段云萍

1 CASS工藝的運(yùn)行

CASS工藝全稱循環(huán)式活性污泥法，是SBR的一種變形，是一種連續(xù)進(jìn)水、間歇性反應(yīng)器。在反應(yīng)器中，好氧、厭氧不斷重復(fù)進(jìn)行，將有機(jī)物去除過(guò)程和泥水分離過(guò)程在一個(gè)反應(yīng)器中完成。

CASS反應(yīng)器分為預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)兩部分。

預(yù)反應(yīng)區(qū)設(shè)置在反應(yīng)器的進(jìn)口處，相當(dāng)于一個(gè)生物選擇器。在預(yù)反應(yīng)區(qū)中有大量活性污泥，污水進(jìn)入反應(yīng)器后與回流污泥混合攪拌，充分利用了活性污泥對(duì)有機(jī)污染物的快速吸附作用，加速對(duì)溶解性底物的去除。預(yù)反應(yīng)區(qū)一直處于兼氧狀態(tài)，調(diào)節(jié)污水在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)的停留時(shí)間，能對(duì)難降解的有機(jī)物起到水解作用，有利于后續(xù)工藝的處理。

主反應(yīng)區(qū)是去除有機(jī)物的主要場(chǎng)所。CASS反應(yīng)池通常按曝氣、沉淀、排水和閑置四個(gè)階段運(yùn)行。進(jìn)水，曝氣階段開始，曝氣結(jié)束，進(jìn)入沉淀階段，沉淀結(jié)束，出水。CASS工藝采用潷水器出水，在出水過(guò)程中，由于潷水器對(duì)反應(yīng)池底部污泥的影響很小，整個(gè)出水過(guò)程，反應(yīng)池都起著沉淀作用，CASS工藝本身的特點(diǎn)延長(zhǎng)了反應(yīng)器的沉淀時(shí)間。

2 CASS工藝的特點(diǎn)

2.1 防止污泥膨脹

污泥膨脹是污水處理中經(jīng)常遇到的問(wèn)題，污泥沉降性能差，SVI值偏高，污泥流量增大，泥水不能進(jìn)行有效分離，部分污泥隨處理水流出，增大生化池出水的濁度，增加后續(xù)沉淀處理難度，影響出水水質(zhì)，一旦出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象就很難控制，且需要很長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)。在缺氧環(huán)境中，絲狀菌的大量增殖是造成污泥膨脹的主要原因。

絲狀菌的比表面積比膠團(tuán)菌大，在吸附有機(jī)物的過(guò)程中較膠團(tuán)菌占優(yōu)勢(shì)，但絲狀菌的增殖速率比膠團(tuán)菌小，在高底物濃度中，絲狀菌和膠團(tuán)菌都以較大的速率增殖，但由于膠團(tuán)菌增殖速率較絲狀菌大，絲狀菌伸出菌膠團(tuán)外，很快就會(huì)被膠團(tuán)菌覆蓋，使菌膠團(tuán)的增殖比絲狀菌占優(yōu)勢(shì)，而且反應(yīng)池中的濃度梯度較大，活性污泥一直處于好氧厭氧循環(huán)狀態(tài)中，這種環(huán)境也可以有選擇性的培養(yǎng)菌膠團(tuán)，使其成為反應(yīng)池中的優(yōu)勢(shì)菌種。預(yù)反應(yīng)區(qū)的作用相當(dāng)于一個(gè)生物選擇器，有效的抑制絲狀菌的生長(zhǎng)和繁殖，避免絲狀菌大量生長(zhǎng)、伸長(zhǎng)，導(dǎo)致絮體松散的情況，改善活性污泥的沉降性能，克服污泥膨脹，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，使CASS的運(yùn)行管理較其他活性污泥法簡(jiǎn)單。

2.2 出水水質(zhì)穩(wěn)定

曝氣結(jié)束后，主反應(yīng)區(qū)進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)階段，在進(jìn)行反硝化的同時(shí)，整個(gè)反應(yīng)區(qū)起沉淀作用，表面負(fù)荷比普通沉淀池小得多，而且停留時(shí)間長(zhǎng)，沉淀效果好。通過(guò)對(duì)潷水器運(yùn)行的調(diào)節(jié)，可以有效防止對(duì)底部污泥的干擾，提高出水水質(zhì)。此外，CASS還可以根據(jù)水量、原水污染情況和進(jìn)出水水質(zhì)對(duì)操作程序適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，保證出水水質(zhì)。

CASS的運(yùn)行靈活，抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)，無(wú)需設(shè)置單獨(dú)的調(diào)節(jié)池。對(duì)原水水質(zhì)水量的適應(yīng)能力強(qiáng)，可以根據(jù)進(jìn)水的水質(zhì)、水量設(shè)調(diào)節(jié)運(yùn)行周期，當(dāng)進(jìn)水有機(jī)物含量較高時(shí)，可通過(guò)增加曝氣量、延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間等提高出水水質(zhì)。

2.3 低溫污水處理

我國(guó)北方地區(qū)冬季氣候寒冷，水溫一般都在10℃以下，低溫對(duì)生物處理的影響關(guān)系到寒冷地區(qū)城市污水和工業(yè)廢水能否采用生物處理和采用什么樣的生物處理工藝。水溫偏低對(duì)活性污泥的沉降性能、微生物活性、微生物繁殖、氧的傳遞效率和水的粘滯系數(shù)都有較大的影響，在低溫狀態(tài)下，污水處理工藝與常溫狀態(tài)有很大的差別，因此水溫對(duì)參數(shù)選取，工藝選擇，運(yùn)行操作都有很大影響。

CASS工藝在處理低溫污水運(yùn)行效果表明，CASS工藝對(duì)污水的溫度變化有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。在低溫運(yùn)行時(shí)，活性污泥的沉降性能降低，SVI普遍高于常溫值，可通過(guò)提高污泥濃度、降低污泥負(fù)荷和延長(zhǎng)沉淀時(shí)間，改善出水水質(zhì)。

2.4 高氨氮污水處理

處理高氨氮工業(yè)廢水時(shí)，一般采用的是物化和生化相結(jié)合的處理工藝，處理工藝復(fù)雜，處理費(fèi)用和基建投資都高于單純有機(jī)污染物處理，且運(yùn)行管理復(fù)雜。隨著人們生活水平的提高，飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，生活污水已經(jīng)出現(xiàn)了高氨氮現(xiàn)象，高氨氮污水的處理對(duì)防止水體富營(yíng)養(yǎng)化和解決水體污染都有重要的意義。傳統(tǒng)的活性污泥法只能去除有機(jī)污染物，對(duì)氨氮等無(wú)機(jī)污染物沒有明顯的去除效果，隨著對(duì)出水水質(zhì)要求的提高，在一些地區(qū)傳統(tǒng)活性污泥法已經(jīng)無(wú)法達(dá)到出水水質(zhì)要求。

污水在預(yù)反應(yīng)區(qū)處于缺氧狀態(tài)，新鮮污水經(jīng)攪拌與回流污泥充分混合，反硝化菌以原污水中的有機(jī)物作為碳源，以回流污泥中硝酸鹽作為電子受體，進(jìn)行呼吸和生命活動(dòng)，將硝酸態(tài)氮還原為氣態(tài)氮，不需要外加碳源，無(wú)需有機(jī)物后續(xù)處理。

主反應(yīng)區(qū)中好氧和厭氧循環(huán)運(yùn)行，通過(guò)控制曝氣強(qiáng)度和曝氣時(shí)間控制溶解氧的濃度。在好氧環(huán)境中，有機(jī)氮化合物在氨化菌的作用下轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮。硝化菌為化能自養(yǎng)菌，生理活動(dòng)不需要從外界攝取有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從CO2獲取碳源，從有機(jī)物的氧化中獲取能量。好氧和厭氧交替的環(huán)境為兼性菌的生長(zhǎng)提供了良好條件，曝氣進(jìn)行到一定階段，污水中的有機(jī)物濃度降低，溶解氧充足，硝化菌得到優(yōu)勢(shì)，將氨態(tài)氮轉(zhuǎn)換為硝酸氮。

要使硝化菌在反應(yīng)池中大量存活，微生物的停留時(shí)間一定要大于硝化菌的世代周期，停留時(shí)間越長(zhǎng)越有利于硝化菌的繁殖。普通活性污泥法的停留時(shí)間為2 d～7 d，CASS工藝的污泥齡為25 d～30 d，為硝化菌的繁殖提供了足夠的時(shí)間。

3 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

CASS工藝沒有調(diào)節(jié)池、初次沉淀池，且省去了污泥回流處理設(shè)備，比一般的活性污泥法構(gòu)筑物簡(jiǎn)單，節(jié)省占地面積，建設(shè)費(fèi)用可節(jié)省10%～30%，占地面積可節(jié)省20%～30%。

由于CASS工藝是周期性運(yùn)行，主反應(yīng)區(qū)好氧與厭氧交替運(yùn)行，池中溶解氧是周期變化的，由厭氧階段開始曝氣，氧的濃度梯度大，轉(zhuǎn)移效率高，實(shí)踐證實(shí)同樣的曝氣設(shè)備，CASS工藝與傳統(tǒng)的活性污泥法相比有較高的氧利用率，有效的節(jié)省了充氧曝氣費(fèi)用?？捎行б种莆勰嗯蛎洠鶕?jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量調(diào)節(jié)運(yùn)行周期，運(yùn)行簡(jiǎn)單、管理方便，大大減少運(yùn)行管理費(fèi)用。

傳統(tǒng)的SBR都是間歇性進(jìn)水，必須設(shè)置兩個(gè)以上SBR反應(yīng)池才能正常運(yùn)行，經(jīng)改進(jìn)的CASS工藝是連續(xù)進(jìn)水，克服了間歇性進(jìn)水的不足，實(shí)現(xiàn)了污水處理的連續(xù)性，設(shè)置一個(gè)反應(yīng)器就能正常運(yùn)行，適合大、中、小型污水處理廠的建設(shè)。CASS工藝的中心處理構(gòu)筑物是CASS反應(yīng)池，當(dāng)原水水量超過(guò)水廠的設(shè)計(jì)處理量時(shí)，可通過(guò)增加反應(yīng)池?cái)?shù)量增加處理能力，能夠充分利用原有構(gòu)筑物處理能力，節(jié)省土建費(fèi)用，在建設(shè)期間原有污水處理設(shè)施仍能繼續(xù)運(yùn)行，適應(yīng)污水處理廠的改建、擴(kuò)建，應(yīng)用靈活。

CASS反應(yīng)池單池是間斷性運(yùn)行，進(jìn)水短時(shí)間中斷也可以正常運(yùn)行，大大提高了傳統(tǒng)活性污泥法對(duì)水源水量變化的適應(yīng)能力，能夠適應(yīng)工業(yè)區(qū)建設(shè)初期污水水量達(dá)不到設(shè)計(jì)水量時(shí)期的水處理要求。

CASS處理水水質(zhì)穩(wěn)定，有機(jī)處理水可回收用于污水處理廠內(nèi)綠化、澆地、洗車等用途。在處理過(guò)程中，不產(chǎn)生污染環(huán)境的臭氣和蚊蠅，減小對(duì)周圍環(huán)境的影響，能夠在對(duì)環(huán)境要求比較高的地區(qū)運(yùn)行。CASS工藝對(duì)環(huán)境影響小，水質(zhì)穩(wěn)定的特點(diǎn)使其能夠滿足小區(qū)中水處理的要求，使CASS工藝不僅可以應(yīng)用于城鎮(zhèn)污水的處理，也為CASS作為小區(qū)中水提供了條件。

[1] 丘文芳.環(huán)境微生物學(xué)技術(shù)手冊(cè)[M].北京:學(xué)院出版社，1990.

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