城鎮(zhèn)污水應用CASS工藝處理的優(yōu)勢分析

陳愛蓮

摘要：介紹了CASS工藝及其工作原理，通過與傳統(tǒng)SBR工藝的對比說明其優(yōu)點及實際應用存在的問題。

關鍵詞：CASS工藝 脫氮除磷

目前我國的水資源短缺，城鎮(zhèn)的缺水現(xiàn)象更為嚴重。做好城鎮(zhèn)污水處理工作，對于發(fā)揮和提升城鎮(zhèn)的整體功能、提高人民群眾生活質量，促進社會經濟可持續(xù)發(fā)展，有著十分重要的意義。

國內成熟的污水處理工藝有多種，流行的城市污水處理工藝（具有一定脫氮除磷效果）主要有活性污泥法和生物膜法，各種處理工藝適用條件、處理效果各異，本論文只是對活性污泥法進行研究和分析。通常情況下，活性污泥法主要分為：

第一類按照空間進行分割的連續(xù)流活性污泥法，例如氧化溝。

第二類按照時間進行分割的間歇式活性污泥法，例如傳統(tǒng)SBR工藝、CASS工藝（周期循環(huán)活性污泥法Cyclic Activated Sludge System）。傳統(tǒng)SBR工藝的周期較長，池容和排水設備較大，要脫氮除磷需延長周期；相比傳統(tǒng)SBR工藝，CASS工藝具有周期脫氮除磷好，污泥膨脹率低的優(yōu)點。

通常情況下，通過綜合考慮進出水水質、處理程度、用地面積，以及工程規(guī)模等多種因素，進而在一定程度上選擇污水處理廠工藝。對于適宜的污水處理工藝來說，一方面可以降低工程的投資，另一方面便于管理污水處理廠的運行，同時要求污水處理廠的經常性費用要低，進而在一定程度上確保了出廠水的水質。根據國內外城市污水處理廠運轉經驗，在城市污水處理過程中，活性污泥法是最為經濟有效的方式[1]，因此應用范圍非常廣泛。對于常規(guī)的活性污泥工藝來說，通常情況下只能除去污水中的BOD5、COD、SS等污染物，在去除氮、磷等方面存在一定的限度。在運行活性污泥法的過程中，通常情況下，經常會遇到污泥容易膨脹的問題[2]，污泥與水在二沉池之間由于受到污泥沉降性能差的影響和制約，進而在一定程度上使得兩者難以進行有效的分離，從而造成污泥出現(xiàn)流失，進一步惡化了出水的水質，甚至直接威脅到污水處理廠的正常運行。在日常工作中，由于對污泥膨脹進行控制或消除，通常情況下需要一定的時間，進而使得污泥處理帶有一定的滯后性。因此，在設計污水處理廠的過程中，必須考慮污水處理工藝，選擇不易發(fā)生污泥膨脹的工藝。

研究數(shù)據說明，CASS工藝不僅具有常規(guī)活性污泥工藝的優(yōu)點，且對氮、磷的去除效果好[3]，應用于我國實際的城鎮(zhèn)污水處理廠生活污水處理工程中，取得了良好的經濟、社會和環(huán)境效益。

1 工藝原理結構

1.1 工藝基本結構 所謂CASS工藝，通常情況下，就是在序批式活性污泥法（SBR）的基礎上，將反應池沿著池方向設計成前、后兩部分，其中生物選擇區(qū)選擇前部分，也就是將前半部分作為預反應區(qū)，后部分作為主反應區(qū)，在這種情況下，就可以在主反應區(qū)后部安裝升降自動撇水裝置。

通常情況下，曝氣、沉淀、潷水、閑置四個階段共同構成其工作過程，進行周期性循環(huán)。同時在預反應區(qū)連續(xù)地注入污水，并且污水經過隔墻底部進而流入主反應區(qū)，在進行供氧的情況下，微生物降解池中的有機物。

在同一池子內，可以周期性循環(huán)運行整個工藝的曝氣、沉淀、排水等過程，通常情況下，對于常規(guī)活性污泥法來說，可以省去二沉池和污泥回流系統(tǒng)；并且可以連續(xù)進水，以及間斷的排水。

1.2 工藝原理 在生物選擇區(qū)內，借助酶快速轉移機理，污水中大部分可溶性的有機物能夠被微生物迅速的吸附，通過快速積累高負荷的基質，在一定程度上對污水中的水質、流量、pH和有毒有害物質等進行相應的緩沖，絲狀菌的生長在一定程度上受到抑制。并且能夠控制污泥的膨脹；在主反應區(qū)，基質降解通常情況下需要經歷一個較低負荷的過程。對于CASS工藝來說，往往是集反應、沉淀、排水、閑置等功能于一身。從時間的角度進行分析，可知污染物的降解更是一個推流的過程，在好氧、缺氧、厭氧的周期性變化中，借助微生物可以除去污染物，同時除磷、脫氮功能良好。

除磷：工藝的除磷是在生物選擇區(qū)和主反應區(qū)完成。活性污泥經過不斷的好氧和厭氧的循環(huán)，在CASS工藝系統(tǒng)中，便于聚磷菌的生長和積累，而活性污泥能通過快速酶去除機理在生物選擇區(qū)吸附和吸收大量易降解的溶解性有機物，進而在一定程度上除去污泥中的磷。

脫氮：工藝的脫氮靠同時硝化和反硝化過程實現(xiàn)，通常情況下在主反應區(qū)完成。在主反應區(qū)，通過對曝氣強度進行調節(jié)，進而在一定程度上同時實現(xiàn)硝化和反硝化。

2 工藝優(yōu)勢

2.1 出水水質好 能夠適應原水的水質水量的變化，主要表現(xiàn)為污水處理效果穩(wěn)定，氮磷去除率高，出水水質好，通過過濾和消毒處理后，就可以作為中水回用，可用于綠化、澆地等。

2.2 沉淀效果好 在沉淀階段，在整個反應池CASS工藝幾乎都能起沉淀作用，沉淀階段與二沉池相比其表面的負荷通常情況下要小很多。實踐證明，在冬季隨著溫度的不斷降低，不管是污泥的沉降性能，還是處理某些工業(yè)廢水污泥凝聚性能，都表現(xiàn)的比較差，但是CASS工藝往往不會受到任何的影響和制約。

2.3 污泥膨脹率低 在反應池中，由于CASS工藝濃度梯度比較明顯，而且處于缺氧、好氧的交替變化中，絲狀菌的生長和繁殖在這樣的環(huán)境條件下受到抑制，污泥膨脹問題得以解決，系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性大大提高。

2.4 剩余污泥量小 在泥齡方面，對于傳統(tǒng)的活性污泥法來說，通常為2～7天，而CASS工藝卻長達25～30天，所以，CASS工藝具有較強的污泥穩(wěn)定性，脫水性能優(yōu)越，同時產生的剩余污泥比較少。

2.5 抗沖擊能力強 為了適應進水量和水質的變比，可以對CASS工藝的運行周期進行調節(jié)。如果進水濃度相對比較高，在這種情況下，為了達到相應的排放標準，通過采用延長曝氣時間的方式進行處理，進而在一定程度上滿足抗沖擊負荷的目的。通過對運行資料進行多年的研究分析，當流量沖擊和有機負荷沖擊超過設計值的2～3倍，在這種情況下，處理效果依然良好，并且能夠滿足相應的排放要求。

2.6 生化反應推動力大 對于CASS工藝來說，從污染物的降解過程來看，當污水連續(xù)進入CASS池的水量比較低時，在這種情況下就可以被混合液進行稀釋。對于CASS工藝通過進行上述的研究分析，該工藝屬理想的時間順序上的推流式反應器，其生化反應推動力比較大。

2.7 運行方式多樣化 對于大型污水處理廠來說，通常情況下為了增加污水的處理規(guī)模，往往需要按照多池模塊組合的方式設計相應的CASS反應池，并且各個單池在一定程度上可以單獨運行。與設計值相比，當處理的污水數(shù)量比較小時，在這種情況下往往需要在反應池低水位上運行，或者投入部分反應池等多種運行方式。

2.8 一次性投資優(yōu)勢 對于CASS來說，其工藝流程非常簡單，占地面積非常小，而且投資比較低。CASS的核心構筑物主要是反應池，污水處理設施布置方面CASS比較緊湊，并且沒有二沉池及污泥回流設備。

3 結論

綜上所述，CASS工藝有周期脫氮除磷好、出水水質好、沉淀效果好、污泥膨脹率較低、剩余污泥量較小、抗沖擊能力較強、生化反應推動力較大、運行方式多樣化、一次性投資少的優(yōu)點。因此在設計時應使得處理工藝更加符合不同污水處理需求，使得CASS工藝更具有效性和經濟性。

參考文獻：

[1]張統(tǒng).SBR及其變法污水處理與回用技術.環(huán)境科學與工程進展叢書，化學工業(yè)出版社，2003.

[2]王福珍.污泥膨脹問題與序列間歇式活性污泥法[J].中國環(huán)境科學，1995

[3]李勇.間歇式活性污泥法脫氮除磷工藝的改進及試驗研究[D].哈爾濱工業(yè)大學，2000（5）.