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1 UNITANK 工艺 1987 年，UNITANK 工艺由比利时史格斯清水公司提出，此工艺结合了传统SBR 工艺和传统活性污泥法的优点。使进出污水连续且减少了二沉池，实现了沉淀池和生物处理单元的一体化，而对于单个UNITANK 曝气池则为间歇进出水，通过灵活控制UNITANK 单个反应池的曝气、搅拌和增大水力停留时间，可以达到很好的脱氮除磷效果。 基本结构 UNITANK系统由3个矩形池组成，3个池平行而又相通，每个池均设有供氧设备，可采用鼓风曝气。其中中间池只作为曝气池，两个边池交替作为曝气池和沉淀池，边池设有固定出水堰和剩余污泥排放口。进入系统的污水通过管道或者渠道配水，交替进入3个池中的任意一个，系统实现连续进水连续排水，如图1所示。 运行方式 由于UNITANK工艺是传统SBR 工艺的一种变型，具有SBR工艺运行方式灵活的优点，可以通过时间及空间上的控制及曝气、搅拌的控制，使3个池内形成好氧、缺氧或者厌氧环境，实现多种工艺目的，如：碳源有机物的去除、脱氨或者除磷。 (2)A池停止进水，继续曝气，污水进入B池，C 池继续排水； 采用(1)污水进入边池A，池内进行曝气，池内混合液 经中间池B进入边池C，C池通过固定出水堰排水； (3)A池停止曝气，静沉，污水继续进入B池，C 池继续排水； (4)污水进入边池C，池内进行曝气，混合液经中间池B进入A池，A池通过固定出水堰排水； (5)C池停止进水，继续曝气，污水进入B池，A池继续排水； (6)C池停止曝气，静沉，污水继续进入B池，A池继续排水，直至排水完毕，完成一个运行周期。整个周期内中间池B始终进行曝气，其中(1)～(3)阶段和(4)～(6)阶段运行方向正好相反。 当脱氮除磷时，UNITANK系统的曝气池内除了设有曝气设备外，还设有搅拌设备等，根据工艺要求，通过对曝气和搅拌没备的控制存池内形成交替的好氧、缺氧、厌氧状态。这些工艺过程的实现依赖于在线溶氧仪、在线氧化还原电位等监控设备和系统。 工艺特点
UNITANK工艺具有传统SBR工艺的一些优点，同时在其基础上又有较大的改进，其特点如下： (1)与传统活性污泥法相比，UNlTANK系统小省去了污泥回流，节省了太量的投资，运行费用较低。 (2)所有的池体均采用矩形，可以共用池壁，而且3个池之间水力押通，中间池壁水受单向水压，因而土建省，同时占地面积小。 (3)系统在恒定水位下运行，水力负荷稳定，不仅可以充分利用反应池的有效容积，而且可以降低对管道阀等设备的要求。同时，在恒定水位下运行，曝气系统可以采用表面曝气设备，使曝气系统的管理和维护较为方便；采用构造简单的固定出水堰代替价格昂贵的滗水器，节省了投资。 (4)可以根据反应池内的溶解氧、氧化还原电位等在线监测数据，通过改变供氧量，切换进出水阀门，以及改变好氧、缺氧及厌氧反应时间等控制手段，在空间上营造合适的反应条件，高效地去除污水中的碳源有机物，以及脱氮除磷。 2 CASS 工艺 CASS 工艺(循环式活性污泥法)由Goronszy 教授在ICEAS 的基础上研究开发出来的一种改进型SBR 工艺。1986 年美国国家环保局正式宣布CASS 工艺为革新代用技术。 工艺原理 CASS反应池分为预反应区和主反应区，污水经过预反应区后污水中可溶性污染物得到迅速吸附，进入主反应区后污水中的有机污染物被降解。CASS 为连续进水间歇出水反应器，集反应、沉淀、排水等功能于一身，且通过对反应器中DO的控制使CASS 反应器处于好氧、厌氧、缺氧交替环境，起到对污水脱氮除磷的作用。 主要优点 工艺流程简单，占地面积小，投资较低CASS的核心构筑物为反应池，没有二沉池及污泥回流设备，一般情况下不设调节池及初沉池。因此，污水处理设施布置紧凑、占地省、投资低。 生化反应推动力大 CASS工艺从污染物的降解过程来看，当污水以相对较低的水量连续进入CASS池时即被混合液稀释，因此，从空间上看CASS工艺属变体积的完全混合式活性污泥法范畴；而从CASS工艺开始曝气到排水结束整个周期来看，基质浓度由高到低，浓度梯度从高到低，基质利用速率由大到小，因此，CASS工艺属理想的时间顺序上的推流式反应器，生化反应推动力较大。 沉淀效果好 CASS工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用，沉淀阶段的表面负荷比普通二次沉淀池小得多，虽有进水的干扰，但其影响很小，沉淀效果较好。实践证明，当冬季温度较低，污泥沉降性能差时，或在处理一些特种工业废水污泥凝聚性能差时，均不会影响CASS工艺的正常运行。实验和工程中曾遇到SV30高达96%的情况，只要将沉淀阶段的时间稍作延长，系统运行不受影响。 运行灵活，抗冲击能力强 CASS工艺在设计时已考虑流量变化的因素，能确保污水在系统内停留预定的处理时间后经沉淀排放，特别是CASS工艺可以通过调节运行周期来适应进水量和水质的变比。当进水浓度较高时，也可通过延长曝气时间实现达标排放，达到抗冲击负荷的目的。在暴雨时，可经受平常平均流量6倍的高峰流量冲击，而不需要独立的调节地。多年运行资料表明，在流量冲击和有机负荷冲击超过设计值2－3倍时，处理效果仍然令人满意。而传统处理工艺虽然已设有辅助的流量平衡调节设施，但还很可能因水力负荷变化导致活性污泥流失，严重影响排水质量。 当强化脱氮除磷功能时，CASS工艺可通过调整工作周期及控制反应池的溶解氧水平，提高脱氮除磷的效果。所以，通过运行方式的调整，可以达到不同的处理水质。 不易发生污泥膨胀 污泥膨胀是活性污泥法运行过程中常遇到的问题，由于污泥沉降性能差，污泥与水无法在二沉池进行有效分离，造成污泥流失，使出水水质变差，严重时使污水处理厂无法运行，而控制并消除污泥膨胀需要一定时间，具有滞后性。因此，选择不易发生污泥膨胀的污水处理工艺是污水处理厂设计中必须考虑的问题。 由于丝状菌的比表面积比菌胶团大，因此，有利于摄取低浓度底物，但一般丝状菌的比增殖速率比非丝状菌小，在高底物浓度下菌胶团和丝状菌都以较大速率降解底物与增殖，但由于胶团细菌比增殖速率较大，其增殖量也较大，从而较丝状菌占优势。而CASS反应池中存在着较大的浓度梯度，而且处于缺氧、好氧交替变化之中，这样的环境条件可选择性地培养出菌胶团细菌，使其成为曝气池中的优势菌属，有效地抑制丝状菌的生长和繁殖，克服污泥膨胀，从而提高系统的运行稳定性。 适用范围广，适合分期建设 CASS工艺可应用于大型、中型及小型污水处理工程，比SBR工艺适用范围更广泛；连续进水的设计和运行方式，一方面便于与前处理构筑物相匹配，另一方面控制系统比SBR工艺更简单。 对大型污水处理厂而言，CASS反应池设计成多池模块组合式，单池可独立运行。当处理水量小于设计值时，可以在反应地的低水位运行或投入部分反应池运行等多种灵活操作方式；由于CASS系统的主要核心构筑物是CASS反应池，如果处理水量增加，超过设计水量不能满足处理要求时，可同样复制CASS反应池，因此CASS法污水处理厂的建设可随企业的发展而发展，它的阶段建造和扩建较传统活性污泥法简单得多。 剩余污泥量小，性质稳定 传统活性污泥法的泥龄仅2－7天，而CASS法泥龄为25-30天，所以污泥稳定性好，脱水性能佳，产生的剩余污泥少。去除1.0kgBOD产生0.2～0.3kg剩余污泥，仅为传统法的60%左右。由于污泥在CASS反应池中已得到一定程度的消化，所以剩余污泥的耗氧速率只有10mgO2/g MLSS.h以下，一般不需要再经稳定化处理，可直接脱水。而传统法剩余污泥不稳定，沉降性差，耗氧速率大于20mgO2/g MLSS.h ，必须经稳定化后才能处置。 经济性 实践证明，CASS工艺日处理水量小则几百立方米，大则几十万立方米，只要设计合理，与其它方法相比具有一定的经济优势。它比传统活性污泥法节省投资20%-30%，节省土地30%以上。当需采用多种工艺串联使用时，如在CASS工艺后有其它处理工艺时，通常要增加中间水池和提升设备,将影响整体的经济优势，此时，要进行详细的技术经济比较，以确定采用CASS工艺还是其它好氧处理工艺。 由于CASS工艺的曝气是间断的，利于氧的转移，曝气时间还可根据水质、水量变化灵活调整，均为降低运行成本创造了条件。总体而言，CASS工艺的运行费用比传统活性污泥法稍低。 CASS法的特点与SBR相比，CASS法的优点是-其反应池由预反应区和主反应区组成，因此，对难降解有机物的去除效果更好。进水过程是连续的，因此，进水管道上无需电磁阀等控制元件，单个池子可独立运行;而SBR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。排水是由可升降的堰式滗水器完成的，随水面逐渐下降，均匀将处理后的清水排出，最大限度降低了排水时水流对底部沉淀污泥的扰动。 CASS法每个周期的排水量一般不超过池内总水量的1/3，而SBR则为3/4，所以，CASS法比SBR法的抗冲击能力更好。 3 ICEAS 工艺 ICEAS 全称为间式歇循环延时曝气活性污泥法，属于连续进水、间歇出水工艺。ICEAS 工艺在反应器前部设置预反应区，经过预处理的污水在预反应区内吸附去除BOD 后进入与前置预反应区相连接的主反应区，在主反应区中污水进行间歇曝气，使活性污泥处于厌氧好氧交替的环境之中，起到良好的脱氮除磷效果，处理后的污水在反应池中沉淀后在滗水器的作用下出水，这样使整个反应池处于曝气-闲置-沉淀-滗水的周期之中。 运行方式 将SBR反应池沿长度方向分为两个部分，前部为预反应区，后部为主反应区。预反应区可起调节水流的作用，主反应区是曝气、沉淀的主体。ICEAS是连续进水工艺，不但在反应阶段进水，在沉淀和滗水阶段也进水。污水进入预反应区后，通过隔墙底部的连接口以平流流态进入主反应池，在主反应池中进行间歇曝气和沉淀滗水，成为连续进水、间歇出水的SBR反应池，使配水大大简化，运行也更加灵活。 ICEAS工艺中各操作单元的作用为： A、曝气阶段 由曝气系统向反应池内间歇供氧，此时有机物经微生物作用被生物氧化，同时污水中的氨氮经微生物硝化反硝化作用，达到脱氮的效果。 B、沉淀阶段 此时停止向反应池内供氧，活性污泥在静止状态下降，实现泥水分离。 C、滗水阶段 在污泥沉淀到一定深度后，滗水器系统开始工作，排出反应池内上清液。在滗水过程中，由于污泥沉降于池底，浓度较大，可根据需要启动污泥泵将剩余污泥排至污泥池中，以保持反应器内一定的活性污泥浓度。滗水结束后，又进入下一个新的周期，开始曝气，周而复始，完成对污水的处理。 工艺特点 采用连续进水系统，减少了运行操作的复杂性，故适用于较大规模的污水处理。与其它工艺相比，ICEAS工艺具有如下优点： 2、设备少，能耗低; 3、沉淀效果好; 4、耐冲击负荷，运行灵活。 4 MSBR工艺 MSBR是改良型序批反应器(Modified Sequencing Batch React)的简称，是 SBR 的变型工艺。MSBR 系统不需要加设初沉池、二沉池和相应的布水及回流设施。 MSBR 工艺的主反应池由曝气格和两个交替的序批格(SBR 池)组成。在一个完整的运行周期中，主曝气格保持连续的好氧曝气状态;两个交替曝气的SBR 池的其中一个在半个周期内不曝气仅作为沉淀池，而另一个在半个运行周期中，用于保持不同的状态，如缺氧，厌氧等状态。待下半个运行周期，两个 SBR 池的角色互换。 MSBR 工艺特点 MSBR 系统是从连续运行的单元进水，不从 SBR 池进水，这样污水大部分有机物先进入主曝气池中，经过处理后在进入 SBR 池，改善了设备利用率。 从连续运行的厌氧池进水，随后进入缺氧池、好氧池，改善了系统的整体处理效率，出水水质好，同时也大大提高了系统中红 F/M 值和容积负荷。 从连续运行单元进水，改善了系统对冲击负荷的抵抗能力。 MSBR 系统增加了低水头、低能耗的回流设备，改善了系统中各个单元活性污泥分配的均匀性，既增加了连续运行单元的浓度(尤其是提高反硝化反应的反应速率)，进而减少了 SBR 池中的污泥质量浓度。 （来源：环境工程） |
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