Cass工艺与生物接触氧化法工艺的对比

Cass工艺与生物接触氧化法工艺的对比本项目是对生活污水进行深度处理，生活污水中的污染物包括由厨房、浴室、厕所等场所排出的污水和污物。

生活污水中的污染物，按其形态可分为：(1)不溶物质，这部分约占污染物总量的40%，它们或沉积到水底，或悬浮在水中。

(2)胶态物质，约占污染物总量的10%。

(3)溶解质，约占污染物总量的50%。

这些物质多为无毒，含无机盐类氯化物、硫酸盐和钠、钾、钙、镁等的重碳酸盐。

有机物质有纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质和尿素等。

此外，还含有各种微量金属和各种洗涤剂、多种微生物。

原水以有机物为主，BOD/COD比值=0.6，可生化性较好，重金属及有毒有害物质不超标，所以处理以除有机物，脱氮为主，除P外排。

根据出水要求，现有城镇污水处理技术的特点，本次设计中磷的进水指标是4mg/L,出水要求为1.5mg/L,活性污泥法以及生物膜法的一般工艺都可去除这些磷，所以不用刻意考虑除磷。

进而根据处理规模，进出水质，出水质要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级B标准。

进出水水质具体要求如下：根据处理要求算出去除效率要求BOD的去除效率应大于90％, COD去除效率应大于85％,SS的去除效率大于86.7％。

污水处理厂要求有效地去除BOD和COD，以及该工程的造价与运行费用，当地的自然条件（包括地形、气候、水资源），污水水量及其变化动态，运行管理与施工，并参考典型的工艺流程和各种生物处理法的优缺点及使用条件。

厌氧法中UASB 反应器由于具有高的有机负荷、转化效率和操作简单的优点而广泛用于多种高浓度有机废水的处理，然而本次设计的生活污水不是高浓度的污水，通过查询大量的20000 m3/d的城市生活污水的工程实例，结合国内的处理工艺，于是本课题选择典型的工艺为：①CASS工艺，②氧化沟，③生物接触氧化。

对于氧化沟而言，会出现污泥膨胀、泡沫、污泥上浮、流速不均及污泥沉积等一系列问题在同一沟中好氧区与缺氧区各自的体积和溶解氧浓度很难准确地加以控制，因此对除氮的效果是有限的，而对除磷几乎不起作用。

另外，在传统的单沟式氧化沟中，微生物在好氧－缺氧－好氧短暂的经常性的环境变化中使硝化菌和反硝化菌群并非总是处于最佳的生长代谢环境中，由此也影响单位体积构筑物的处理能力。

因此氧化沟也不适合本工艺的要求。

特别是污泥膨胀问题，当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH 值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。

微生物的负荷高，细菌吸取了大量营养物质，由于温度低，代谢速度较慢，积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加，SVI值很高，形成污泥膨胀。

污泥上浮问题，当废水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作过程中不能很好控制其在二沉池的停留时间，易造成缺氧，产生腐化污泥上浮；当曝气时间过长，在池中发生高度硝化作用，使硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝化作用，产生氮气，使污泥上浮；另外，废水中含油量过大，污泥可能挟油上浮。

以下通过对CASS工艺和生物接触氧化法工艺的比较来说明。

方案一:CASS工艺；方案二:生物接触氧化工艺。

现结合设计任务要求的处理水质效果进行论证选择：1、CASS工艺1.1.CASS工艺原理：是将序批式活性污泥法(SBR)的反直池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区+在主反应区后部安装了可升降的滗水装置，实现了连续进水间歇排水的周期循环运行，集曝气沉淀、排水于一体。

CASS工艺是一个好氧/缺氧/厌氧交替运行的过程，具有一定脱氮除磷效果，废水以推流方式运行，而各反应区则以完全混合的形式运行以实现同步硝化一反硝化和生物除磷[11]。

1.2.CASS工艺的优点：设备安装简便，施工周期短，具有较好的耐水、防腐能力，设备使用寿命长；对原水的水质水量的变化有较强的适应能力，处理效果稳定，出水水质好，可回用于污水处理厂内的如绿化、浇地、洗车等有关杂用用途；处理工艺在国内外处于先进水平，设备自动化程度高，可用微机进行操作和控制；整个工艺运转操作较为简单，维修方便，处理厂内不产生污染环境的臭气和蚊蝇；投资较省，处理成本低，工艺有推广应用价值。

1.3.CASS工艺的缺点：CASS工艺为单一污泥悬浮生长系统，利用同一反应器中的混合微生物种群完成有机物氧化、硝化、反硝化和除磷。

多种处理功能的相互影响在实际应用中限制了其处理效能，也给控制提出了非常严格的要求，工程中难以实现工艺的稳定、高效的运行。

（1）微生物种群之间的复杂关系有待研究CASS系统的微生物种群结构与常规活性污泥法不同，菌群主要由硝化菌、反硝化菌、聚磷菌和异氧型好氧菌组成。

目前对非稳态CASS系统中微生物种群之间的复杂的生存竞争和生态平衡关系尚不甚了解，CASS工艺理论只是从工艺过程进行一些分析探讨，而理清微生物种群之间的关系对CASS工艺的优化运行是大有好处的，因此仍需加强对这方面的理论研究工作。

（2）生物脱氮效率难以提高一方面硝化反应难以进行完全。

硝化细菌是一种化能自养菌，有机物降解由异养细菌完成。

当两种细菌混合培养时，由于存在对底物和DO的竞争，硝化菌的生长将受到限制，难以成为优势种群，硝化反应被抑制。

此外，固定的曝气时间也可能会使得硝化不彻底。

另一方面就是反硝化反应不彻底。

CASS工艺有约20%的硝态氮通过回流污泥进行反硝化，其余的硝态氮则通过同步硝化反硝化和沉淀、闲置期污泥的反硝化实现，其效果不理想也是众所周知的。

在沉淀、闲置期中，由于污泥与废水不能良好的进行混合，废水中部分硝态氮不能与反硝化细菌接触，故不能被还原。

此外，在这一时期，由于有机物己充分降解，反硝化所需的碳源不足，也限制了反硝化效率的进一步提高。

这两方面的原因使得CASS 工艺脱氮效率难以提高。

（3）除磷效率难以提高污泥在生物选择器中的释磷过程受到回流混合液中硝态氮浓度的影响比较大，在CASS工艺系统中难以继续提高除磷效率。

（4）控制方式较为单一目前在实际应用中的CASS工艺基本上都是以时序控制为主的，其缺点是显而易见的，因为污水的水质不是一成不变的，因此采用固定不变的反应时间必然不是最佳选择。

2、生物接触氧化工艺2.1.生物接触氧化工艺工作原理生物接触氧化法是以附着在载体（俗称填料）上的生物膜为主，净化有机废水的一种高效水处理工艺。

从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，生物接触氧化法净化废水的基本原理与一般生物膜法相同，就是以生物膜吸附废水中的有机物，在有氧的条件下，有机物由微生物氧化分解，废水得到净化,即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气,通过生物氧化作用,将废水中的有机物氧化分解,达到净化目的。

2.2.接触氧化工艺优点池内加设适宜形状和比表面积较大的生物膜载体填料，这样在填料表面形成生物膜，由于内部的缺氧环境势必形成生物膜内层供氧不足甚至处于厌氧状态，这样在生物膜中形成了由厌氧菌、兼性菌和好氧菌以及原生动物和后生动物形成的长食物链的生物群落，能有效地将不能好氧生物降解的COD部分厌氧降解为可生化的有机物。

该工艺的特点是填料的比表面积大，生物量高，充氧条件好，生物活性高，而且不需污泥回流，不存在污泥膨胀问题，运行管理方便。

具有运行稳定，处理效果好，操作管理简单，承受冲击负荷能力强，投资少，运行费用低的特点。

2.3.接触氧化工艺缺点由于池内填充了大量的生物膜载体填料，填料上下两端多数用网格状支架固定，当填料下部的曝气系统发生故障时，维修工作将十分麻烦。

填料易老化，一般4~6年需更换一次。

由于前端物化处理后废水中SS含量较低，生物膜固着的载体较少，导致生物膜比重较小，极易造成脱膜，挂膜不稳定。

脱落的生物膜和絮状污泥在二沉池沉淀效果较差，易导致出水SS超标。

3、工艺比选将CASS工艺与生物接触氧化法进行比较，比较结果详见表2-1，表2-2。

表2-1 投资、占地、耗电和处理成本比较工艺处理规模（m3/d）占地（m2）处理成本（元/吨）耗电（kw）S-BF工艺1200 962 0.22 32 2400 1376 0.28 39 4800 2183 0.26 83 12000 2835 0.33 236 20000 3880 0.38 400CASS工艺1200 880 0.23 34 2400 1792 0.38 57 4800 2728 0.33 97 12000 3600 0.39 292 20000 4000 0.44 340表2-2 方案对比项目CASS工艺接触氧化工艺工艺效果温度变化的影响低温有影响不大产泥量剩余污泥量少剩余污泥量少有无污泥膨胀不易不存在流量变化的影响不大不大出水水质不易达到排放标准，一般出水水质COD在100mg/L左右。

能够达到排放标，再加上深度处理过滤装置，出水可以达到回用要求。

运行费用水头损失大少曝气量大少药剂量少少电耗大小总运行成本较低低投资费用土建工程较少少机电设备及仪表少少征地费用少少总投资大（土建费用特别高）少（土建费用非常低）运行管理自动化程度较简单简单日常维护和巡视方便方便操作和管理人数5～8人5～8人通过比较对比可看出接触氧化工艺比CASS[1]在操作方便、投资费用、工艺效果方面占有优势。

所以建议生活污水处理方案采用我公司提供的生物接触氧化+深度过滤处理工艺，而不建议采用CASS工艺。

宜兴市海博环保科技有限公司二〇一四年十一月。