形以后的周期过程中，可以观察到在沉淀阶段进行了10分钟以后
污泥层高度稳定在8cm左右，因此在没有进水干扰的理想沉淀状态下，沉淀效
果良好，估计每周期中可排水量占主反应池容积的1／2以上，并且不用考虑在连
续进水的情况下未经处理污水的水流短路问题。在模拟原CAsS工艺周期过程的
实验结果中可以看出，沉淀阶段由于连续进水，使主反应池的沉淀过程在一定程
度上要受到异重流的影响，而且要防止未处理的污水排出，所以就要限制每周期
的排水比为I／3。
该模型主反应池有效高度为30cm，沉淀阶段后污泥层高度大约为7cm，排
水后污泥层上方安全水深为4cm，所以每周期主反应池最大排水高度为19cm，
因此该模型每周期主反应池的最大排水比可达2／3。改进后工艺的主反应池的排
水比可以定为1／2,--2／3，其总的排水比就为1／3～1／2_3。对于上述模型反应池每周
期的排水量为50～65L，原CASS工艺的排水比为1／3，对于一个有效容积为150L
的cASs工艺模型，其每周期排水量50L。通过比较可以看到在出水达到设计标
准的条件下，改进后工艺的处理效率可以明显提高。
可以发现，在改变原工艺的反应形式后预反应池容积变大，主反应池容积相
对有些减少。虽然主反应池每周期排水比可以超过1／2，但是总的排水比却没有
很大的提高，这是因为每次排水只排主反应池中的部分污水，而且主反应池与总
容积的比例减小。所以在设计的时候要尽量使主反应池容积大一些，同时也要使
其他参数符合设计要求。
5．2．3改进的反应池各运行阶段机理分析
(1)曝气阶段。在此阶段主反应区与预反应区通过隔墙上的阀门相连通，预反
应区可微量曝气。由于可以限制曝气，预反应区处于好氧状态或者缺氧状态，污
泥絮凝体部分区域内可能处于厌氧状态。主反应区处于好氧状态，在氧化有机物
的同时进行硝化反应。由于污水在先前反应阶段，在预反应池中经过了厌(缺)
氧反应，发生了磷的释放，所以在曝气阶段活性污泥中的聚磷菌可以过量吸收水
中的磷。
(2)沉淀阶段。在沉淀阶段开始后，隔墙上的阀门关闭，预反应池与主反应池
第五章实验结果及综合分析
完全隔离，主反应区处于理想沉淀状态。水中的溶解氧逐渐减少并形成厌氧状态，
微生物在继续消耗有机物的同时也进行反硝化反应。预反应池继续进水，并且是
一个单独的反应区域。污水在预反应池中将经过一个较长时间的缺氧反应阶段，
赢到排水阶段以后。预反应池可以微量曝气，使其处于缺氧状态，由于其中有机
物浓度较高，所以活性污泥可以高负荷的吸附有机物，并进行厌氧分解。与此同
时也会进行反硝化反应【2“，消耗水中的硝酸盐，形成局部的厌氧状态，使聚磷菌
有效的释放磷。
(3)滗水阶段。沉淀阶段结束后，主反应区开始排水。由于没有进水干扰，所
以排水比率可以适当增大。此时预反应区继续进水，保持高负荷的吸附与厌氧分
解。
(4)闲置阶段。滗水结束以后滗水器复位，隔墙上的阀门打开，预反应池的污
水由于水位差迅速进入主反应区，并与主反应区的污水混合。因为预反应池中的
污水浓度较高，所以两边的污水混合以后由于浓度差的存在，可以加快有机物的
降解速率。
沉淀阶段开始以后，预反应池也可以看作一个单独的厌氧(缺氧)反应池，
随后的主反应池是好氧反应池．所以整个反应过程类似传统活性污泥法中A／O
工艺的反应过程。从整个周期运行过程来看，在沉淀阶段开始的时刻，预反应池
与主反应池隔离，主反应池进行沉淀，滗水阶段的同时，预反应池内的污水在缺
氧状态进行缺氧反应。开始曝气阶段后，预反应池的污水进入主反应区进行曝气，
然后进行沉淀，滗水，完成一个周期的反应。所以从在预反应池的那部分污水来
看，可以认为进行了～个周期为1．5“．0=5．5小时的反应过程。在经过了缺氧一
好氧一缺氧一厌氧，一系列反应过程后，可以去除污水中的大部分有机物，并且
会有一个良好的脱氮除磷效果。
5．3工艺改进前后处理效率比较
现对反应池改进前后处理效率进行初步比较。下边的比较是基于一个CASS
工艺的实例，比较的前提是工艺改进前后反应池有效容积相近，并且出水水质满
足设计排放要求。
某生活污水的CASS工艺处理工程，处理水量3000 m3／d，即125 rn3／h。CASS
池的尺寸为：30x 12×5 m3，预反应池长度4m。改进前后CASS池尺寸如下图：
第五章实验结果及综合分析
兰
J
S 0
原c^ss池尺寸单位‘米变形后c^器池尺寸单位：米
图5—5 CASS工艺及其改进后的反虑器简闰
原CASS池容积为30×12x5=1800 m3，变形后CASS池的容积为
20x12x5+8×12x7=1 872 m3，两池容积大小相近。原CASS池反应周期为4小时
(曝气2小时，沉淀l小时，滗水闲置l小时)，变形后CASS池的反应周期也
为4小时(曝气2小时，沉淀l小时，滗水0．5小时，闲置O．5小时)。变形后
CASS池开始沉淀阶段以后，隔墙的阀门关闭，主反应区处于理想沉淀状态，预
反应池继续进水。沉淀和滗水阶段时间的进水总量为：125×1．5=187．5 m3。预反
应池增高的容积为：8×12x2=192 m3，可以保证完全容纳沉淀和滗水阶段的进水
总量。工艺改进前后CASS池的运行参数比较如下表：
表5-6工艺改进前后CASS池的运行参数比较
原CASS池变形后CASS池
有效容积1800m’ 1873m3
运行周期4小时4小时
周期排水比1／3 l／2～2／3
水力停留时间12小时8～12小时
每日处理水量3600m’ 3600～5400m’
变形后的CASS池仍然保持连续进水，而且与原反应池相比在池容大小相
近，保证出水水质的条件下，可以适当增加处理水量，即提高CAsS池的容积利
用率。因此：即在相同的时间内处理水量增加，或者对于相同的处理水量，就可
以减小CASS反应池的池容，从而降低处理设施造价，降低污水处理的成本，使
其成为一种经济的污水处理方式。并且反应池可以根据建设场地的具体情况，灵
活设计反应池的形状，可以满足建设场地紧张或者不规则情况下的污水处理设施
的建设。
第六濑改进后反应池的设计及理论模型
第六章改进后反应池的设计及理论模型
6．1改进后CASS工艺的反应池设计
在对CASS工艺进行～定形式静改变嚣，其基本原理依然是基本豹活性污溅
法并遵照原CASS工艺的处瑷反应机制。对于新提崮的对CASS工麓迸行变形鹩
方式也只是处于对其部分内释进行研究的实验阶段，所以下边仅是以提高工艺的
处理效率为目的w束探讨工艺黝一些参数，仅供参考。
6。1．1反应池容积及其各部位尺寸的确定
工艺形式潋变后反应池容积，可以按照下式确定；
V：—m。—O
"×N (6．1)
式中1／m——每周期的总排水比：
Q一处理污承约疆流基，In3／d：
N——每天循环静周期数；
N——殿应池的个数{
确建反应池中MLSS浓度后．则BODs污混负荷为：
Ⅳ：垒兰§
5
P×N，×V (6．2)
Ⅳ．——BOD-污泥负荷攀，kgBODs／(kgMLSS·d)；
s旷一琢污承中含蠢瓣可溶牲基缓浓度，mg／L；
Q一处瑷污水的同流量，in3／d：
E——每周期中曝气时阃所占的比例：
Ⅳ。——殷应浊中混合滚污泥(MLSS)浓度，mg／L；
V——反疵遣静总有效容积，m3：
反应池各部位尺寸的确定：
第六章改进后反虑池妁设计及理论模型
工：
闰6．1反应池的纵削面简嘲
该污水处理反应池的纵剖面简图如上t：
A部分体积要可以容纳在沉淀阶段和排水阶段的进水．
体积为：
V^2q。Tsd
Q——反应池的进水流量，m3／h：
TV：A一r一反个应周池期中中A部沉分淀的和体摊积承，阶m段3总：共所需的对问，h
B、C部分体积的总和为：
VB+Vc=V—V^
V8——反应池中B部分的体积，m3：
Vc一反应池中C部分的体积，m3；
首先设定HA，进而可以确定A部分的平面面积：
SA州A／HA
HA——反应池中A部分的高度，m；
s^——反应池中A部分的水乎方向的面积，m2；
则B部分的平颜面积
Sa=SA
ss-----反应池中B部分的水平方向的氲积，m2；
再设定HB、Hc，则可确定B、C部分的体积：
’
VB=SBxHB
Vc=V—V^一VB
所戗A部分的鼹小
(6．3)
(6-4)
(6．5)
(6．5)
(6．6)
(6-7)
HB、Hc一反应池中B、C部分的高度，m；
H。最商不超过3m，H8、Hc最高不超过6m，根据每周期主反应区的排水
比I／m，确定每周期排水量。
-39．
第六章改进后反应池的设计及理论模型
Qp=0／mz)VC (6—8)
l／mz．一每周期主反_暾区的排水比；
Q。——每周期排水量，m3：’
然后援核总摊承魄是否符合囊裙豹设定。翔不满足条髂
Qp／V->l／rn (6—9)
则必须增大A部分高度H。，成C部分离度Hc的设定德，重新计算各个部分尺
寸，直到总排永比符合开始设定的条件为业。
6．1．2各阶段殿应时间的确定
曝气时间t，的设计要根攒处理污水的情况，要达到的目的，反疲速率等因素
米确定。逶攀瀑气嚣雩闻t，取1．5～2。5h。
沉淀时间t。的设计要根据污泥层的沉降速度，污泥的浓度，排水比以及温度
等实际的情况和条件来确定。一般沉淀时间t。的选择范围为0。5～l+0h。
撵承露滴ta麴没诗要攫攒爨承掇援熬掇水糍力、效率及瞬时最麓流速确定。
对于泼处理工艺W敷0．5h左右，反应池俞大，td就应取的长一些。
排水时间tf的设计要根据活性污泥的情况、处理效率等情况具体来确定。一
般可设闲置时间tf为10min～30min。
总反应时阕为：
t--tr+ts+td+tf (6-10)
式中：t’一一个反应周期的时间，h：
t广_一瀑气对闻，h：
t；——沉淀时间。h；
td——排水时间，h；
l广一闲鬣霹闻，h{
6。1。3排水比及设计参数的确定
簿承眈鄄每蠲麓撵承量与反应洼最大鸯效容积之院。对子改交磁能CASS
工艺不同于原CASS工艺，虽然工艺依然是连续进水，假是主反应区在沉淀排水
阶段处于理想沉淀状态，没有进水干扰，所以其排水比的确定类似予SBR工艺。
SBR工艺反应涟豹东爱鲡銎掰示黼。
第六章改进后反应池的设计及理论摸型
一盏巍_寸：|壹
—j鬲峄寸。|立
⋯．恬：i开0伸
·TZ计梳量时r
一抖-f．巷丧时-}、位．．．．．．．．【．．．．．．．．．L
一，j圮胃面
圈6-2 反应池水位图
排水比为反应池滗水器排出的水量与池有效容积之比按下式计算： 土：土：必：兰
m K+‘ ％ V
(6．11)
式中：1／m——排水比；
Vl——排水结柬时池内水的容积，m3；
V2——排出的水量，m3；
V——池有效容积(V=VI+V2)，m，：
H】——排水结柬时的水位，m：
Hf一标准水位，in；
上述也可以看作是对变形后CASS工艺排水比的确定方式。在排水时耍考虑
沉淀以后的活性污泥界面上的最小水深(安全水深)．防止在排水阶段搅动污泥
层，影响出水水质。因此，需要满足以下关系：
沉淀后的污泥容积<最小储水容积Vm Vmill="V—Q" 第六章改进后反应池的设计及理论模型="第六章改进后反应池的设计及理论模型" 由上几式可导出="由上几式可导出">。
Lawrence--McCarty模型的突出之处楚强调了细胞平均停留时闻(淀龄)的重
要瞧，套予嚣龄可戳逶逮控豪《污泷戆羹}敦鬟避嚣饔节，嚣蓝乏罐强了摸嫠在实舔应
用中的可操作性。
6．2．2 l}臻爨瀑藏法SBR驹数学模型
幽于普通活性污泥法建立时间较长，其数学模型已綦奉确立，并为众多学者
所接受。然两SBR静数学摸型尚未完全确立，有待进一涉掰究。因此本文麓单
毅述SBR翡数学模型戆建立。
先作如下假定f2∞：
1，在充水期内，进入SBR曝气池污水承量与永质都魁均匀的；
2+兖索期及爱建矮蠹，黎气涟嚣台滚憋于宠全懑含状态；
3，考虑污承穗经过良好的裼次沉淀处臻，进入曝气他的污永中，胃生亿基
质是可活性的。
模型式孛采用下列芬号：
s#——原污承申含有戆可溶浚基质浓度；
ss——sBR工作周期之始，曝气池存留的活性污泥漏龠液中所含束降解的基
质浓度，亦即反应期结束时，混合液中基质浓度{ sr竞承裁缝裘露，臻气波滢台滚中基蕨浓度；
S——sBR工作过程中混合液基质浓度；
Q—～充水期内曝气池进水流量： 卜工箨器搴润，耋璃期之媲至充拳结蒙，鬻充采翦ll孛鬻{一酝囊笼永壤结
寒至反瘦矮结索，辩厦应时黼为tR嚣于，t---'tF十tR；
V旷～周期之始，曝气池内稃留的混合液体积：
V——sBR工作过程中池内混台液体积，充水期开始时，V=Vo．充水期中，
V；V—Q；充承翁焱鼹，￥一VF；反应籁亵V保持不交，V—VF；
xo——周期之始，曝气池内混合液活性淄泥浓度；
x^——曝气池工作过程中混含液活性污沉浓度；
第六章改进后反应池的设计及理论模型
X．——原污水含活性污泥物质的浓厦，口】认为零：
人——水泥比，即充水期进入曝气池的污水量与存留在曝气池内混合液量的
体积比X=Qt／Vo；
人o——泥水比，ko=l／X。
在充水阶段。由于同时曝气，池内存在好氧反应，基质去除符合Monod动
力学方程式：
ds KXs
dt Ks+S (6。29)
根据基质物料平衡可得
塑旦：OS。一兰坠V
dt ”Ks+S (6．30)
式中：K——反应速度常数：
Ks——半速度系数；
j,g-(6-30)式分解并整理得：
矿鲁哦一筘一器矿临，，，
在反应阶段，曝气池停止进水，Q=0，v=vP，式(6-31)可改写为
dS隘
dt Ks+S (6．32)
由活性污泥物料平衡，可得充水阶段的污泥平衡式
挈=眠川器咆删㈨。，，
式中：Y——生长系数：
Kd——衰减系数。
式(6-33)可分解并整理成
y警川器一∽y峭一QX ㈤，4，
如xi=0，上式可简化为
y警卅”KXSJ-KaX胪QX ㈤，，，
同样．也可得反应阶段污泥物料平衡式，即Q=0时
_，警_(y肌KXSs-K。x)G (6-36)
第六章改进后反应池的设计及理论模型
或等卅¨KXSJ_KuX) (6．37)
上述式(6-31)、(6．32)、(6．3j)、(6—37)，即为SBR法的基本数学模型式。
6．2．3 CAST工艺的物质传递模型
因为CASS工艺是SBR的一种改进型。是循环活性污泥技术(CAST)的一种
型式。所以在此，简单讨论CAST工艺的物质传递模型，CASS工艺的物质传递
模型也类似。
CAST系统的流体运动过程模型如下图所示【3 01。生化反应过程在分成两个区
域的一个池子中完成，分别为进水端的生物选择器(VI)和主反应池(V2)。从
主反应池中回流到生物选择器的污泥可以使流进的污水迅速与污泥絮凝体混合，
这可以促进系统中的缺氧反应的进行。系统每周期的进水容积等于反应池总容积
减去设计最低水位容积。
V1：缺氧区V2：好氧区
图6-4带缺氧区(V1)和主反应区(V2)的CAST工艺模型
该模型假设每周期反应池中的液体都是从最低水位容积开始进水，直到最高
水位容积。假设Vl和V2是完全混合反应器，在单位时间内同时进水。Ql是从
V1流到V2的那部分体积。
因此对于流量有：
进水： QI
回流污泥： QR=RSxQI
第六章改进后反应池的设计及理论模型
从V1流到V2的体积： Q1=QIx(1-f1)+QR
式中：
RS=QR／QI
I?l=vl／V
v为总体积
对于体积有：
总体积V=vl+v2
V1体积系数：f1=V1Ⅳ
v2体积系数：f2=V2／V
对于时间控制，以传统的每周期4小时为例，如下表：
表6-1 CAST系统一个周期各个时段的操作状态
阶段数1 2 3
状态持续时间2 h 1．5 h O．5 h
V1 混合，进水进水，混合排水，混合一
V2 混合，进水，曝气进水，沉淀+，混合” 排水，混合”
‘实际状态
“
模型简化状态
阶段1从排水阶段以后，反应池中的液体处于最小容积的时候开始。在阶段
1和阶段2的过程中，V1和V2都连续进水。Vl池中没有曝气，但在进水过程
中持续保持混合状态，V2池仅在阶段1进行曝气。在阶段2进水有利于絮凝体
的结块、混凝以及絮凝体的沉淀。在反应池内水中，沿水的深度方向的溶解组份
的浓度梯度的形成是由于污泥沉淀的原因。为了保持在阶段2中生物降解的活
性，假设Vl和V2中都是理想混合。阶段3停止进水，但生物降解过程依然活
跃。在此阶段要排出一定量的污泥，以保持合适的污泥停留时间(SRT)。从而
在每周期丌始时刻系统中的总的污泥的量与每周期末污泥的量相同。
如上图所示，反应池中液体的流动模式确定了其所含物质的浓度。反应容积
的改变可由以下的方程来描述：
dVIdt=QI
dVl／dt=fl×QI
第六章改进后反应池的设计及理论模型
dV2idt=j 2xQi
由于V1和V2在反应阶段曝气使污水和活性污泥完全混合，因此假设在两
池中混合液浓度会立即受到流入污水的影响。对于混合也中某种物质c．，其浓度
变化i叮由F式表示：
r：堕+生×业(6．38)
。dt V dt
。
将上式和体积改变以及物质传递过程合并，在vl和V2中的关于某种物质
Ci的物料平衡方程可分别表示为：
V z：百dCjl—IQ％慨％一Q-+甜％p+莩V。乃㈨s，，
Vz：警=kr(m甜％卜+渺， 临4。，
式中：0，1，2分别对应进水、V1、V2：
Σv pj项是系统反应项。它可以出对于质量平衡所考虑的成分i的
J
stoichiometric系数～和i成分的反应速率乃的乘积之和表示。以上的物质平衡是
建立在已给出的生物动力学模型基础上的某一成分的物质平衡，例如：N．NH4，
N-N03。
第七章结论
第七章结论
以上对间歇式活性污泥法的一种变形形式CASS工艺改进后的运行过程进
行了分析，是在针对原CASS工艺的一些固有的缺陷而做出的一些运行方式上改
变，目的是提高该工艺的处理效率。进行了初步的比较之后，可以看到改变反应
池的运行形式以后，克服了原来CASS工艺一些不足之处，一定程度上提高了反
应池的有效容积利用率以及处理效果。
本文中的模型试验装置只是在假设有机物去除效果与原CASS工艺相近的
条件下，重点研究是否可以提高反应池的容积利用率以及污水处理效率。通过对
改进以后反应池运行过程的实验结果和理论分析，可以得出以下结论：
一、改进后的反应器的特点
(1)保持了原工艺的连续进水的特点，可以单池运行。
(2)试验结果可以看出，通过合理的设计反应池各部位的尺寸，可以在一定程
度上提高了反应池的容积利用率，即可以缩短反应池每周期运行时间、减
少了运行经费及劳动强度，降低了成本，提高了“中水利用”推广价值。
(3)沉淀阶段阀门隔断了预反应区与主反应区，所以主反应区处于理想沉淀状
态，系统可以提高脱氮除磷的效果。
(4)在两个反应池之间的隔墙上增加了水下阀门，每周期阀门要开关一次，可
用电动阀门控制，与曝气操作同步。预反应池高度增加并不会造成建设费
过大提高。
(5)反应池的长宽比可以根据建设场地实际情况灵活设计，而不必限定反应池
必须有一定的长度。
二、进一步工作建议：
在对CASS系统进行改进以后又会产生一些新问题，在此对改进后的反应器
进一步实验和推广应用提出以下建议：
(1)应浚进一步从微生物的角度分析系统对有机物以及氮磷的去除规律，对改
进后的反应器的理论分析做出实验检验。
(2)建立数学模型对系统运行过程中的变量进行分析，以确定系统在不同水
质、不同工况条件下的运行控制参数。
(3)对改进后系统的容积利用率、工程造价等进行技术经济分析，以肯定改进
后系统的应用价值。
参考文献
参考文献
【l J Arden E，Locker WT．Soc．Chem．1nd．1914，33：523
[2]王翠萍，活性污泥法处理污水的原理及影响因素，山西建筑，2002，28
(8)：98～99
[3]张自杰。林荣忱，今儒霖，排水工程，北京，中国建筑工业出版社，
2000．122～129
[4]施伟红，间歇式活性污泥法在污水处理中的应用，环境保护，1999，9(5)：
53-54
[5]lrvine．JwPCF．1979，51(2)：235-243
[6】杜中典，崔理华，高婷等，有机废水SBR反应器研究进展，环境污染治
理技术与设备，2002，3(9)：9l～93
[7】周雹，SBR工艺的分类和特点，给水排水，2001，27(2)：3l～33
[8]施英乔，丁来保，房桂干，论序列活性污泥法技术，林产化工通讯，1999，
33(4)：21~23
[9]9张统，间歇式活性污泥法污水处理技术及工程实例，北京，化学工业出版
社，2002．4～5
[1 0]Elisabeth V Munch，Paul Lant，Jurg Kelier．Simultaneous nitrification in
bench—scale sequencing batch reactor．Water Research，1996，30(2)：277-280
[I 1]张统，间歇式活性污泥法污水处理技术及工程实例，北京，化学工业出
版社，2002．37～38
[12】Mervyn C．Goronszy，朱明权，循环式活性污泥法(CASD的应用及其发
展，中国给水排水，1996，12(6)：4～9
【13】孙剑辉．闰怡新，徐文刚，循环式活性污泥法(CAST)的设计要点，中国
给水排水，2003，19(1)：89～90
[1 4】Mervyn C Goronsz， Gunnar Demoulin， MarkNewland． Aerated
dinitrification in full-scale actived sludge facilities．Water science
technology，1997，35(10)：103～107
[1 5]秦明，污水处理CAST工艺及其应用特性，机电信息，2002，9(16)：
23-24
参考文献
【1 6]Mervyn．C Goronsz，Nigel Slater，Dennis Konicki．The cyclic activated
sludge system for resort area wastewater treatment．Water science technology，
1995，32(9)：105～110 ．
[1 7]张统，CASS工艺处理小区污水及中水回用，给水排水，2001，27(7)：
64-66
[1 8】王洪云，CASS新型污水处理工艺，天津市政工程，1998，10(4)：12～15
[19】沈耀良，王宝贞，循环活性污泥系统(CASS)处理城市废水，给水排水，
1999，25(11)：5-8
[20]张统，间歇式活性污泥法污水处理技术及工程实例，北京，化学工业出
版社，2002．7~8
[21】桑义敏，尹炜，何绪文，CASS工艺在处理低温生活污水中的应用研究，
环境工程，2002，20(2)：16～18
[22]李峥，吴效东，程鸣等，循环式活性污泥法(CASS法)处理啤酒生产废水，
辽宁城乡环境科技，2002，22(4)：39--40
【23】张统，侯瑞琴，曹健舞等，CAF涡凹气浮系统一CASS工艺处理造纸中段
废水，云南环境科学，2002，19(8)：13乱139
[24】吕锡武，同时硝化反硝化的理论和实践，环境化学，2002，21(6)：564～566
[25】韩洪军，污水处理构筑物设计与计算，哈尔滨，哈尔滨工业大学出版社，
2002．254～260
[26]黄勇，杨铨大，活性污泥生物反应动力学模型研究，环境科学研究，1995，
8(4)：23-24
【27]卢培利，张代钧，刘颖等．活性污泥法动力学模型研究进展和展望，重
庆大学学报，2002，25(3)：109～1lO
【28]Vitasovic Z，Andrews J F．An integrated dynamic model and control system
for actived sludge wastewater treatment plants．Wat Poll Res J Canada，1989，
24(4)：491～493
【29]支1J永淞，间歇活性污泥法数学模型分析，中国给水排水，1991，7(6)：
12～16
[30]L．Novfik，Mervyn C Goronsz，J．Wanner．Dynamic mathematical modeling of
sequencing batch reactor with aerated and mixed filling period．Water science
technology，1997，35(1)：105-1 12
发表论文和科研情况说明
发表论文和科研情况说明
发表的论文：
f1】中水回用及产业化，张效先，．董晶， 《中国环保产业》，2003年9月
[2]CAST工艺脱氮的研究，张效先，董晶， 《四川环境》，同意录用
参与的科研项目：
1．糯扎渡水电站溢洪道泄槽掺气减蚀试验研究(横向科研)
2．糯扎渡水电站引水、尾水系统水工模型试验研究(横向科研)
3．海西湾修造船基地船坞虹吸灌水模型试验研究(横向科研)
4．海西湾修造船基地船坞起动卧倒门模型试验研究(横向科研)
致谢
致谢
奉论文的工作是在我的导师张效先副教授的悉心指导下完成的，张效先老师
严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年
来张效先老师对我的关心和指导。
张效先副教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都
给予了我很大的关心和帮助，在此向张效先老师表示衷心的谢意。
高学平教授，张效先老师对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意
见，在此表示衷心的感谢。
在实验室工作及撰写论文期阳J，孙可寅、刘清江等同学对我论文中的实验
研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。
另外也感谢我的父亲，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学
、lp。
处理小区生活污水CASS工艺研究
作者： 董晶
学位授予单位： 天津大学
参考文献(23条)
1.Arden E.Lockett W T 查看详情 1914
2.王翠萍活性污泥法处理污水的原理及影响因素[期刊论文]-山西建筑 2002(8)
3.Elisabeth V Munch.Paul Lant.Jurg Kelier Simultaneous nitrification in bench-scale sequencing batch
reactor 1996(02)
4.张统间歇式活性污泥法污水处理技术及工程实例 2002
5.Mervyn C.Gornszy.朱明权.K.Wutscher 循环式活性污泥法(CAST)的应用及其发展[期刊论文]-中国给水排水
1996(6)
6.孙剑辉.闫怡新.徐文刚循环式活性污泥法(CAST)的设计要点[期刊论文]-中国给水排水 2003(1)
7.Mervyn C Goronsz.Gunnar Demoulin.MarkNewland Aerated dinitrification in full-scale actived sludge
facilities 1997(10)
8.秦明污水处理CAST工艺及其应用特性 2002(16)
9.Mervyn C Goronsz.Nigel Slater.Dennis Konicki The cyclic activated sludge system for resort area
wastewater treatment 1995(09)
10.张统CASS工艺处理小区污水及中水回用[期刊论文]-给水排水 2001(7)
11.王洪云CASS新型污水处理工艺 1998(04)
12.沈耀良循环活性污泥系统（CASS）处理城市废水[期刊论文]-给水排水 1999(11)
13.张统间歇式活性污泥法污水处理技术及工程实例 2002
14.桑义敏.尹炜.何绪文CASS工艺在处理低温生活污水中的应用研究[期刊论文]-环境工程 2002(2)
15.李峥.吴效东.程鸣循环式活性污泥法(CASS法)处理啤酒生产废水 2002(04)
16.张统.侯瑞琴.曹健舞.王守中CAF涡凹气浮系统-CASS工艺处理造纸中段废水[期刊论文]-云南环境科学 2000(Z1)
17.吕锡武同时硝化反硝化的理论和实践[期刊论文]-环境化学 2002(6)
18.韩洪军污水处理构筑物设计与计算 2002
19.黄勇.杨铨大活性污泥生物反应动力学模型研究[期刊论文]-环境科学研究 1995(4)
20.卢培利.张代钧.刘颖.王飞活性污泥法动力学模型研究进展和展望[期刊论文]-重庆大学学报(自然科学版)
2002(3)
21.Vitasovic Z.Andrews J F An integrated dynamic model and control system for actived sludge
wastewater treatment plants 1989(04)
22.刘永淞间歇活性污泥法数学模型分析 1991(06)
23.L Novák.Mervyn C Goronsz.J Wanner Dynamic mathematical modeling of sequencing batch reactor with
aerated and mixed filling period 1997(01)
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通辽经济技术开发区污水处理厂占地3.11 hm2,日处理污水5万m3。污水处理系统主要构筑物包括粗格栅间、污水提升泵房、细格栅间、曝气沉砂池、
CASS池、鼓风机房、污泥浓缩池和污泥脱水间等。　　
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本实验分三个阶段进行：第一阶段系统按照CASS工艺运行，浊度、COD、氨氮、TN的平均去除率分别为97.47％、87.57％、98.78％、86.68％:第二阶段
切换到MBR工艺运行，浊度、COD、氨氮、TN的平均去除率分别为98.08％、92.76％、96.97％、69.95％；第三阶段再次切换到CASS工艺运行，浊度、COD、
氨氮、TN的平均去除率分别为96.87％、97.67％、98.8％、88.64％。
实验运行期间，CASS与MBR处理工艺不仅有稳定的出水效果，而且能有效地抵御各种冲击负荷。
本实验运行的三个阶段，成功实现了CASS与MBR的自由切换，出水分别达到了一级排放标准及其中水回用标准，为工程实践提供了又一可行的思路。
本实验运行过程中也有一些不足之处，如污泥沉降性能相对较差，穿孔管传氧效率不高，膜污染等问题还需要进一步实验研究。
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