摘要：长期以来，高浓度氨氮一般出现在工业废水中，处理这部分废水大多采用物化和生化方法相结合的工艺或者完全物化工艺。但是，随着人们消费结构的变化，生活污水的高氨氮已经成为一个不容忽视的问题，解决这一问题对于防止水体富营养化和解决水体环境污染问题具有重要意义。
关键词：CASS工艺 高氨氮生活污水 试验 研究 长期以来，高浓度氨氮一般出现在工业废水中，处理这部分废水大多采用物化和生化方法相结合的工艺或者完全物化工艺。但是，随着人们消费结构的变化，生活污水的高氨氮已经成为一个不容忽视的问题，解决这一问题对于防止水体富营养化和解决水体环境污染问题具有重要意义。生活污水中氨氮的变化范围一般在20～150mg/L，通常把氨氮浓度在80mg/L以上的生活污水称为高氨氮生活污水。本试验所研究的高氨氮生活污水浓度范围在80～150mg/L。 对高氨氮生活污水的处理研究可适用的范围为：城市生活污水、小城镇污水、高校生活污水、小区生活污水以及工业废水。 国内外目前对于应用CASS工艺处理高氨氮生活污水的研究还处于起步阶段，处理效果也不理想，脱氮率较低。研究如何将CASS工艺用于高氨氮生活污水的处理，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。 1.试验装置和试验方法 1.1 试验装置 试验采用的CASS反应器如图1所示： 图1 CASS工艺反应器结构示意图 反应器尺寸大小：L×B×H＝1000mm×320mm×450mm，分为缺氧区和好 氧区两个部分，其中缺氧区长度为200mm，好氧区为800mm。滗水部分采用丝杠套筒式滗水器，受PLC控制器控制。 1.2 试验条件 试验原水取自某高校学生公寓楼前化粪池上清液。生活污水由厕所、厨房排水，洗浴水和其它污水组成，其中，厕所污水和厨房排水是生活污水的主要来源。污水中的NH3-N浓度高，浓度在90～120mg/L，占进水总氮的92％左右，COD浓度在400～900 mg/L。 试验周期运行时间设定为4h，各阶段时间分配一般为：曝气120min，沉淀90min，排水20min，闲置10min。试验采用均匀曝气方式，每个周期的曝气量保持不变，以曝气期末端DO作为控制目标，试验过程中末端DO一般控制为2.5mg/L。CASS工艺采用变容积运行，最高水位和最低水位的MLSS相差较大，系统内的MLSS始终处于一个变化状态。一般平均MLSS控制在4000～4500 mg/L。 2.试验结果和讨论 2.1 污泥负荷对脱氮的影响 试验分别采用HRT为12h和16h；周期运行时间为4h，各阶段时间分配为：曝气120min，沉淀90min，排水20min，闲置10min；以曝气期末端DO控制在2.5～3.0mg/L。回流比采用150％。 污泥有机负荷对各种物质去除率的影响如图1所示，NH3-N负荷对硝化和脱氮的影响如图2所示。 图1 有机负荷对各种物质去除率的影响图 图1表明，试验中污泥有机负荷对各种物质的去除均有重要影响。当污泥有机负荷低于0.25kgCOD/(kgMLSS·d)时，硝化率在96％以上，COD去除率为88％左右，而脱氮率在50～70％之间。当污泥有机负荷在0.18～0.25 kgCOD/(kgMLSS·d)时脱氮效果最好，脱氮率在60～70％；当污泥有机负荷高于0.28kgCOD/(kgMLSS·d) 时，COD去除率降低到80％以下，硝化率在50～80％，脱氮率在39～60％。 图2 NH3-N负荷对硝化和脱氮的影响图 图2表明，NH3-N负荷对硝化的影响较大，当NH3-N负荷低于0.045kg NH3-N/(kgMLSS·d)时，硝化率达到96％以上，而当NH3-N负荷高于0.045kg NH3-N/(kgMLSS·d)时，硝化率明显下降，仅达到50～80％。NH3-N负荷对反硝化的影响不明显。 2.2 回流比对脱氮的影响 分别采用50％、100％、150％、200％、250％五种回流比进行对比试验。HRT为16h；周期运行时间为4h，各阶段时间分配为：曝气120min，沉淀90min，排水20min，闲置10min；曝气期末端DO控制在2.5～3.0mg/L。 回流比试验数据如表1所示, 回流比对脱氮效果的影响曲线如图3所示： 表1 回流比试验数据表回流比％