淺析生活污水處理工藝（CASS工藝）

趙海亮

（天津鋼管集團股份有限公司）

摘 要： 本文在比較了我國城市污水處理幾種典型工藝的基礎上，概括分析對比了傳統活性污泥工藝、SBR及其變型工藝等工藝的優缺點，最終認為CASS工藝比較適合處理城市生活污水。

關鍵詞： 城市生活污水；處理工藝；CASS工藝

1.國內現狀

中國尤其嚴重，是世界13個缺水國家之一，全國600多個城市中目前大約一半的城市缺水，水污染的惡化更使水短缺雪上加霜：我國江河湖泊普遍遭受污染，全國75%的湖泊出現了不同程度的富營養化；90%的城市水域污染嚴重，南方城市總缺水量的60%---70%是由于水污染造成的；對我國118個大中城市的地下水調查顯示，有115個城市地下水受到污染，其中重度污染約占40%。水污染降低了水體的使用功能，加劇了水資源短缺，對我國可持續發展戰略的實施帶來了負面影響。

2. CASS工藝

2.1概述

循環式活性污泥法（Cyclic Activated Sludge System，簡稱CASS）是在SBR基礎上發展起來的一種新型污水處理工藝。CASS工藝集曝氣與沉淀于一池內，取消了常規活性污泥的初沉池和二沉池。CASS工藝分預反應區和主反應區。在預反應區內，微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經歷一個高負荷的基質快速積累過程，這對進水水質、水量、PH和有毒有害物質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；隨后在主反應區經歷一個較低負荷的基質降解過程。CASS工藝集反應、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。

2.2 CASS工藝的優點

（1）工藝流程簡單，占地面積小，投資較低

CASS的核心構筑物為反應池，沒有二沉池及污泥回流設備，一般情況下不設調節池及初沉池。因此。污水處理設施布置緊湊、占地省、投資低。

（2）生化反應推動力大

CASS工藝從污染物的降解過程來看，當污水以相對較低的水量連續進入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束整個周期來看，基質濃度由高到低，濃度梯度從高到低，基質利用速率由大到小，因此，CASS工藝屬理想的時間順序上的推流式反應器，生化反應推動力較大。

（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，當冬季溫度較低，污泥沉降性能差時，或在處理一些特種工業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，系統運行不受影響。

（4）運行靈活，抗沖擊能力強

CASS工藝在設計時已考慮流量變化的因素，能確保污水在系統內停留預定的處理時間后經沉淀排放，特別是CASS工藝可以通過調節運行周期來適應進水量和水質的變化。當進水濃度較高時，也可通過延長曝氣時間實現達標排放，達到抗沖擊負荷的目的當強化脫氮除磷功能時，CASS工藝可通過調整工作周期及控制反應池的溶解氧水平，提高脫氮除磷的效果。所以，通過運行方式的調整，可以達到不同的處理水質。

（5）不易發生污泥膨脹

CASS反應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，這樣的環境條件可選擇性地培養出茵膠團細菌，使其成為曝氣池中的優勢茵屬，有效地抑制絲狀茵的生長和繁殖，克服污泥膨脹，從而提高系統的運行穩定性。

（6）剩余污泥量小，性質穩定

傳統活性污泥法的泥齡僅2～7天，而CASS法泥齡為25～30天，所以污泥穩定性好，脫水性能佳，產生的剩余污泥少。

2.3與其他工藝對比

（1）與傳統活性污泥法相比

①建設費用低。省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流設備建設費用可節省20%—30%。工藝流程簡單，污水廠主要構筑物為集水池、沉砂池、CASS曝氣池、污泥池，布局緊湊，占地面積可減少35%。（以10萬噸的城市污水處理廠為例：傳統活性污泥法的總投資約1.5億，CASS工藝總投資約1.1億；傳統活性污泥法占地面積約為180畝，CASS法占地面積約120畝。）

②運行費用省。由于曝氣是周期性的，池內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，氧濃度梯度大，傳遞效率高，節能效果顯著，運行費用可節省10%—25%。

③有機物去除率高，出水水質好，不僅能有效去除污水中有機碳源污染物，而且具有良好的脫氮除磷功能。（對城市污水，進水COD為400mg/L時，出水小于30mg/L以下。）

④管理簡單，運行可靠，不易發生污泥膨脹，污水處理廠設備種類和數量較少，控制系統簡單，運行安全可靠。

⑤污泥產量低，性質穩定，便于進一步處理與處置。

（2）與SBR或CAST相比

①CASS反應池由預反應區和主反應區組成，預反應區控制在缺氧狀態，因此，提高了對難降解有機物的去除效果。

②CASS進水是連續的，因此進水管道上無電磁閥等控件元件，單個池子可獨立運行，而SBR或CAST進水過程是間歇的，應用中一般要2個或2個以上交替使用，增加了控制系統的復雜程度。

③CASS每個周期的排水量一般不超過池內總水量的1/3，而SBR則為1/2—3/4；CASS抗沖擊能力較好。

④CASS比CAST系統簡單。

3.結論

通過對城市污水處理工藝的調查研究和比較，除了了解了各項工藝的優缺點，國內的城市污水處理現狀外，最終認為CASS工藝處理城市污水具有較大的優勢，適合處理各個規模城市生活污水。同時政府應也給予了污水處理行業優惠的政策，使得生活污水達標處理，污泥最終處置向無害化、資源化方向邁進，建設起了環保型的污水處理廠，并加強了水環境的宣傳提高全民水的憂患意識。

參考文獻

[1] 王燕飛，水污染控制技術。化學工業出版社 2008.

[2] 成官文，水污染控制工程。化學工業出版社 2009.

[3] 金兆豐、余志榮，污水處理組合工藝及工程實例。化學工業出版2002.