CASS工艺

CASS(Cyclic Activated Sludge System)是周期循环活性污泥法的简称，又称为循环活性污泥工艺CAST(Cyclic Activated Sludge technology)，是在SBR的基础上生长起来的，即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续进水（沉淀期、排水期仍连续进水），间歇排水。中文名CASS工艺，外文名Cyclic Activated Sludge System，又称循环活性工艺

1简介

CASS(Cyclic Activated Sludge System)是周期循环活性污泥法的简称，又称为循环活性污泥工艺。该工艺最早在外洋应用，为了更好地将其引进，开发出适合我国国情的新型污水处理新工艺，有关科研机构在实验室进行了整套系统的模拟试验，划分探讨了CASS工艺处理常温生活污水、低温生活污水、制药和化工等工业废水的机理和特点以及水处理历程中脱氮除磷的效果，获得了名贵的设计参数和对工艺运行的指导性经验。将研究结果乐成地应用于处理生活污水及差别种工业废水的工程实践中，取得了良好的经济、社会和情况效益。并开发的CASS工艺与ICEAS工艺相比，负荷可提高1-2倍，节省占地和工程投资近30%。[1]

2具体内容

结构原理

2.1 CASS基本结构是：在序批式活性污泥法（SBR）的基础上，反应池沿池长偏向设计为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，其主反应区后部装置了可升降的自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等历程在同一池子内周期循环运行，省去了通例活性污泥法的二沉池和污泥回流系统；同时可连续进水，间断排水。

2.2 CASS原理：:在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累历程，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效避免污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解历程。CASS工艺集反应、沉淀、排水、功效于一体，污染物的降解在时间上是一个推流历程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变革之中，从而抵达对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功效。

CASS原理图

CASS法事情原理如右图所示：在反应器的前部设置了生物选择区，后部设置了可升降的自动滗水装置。其事情历程可分为曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段，周期循环进行。污水连续进入预反应区，经过隔墙底部进入主反应区，在包管供氧的条件下，使有机物被池中的微生物降解。凭据进水水质可对运行参数进行调解。

四个阶段

3.1曝气阶段

由曝气装置向反应池内充氧，此时有机污染物被微生物氧化剖析，同时污水中的NH3-N通过微生物的硝化作用转化为NO3--N。

3.2 沉淀阶段

此时停止曝气，微生物利用水中剩余的DO进行氧化剖析。反应池逐渐由好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应。活性污泥逐渐沉到池底，上层水变清。

3.3 滗水阶段

沉淀结束后，置于反应池末端的滗水器开始事情，自上而下逐渐排出上清液。此时反应池逐渐过渡到厌氧状态继续反硝化。

3.4 闲置阶段

闲置阶段即是滗水器上升到原始位置阶段。

技术特征

4.1 连续进水，间断排水

古板SBR工艺为间断进水，间断排水，而实际污水排放大都是连续或半连续的，CASS工艺可连续进水，克服了SBR工艺的缺乏，比较适合实际排水的特点，拓宽了SBR工艺的应用领域。虽然CASS工艺设计时均考虑为连续进水，但在实际运行中纵然有间断进水，也不影响处理系统的运行。

4.2 运行上的时序性

CASS反应池通常按曝气、沉淀、排水和闲置四个阶段凭据时间依次进行。

4.3 运行历程的非稳态性

每个事情周期内排水开始时CASS池内液位最高，排水结束时，液位最低，液位的变革幅度取决于排水比，而排水比与处理废水的浓度、排放标准及生物降解的难易水平等有关。反应池内混淆液体积和基质浓度均是变革的，基质降解是非稳态的。

4.4 溶解氧周期性变革，浓度梯度高

CASS在反应阶段是曝气的，微生物处于好氧状态，在沉淀和排水阶段不曝气，微生物处于缺氧甚至厌氧状态。因此，反应池中溶解氧是周期性变革的，氧浓度梯度大、转移效率高，这关于提高脱氮除磷效率、避免污泥膨胀及节约能耗都是有利的。实践证实对同样的曝气设备而言，CASS工艺与古板活性污泥法相比有较高的氧利用率。

3优势

主要优点

5.1 工艺流程简单，占地面积小，投资较低

CASS的焦点构筑物为反应池，没有二沉池及污泥回流设备，一般情况下不设调理池及初沉池。因此，污水处理设施安排紧凑、占地省、投资低。

5.2 生化反应推动力大

CASS工艺从污染物的降解历程来看，当污水以相对较低的水量连续进入CASS池时即被混淆液稀释，因此，从空间上看CASS工艺属变体积的完全混淆式活性污泥法领域；而从CASS工艺开始曝气到排水结束整个周期来看，基质浓度由高到低，浓度梯度从高到低，基质利用速率由大到小，因此，CASS工艺属理想的时间顺序上的推流式反应器，生化反应推动力较大。

5.3 沉淀效果好

CASS工艺在沉淀阶段险些整个反应池均起沉淀作用，沉淀阶段的外貌负荷比普通二次沉淀池小得多，虽有进水的滋扰，但其影响很小，沉淀效果较好。实践证明，当冬季温度较低，污泥沉降性能差时，或在处理一些特种工业废水污泥凝聚性能差时，均不会影响CASS工艺的正常运行。实验和工程中曾遇到SV30高达96%的情况，只要将沉淀阶段的时间稍作延长，系统运行不受影响。

5.4 运行灵活，抗攻击能力强

CASS工艺在设计时已考虑流量变革的因素，能确保污水在系统内停留预定的处理时间后经沉淀排放，特别是CASS工艺可以通过调理运行周期来适应进水量和水质的变比。当进水浓度较凯发k8国际，也可通过延长曝气时间实现达标排放，抵达抗攻击负荷的目的。在暴雨时，可经受平常平均流量6倍的岑岭流量攻击，而不需要独立的调理地。多年运行资料标明，在流量攻击和有机负荷攻击凌驾设计值2－3倍时，处理效果仍然令人满意。而古板处理工艺虽然已设有辅助的流量平衡调理设施，但还很可能因水力负荷变革导致活性污泥流失，严重影响排水质量。

当强化脱氮除磷功效时，CASS工艺可通过调解事情周期及控制反应池的溶解氧水平，提高脱氮除磷的效果。所以，通过运行方法的调解，可以抵达差别的处理水质。

5.5 不易爆发污泥膨胀

污泥膨胀是活性污泥法运行历程中常遇到的问题，由于污泥沉降性能差，污泥与水无法在二沉池进行有效疏散，造成污泥流失，使出水水质变差，严重时使污水处理厂无法运行，而控制并消除污泥膨胀需要一准时间，具有滞后性。因此，选择不易爆发污泥膨胀的污水处理工艺是污水处理厂设计中必须考虑的问题。

由于丝状菌的比外貌积比菌胶团大，因此，有利于摄取低浓度底物，但一般丝状菌的比增殖速率比非丝状菌小，在高底物浓度下菌胶团和丝状菌都以较大速率降解底物与增殖，但由于胶团细菌比增殖速率较大，其增殖量也较大，从而较丝状菌占优势。而CASS反应池中保存着较大的浓度梯度，并且处于缺氧、好氧交替变革之中，这样的情况条件可选择性地培养出菌胶团细菌，使其成为曝气池中的优势菌属，有效地抑制丝状菌的生长和滋生，克服污泥膨胀，从而提高系统的运行稳定性。

5.6 适用规模广，适合分期建设

CASS工艺可应用于大型、中型及小型污水处理工程，比SBR工艺适用规模更广泛；连续进水的设计和运行方法，一方面便于与前处理构筑物相匹配，另一方面控制系统比SBR工艺更简单。

对大型污水处理厂而言，CASS反应池设计成多池模块组合式，单池可独立运行。当处理水量小于设计值时，可以在反应地的低水位运行或投入部分反应池运行等多种灵活操作方法；由于CASS系统的主要焦点构筑物是CASS反应池，如果处理水量增加，凌驾设计水量不可满足处理要求时，可同样复制CASS反应池，因此CASS法污水处理厂的建设可随企业的生长而生长，它的阶段建造和扩建较古板活性污泥法简单得多。

5.7 剩余污泥量小，性质稳定

古板活性污泥法的泥龄仅2－7天，而CASS法泥龄为25-30天，所以污泥稳定性好，脱水性能佳，爆发的剩余污泥少。去除1.0kgBOD爆发0.2～0.3kg剩余污泥，仅为古板法的60%左右。由于污泥在CASS反应池中已获得一定水平的消化，所以剩余污泥的耗氧速率只有10mgO2/g MLSS.h以下，一般不需要再经稳定化处理，可直接脱水。而古板法剩余污泥不稳定，沉降性差，耗氧速率大于20mgO2/g MLSS.h ，必须经稳定化后才华处理。

经济性

实践证明，CASS工艺日处理水量小则几百立方米，大则几十万立方米，只要设计合理，与其它要领相比具有一定的经济优势。它比古板活性污泥法节省投资20%-30%，节省土地30%以上。当需接纳多种工艺串联使用时，如在CASS工艺后有其它处理工艺时，通常要增加中间水池和提升设备,将影响整体的经济优势，此时，要进行详细的技术经济比较，以确定接纳CASS工艺照旧其它好氧处理工艺。

由于CASS工艺的曝气是间断的，利于氧的转移，曝气时间还可凭据水质、水量变革灵活调解，均为降低运行本钱创立了条件。总体而言，CASS工艺的运行用度比古板活性污泥法稍低。

CASS法的特点与SBR相比，CASS法的优点是-其反应池由预反应区和主反应区组成，因此，对难降解有机物的去除效果更好。进水历程是连续的，因此，进水管道上无需电磁阀等控制元件，单个池子可独立运行;而SBR进水历程是间歇的，应用中一般要2个或2个以上池子交替使用。排水是由可升降的堰式滗水器完成的，随水面逐渐下降，均匀将处理后的清水排出，最大限度降低了排水时水流对底部沉淀污泥的扰动。 CASS法每个周期的排水量一般不凌驾池内总水量的1/3，而SBR则为3/4，所以，CASS法比SBR法的抗攻击能力更好。

4注意事项

6.1 水量平衡

工业废水和生活污水的排放通常是不均匀的，如何充分发挥CASS反应池的作用，与选择的设计流量关系很大，如果设计流量不对适，进水岑岭时水位会凌驾上限，进水量小时反应池不可充分利用。当水量波动较大时，应考虑设置调理池。

6.2 控制方法的选择

CASS工艺的日益广泛应用，得益于自动化技术生长及在污水处理工程中的应用。CASS工艺的特点是程序事情制，可凭据进水及出水水质变革来调解事情程序，包管出水效果。整套控制系统可接纳现场可编程控制（PLC）与微机集中控制相结合，同时为了包管 CASS工艺的正常运行，所有设备接纳手动/自动两种操作方法，后者便于手动调试和自控系统故障时使用，前者供日常事情使用。

6.3 曝气方法的选择

CASS工艺可选择多种曝气方法，但在选择曝气头时要尽量接纳不梗塞的曝气形式，如穿孔管、水下曝气机、伞式曝气器、螺旋曝气器等。接纳微孔曝气时应接纳强度高的橡胶曝气盘或管，当停止曝气时，微孔闭合，曝气时开启，不易造成微孔梗塞。别的，由于CASS工艺自身的特点，选用水下曝气机还可凭据其运行周期和DO等情况适当开启差别的台数，抵达在满足废水要求的前提下节约能耗的目的。

6.4 排水方法的选择

CASS工艺的排水要求与SBR相同，目今，常用的设备为旋转式撇水机，其优点是排水均匀、排水量可调理、对底部污泥滋扰小，又能避免水面漂浮物随水排出。

CASS工艺沉淀结束需实时将上清液排出，排水时应尽可能均匀排出，不可扰动沉淀在池底的污泥层，同时，还应避免水面的漂浮物随水流排出，影响出水水质。目今，常见的排水方法有牢固式排水装置如沿水池差别深度设置出水管，从上到下依次开启，优点是排水设备简单、投资少，缺点是开启阀门多、排水管中会积贮部分污泥，造成初期出水水质差。浮动式排水装置和旋转式排水装置虽然价格高，但排水均匀、排水量可调、对底部污泥滋扰小，又能避免水面漂浮物随出水排出，因此，这两种排水装置目今应用较多，尤其旋转式排水装置，又称滗水器，以操作灵活、运行稳定性高等优点受到设计人员和用户的青睐。

6.5 需要注意的其它问题

①　冬季或低温对CASS工艺的影响及控制

②　排水比简直定

③　雨季对池内水位的影响及控制

④　排泥时机及泥龄控制

⑤　预反应区的巨细及反应池的长宽比

⑥　间断排水与后续处理构筑物的高程及水量匹配问题。