连续进水周期循环曝气活性污泥法(CASS)

1、. SBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。 与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。 它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。.CASS工艺工艺 CASS（Cyclic Activated Sludge System）反应器工艺是

2、以生物反应动力学原理及合理的水利条件为基础而开发的一种具有系统组成简单、运行灵活和可靠性好等优良特点的废水处理新工艺，尤其适用于含较多工业废水的城市污水要求脱氮除磷的处理。 CASS的整个工艺为以间歇式反应器，在此反应器中进行交替的曝气不曝气过程的不断重复，将生物反应过程及泥水的分离过程结合在一个池子中完成。因此，它是SBR工艺及ICEAS工艺的一种最新变型。. 由预反应区和主反应区两部分组成。预反应区又称为生物选择器。选择器的设置加强了微生物对磷的释放、反硝化、对有机物的吸附吸收等作用，增加了系统运行的稳定性，能很好地缓冲进水水量与水质的波动，有效去除污水中有机碳源污染物，具有良好的脱氮、除

3、磷功能 CASS池的进水端即预反应区不但可以连续进水，同时发挥着生物选择器的作用，可以有效抑制丝状菌的生长和繁殖，防止发生污泥膨胀，提高系统的运行稳定性。. CASS反应器由三个区域组成：生物选择区、兼氧区和主反应区。 生物选择区生物选择区：设置在CASS前端的小容积区，通常在厌氧或兼氧条件下运行。 兼氧区兼氧区： 辅助生物选择区。 缓冲进水水质水量。 促进磷的进一步释放和强化反硝化作用。 主反应区主反应区： 最终去除有机物。. CASS工艺分曝气、沉淀、排水和闲置工艺分曝气、沉淀、排水和闲置4个阶段，个阶段，依次在同一依次在同一CASS反应池中周期交替进行反应池中周期交替进行 （1）曝气阶段

4、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分解，同时污水中的NH3-N通过微生物的硝化作用转化为NO3-N 。 曝气时间的选择设定应该在保证出水水质的前提下，选择最短的曝气时间，降低设备能耗。曝气时间必须根据进水水质水量的变化而变化。在排水负荷高峰期，曝气时间可适当缩短。在调整曝气时间时必须考虑到如果曝气时间过长，会由于营养物质不足、氧化作用过强而不利于微生物的增殖，使菌胶团解体，致使污泥颗粒细小，泥水分离效果变差，影响出水水质；如果曝气时间过短，有机物的吸附和氧化分解不充分，就会导致出水有机污染物浓度过高。所以，选择一个合适的曝气时间是保证系统稳定良好出水的必要条件之一

5、。.（2）沉淀阶段沉淀阶段: 此时停止曝气，微生物利用水中剩余的DO进行氧化分解。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。 沉淀时间设定必须保证在设定时间内能形成一个清晰的泥水分离界面。界面以上是水泵达到规定排放标准的清水，界面以下是泥水混合物。沉淀在反应池底部的活性污泥层的高度必然低于撇水机撇水时到达的最低位置并保留足够的保护层高度，以防止活性污泥流失造成出水水质恶化。沉淀的时间的设置是否合适，以撇水过程中没有活性污泥颗粒随水流出为标准。.（3）排水阶段排水阶段： 沉淀结束后，置于反应池末端的滗水器开始工作，自上而下逐渐排出上清液。此时反应池

6、逐渐过渡到厌氧状态继续反硝化。 撇水时间的设定应充分考虑排水深度能否满足下一周期的进水所需要的容积，即有效容积能否满足系统运行需要容积。撇水机下降不能扰动沉积在反应池底部的活性污泥。撇水机撇水行程设定应以每次下降深度污水不淹没撇水机的撇水堰口为标准。保留时间应根据排水速度确定，撇水堰中最好不要有积存污水，但也不能让撇水机长时间处于非工作阶段。.（4）闲置阶段： 闲置阶段即是滗水器上升到原始位置阶段 闲置阶段的时间一般较短，主要是要保证撇水器在此时间段内上升到原始位置，防止污泥流出，恢复活性污泥的活性。如果在此阶段进行曝气，则有利于恢复污泥的活性。但有可能因曝气时间较长，导致活性污泥细碎在沉淀阶

7、段泥水分离而影响出水效果。. 1.工艺流程简单，占地面积小，投资抵。 2.沉淀效果好。 3.运行灵活，抗冲击能力强，可实现不同的处理目的。 4.不易发生污泥膨胀。 5.生化反应推动力大。 6.适用范围广，适合分期建设。（比SBR适用范围更广，连续进水装置便于与前处理构筑物相匹配，控制系统比SBR更简单。） 7.剩余污泥量小，性质稳定。(泥龄为25-30天 ) 8.有良好的脱氮除磷效果。.4、其它问题 冬季或低温对CASS工艺的影响及控制 排水比的确定 （一般为1/3） 雨季对池内水位的影响及控制 排泥时机及泥龄控制 预反应区的大小及反应池的长宽比 间断排水与后续处理构筑物的高程及水量匹配。 5

8、、CASS的经济性 比传统活性污泥法节省投资20%-30%，节省土地30%以上。当需采用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，以确定采用CASS工艺还是其它好氧处理工艺。 .二、二、CASS工艺设计计算方法工艺设计计算方法 CASS工艺设计采用污泥负荷法，该方法不考虑反应池内基质浓度、MLSS和DO含量在时间上的变化，只考虑进出水有机物的浓度差，并忽略同一反应周期内沉淀、滗水和闲置阶段的生物降解作用，采用与传统活性污泥法基本相同的计算公式。 （1）计算BOD-污泥负荷（Ns） NsBOD-污泥

9、负荷，kgBOD5/(kgMLSSd)，生活污水取0.050.1kgBOD5/(kgMLSSd)，工业废水需参考相关资料或通过试验确定； K2有机基质降解速率常数，L/(mgd)； Se混合液中残存的有机物浓度，mg/L； 有机质降解率，； 混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值，一般在生活污水中，0.75。 .（2）CASS池容积计算 VCASS池总有效容积，m3； Q污水日流量，m3/d； Sa、Se进水有机物浓度和混合液中残存的有机物浓度，mg/L； X混合液污泥浓度（MLSS），mg/L； NsBOD-污泥负荷，kgBOD5/(kgMLSSd)； 混合液中挥发性悬浮固体浓度与

10、总悬浮固体浓度的比值。 （3）容积校核 CASS池的有效容积由变动容积和固定容积组成。变动容积（V1）指池内设计最高水位和滗水器排放最低水位之间的容积；固定容积由两部分组成，一部分是安全容积（V2），指滗水水位和泥面之间的容积，安全容积由防止滗水时污泥流失的最小安全距离决定；另一部分是污泥沉淀浓缩容积（V3），指沉淀时活性污泥最高泥面至池底之间的容积。 . CASS池总的有效容积： Vn1（V1V2V3） VCASS池总有效容积，m3；V1变动容积，m3；V2安全容积，m3；V3污泥沉淀浓缩容积，m3；n1CASS池个数。设池内最高液位为H（一般取35m），H由三个部分组成：HH1H2H3 H

11、1池内设计最高水位和滗水器排放最低水位之间的高度，m；H2滗水水位和泥面之间的安全距离，一般取1.52.0m；H3滗水结束时泥面的高度，m； A单个CASS池平面面积，m2；n2一日内循环周期数；H3HXSVI103 X最高液位时混合液污泥浓度，mg/L； 污泥负荷法计算的结果，若不能满足H2H（H1H3），则必须减少BOD-污泥负荷，增大CASS池的有效容积，直到条件满足为止。.（4）设计方法分析CASS工艺设计具有以下几个方面的特点：1、设计方法简单，设计参数单一，在传统的以污泥负荷为主要设计参数的活性污泥设计法基础上，采用容积进行校核，以保证滗水过程中的污泥不流失。2、设计只针对主反应区

12、容积，而生物选择区容积则是按照主反应区容积的5设计。3、污泥负荷法设计重点针对有机物质的降解，对脱氮未加考虑，难以满足污水排放对于氮的要求，故此方法具有片面性，难以满足高氨氮污水处理后达标排放。.工艺工艺类型类型SBR机理机理CASS机理机理 主要优点操作最简单静止沉淀，出水水质好脱氮除磷效果好流程简单理想沉淀池，存在有机物的浓度梯度运行方式易改变生化反应推动力大单个池子可独立进行静沉水质好抗冲击能力好适用范围广整个过程底物浓度未被稀释进水过程连续，进水道上无控制元件沉淀阶段表面负荷比普通二次沉淀小得多每个周期的排水量不超过池内总水量的1/3主要缺点周期较长，池容和排水设备较大要脱氮除磷要延长

13、周期，加大排水设备，增加搅拌水位变化大，泵扬程较高至少需要两个池容积利用率低，池容相对较大水位变化大，提升水泵扬程增大少量污泥回流，增加电耗. 将间断进水改为连续进水 增加了生物选择器 污泥回流. 传统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，在污水量较大的时候，需要多套SBR池并联操作，增加了控制系统的复杂性。CASS工艺可连续进水，克服了SBR工艺的不足，比较适合实际排水的特点，拓宽了SBR工艺的应用领域。. SBR工艺的核心SBR池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉的功能为一体。而CASS工艺在SBR池内增加了一个生物选择器，使系统选择出絮凝性细菌（容积占整个池子的10%），使其成为曝气池中的优势细菌，可以有效的抑制丝状菌的生长和繁殖，克服污泥膨胀，提高系统的稳定性。. SBR工艺在流程上只有一个基本单元，将调节池、曝气池和二沉池集中在该池上，兼有水质水量调节、微生物降解有机物和固液分离等功能。CASS工艺在CASS池的末端设有潜水泵，剩余污泥通过此潜水泵不断的从主曝气区抽送至生物选择器中。. CASS工艺最早在国外应用，为了更好地将其引进、消化，开发出适合我