城市污水處理中CASS工藝解析研究

秦銘澤 王娜

摘 要：CASS工藝又稱(chēng)周期循環(huán)活性污泥法。CASS工藝是懸浮生長(zhǎng)的活性污泥系統(tǒng)，它利用同一構(gòu)筑物中的混合微生物，共同完成對(duì)城市生活污水中有機(jī)物氧化降解、硝化、反硝化和除磷。通過(guò)多種生物功能的耦合促進(jìn)，實(shí)現(xiàn)工藝的穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：城市污水；CASS；工藝解析研究

CASS工藝是將序批式活性污泥法（SBR）基礎(chǔ)上變化而來(lái)的，由兩部分組成，分別為預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。預(yù)反應(yīng)區(qū)位于前部主要功能是進(jìn)行生物選擇，主反應(yīng)區(qū)位于后部主要功能是進(jìn)行生物降解。我們?cè)谥鞣磻?yīng)區(qū)的出水口處安裝可升降的潷水器，通過(guò)有效控制，實(shí)現(xiàn)不間斷進(jìn)水，有規(guī)律排水，系統(tǒng)按周期往復(fù)運(yùn)行。

1 CASS工藝存在的主要優(yōu)點(diǎn)

1.1 工藝簡(jiǎn)單、各項(xiàng)費(fèi)用低

CASS工藝的主體是反應(yīng)池，它沒(méi)有二沉池及污泥回流設(shè)備，與普通活性污泥工藝過(guò)程相比，建設(shè)實(shí)體費(fèi)用和實(shí)際使用面積都有不同程度的減少，整體費(fèi)用降低。

1.2 生物降解效力強(qiáng)

在CASS工藝降解污染物的過(guò)程中，我們可以在空間上是完全混合污泥法，時(shí)間上是推流反應(yīng)器，能同時(shí)發(fā)揮兩者功效，處理能力強(qiáng)。

1.3 沉淀效果好

CASS工藝在沉淀階段中反應(yīng)池起沉淀作用，在實(shí)踐過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)冬季氣溫較低，污泥沉降比較差時(shí)，CASS工藝沉淀效果依然很好。

1.4 抗污水有機(jī)物沖擊能力強(qiáng)

CASS工藝就運(yùn)用自身調(diào)節(jié)運(yùn)行周期的策略，來(lái)面對(duì)城市污水進(jìn)水量和水質(zhì)的變化。如果生活污水進(jìn)水中有機(jī)物濃度較高時(shí)，延長(zhǎng)曝氣時(shí)間，加大有機(jī)物的降解時(shí)間，實(shí)現(xiàn)生活污水的達(dá)標(biāo)排放。

1.5 污泥膨脹現(xiàn)象不易發(fā)生

CASS反應(yīng)池有進(jìn)水、曝氣、沉淀、出水四個(gè)階段，每個(gè)階段溶解氧濃度不同，這樣通過(guò)有時(shí)缺氧，有時(shí)好氧，我們可以在這樣的缺氧好氧環(huán)境條件中，培養(yǎng)能夠適應(yīng)的菌膠團(tuán)細(xì)菌，使它們成為曝氣池中的優(yōu)勢(shì)菌群。

1.6 適用范圍廣

隨著城市擴(kuò)容，城市生活污水進(jìn)一步增加，我們就可以增加相同CASS反應(yīng)池來(lái)應(yīng)對(duì)增量污水，從而使城市污水處理廠的階段建造和擴(kuò)建較傳統(tǒng)活性污泥法簡(jiǎn)單得多。

1.7 污泥性質(zhì)穩(wěn)定

一般傳統(tǒng)普通活性污泥法的污泥齡是5天左右，而CASS工藝法污泥泥齡為30天左右，這樣活性污泥可以在構(gòu)筑物中進(jìn)行一定消化反應(yīng)，形成比較穩(wěn)定的剩余污泥，這樣就不需要進(jìn)行穩(wěn)定化處理，就可以進(jìn)行污泥脫水了，而且污泥脫水效率高，含水量少，所以污泥穩(wěn)定性好。

2 CASS工藝中存在的缺點(diǎn)

CASS工藝具有許多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也是有一些問(wèn)題。主要體現(xiàn)在：

2.1 微生物種群之間的復(fù)雜關(guān)系

主體構(gòu)筑物中的菌群主要由硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、聚磷菌和異氧型好氧菌構(gòu)成。在非穩(wěn)態(tài)CASS工藝系統(tǒng)中微生物種群之間存在著非常復(fù)雜的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系和相對(duì)復(fù)雜生態(tài)平衡關(guān)系，對(duì)優(yōu)化CASS工藝有一定影響。

2.2 生物脫氮效率難以提高

生物降解中脫氮主要通過(guò)硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)，當(dāng)硝化細(xì)菌和異養(yǎng)細(xì)菌混合培養(yǎng)過(guò)程中，在對(duì)有機(jī)底物和DO的競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程中，硝化菌自氧型細(xì)菌不占優(yōu)勢(shì)，異養(yǎng)細(xì)菌比較占優(yōu)勢(shì)。

2.3 除磷效率難以提高

生活污泥在反應(yīng)器中停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，長(zhǎng)期處于缺氧狀態(tài)，釋磷作用強(qiáng)，另外回流混合液中硝態(tài)氮的影響除磷效果比較大，所以除磷效率一直不高。

2.4 操作方式較為單一

由于污水的水質(zhì)每天每個(gè)小時(shí)都不是一成不變的，因此在編制程序時(shí)采用固定不變的反應(yīng)時(shí)間必然不是最佳的選擇。

3 CASS工藝中生物降解氮、磷的狀況分析

3.1 污泥負(fù)荷的影響

在CASS池中活性污泥濃度越高，活性污泥負(fù)荷越低，氮元素轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾男Ч驮胶?，而除磷效果不理想。因此，控制合適的污泥負(fù)荷，是保證污水中氮、磷去除效果的關(guān)鍵。

3.2 溶解氧的影響

（1）選擇區(qū)溶解氧的影響主要體現(xiàn)在對(duì)選擇區(qū)內(nèi)聚磷菌對(duì)磷的釋放上，因?yàn)榫哿拙醚跷樟?，厭氧釋放磷，聚磷菌最大程度的釋放磷?/p>

（2）主曝氣區(qū)內(nèi)溶解氧的影響。CASS池主曝氣區(qū)內(nèi)一般要完成降解污水中有機(jī)物、同時(shí)進(jìn)行硝化反硝化和吸磷。一般控制氧氣的供給強(qiáng)度，并要保持主曝氣區(qū)內(nèi)溶解氧在0.5～1mg/L范圍內(nèi)。

3.3 水力條件的影響

在CASS的前端選擇區(qū)，要進(jìn)行聚磷菌對(duì)磷元素的釋放，缺氧條件下進(jìn)行反硝化脫氮反應(yīng)，我們需要把活性污泥和城市污水充分混合，通過(guò)改變水流狀態(tài)，保證泥水實(shí)現(xiàn)充分混合，保證停留時(shí)間。

4 對(duì)CASS池進(jìn)行局部改造策略

（1）在主構(gòu)筑物內(nèi)增加填料，變懸浮活性污泥法為固定污泥法即MBBR，在其表面形成固化生物膜，增加其系統(tǒng)污泥減少污泥負(fù)荷。

（2）在主反應(yīng)區(qū)中加入攪拌器，合理設(shè)置周期使CASS 池進(jìn)行低氧攪拌，增強(qiáng)反硝化脫氮作用。

（3）合理分配進(jìn)水，使有效碳源增加，使生物除磷能力得到加強(qiáng)。

（4）合理設(shè)置CASS池內(nèi)的曝氣器，提高系統(tǒng)充氧效率；安置可控潷水器，降低出水各項(xiàng)指標(biāo)。

（5）增設(shè)化學(xué)除磷加藥間，在 CASS 池出水中投加化學(xué)藥劑，進(jìn)行輔助化學(xué)除磷。

5 結(jié)論

CASS工藝的高效和經(jīng)濟(jì)性，主要體現(xiàn)在該技術(shù)工藝?yán)眠^(guò)程中結(jié)合生物選擇器與可變?nèi)莘e的活性泥工藝，同時(shí)具有水質(zhì)穩(wěn)定、管理方便、占地面積節(jié)省、可以進(jìn)行分期建設(shè)等優(yōu)點(diǎn)。

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作者簡(jiǎn)介：秦銘澤（1982-），哈爾濱人，工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)管理和研究工作。