CASS工藝

CASS(Cyclic Activated Sludge System)是周期循環(huán)活性污泥法的簡稱谭迄，又稱為循環(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(jìn)水端增加了一個(gè)生物選擇器，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水（沉淀期、排水期仍連續(xù)進(jìn)水）括者，間歇排水。中文名CASS工藝，外文名Cyclic Activated Sludge System耐版，又稱循環(huán)活性工藝

1簡介

CASS(Cyclic Activated Sludge System)是周期循環(huán)活性污泥法的簡稱，又稱為循環(huán)活性污泥工藝压汪。該工藝早在國外應(yīng)用粪牲，為了更好地將其引進(jìn)，開發(fā)出適合我國國情的污水處理新工藝止剖，有關(guān)科研機(jī)構(gòu)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了整套系統(tǒng)的模擬試驗(yàn)腺阳，分別探討了CASS工藝處理常溫生活污水、低溫生活污水穿香、制藥和化工等工業(yè)廢水的機(jī)理和特點(diǎn)以及水處理過程中脫氮除磷的效果亭引，獲得了寶貴的設(shè)計(jì)參數(shù)和對工藝運(yùn)行的指導(dǎo)性經(jīng)驗(yàn)。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(shí)踐中皮获，取得了良好的經(jīng)濟(jì)焙蚓、社會和環(huán)境效益。并開發(fā)的CASS工藝與ICEAS工藝相比裸岁，負(fù)荷可提高1-2倍届辽，節(jié)省占地和工程投資近30%。[1]

2具體內(nèi)容

結(jié)構(gòu)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)上郊啄，反應(yīng)池沿池長方向設(shè)計(jì)為兩部分映贞，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)寄菲，其主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的自動撇水裝置裁堤。整個(gè)工藝的曝氣、沉淀胆叁、排水等過程在同一池子內(nèi)周期循環(huán)運(yùn)行庶消，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(shí)可連續(xù)進(jìn)水轻迹，間斷排水媚哪。

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(jī)理迅速吸附污水中大部分可溶性有機(jī)物祭昏，經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的基質(zhì)快速積累過程耙厚，這對進(jìn)水水質(zhì)、水量岔霸、PH和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用薛躬，同時(shí)對絲狀菌的生長起到抑制作用俯渤，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過程型宝。CASS工藝集反應(yīng)八匠、沉淀、排水趴酣、功能于一體梨树，污染物的降解在時(shí)間上是一個(gè)推流過程，而微生物則處于好氧岖寞、缺氧抡四、厭氧周期性變化之中，從而達(dá)到對污染物去除作用仗谆，同時(shí)還具有較好的脫氮指巡、除磷功能。

CASS原理圖

CASS法工作原理如右圖所示：在反應(yīng)器的前部設(shè)置了生物選擇區(qū)恤络，后部設(shè)置了可升降的自動潷水裝置溜屡。其工作過程可分為曝氣、沉淀抽述、潷水宠佩、閑置四個(gè)階段，周期循環(huán)進(jìn)行使城。污水連續(xù)進(jìn)入預(yù)反應(yīng)區(qū)蚀抄，經(jīng)過隔墻底部進(jìn)入主反應(yīng)區(qū)，在保證供氧的條件下蛆骨，使有機(jī)物被池中的微生物降解牌盖。根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)可對運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

四個(gè)階段

3.1曝氣階段

由曝氣裝置向反應(yīng)池內(nèi)充氧洒妈，此時(shí)有機(jī)污染物被微生物氧化分解吧郑，同時(shí)污水中的NH3-N通過微生物的硝化作用轉(zhuǎn)化為NO3--N。

3.2 沉淀階段

此時(shí)停止曝氣蛮碾，微生物利用水中剩余的DO進(jìn)行氧化分解颗蝶。反應(yīng)池逐漸由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉(zhuǎn)化，開始進(jìn)行反硝化反應(yīng)俭厚』海活性污泥逐漸沉到池底，上層水變清挪挤。

3.3 潷水階段

沉淀結(jié)束后叼丑，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扛门。此時(shí)反應(yīng)池逐漸過渡到厭氧狀態(tài)繼續(xù)反硝化鸠信。

3.4 閑置階段

閑置階段即是潷水器上升到原始位置階段纵寝。

技術(shù)特征

4.1 連續(xù)進(jìn)水，間斷排水

傳統(tǒng)SBR工藝為間斷進(jìn)水星立，間斷排水爽茴，而實(shí)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(jìn)水绰垂，克服了SBR工藝的不足闹啦，比較適合實(shí)際排水的特點(diǎn)，拓寬了SBR工藝的應(yīng)用領(lǐng)域辕坝。雖然CASS工藝設(shè)計(jì)時(shí)均考慮為連續(xù)進(jìn)水，但在實(shí)際運(yùn)行中即使有間斷進(jìn)水施式，也不影響處理系統(tǒng)的運(yùn)行酷卖。

4.2 運(yùn)行上的時(shí)序性

CASS反應(yīng)池通常按曝氣、沉淀涎花、排水和閑置四個(gè)階段根據(jù)時(shí)間依次進(jìn)行喊宿。

4.3 運(yùn)行過程的非穩(wěn)態(tài)性

每個(gè)工作周期內(nèi)排水開始時(shí)CASS池內(nèi)液位，排水結(jié)束時(shí)瞒酪，液位低荞宰，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测佛、排放標(biāo)準(zhǔn)及生物降解的難易程度等有關(guān)度潜。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)的影凿。

4.4 溶解氧周期性變化致殉，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)第勉，在沉淀和排水階段不曝氣逃铝，微生物處于缺氧甚至厭氧狀態(tài)。因此叽赊，反應(yīng)池中溶解氧是周期性變化的恋沃，氧濃度梯度大、轉(zhuǎn)移效率高必指，這對于提高脫氮除磷效率囊咏、防止污泥膨脹及節(jié)約能耗都是有利的。實(shí)踐證實(shí)對同樣的曝氣設(shè)備而言取劫，CASS工藝與傳統(tǒng)活性污泥法相比有較高的氧利用率匆笤。

3優(yōu)勢

主要優(yōu)點(diǎn)

5.1 工藝流程簡單，占地面積小谱邪，投資較低

CASS的核心構(gòu)筑物為反應(yīng)池炮捧，沒有二沉池及污泥回流設(shè)備庶诡，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池及初沉池。因此咆课，污水處理設(shè)施布置緊湊末誓、占地省、投資低书蚪。

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酝凄，當(dāng)污水以相對較低的水量連續(xù)進(jìn)入CASS池時(shí)即被混合液稀釋，因此维似，從空間上看CASS工藝屬變體積的混合式活性污泥法范疇冀远；而從CASS工藝開始曝氣到排水結(jié)束整個(gè)周期來看，基質(zhì)濃度由高到低顺诽，濃度梯度從高到低峰毙，基質(zhì)利用速率由大到小，因此韵披，CASS工藝屬理想的時(shí)間順序上的推流式反應(yīng)器失臂，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(gè)反應(yīng)池均起沉淀作用镇锣，沉淀階段的表面負(fù)荷比普通二次沉淀池小得多权洼，雖有進(jìn)水的干擾，但其影響很小一宁，沉淀效果較好献蛔。實(shí)踐證明，當(dāng)冬季溫度較低嫂茸，污泥沉降性能差時(shí)缠黍，或在處理一些特種工業(yè)廢水污泥凝聚性能差時(shí)，均不會影響CASS工藝的正常運(yùn)行药蜻。實(shí)驗(yàn)和工程中曾遇到SV30高達(dá)96%的情況瓷式，只要將沉淀階段的時(shí)間稍作延長，系統(tǒng)運(yùn)行不受影響语泽。

5.4 運(yùn)行靈活贸典，抗沖擊能力強(qiáng)

CASS工藝在設(shè)計(jì)時(shí)已考慮流量變化的因素，能污水在系統(tǒng)內(nèi)停留預(yù)定的處理時(shí)間后經(jīng)沉淀排放踱卵，特別是CASS工藝可以通過調(diào)節(jié)運(yùn)行周期來適應(yīng)進(jìn)水量和水質(zhì)的變比廊驼。當(dāng)進(jìn)水濃度較高時(shí)，也可通過延長曝氣時(shí)間實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放惋砂，達(dá)到抗沖擊負(fù)荷的目的妒挎。在暴雨時(shí)，可經(jīng)受平常平均流量6倍的高峰流量沖擊，而不需要獨(dú)立的調(diào)節(jié)地酝掩。多年運(yùn)行資料表明鳞芙，在流量沖擊和有機(jī)負(fù)荷沖擊超過設(shè)計(jì)值2－3倍時(shí)，處理效果仍然棋叁。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)施防弧，但還很可能因水力負(fù)荷變化導(dǎo)致活性污泥流失，嚴(yán)重影響排水質(zhì)量铜部。

當(dāng)強(qiáng)化脫氮除磷功能時(shí)历恨，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，提高脫氮除磷的效果猾晨。所以啃栋，通過運(yùn)行方式的調(diào)整，可以達(dá)到不同的處理水質(zhì)肃径。

5.5 不易發(fā)生污泥膨脹

污泥膨脹是活性污泥法運(yùn)行過程中常遇到的問題后匀，由于污泥沉降性能差，污泥與水無法在二沉池進(jìn)行有效分離友合，造成污泥流失，使出水水質(zhì)變差烘幅，嚴(yán)重時(shí)使污水處理廠無法運(yùn)行颊夷，而控制并消除污泥膨脹需要一定時(shí)間，具有滯后性钉答。因此础芍，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(jì)中必須考慮的問題。

由于絲狀菌的比表面積比菌膠團(tuán)大数尿，因此仑性，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右蹦，在高底物濃度下菌膠團(tuán)和絲狀菌都以較大速率降解底物與增殖诊杆，但由于膠團(tuán)細(xì)菌比增殖速率較大，其增殖量也較大何陆，從而較絲狀菌占優(yōu)勢晨汹。而CASS反應(yīng)池中存在著較大的濃度梯度，而且處于缺氧贷盲、好氧交替變化之中淘这，這樣的環(huán)境條件可選擇性地培養(yǎng)出菌膠團(tuán)細(xì)菌，使其成為曝氣池中的優(yōu)勢菌屬巩剖，有效地抑制絲狀菌的生長和繁殖铝穷，克服污泥膨脹，從而提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

5.6 適用范圍廣讳蜂，適合分期建設(shè)

CASS工藝可應(yīng)用于大型福信、中型及小型污水處理工程，比SBR工藝適用范圍更廣泛咕菱；連續(xù)進(jìn)水的設(shè)計(jì)和運(yùn)行方式么歹，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工藝更簡單珍喘。

對大型污水處理廠而言殿潜，CASS反應(yīng)池設(shè)計(jì)成多池模塊組合式，單池可獨(dú)立運(yùn)行性谬。當(dāng)處理水量小于設(shè)計(jì)值時(shí)灌次，可以在反應(yīng)地的低水位運(yùn)行或投入部分反應(yīng)池運(yùn)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)池连嘹，如果處理水量增加颈有，超過設(shè)計(jì)水量不能滿足處理要求時(shí)，可同樣復(fù)制CASS反應(yīng)池疲狼，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)展吁沉，它的階段建造和擴(kuò)建較傳統(tǒng)活性污泥法簡單得多。

5.7 剩余污泥量小寸士，性質(zhì)穩(wěn)定

傳統(tǒng)活性污泥法的泥齡僅2－7天檐什，而CASS法泥齡為25-30天，所以污泥穩(wěn)定性好弱卡，脫水性能佳乃正，產(chǎn)生的剩余污泥少。去除1.0kgBOD產(chǎn)生0.2～0.3kg剩余污泥婶博，僅為傳統(tǒng)法的60%左右瓮具。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以下凡人，一般不需要再經(jīng)穩(wěn)定化處理名党，可直接脫水。而傳統(tǒng)法剩余污泥不穩(wěn)定挠轴，沉降性差兑巾，耗氧速率大于20mgO2/g MLSS.h ，必須經(jīng)穩(wěn)定化后才能處置忠荞。

經(jīng)濟(jì)性

實(shí)踐證明蒋歌，CASS工藝日處理水量小則幾百立方米，大則幾十萬立方米锌瓤，只要設(shè)計(jì)合理风承，與其它方法相比具有一定的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢暴喂。它比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省投資20%-30%，節(jié)省土地30%以上家漂。當(dāng)需采用多種工藝串聯(lián)使用時(shí)霜售，如在CASS工藝后有其它處理工藝時(shí)，通常要增加中間水池和提升設(shè)備,將影響整體的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢斯癞，此時(shí)矿退，要進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，以確定采用CASS工藝還是其它好氧處理工藝板薛。

由于CASS工藝的曝氣是間斷的跪篷，利于氧的轉(zhuǎn)移，曝氣時(shí)間還可根據(jù)水質(zhì)石葫、水量變化靈活調(diào)整桃姐，均為降低運(yùn)行成本創(chuàng)造了條件√ⅲ總體而言口柳，CASS工藝的運(yùn)行費(fèi)用比傳統(tǒng)活性污泥法稍低。

CASS法的特點(diǎn)與SBR相比有滑，CASS法的優(yōu)點(diǎn)是-其反應(yīng)池由預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)組成跃闹，因此，對難降解有機(jī)物的去除效果更好毛好。進(jìn)水過程是連續(xù)的辣卒，因此，進(jìn)水管道上無需電磁閥等控制元件睛榄，單個(gè)池子可獨(dú)立運(yùn)行;而SBR進(jìn)水過程是間歇的，應(yīng)用中一般要2個(gè)或2個(gè)以上池子交替使用想帅。排水是由可升降的堰式潷水器完成的场靴，隨水面逐漸下降，均勻?qū)⑻幚砗蟮那逅懦龈圩迹薅冉档土伺潘畷r(shí)水流對底部沉淀污泥的擾動旨剥。 CASS法每個(gè)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浅缸，所以轨帜，CASS法比SBR法的抗沖擊能力更好。

4注意事項(xiàng)

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庵坛，如何充分發(fā)揮CASS反應(yīng)池的作用梯匈，與選擇的設(shè)計(jì)流量關(guān)系很大，如果設(shè)計(jì)流量不合適恼睹，進(jìn)水高峰時(shí)水位會超過上限士涤，進(jìn)水量小時(shí)反應(yīng)池不能充分利用。當(dāng)水量波動較大時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)置調(diào)節(jié)池剩耸。

6.2 控制方式的選擇

CASS工藝的日益廣泛應(yīng)用料鲫，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(diǎn)是程序工作制士宏，可根據(jù)進(jìn)水及出水水質(zhì)變化來調(diào)整工作程序肝慕，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(jī)集中控制相結(jié)合掐悄，同時(shí)為了保證 CASS工藝的正常運(yùn)行孟景，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(shí)使用吨拗，前者供日常工作使用满哪。

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(shí)要盡量采用不堵塞的曝氣形式劝篷，如穿孔管哨鸭、水下曝氣機(jī)、傘式曝氣器娇妓、螺旋曝氣器等像鸡。采用微孔曝氣時(shí)應(yīng)采用強(qiáng)度高的橡膠曝氣盤或管，當(dāng)停止曝氣時(shí)哈恰，微孔閉合只估，曝氣時(shí)開啟，不易造成微孔堵塞着绷。此外蛔钙，由于CASS工藝自身的特點(diǎn)，選用水下曝氣機(jī)還可根據(jù)其運(yùn)行周期和DO等情況適當(dāng)開啟不同的臺數(shù)荠医，達(dá)到在滿足廢水要求的前提下節(jié)約能耗的目的吁脱。

6.4 排水方式的選擇

CASS工藝的排水要求與SBR相同，當(dāng)前彰莲，常用的設(shè)備為旋轉(zhuǎn)式撇水機(jī)灿躏，其優(yōu)點(diǎn)是排水均勻、排水量可調(diào)節(jié)泳疗、對底部污泥干擾小兽肮，又能防止水面漂浮物隨水排出。

CASS工藝沉淀結(jié)束需及時(shí)將上清液排出驹莽，排水時(shí)應(yīng)盡可能均勻排出郭血，不能擾動沉淀在池底的污泥層，同時(shí)烙巩，還應(yīng)防止水面的漂浮物隨水流排出缤滑，影響出水水質(zhì)困邪。當(dāng)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)置出水管瓤危，從上到下依次開啟业馒，優(yōu)點(diǎn)是排水設(shè)備簡單、投資少么鸿，缺點(diǎn)是開啟閥門多蛾趣、排水管中會積存部分污泥，造成初期出水水質(zhì)差爽冕。浮動式排水裝置和旋轉(zhuǎn)式排水裝置雖然價(jià)格高仇祭，但排水均勻、排水量可調(diào)颈畸、對底部污泥干擾小乌奇，又能防止水面漂浮物隨出水排出，因此眯娱，這兩種排水裝置當(dāng)前應(yīng)用較多礁苗，尤其旋轉(zhuǎn)式排水裝置，又稱潷水器徙缴，以操作靈活试伙、運(yùn)行穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)受到設(shè)計(jì)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

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(shí)機(jī)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于样。