CASS工藝的實際應用及常見問題

【摘要】：主要簡單介紹了CASS工藝實際循環運行的操作流程，分析該工藝的應用特點，給出了具體水力停留時間分配情況及最佳設計參數的范圍，提出了相關的CASS工藝實際運行常見問題，給出了該工藝的整體設計流程。

【關鍵詞】：CASS工藝;實際應用;常見問題;

隨著我國經濟的快速發展，城區規模不斷迅速擴大，人口數量呈上升趨勢，環境問題日益嚴重，特別是水污染的控制問題，主要由于氮、磷的嚴重超標，水域環境污染惡劣。為此，生活污水和工業廢水的無害化處理顯得尤為迫切。CASS 工藝是SBR 的一種改良工藝，具有流程簡單、占地少、運行費用低、出水水質好等特點，目前在實際廢水處理工程中得到廣泛的應用[1]。由于國外廠家對CASS技術的保密以及知識產權的保護，目前，我國的設計規范中沒有CASS 工藝設計的成熟資料，實際工程中通常采用經驗或半經驗數據[2]。

1、CASS工藝實際循環運行操作流程

某城鎮污水廠采用了“CASS-混沉-過濾”組合處理工藝，工程設計規模2×104m3/d，出水水質按GB18918—2002 《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級B標準設計。該廠CASS工藝的運行周期相對SBR工藝而言較短，一般SBR工藝的運行周期為6h，而CASS工藝基本為4h，其中進水—曝氣為2h，沉淀和潷水各為1h左右[2]。

其CASS工藝實際循環運行操作流程：（1）是CASS生物池進水—曝氣階段。進水過程中可以根據實際運行情況選擇曝氣與否以及調整實際曝氣量的大小，該階段運行過程中，主反應區的污泥通過污泥回流泵回流至預反應區，該廠的實際運營污泥回流比R=30%。（2）是沉淀階段。該階段不進水，同時不再進行曝氣，靜置沉淀使得混合液泥水分離。沉淀階段污泥回流不需要停止。（3）是潷水階段。該階段反應器嚴禁進水，通過浮球式水位監測儀自動控制潷水器的升降，排水結束以后潷水器自動復位。（4）是沖水—閑置階段。該階段主要是對污泥的活性進行一個恢復的過程，使得污泥達到最佳活性。以上為CASS工藝的正常運行操作流程。

2、CASS工藝的主要特點

2.1、CASS工藝不需要初沉池及二沉池

工藝流程先進、且簡單;處理構筑物少、機械設備少。與氧化溝法相比較，省去了初沉池及二沉池，建設費用可節省10%～25%，占地面積可減少20%～35%。由于CASS池中的活性污泥MLSS可以達到4000 mg/L以上，最高可達6000 mg/L，所以CASS工藝對污水中的SS沒有過高的要求，但實際運行如果SS中無機顆粒過高，對CASS的運行影響非常大，尤其是有機物和顆粒物濃度超過1000 mg/L 時[3]。具有完全混合式和推流式曝氣池的雙重優勢，能承受水量、水質變化較大的沖擊負荷，處理效果穩定。污泥產量少，污泥可趨于相對好氧穩定，污泥處理構筑物很少，污泥只需濃縮、脫水即可。

某污水處理站的預處理中，設置了旋流式曝氣沉砂池，可以克服進水SS中的無機顆粒濃度過高，CASS生物池實際運行效果更好。

2.2、CASS 對三級處理的設備要求較高

由于CASS生物池是周期運行的，每周期潷水瞬間出水量較大，同時如果是單個生物池運行，對三級處理設備要求比較高，只有兩個及其以上數量的CASS生物池同時運行時，對深度處理的設備要求相對減少。該污水站深度處理采用的事“混沉-過濾”組合處理工藝，過濾后使用ClO2進行消毒送至清水池，隨后供給用戶。

2.3、污泥回流系統的標準不高

在CASS生物池周期運行中進水—曝氣、沉淀階段，污泥回流系統一直運行，反應池內的污泥濃度比較均勻。實際工程中發現CASS池末端的污泥濃度過高，而進水端的污泥濃度相對過低，通過污泥回流系統達到污泥濃度均勻，污泥回流比為30%。污水廠的CASS池分為兩格，可以采用水下攪拌代替污水回流系統[4]。

3、整體設計流程

該污水處理站的整體工藝設計流程如圖1所示。

圖1 整體工藝設計流程

4、常見問題

4.1、溫度影響CASS工藝脫氮效率

硝化反應的最適宜溫度范圍是30～35℃，溫度不但影響硝化菌的比增速率，而且影響硝化菌的活性。溫度低于5℃，硝化細菌的生命活動幾乎停止。對于同時去除有機物和進行硝化反應的系統，溫度低于15℃時硝化速率會迅速降低，低溫對硝化菌的抑制作用更為強烈，因此在12～14℃的系統中會出現亞硝酸鹽的積累。溫度主要是通過影響微生物的活性降低污水脫氮效率。

4.2、工程設計與實際運行不匹配

目前許多經濟不發達城鎮地區興建的污水處理站，工程設計參數遠大于實際運行狀況，一是部分地區污水收集管網與廠區建設不配套，管網建設滯后，致使污水處理廠實際處理水量遠低于設計處理水量，污水處理廠運行負荷率偏低;二是部分地區為了預留發展空間，污水處理廠設計規模偏大，但目前實際污水產生量不足，致使污水處理廠低負荷運轉。造成設備資源的浪費，污水處理的實際效果達不到設計值。

4.3、化學藥劑的添加對活性污泥活性的抑制作用

CASS工藝運行過程三級處理，投加藥劑PAC，混凝沉淀后產生的剩余污泥沒有直接排入儲泥池，而是通過回流泵直接送至粗格柵，與原水混合進入CASS生物池，通過生物池的沉淀—潷水—排泥來實現的。根據清華大學的研究報導表明，化學除磷Al3+、Fe3+的投加對活性污泥影響存在抑制作用，其中Al3+強于Fe3+，當Al3+的投加量達到10-3mol/L時，會對生化單元內微生物的活性污泥產生較為明顯的抑制作用[5]。

5 結論

中小污水處理站設計采用“CASS-混沉-過濾”組合處理工藝處理城市污水，出水水質達到GB18918—2002 中的一級B標準的要求設計。設計工藝合理，運行效果良好，CASS工藝具有出水水質好、管理簡單、處理成本低、污泥產量低、污泥性質穩定、脫氮除磷功能好等優點。

參考文獻：

[1]熊紅權，李文彬. CASS 工藝在國內的應用現狀[J].中國給水排水，2003，19（ 2） .

[2] "沈耀良，王寶貞.循環活性污泥系統（CASS）處理城市污水[J].給水排水，1999，25（5）.

[3] "王凱軍，宋英豪.SBR 工藝的發展類型及其應用特性[J].中國給水排水，2002，18（7）.

[4] "汪大宇，雷樂成.水處理新技術及工程設計[M].北京：化學工業出版社，2001：191-197.

[5] "陳亞松.化學除磷中混凝劑對活性污泥活性的影響[J].環境工程，2011年8月第29卷第4期.