卡魯塞爾氧化溝和奧貝爾氧化溝的區(qū)別(共16頁)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 卡魯塞爾氧化溝和奧貝爾氧化溝的區(qū)別 解決時間：2011-7-2 19:06 | 提問者： 最佳答案 我把它們簡單的原理和特點給你，自己去對比吧！尋找它們的相似和區(qū)別之處！要是有水處理工程方面的書可以看看，或是看看給排水設(shè)計手冊，氧化溝部分！ 奧貝爾氧化溝工藝特點 　　奧貝爾氧化溝屬活性污泥法中的延時曝氣法，溝體通常由三個同心橢圓形溝道組成，污水與回流污泥混合后，由外溝道進入，再依次進入中溝和內(nèi)溝，在各溝道內(nèi)循環(huán)數(shù)十到數(shù)百次，最終出水至二沉池。各溝道內(nèi)安裝有數(shù)量不等的轉(zhuǎn)碟曝氣機，以進行充氧及推流攪拌作用。 　　與普通氧化溝相比，奧貝爾氧化

2、溝可看作是由外溝、中溝和內(nèi)溝串聯(lián)的一種多級氧化溝： 　　外溝道的功能主要是高效完成碳源氧化、反硝化及大部分硝化，容積通常占氧化溝容積的50%～55%，可去除80%左右的有機物，溶解氧濃度一般在0mg/l～0.5mg/l之間，在溝道內(nèi)形成交替耗氧和大區(qū)域的缺氧環(huán)境，可較高程度地同時進行“硝化和反硝化”，脫氮效果明顯，氨氮的去除率可高達90%；同時，由于溝道中大部分區(qū)域溶解氧在0mg/l～0.5mg/l之間，氧傳遞作用是在氧虧條件下進行的，氧的轉(zhuǎn)移速率有所提高，節(jié)能效果明顯。 　　中溝道是聯(lián)系外溝與內(nèi)溝的過渡段，進行互補調(diào)節(jié)，進一步去除剩余的有機物及繼續(xù)完成氨氮硝化，并可充分發(fā)揮外溝道或內(nèi)溝道

3、的強化作用，有利于保證系統(tǒng)運行的可靠性，中溝道容積一般占25%～30%，溶解氧濃度控制在1.0mg/l左右。 　　內(nèi)溝道主要是為了確保氧化溝出水水質(zhì)，溶解氧濃度約在2.0mg/l左右，以保證有機物和氨氮較高的去除率，同時保證出水帶有足夠的溶解氧進入二沉池，抑制磷的釋放。內(nèi)溝道容積約占氧化溝總?cè)莘e的15%～20%。 　　從奧貝爾氧化溝三個溝的溶解氧分布來看，外溝、中溝、內(nèi)溝的溶解氧呈0—1—2mg/L的梯度分布，其中，僅內(nèi)溝道的溶解氧值要求較高，與普通氧化溝要求（2mg/L）一致，外溝及中溝的溶解氧均低于普通氧化溝要求。由于氧的轉(zhuǎn)移速率隨混合液溶解氧濃度的降低而提高，故在奧貝爾氧化溝的外溝及

4、中溝中，氧的轉(zhuǎn)移速率將高于普通氧化溝，這樣充氧量可相應(yīng)減少，這就決定了奧貝爾氧化溝較普通氧化溝更為節(jié)能，一般約節(jié)省能耗15%～20%。因此，在設(shè)計奧貝爾氧化溝時，應(yīng)充分結(jié)合工藝特點，科學(xué)合理地計算充氧量。 Carrousel氧化溝處理污水的原理 　　最初的普通Carrousel氧化溝的工藝中污水直接與回流污泥一起進入氧化溝系統(tǒng)。表面曝氣機使混合液中溶解氧DO的濃度增加到大約2～3mg/L。在這種充分摻氧的條件下，微生物得到足夠的溶解氧來去除BOD；同時，氨也被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，此時，混合液處于有氧狀態(tài)。在曝氣機下游，水流由曝氣區(qū)的湍流狀態(tài)變成之后的平流狀態(tài)，水流維持在最小流速，保證

5、活性污泥處于懸浮狀態(tài)（平均流速>0.3m/s）。微生物的氧化過程消耗了水中溶解氧，直到DO值降為零，混合液呈缺氧狀態(tài)。經(jīng)過缺氧區(qū)的反硝化作用，混合液進入有氧區(qū)，完成一次循環(huán)。該系統(tǒng)中，BOD降解是一個連續(xù)過程，硝化作用和反硝化作用發(fā)生在同一池中。由于結(jié)構(gòu)的限制，這種氧化溝雖然可以有效的去處BOD，但除磷脫氮的能力有限[7]。 　　為了取得更好的除磷脫氮的效果，Carrousel 2000系統(tǒng)在普通Carrousel氧化溝前增加了一個厭氧區(qū)和絕氧區(qū)（又稱前反硝化區(qū)）。全部回流污泥和10-30%的污水進入?yún)捬鯀^(qū)，可將回流污泥中的殘留硝酸氮在缺氧和10-30%碳源條件下完成反硝化，為以后的絕氧池創(chuàng)

6、造絕氧條件。同時，厭氧區(qū)中的兼性細菌將可溶性BOD轉(zhuǎn)化成VFA，聚磷菌獲得VFA將其同化成PHB，所需能量來源于聚磷的水解并導(dǎo)致磷酸鹽的釋放。厭氧區(qū)出水進入內(nèi)部安裝有攪拌器的絕氧區(qū)，所謂絕氧就是池內(nèi)混合液既無分子氧，也無化合物氧（硝酸根），在此絕氧環(huán)境下，70-90%的污水可提供足夠的碳源，使聚磷菌能充分釋磷。絕氧區(qū)后接普通Carrousel氧化溝系統(tǒng)，進一步完成去除BOD、脫氮和除磷。最后，混合液在氧化溝富氧區(qū)排出，在富氧環(huán)境下聚磷菌過量吸磷，將磷從水中轉(zhuǎn)移到污泥中，隨剩余污泥排出系統(tǒng)。這樣，在Carrousel 2000系統(tǒng)內(nèi)，較好的同時完成了去除BOD、COD和脫氮除磷[8]。 綜合采

7、用該工藝的昆明第一污水廠[9]、長沙市第二污水凈化中心[10]及漯河市污水處理廠的運行效果可見：經(jīng)過Carrousel 2000系統(tǒng)處理后，BOD、COD、SS的去除率均達到了90%以上，TN的去除率達到了80%，TP的去除率也達到了90%。 1.1 CASS工藝運行原理 CASS工藝運行原理 　　CASS工藝是將序批式活性污泥法（SBR）的反應(yīng)池沿長度方向分為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)。在主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的潷水裝置，實現(xiàn)了連續(xù)進水間歇排水的周期循環(huán)運行，集沉淀、排水于一體。CASS工藝是一個厭氧/缺氧/好氧交替運行的過程，具有一定脫氮除磷效果，廢水以推

8、流方式運行，而各反應(yīng)區(qū)則以完全混合的形式運行以實現(xiàn)同步硝化一反硝化和生物除磷。 CASS工藝流程 　　對于一般城市污水，CASS工藝并不需要很高程度的預(yù)處理，只需設(shè)置粗格柵、細格柵和沉砂池，無需初沉池和二沉池，也不需要龐大的污泥回流系統(tǒng)（只在CASS反應(yīng)器內(nèi)部有約20%的污泥回流）國內(nèi)常見的CASS工藝流程如圖1所示。 CASS工藝運行過程 總述 　　CASS工藝運行過程包括充水-曝氣、沉淀、潷水、閑置四個階段組成，具體運行過程為： （1）充水-曝氣階段 　　邊進水邊曝氣，同時將主反應(yīng)區(qū)的污泥回流至生物選擇區(qū)，一般回流比為20%。在此階段，曝氣系統(tǒng)向反應(yīng)池內(nèi)供氧，一方面滿足

9、好氧微生物對氧的需要，另一方面有利于活性污泥與有機物的充分混合與接觸，從而有利于有機污染物被微生物氧化分解。同時，污水中的氨氮通過微生物的硝化作用轉(zhuǎn)變?yōu)橄鯌B(tài)氮。 （2）沉淀階段 　　停止曝氣，微生物繼續(xù)利用水中剩余的溶解氧進行氧化分解。隨著反應(yīng)池內(nèi)溶解氧的進一步降低，微生物由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉(zhuǎn)變，并發(fā)生一定的反硝化作用。與此同時，活性污泥在幾乎靜止的條件下進行沉淀分離，活性污泥沉至池底，下一個周期繼續(xù)發(fā)揮作用，處理后的水位于污泥層上部，靜置沉淀使泥水分離。 （3）潷水階段 　　沉淀階段完成后，置于反應(yīng)池末端的潷水器開始工作，自上而下逐層排出上清液，排水結(jié)束后潷水器自動復(fù)位。潷水期

10、間，污泥回流系統(tǒng)照常工作，其目的是提高缺氧區(qū)的污泥濃度，隨污泥回流至該區(qū)內(nèi)的污泥中的硝態(tài)氮進一步進行反硝化，并進行磷的釋放。 （4）閑置階段 　　閑置階段的時間一般比較短，主要保證潷水器在此階段內(nèi)上升至原始位置，防止污泥流失。實際潷水時間往往比設(shè)計時間短，其剩余時間用于反應(yīng)器內(nèi)污泥的閑置以及恢復(fù)污泥的吸附能力。 1.3.1 CASS工藝的優(yōu)點 （1）工藝流程簡單，占地面積小，投資較低 　　CASS的核心構(gòu)筑物為反應(yīng)池，沒有二沉池及污泥回流設(shè)備，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池及初沉池。因此。污水處理設(shè)施布置緊湊、占地省、投資低。 （2）生化反應(yīng)推動力大 　　在完全混合式連續(xù)流曝氣池中的

11、底物濃度等于二沉池出水底物濃度，底物流入曝氣池的速率即為底物降解速率。根據(jù)生化動力反應(yīng)學(xué)原理，由于曝氣池中的底物濃度很低，其生化反應(yīng)推動力也很小，反應(yīng)速率和有機物去除效率都比較低；在理想的推流式曝氣池中，污水與回流污泥形成的混合流從池首端進入，成推流狀態(tài)沿曝氣池流動，至池末端流出。作為生化反應(yīng)推動力的底物濃度，從進水的最高濃度逐漸降解至出水時的最低濃度，整個反應(yīng)過程底物濃度沒被稀釋，盡可能地保持了較大推動力。此間在曝氣池的各斷面上只有橫向混合，不存在縱向的返混。 　　CASS工藝從污染物的降解過程來看，當(dāng)污水以相對較低的水量連續(xù)進入CASS池時即被混合液稀釋，因此，從空間上看CASS工藝屬

12、變體積的完全混合式活性污泥法范疇；而從CASS工藝開始曝氣到排水結(jié)束整個周期來看，基質(zhì)濃度由高到低，濃度梯度從高到低，基質(zhì)利用速率由大到小，因此，CASS工藝屬理想的時間順序上的推流式反應(yīng)器，生化反應(yīng)推動力較大。 （3）沉淀效果好 　　CASS工藝在沉淀階段幾乎整個反應(yīng)池均起沉淀作用，沉淀階段的表面負荷比普通二次沉淀池小得多，雖有進水的干擾，但其影響很小，沉淀效果較好。實踐證明，當(dāng)冬季溫度較低，污泥沉降性能差時，或在處理一些特種工業(yè)廢水污泥凝聚性能差時，均不會影響CASS工藝的正常運行。實驗和工程中曾遇到SV高達96%的情況，只要將沉淀階段的時間稍作延長，系統(tǒng)運行不受影響。 （4）運

13、行靈活，抗沖擊能力強 　　CASS工藝在設(shè)計時已考慮流量變化的因素，能確保污水在系統(tǒng)內(nèi)停留預(yù)定的處理時間后經(jīng)沉淀排放，特別是CASS工藝可以通過調(diào)節(jié)運行周期來適應(yīng)進水量和水質(zhì)的變化。當(dāng)進水濃度較高時，也可通過延長曝氣時間實現(xiàn)達標排放，達到抗沖擊負荷的目的。在暴雨時?？山?jīng)受平常平均流量6倍的高峰流量沖擊，而不需要獨立的調(diào)節(jié)池。多年運行資料表明。在流量沖擊和有機負荷沖擊超過設(shè)計值2~3倍時，處理效果仍然令人滿意。而傳統(tǒng)處理工藝雖然已設(shè)有輔助的流量平衡調(diào)節(jié)設(shè)施，但還很可能因水力負荷變化導(dǎo)致活性污泥流失，嚴重影響排水質(zhì)量。當(dāng)強化脫氮除磷功能時，CASS工藝可通過調(diào)整工作周期及控制反應(yīng)池的溶解氧水平，

14、提高脫氮除磷的效果。所以，通過運行方式的調(diào)整，可以達到不同的處理水質(zhì)。 （5）不易發(fā)生污泥膨脹 　　污泥膨脹是活性污泥法運行過程中常遇到的問題，由于污泥沉降性能差，污泥與水無法在二沉池進行有效分離，造成污泥流失，使出水水質(zhì)變差，嚴重時使污水處理廠無法運行，而控制并消除污泥膨脹需要一定時間，具有滯后性。因此，選擇不易發(fā)生污泥膨脹的污水處理工藝是污水處理廠設(shè)計中必須考慮的問題。由于絲狀茵的比表面積比茵膠團大，因此，有利于攝取低濃度底物，但一般絲狀茵的比增殖速率比非絲狀茵小，在高底物濃度下茵膠團和絲狀茵都以較大速率降解物與增殖，但由于膠團細菌比增殖速率較大，其增殖量也較大，從而較絲狀茵占優(yōu)勢。

15、而CASS反應(yīng)池中存在著較大的濃度遞度，而且處于缺氧、好氧交替變化之中，這樣的環(huán)境條件可選擇性地培養(yǎng)出茵膠團細菌，使其成為曝氣池中的優(yōu)勢茵屬，有效地抑制絲狀茵的生長和繁殖，克服污泥膨脹，從而提高系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。 （6）適用范圍廣，適合分期建設(shè) 　　CASS工藝可應(yīng)用于大型、中型及小型工程，比SBR工藝適用范圍更廣泛；連續(xù)進水的設(shè)計和運行方式，一方面便于與前處理構(gòu)筑物相匹配，另一方面控制系統(tǒng)比SBR工藝更簡單。對大型污水處理廠而言，CASS反應(yīng)池設(shè)計成多池模塊組合式，單池可獨立運行。當(dāng)處理水量小于設(shè)計值時，可以在反應(yīng)池的低水位運行或投入部分反應(yīng)池運行等多種靈活操作方式；由于CASS系統(tǒng)的

16、主要核心構(gòu)筑物是CASS反應(yīng)池，如果處理水量增加，超過設(shè)計水量不能滿足處理要求時，可同樣復(fù)制CASS反應(yīng)池，因此CASS法污水處理廠的建設(shè)可隨企業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，它的階段建造和擴建較傳統(tǒng)活性污泥法簡單得多。 （7）剩余污泥量小，性質(zhì)穩(wěn)定 　　傳統(tǒng)活性污泥法的泥齡僅2~7天，而CASS法泥齡為25~30天，所以污泥穩(wěn)定性好，脫水性能佳，產(chǎn)生的剩余污泥少。去除1.0kgBOD產(chǎn)生0.2~0.3kg剩余污泥，僅為傳統(tǒng)法的60%左右。由于污泥在CASS反應(yīng)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l(wèi)0mgO2/gMISS·h以下，一般不需要再經(jīng)穩(wěn)定化處理，可直接脫水。而傳統(tǒng)法剩余污泥不穩(wěn)

17、定，沉降性差，耗氧速率大于20mgO2/gMLSS·h，必須經(jīng)穩(wěn)定化后才能處置。 1.3.2 CASS工藝的缺點 總述 　　從上面的敘述可以看出，CASS工藝具有許多優(yōu)點，然而任何一個工藝都不是十全十美的，CASS工藝也必然存在一些問題。CASS工藝為單一污泥懸浮生長系統(tǒng)，利用同一反應(yīng)器中的混合微生物種群完成有機物氧化、硝化、反硝化和除磷。多種處理功能的相互影響在實際應(yīng)用中限制了其處理效能，也給控制提出了非常嚴格的要求，工程中難以實現(xiàn)工藝的穩(wěn)定、高效的運行?？偨Y(jié)起來，CASS工藝主要存在以下幾個方面的問題。運行中存在問題 （1）微生物種群之間的復(fù)雜關(guān)系有待研究 　　CASS系統(tǒng)的

18、微生物種群結(jié)構(gòu)與常規(guī)活性污泥法不同，菌群主要由硝化菌、反硝化菌、聚磷菌和異氧型好氧菌組成。目前對非穩(wěn)態(tài)CASS系統(tǒng)中微生物種群之間的復(fù)雜的生存競爭和生態(tài)平衡關(guān)系尚不甚了解，CASS工藝理論只是從工藝過程進行一些分析探討，而理清微生物種群之間的關(guān)系對CASS工藝的優(yōu)化運行是大有好處的，因此仍需加強對這方面的理論研究工作。 （2）生物脫氮效率難以提高 　　一方面硝化反應(yīng)難以進行完全。硝化細菌是一種化能自養(yǎng)菌，有機物降解由異養(yǎng)細菌完成。當(dāng)兩種細菌混合培養(yǎng)時，由于存在對底物和DO的競爭，硝化菌的生長將受到限制，難以成為優(yōu)勢種群，硝化反應(yīng)被抑制。此外，固定的曝氣時間也可能會使得硝化不徹底。另一方面

19、就是反硝化反應(yīng)不徹底。CASS工藝有約20%的硝態(tài)氮通過回流污泥進行反硝化，其余的硝態(tài)氮則通過同步硝化反硝化和沉淀、閑置期污泥的反硝化實現(xiàn)，其效果不理想也是眾所周知的。在沉淀、閑置期中，由于污泥與廢水不能良好的進行混合，廢水中部分硝態(tài)氮不能與反硝化細菌接觸，故不能被還原。此外，在這一時期，由于有機物己充分降解，反硝化所需的碳源不足，也限制了反硝化效率的進一步提高。這兩方面的原因使得CASS工藝脫氮效率難以提高。 （3）除磷效率難以提高 　　污泥在生物選擇器中的釋磷過程受到回流混合液中硝態(tài)氮濃度的影響比較大，在CASS工藝系統(tǒng)中難以繼續(xù)提高除磷效率。 （4）控制方式較為單一 　　目前

20、在實際應(yīng)用中的CASS工藝基本上都是以時序控制為主的，其缺點是顯而易見的，因為污水的水質(zhì)不是一成不變的，因此采用固定不變的反應(yīng)時間必然不是最佳選擇。 1.3.3 CASS工藝的主要技術(shù)特征 （1）連續(xù)進水，間斷排水 　　傳統(tǒng)SBR工藝為間斷進水，間斷排水，而實際污水排放大都是連續(xù)或半連續(xù)的，CASS工藝可連續(xù)進水，克服了SBR工藝的不足，比較適合實際排水的特點，拓寬了SBR工藝的應(yīng)用領(lǐng)域。雖然CABS工藝設(shè)計時均考慮為連續(xù)進水，但在實際運行中即使有間斷進水，也不影響處理系統(tǒng)的運行。 （2）運行上的時序性 　　CASS反應(yīng)池通常按曝氣、沉淀、排水和閑置四個階段根據(jù)時間依次進行。

21、 （3）運行過程的非穩(wěn)態(tài)性 　　每個工作周期內(nèi)排水開始時CANS池內(nèi)液位最高，排水結(jié)束時，液位最低，液位的變化幅度取決于排水比，而排水比與處理廢水的濃度、排放標準及生物降解的難易度等有關(guān)。反應(yīng)池內(nèi)混合液體積和基質(zhì)濃度均是變化的，基質(zhì)降解是非穩(wěn)態(tài)的。 （4）溶解氧周期性變化，濃度梯度高 　　CASS在反應(yīng)階段是曝氣的，微生物處于好氧狀態(tài)，在沉淀和排水階段不曝氣，微生物處于缺氧甚至厭氧狀態(tài)。因此。反應(yīng)池中溶解氧是周期性變化的，氧濃度梯度大、較多效率高，這對于提高脫氮除磷效率、防止污泥膨脹及節(jié)約能耗都是有利的。實踐證實對同樣的曝氣設(shè)備而言。CASS工藝與傳統(tǒng)活性污泥法相比有較高的氧利用率。

22、 1.4 CASS工藝與其他工藝比較 1.4.1 CASS與SBR的比較 　　CASS反應(yīng)池由預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)組成，預(yù)反應(yīng)區(qū)控制在缺氧狀態(tài)，因此，對難降解有機物的去除效果提高；CASS進水過程連續(xù)，因此進水管道上無電磁閥控制元件，單個池子可獨立運行，而SBR或CAST進水過程是間歇的，應(yīng)用中一般要2個或2個以上池子交替使用，控制系統(tǒng)復(fù)雜程度增加。CASS每個周期的排水量一般不超過池內(nèi)總水量的1/3，而SBR則為1/2-3/4，CASS抗沖擊能力較好。CASS比CAST系統(tǒng)簡單，但脫氮除磷效果不如后者。 　　CASS池分預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)，微生物能通過酶的快速轉(zhuǎn)移機理迅

23、速吸附污水中大部分可溶性有機物，經(jīng)歷一個高負荷的基質(zhì)快速積累過程，這對進水水質(zhì)、水量、PH和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用，同時對絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個較低負荷的基質(zhì)降解過程。CASS工藝集反應(yīng)、沉淀、排水、功能于一體，污染物的降解在時間上是一個推流過程，而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中，從而達到對污染物去除作用，同時還具有較好的脫氮、除磷功能。CASS生物處理法是周期循環(huán)活性污泥法的簡稱，最早產(chǎn)生于美國，90年代初引入中國，目前，由于該工藝的高效和經(jīng)濟性，應(yīng)用勢頭迅猛，受到環(huán)保部門及擁護的廣泛關(guān)注和一致好評。經(jīng)過模擬試驗研究，已成功應(yīng)

24、用于生活污水、食品廢水、制藥廢水的治理，取得了良好的處理效果，為CASS法在我國的推廣應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。在反應(yīng)器的前部設(shè)置了生物選擇區(qū)，后部設(shè)置了可升降的自動潷水裝置。其工作過程可分為曝氣、沉淀和排水三個階段，周期循環(huán)進行。污水連續(xù)進入預(yù)反應(yīng)區(qū)，經(jīng)過隔墻底部進入主反應(yīng)區(qū)，在保證供氧的條件下，使有機物被池中的微生物降解。根據(jù)進水水質(zhì)可對運行參數(shù)進行調(diào)整。 CASS法的特點 與SBR相比，CASS法的優(yōu)點是： 其反應(yīng)池由預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)組成，因此，對難降解有機物的去除效果更好。 進水過程是連續(xù)的，因此，進水管道上無需電磁閥等控制元件，單個池子可獨立運行；而SBR進水過程是間歇的，應(yīng)用中一般要

25、2個或2個以上池子交替使用。 排水是由可升降的堰式潷水器完成的，隨水面逐漸下降，均勻?qū)⑻幚砗蟮那逅懦?，最大限度降低了排水時水流對底部沉淀污泥的擾動。 CASS法每個周期的排水量一般不超過池內(nèi)總水量的1/3，而SBR則為3/4，所以，CASS法比SBR法的抗沖擊能力更好。 1.4.2 與傳統(tǒng)活性污泥法相比 　?。?）建設(shè)費用低：省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流設(shè)備，建設(shè)費用可節(jié)省10%～25%。以10萬噸的城市污水處理廠為例，傳統(tǒng)活性污泥法的總投資約1.5億，CASS法總投資約1.1億。 　?。?）工藝流程短，占地面積少：污水廠主要構(gòu)筑物為集水池、沉砂池、CASS曝氣池、污泥池

26、，而沒有初次沉淀池、二次沉淀池，布局緊湊，占地面積可減少20%～35%。 　　（3）運轉(zhuǎn)費用?。河捎谄貧馐侵芷谛缘模貎?nèi)溶解氧的濃度也是變化的，沉淀階段和排水階段溶解氧降低，重新開始曝氣時，氧的濃度梯度大，傳遞效率高，節(jié)能效果顯著，運轉(zhuǎn)費用可節(jié)省10%～25%。 　?。?）有機物去除率高，出水水質(zhì)好：根據(jù)研究結(jié)果和工程應(yīng)用情況，通過合理的設(shè)計和良好的管理，對城市污水，進水COD為400mg/L時，出水小于30mg/L以下。對可生物降解的工業(yè)廢水，即使進水COD高達3000mg/L，出水仍能達到50m g/L左右。對一般的生物處理工藝，很難達到這樣好的水質(zhì)。所以，對CASS工藝，二級處理

27、的投資，可達到三級處理的水質(zhì)。 　　（5）管理簡單，運行可靠：污水處理廠設(shè)備種類和數(shù)量較少，控制系統(tǒng)比較簡單，工藝本身決定了不發(fā)生污泥膨脹。 　?。?）污泥產(chǎn)量低，污泥性質(zhì)穩(wěn)定。 　?。?）具有脫氮除磷功能。 　　在本工程實踐中，CASS反應(yīng)池取得了比較滿意的效果。CASS池進水為290左右，出水則降到了30～45，達到了《北京市水污染物排放標準》中二級排放標準（CODcr≤60mg/1）。而本項目從開始施工到調(diào)試完畢試運行只用了7個月，比常規(guī)的活性污泥法大大縮短了工期，節(jié)省了投資。 1.5 CASS工藝的設(shè)計 1.5.1 CASS工藝的主要設(shè)計參數(shù) 　　CASS反應(yīng)器

28、的主要設(shè)計參數(shù)有：最大設(shè)計水深可達5m~6m，MLSS為3500mg/L~4000mg/L，充水比為30%左右，最大上清液潷除速率為30mm/min，固液分離時間60min，設(shè)計SVI為140mL/g，單循環(huán)時間（即1個運行周期）通常為4h（標準處理模塊）。處理城市污水時，CASS中生物選擇器、缺氧區(qū)和主反應(yīng)區(qū)的容積比一般為1∶5∶30，具體可根據(jù)水質(zhì)和“模塊”試驗加以確定。表1列出了CASS工藝處理不同規(guī)模城市污水時的參考設(shè)計參數(shù)。 　　CASS工藝處理不同規(guī)模城市污水時的主要設(shè)計參數(shù) 　　 主要設(shè)計參數(shù) 人口當(dāng)量 37500 CASS池數(shù) 2 4 8 單池

29、面積/m 772 2552 2352 最小充水比 VR 0.33 0.19 0.33 最小停留時間/h 9.1 16.8 11.9 最大設(shè)計流量/m/d 18546 85000 BOD5/kg/d 2255 15000 37140 TKN/kg/d 382 3500 3518 TSS/kg/d 3377 15000 30400 P/kg/d 77 900 550 循環(huán)次數(shù)/次/（d·池） 6 6 6 充水-曝氣時間/h 2 2 2 充水-沉淀時間/h 1 1 1 潷水時間 1 1 1 1.5.2

30、CASS設(shè)計中應(yīng)注意的問題 　?。?）水量平衡 　　工業(yè)廢水和生活污水的排放通常是不均勻的，如何充分發(fā)揮CASS反應(yīng)池的作用，與選擇的設(shè)計流量關(guān)系很大，如果設(shè)計流量不合適，進水高峰時水位會超過上限，進水量小時反應(yīng)池不能充分利用。當(dāng)水量波動較大時，應(yīng)考慮設(shè)置調(diào)節(jié)池。 　?。?）控制方式的選擇 　　CASS工藝的日益廣泛應(yīng)用，得益于自動化技術(shù)發(fā)展及在污水處理工程中的應(yīng)用。CASS工藝的特點是程序工作制，可根據(jù)進水及出水水質(zhì)變化來調(diào)整工作程序，保證出水效果。整套控制系統(tǒng)可采用現(xiàn)場可編程控制（PLC）與微機集中控制相結(jié)合，同時為了保證CASS工藝的正常運行，所有設(shè)備采用手動/自動兩種操作

31、方式，后者便于手動調(diào)試和自控系統(tǒng)故障時使用，前者供日常工作使用。 　?。?）曝氣方式的選擇 　　CASS工藝可選擇多種曝氣方式，但在選擇曝氣頭時要盡量采用不堵塞的曝氣形式，如穿孔管、水下曝氣機、傘式曝氣器、螺旋曝氣器等。采用微孔曝氣時應(yīng)采用強度高的橡膠曝氣盤或管，當(dāng)停止曝氣時，微孔閉合，曝氣時開啟，不易造成微孔堵塞。此外，由于CASS工藝自身的特點，選用水下曝氣機還可根據(jù)其運行周期和DO等情況適當(dāng)開啟不同的臺數(shù)，達到在滿足廢水要求的前提下節(jié)約能耗的目的。 　?。?）排水方式的選擇 　　CASS工藝的排水要求與SBR相同，目前，常用的設(shè)備為旋轉(zhuǎn)式撇水機，其優(yōu)點是排水均勻、排水量可

32、調(diào)節(jié)、對底部污泥干擾小，又能防止水面漂浮物隨水排出。CASS工藝沉淀結(jié)束需及時將上清液排出，排水時應(yīng)盡可能均勻排出，不能擾動沉淀在池底的污泥層，同時，還應(yīng)防止水面的漂浮物隨水流排出，影響出水水質(zhì)。目前，常見的排水方式有固定式排水裝置如沿水池沒深度裝置出水管，從上到下依次開啟，優(yōu)點是排水設(shè)備簡單、投資少，缺點是開啟閥門多、排水管中會積存部分污泥，造成初期出水水質(zhì)差。浮動式排水裝置和旋轉(zhuǎn)式排水裝置雖然價格高，但排水均勻、排水量可調(diào)、對底部污泥干擾小，又能防止水面漂浮物隨出水排出，因此，這兩中排水裝置耳前應(yīng)用較多，尤其旋轉(zhuǎn)式排水裝置，又稱潷水器，以操作靈活、運行穩(wěn)定性高等優(yōu)點受到設(shè)計人員和用戶的青睞

33、。 　?。?）需要注意的其它問題 　　1）冬季或低溫對CASS工藝的影響及控制； 　　2）排水比的確定； 　　3）雨季對池內(nèi)水位的影響及控制； 　　4）排泥時機及泥齡控制； 　　5）預(yù)反應(yīng)區(qū)的大小及反應(yīng)池的長寬比： 6）間斷排水與后續(xù)處理構(gòu)筑物的高程及水量匹配問題。 CASS工藝 科技名詞定義 中文名稱： CASS工藝 英文名稱： cyclic activated sludge system 定義： 一種循環(huán)式活性污泥法。與序批式反應(yīng)器相比，增加了預(yù)反應(yīng)區(qū)，設(shè)計更優(yōu)化合理的生物反應(yīng)器。該工藝將主反應(yīng)區(qū)中部分剩余污泥回流至選擇器中，實現(xiàn)了連續(xù)進

34、水。 應(yīng)用學(xué)科： （一級學(xué)科）；（二級學(xué)科） 本內(nèi)容由審定公布 目錄 1. 2. 3. 4. 1. 2. 3. 4. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4. 1. 2. 3. 4. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1. 2. 3. 4. 5. 展開 1、簡介 　　CASS(Cyclic Activated Sludge System)是周期循環(huán)活性污泥法的簡稱，又

35、稱為循環(huán)活性污泥工藝CAST(Cyclic Activated Sludge technology)，是在SBR的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，即在SBR池內(nèi)進水端增加了一個生物選擇器，實現(xiàn)了連續(xù)進水(沉淀期、排水期仍連續(xù)進水)，間歇排水。設(shè)置生物選擇器的主要目的是使系統(tǒng)選擇出絮凝性細菌，其容積約占整個池子的10%。生物選擇器的工藝過程遵循活性污泥的基質(zhì)積累--再生理論，使活性污泥在選擇器中經(jīng)歷一個高 activated負荷的吸附階段(基質(zhì)積累)，隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個較低負荷的基質(zhì)降解階段，以完成整個基質(zhì)降解的全過程和污泥再生。 　　該工藝最早在國外應(yīng)用，為了更好地將其引進、消化，開發(fā)出適合我國國情

36、的新型污水處理新工藝，總裝備部工程設(shè)計研究總院環(huán)保中心于1994年在實驗室進行了整套系統(tǒng)的模擬試驗，分別探討了CASS工藝處理常溫生活污水、低溫生活污水、制藥和化工等工業(yè)廢水的機理和特點以及水處理過程中脫氮除磷的效果，獲得了寶貴的設(shè)計參數(shù)和對工藝運行的指導(dǎo)性經(jīng)驗。我院將研究成果成功地應(yīng)用于處理生活污水及不同種工業(yè)廢水的工程實踐中，取得了良好的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。我院開發(fā)的CASS工藝與ICEAS工藝相比，負荷可提高1-2倍，節(jié)省占地和工程投資近30%。 2、CASS結(jié)構(gòu)與原理 　　2.1 CASS基本結(jié)構(gòu)是：在序批式活性污泥法（SBR）的基礎(chǔ)上，反應(yīng)池沿池長方向設(shè)計為兩部分，前部為生物

37、選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)，其主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的自動撇水裝置。整個工藝的曝氣、沉淀、排水等過程在同一池子內(nèi)周期循環(huán)運行，省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流系統(tǒng)；同時可連續(xù)進水，間斷排水。 　　2.2 CASS原理：:在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)，微生物能通過酶的快速轉(zhuǎn)移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經(jīng)歷一個高負荷的基質(zhì)快速積累過程，這對進水水質(zhì)、水量、PH和起到較好的緩沖作用，同時對絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個較低負荷的基質(zhì)降解過程。CASS工藝集反應(yīng)、沉淀、排水、功能于一體，污染物的降解在時間上是一個推流過程，而微生物則處于好氧、缺氧、

38、厭氧周期性變化之中，從而達到對污染物去除作用，同時還具有較好的脫氮、除磷功能。 　　CASS法工作原理如右圖所示： cass原理圖 在反應(yīng)器的前部設(shè)置了生物選擇區(qū)，后部設(shè)置了可升降的自動潷水裝置。其工作過程可分為曝氣、沉淀、潷水、閑置四個階段，周期循環(huán)進行。污水連續(xù)進入預(yù)反應(yīng)區(qū)，經(jīng)過隔墻底部進入主反應(yīng)區(qū)，在保證供氧的條件下，使有機物被池中的微生物降解。根據(jù)進水水質(zhì)可對運行參數(shù)進行調(diào)整。 3、CASS操作周期的四個階段 3.1曝氣階段 　　由曝氣裝置向反應(yīng)池內(nèi)充氧，此時有機污染物被微生物氧化分解，同時污水中的NH3-N通過微生物的硝化作用轉(zhuǎn)化為NO3--N。 3.2

39、沉淀階段 　　此時停止曝氣，微生物利用水中剩余的DO進行氧化分解。反應(yīng)池逐漸由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉(zhuǎn)化，開始進行反硝化反應(yīng)?；钚晕勰嘀饾u沉到池底，上層水變清。 3.3 潷水階段 　　沉淀結(jié)束后，置于反應(yīng)池末端的潷水器開始工作，自上而下逐漸排出上清液。此時反應(yīng)池逐漸過渡到厭氧狀態(tài)繼續(xù)反硝化。 3.4 閑置階段 　　閑置階段即是潷水器上升到原始位置階段。 4、CASS工藝的主要技術(shù)特征 4.1 連續(xù)進水，間斷排水 　　傳統(tǒng)SBR工藝為間斷進水，間斷排水，而實際污水排放大都是連續(xù)或半連續(xù)的，CASS工藝可連續(xù)進水，克服了SBR工藝的不足，比較適合實際排水的特點，拓寬了SBR工藝的

40、應(yīng)用領(lǐng)域。雖然CASS工藝設(shè)計時均考慮為連續(xù)進水，但在實際運行中即使有間斷進水，也不影響處理系統(tǒng)的運行。 4.2 運行上的時序性 　　CASS反應(yīng)池通常按曝氣、沉淀、排水和閑置四個階段根據(jù)時間依次進行。 4.3 運行過程的非穩(wěn)態(tài)性 　　每個工作周期內(nèi)排水開始時CASS池內(nèi)液位最高，排水結(jié)束時，液位最低，液位的變化幅度取決于排水比，而排水比與處理廢水的濃度、排放標準及生物降解的難易程度等有關(guān)。反應(yīng)池內(nèi)混合液體積和基質(zhì)濃度均是變化的，基質(zhì)降解是非穩(wěn)態(tài)的。 4.4 溶解氧周期性變化，濃度梯度高 　　CASS在反應(yīng)階段是曝氣的，微生物處于好氧狀態(tài)，在沉淀和排水階段不曝氣，微生物處于缺

41、氧甚至厭氧狀態(tài)。因此，反應(yīng)池中溶解氧是周期性變化的，氧濃度梯度大、轉(zhuǎn)移效率高，這對于提高脫氮除磷效率、防止污泥膨脹及節(jié)約能耗都是有利的。實踐證實對同樣的曝氣設(shè)備而言，CASS工藝與傳統(tǒng)活性污泥法相比有較高的氧利用率。 5、CASS工藝的主要優(yōu)點 5.1 工藝流程簡單，占地面積小，投資較低 　　CASS的核心構(gòu)筑物為反應(yīng)池，沒有二沉池及污泥回流設(shè)備，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池及初沉池。因此，污水處理設(shè)施布置緊湊、占地省、投資低。 5.2 生化反應(yīng)推動力大 　　CASS工藝從污染物的降解過程來看，當(dāng)污水以相對較低的水量連續(xù)進入CASS池時即被混合液稀釋，因此，從空間上看CASS工藝屬變體積

42、的完全混合式活性污泥法范疇；而從CASS工藝開始曝氣到排水結(jié)束整個周期來看，基質(zhì)濃度由高到低，濃度梯度從高到低，基質(zhì)利用速率由大到小，因此，CASS工藝屬理想的時間順序上的推流式反應(yīng)器，生化反應(yīng)推動力較大。 5.3 沉淀效果好 　　CASS工藝在沉淀階段幾乎整個反應(yīng)池均起沉淀作用，沉淀階段的表面負荷比普通二次沉淀池小得多，雖有進水的干擾，但其影響很小，沉淀效果較好。實踐證明，當(dāng)冬季溫度較低，污泥沉降性能差時，或在處理一些特種工業(yè)廢水污泥凝聚性能差時，均不會影響CASS工藝的正常運行。實驗和工程中曾遇到SV30高達96%的情況，只要將沉淀階段的時間稍作延長，系統(tǒng)運行不受影響。 5.4

43、運行靈活，抗沖擊能力強 　　CASS工藝在設(shè)計時已考慮流量變化的因素，能確保污水在系統(tǒng)內(nèi)停留預(yù)定的處理時間后經(jīng)沉淀排放，特別是CASS工藝可以通過調(diào)節(jié)運行周期來適應(yīng)進水量和水質(zhì)的變比。當(dāng)進水濃度較高時，也可通過延長曝氣時間實現(xiàn)達標排放，達到抗沖擊負荷的目的。在暴雨時，可經(jīng)受平常平均流量6信的高峰流量沖擊，而不需要獨立的調(diào)節(jié)地。多年運行資料表明，在流量沖擊和有機負荷沖擊超過設(shè)計值2－3信時，處理效果仍然令人滿意。而傳統(tǒng)處理工藝雖然已設(shè)有輔助的流量平衡調(diào)節(jié)設(shè)施，但還很可能因水力負荷變化導(dǎo)致活性污泥流失，嚴重影響排水質(zhì)量。 　　當(dāng)強化脫氮除磷功能時，CASS工藝可通過調(diào)整工作周期及控制反應(yīng)池的

44、溶解氧水平，提高脫氮除磷的效果。所以，通過運行方式的調(diào)整，可以達到不同的處理水質(zhì)。 5.5 不易發(fā)生污泥膨脹 　　污泥膨脹是活性污泥法運行過程中常遇到的問題，由于污泥沉降性能差，污泥與水無法在二沉池進行有效分離，造成污泥流失，使出水水質(zhì)變差，嚴重時使污水處理廠無法運行，而控制并消除污泥膨脹需要一定時間，具有滯后性。因此，選擇不易發(fā)生污泥膨脹的污水處理工藝是污水處理廠設(shè)計中必須考慮的問題。 　　由于絲狀菌的比表面積比菌膠團大，因此，有利于攝取低濃度底物，但一般絲狀菌的比增殖速率比非絲狀菌小，在高底物濃度下菌膠團和絲狀菌都以較大速率降解底物與增殖，但由于膠團細菌比增殖速率較大，其增殖量也

45、較大，從而較絲狀菌占優(yōu)勢。而CASS反應(yīng)池中存在著較大的濃度梯度，而且處于缺氧、好氧交替變化之中，這樣的環(huán)境條件可選擇性地培養(yǎng)出菌膠團細菌，使其成為曝氣池中的優(yōu)勢菌屬，有效地抑制絲狀菌的生長和繁殖，克服污泥膨脹，從而提高系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。 5.6 適用范圍廣，適合分期建設(shè) 　　CASS工藝可應(yīng)用于大型、中型及小型污水處理工程，比SBR工藝適用范圍更廣泛；連續(xù)進水的設(shè)計和運行方式，一方面便于與前處理構(gòu)筑物相匹配，另一方面控制系統(tǒng)比SBR工藝更簡單。 　　對大型污水處理廠而言，CASS反應(yīng)池設(shè)計成多池模塊組合式，單池可獨立運行。當(dāng)處理水量小于設(shè)計值時，可以在反應(yīng)地的低水位運行或投入部分反

46、應(yīng)池運行等多種靈活操作方式；由于CASS系統(tǒng)的主要核心構(gòu)筑物是CASS反應(yīng)池，如果處理水量增加，超過設(shè)計水量不能滿足處理要求時，可同樣復(fù)制CASS反應(yīng)池，因此CASS法污水處理廠的建設(shè)可隨企業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，它的階段建造和擴建較傳統(tǒng)活性污泥法簡單得多。 5.7 剩余污泥量小，性質(zhì)穩(wěn)定 　　傳統(tǒng)活性污泥法的泥齡僅2－7天，而CASS法泥齡為25-30天，所以污泥穩(wěn)定性好，脫水性能佳，產(chǎn)生的剩余污泥少。去除1.0kgBOD產(chǎn)生0.2～0.3kg剩余污泥，僅為傳統(tǒng)法的60%左右。由于污泥在CASS反應(yīng)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

47、要再經(jīng)穩(wěn)定化處理，可直接脫水。而傳統(tǒng)法剩余污泥不穩(wěn)定，沉降性差，耗氧速率大于20mgO2/g MLSS.h ，必須經(jīng)穩(wěn)定化后才能處置。 6、CASS設(shè)計中應(yīng)注意的問題 6.1 水量平衡 　　工業(yè)廢水和生活污水的排放通常是不均勻的，如何充分發(fā)揮CASS反應(yīng)池的作用，與選擇的設(shè)計流量關(guān)系很大，如果設(shè)計流量不合適，進水高峰時水位會超過上限，進水量小時反應(yīng)池不能充分利用。當(dāng)水量波動較大時，應(yīng)考慮設(shè)置調(diào)節(jié)池。 6.2 控制方式的選擇 　　CASS工藝的日益廣泛應(yīng)用，得益于自動化技術(shù)發(fā)展及在污水處理工程中的應(yīng)用。CASS工藝的特點是程序工作制，可根據(jù)進水及出水水質(zhì)變化來調(diào)整工作程序，保證出水

48、效果。整套控制系統(tǒng)可采用現(xiàn)場可編程控制（PLC）與微機集中控制相結(jié)合，同時為了保證 CASS工藝的正常運行，所有設(shè)備采用手動/自動兩種操作方式，后者便于手動調(diào)試和自控系統(tǒng)故障時使用，前者供日常工作使用。 6.3 曝氣方式的選擇 　　CASS工藝可選擇多種曝氣方式，但在選擇曝氣頭時要盡量采用不堵塞的曝氣形式，如穿孔管、水下曝氣機、傘式曝氣器、螺旋曝氣器等。采用微孔曝氣時應(yīng)采用強度高的橡膠曝氣盤或管，當(dāng)停止曝氣時，微孔閉合，曝氣時開啟，不易造成微孔堵塞。此外，由于CASS工藝自身的特點，選用水下曝氣機還可根據(jù)其運行周期和DO等情況適當(dāng)開啟不同的臺數(shù)，達到在滿足廢水要求的前提下節(jié)約能耗的目的。

49、 6.4 排水方式的選擇 　　CASS工藝的排水要求與SBR相同，目前，常用的設(shè)備為旋轉(zhuǎn)式撇水機，其優(yōu)點是排水均勻、排水量可調(diào)節(jié)、對底部污泥干擾小，又能防止水面漂浮物隨水排出。 　　CASS工藝沉淀結(jié)束需及時將上清液排出，排水時應(yīng)盡可能均勻排出，不能擾動沉淀在池底的污泥層，同時，還應(yīng)防止水面的漂浮物隨水流排出，影響出水水質(zhì)。目前，常見的排水方式有固定式排水裝置如沿水池不同深度設(shè)置出水管，從上到下依次開啟，優(yōu)點是排水設(shè)備簡單、投資少，缺點是開啟閥門多、排水管中會積存部分污泥，造成初期出水水質(zhì)差。浮動式排水裝置和旋轉(zhuǎn)式排水裝置雖然價格高，但排水均勻、排水量可調(diào)、對底部污泥干擾小，又能防止

50、水面漂浮物隨出水排出，因此，這兩種排水裝置目前應(yīng)用較多，尤其旋轉(zhuǎn)式排水裝置，又稱潷水器，以操作靈活、運行穩(wěn)定性高等優(yōu)點受到設(shè)計人員和用戶的青睞。 6.5 需要注意的其它問題 　　①　冬季或低溫對CASS工藝的影響及控制 　?、凇∨潘鹊拇_定 　　③　雨季對池內(nèi)水位的影響及控制 　?、堋∨拍鄷r機及泥齡控制 　　⑤　預(yù)反應(yīng)區(qū)的大小及反應(yīng)池的長寬比 　?、蕖￠g斷排水與后續(xù)處理構(gòu)筑物的高程及水量匹配問題。 7、CASS的經(jīng)濟性 　　實踐證明，CASS工藝日處理水量小則幾百立方米，大則幾十萬立方米，只要設(shè)計合理，與其它方法相比具有一定的經(jīng)濟優(yōu)勢。它比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省投資20%-30%，節(jié)省土地30%以上。當(dāng)需采用多種工藝串聯(lián)使用時，如在CASS工藝后有其它處理工藝時，通常要增加中間水池和提升設(shè)備,將影響整體的經(jīng)濟優(yōu)勢，此時，要進行詳細的技術(shù)經(jīng)濟比較，以確定采用CASS工藝還是其它好氧處理工藝。 　　由于CASS工藝的曝氣是間斷的，利于氧的轉(zhuǎn)移，曝氣時間還可根據(jù)水質(zhì)、水量變化靈活調(diào)整，均為降低運行成本創(chuàng)造了條件?？傮w而言，CASS工藝的運行費用比傳統(tǒng)活性污泥法稍低。 專心---專注---專業(yè)