连续进水周期循环曝气活性污泥法(CASS)

连续进水周期循环曝
气活性污泥法 （CASS）
SBR活性污泥法工艺原理简介
• 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
•少量污泥回流，增 加电耗
CASS较SBR发展
• 将间断进水改为连续进水 • 增加了生物选择器 • 污泥回流
连续进水
• 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。
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：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： 辅助生物选择区。
CASS池总的有效容积：
V＝n1×（V1＋V2＋V3）
V——CASS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； n1——CASS池个数。 设池内最高液位为H（一般取3～5m），H由三个部分组成：
H＝H1＋H2＋H3
H1——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1.5～2.0m； H3——滗水结束时泥面的高度，m；
• 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。）
生物选择器的增加
• 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。
污泥回流
A——单个CASS池平面面积，m2； n2——一日内循环周期数；
H3＝H×X×SVI×10－3
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H2≥H－（H1＋H3），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。
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： 最终去除有机物。
CASS工艺分曝气、沉淀、排水和闲置4个阶段， 依次在同一CASS反应池中周期交替进行
（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 。
目前CASS工艺在国内主要运用于需脱氮除磷的 城市污水、小区生活污水及啤酒、屠宰、印染、制 药等行业废水的处理。
CASS工艺在国内应用的实例
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。
CASS活性污泥法原理
• 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、除磷功能
（2）CASS池容积计算
V——CASS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； Ns——BOD-污泥负荷，kgBOD5/(kgMLSS·d)； ƒ——混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值。
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）
Ns——BOD- 污 泥 负 荷 ， kgBOD5/(kgMLSS·d) ， 生 活 污 水 取 0.05～0.1kgBOD5/(kgMLSS·d)，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/(mg·d)； Se——混合液中残存的有机物浓度，mg/L； η——有机质降解率，％； ƒ——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，ƒ＝0.75。
5、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、CASS工艺设计计算方法
2、曝气方式的选择
选择曝气头时要尽量采用不堵塞的曝气形式。采用微孔曝气 时应采用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，不易造成微孔堵塞。
3、排水方式的选择（滗水器）
排水均匀、排水量可调、对底部污泥干扰小，又能防止水面 漂浮物随出水排出。
4、其它问题
①冬季或低温对CASS工艺的影响及控制 ②排水比的确定 （一般为1/3） 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预反应区的大小及反应池的长宽比 ⑥间断排水与后续处理构筑物的高程及水量匹配。
• 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。
CASS工艺设计
一：CASS设计中应注意的问题 1、水量平衡
工业废水和生活污水的排放通常是不均匀的，如果设计流量 不合适，进水高峰时水位会超过上限，进水量小时反应池不 能充分利用。当水量波动较大时，应考虑设置调节池。
（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段泥水分离而 影响出水效果。
CASS法工艺主要特点
• 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应用：
CASS工艺最早在国外应用，为了更好地将其 引进、消化，开发出适合我国国情的新型污水处理 新工艺，总装备部工程设计研究总院环保中心于 1994年在实验室进行了整套系统的模拟试验，分别 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过 程中脱氮除磷的效果，获得了宝贵的设计参数和对 工艺运行的指导性经验
（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。
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。
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
CASS（Cyclic Activated Sludge System） 反应器工艺是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。
（3）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。此时反应池逐渐过渡到厌氧状 态继续反硝化。