CASS工藝特點及優(yōu)缺點分析

馬建強， 王廣卿

頭屯河區(qū)污水處理廠（830023）

1 原理概述

CASS（Cyclic-Activated-Sludge-System）是周期循環(huán)活性污泥法的簡稱。最早產(chǎn)生于美國，90年代初引入中國，目前，由于該工藝的高效和經(jīng)濟性，應用勢頭迅猛，受到環(huán)保部門的廣泛關(guān)注和一致好評。已成功應用于生活污水、食品廢水、制藥廢水的治理，取得了良好的處理效果。

2 工藝特點

CASS工藝是將序批式活性污泥法(SBR)的反應池沿長度方向分為兩部分，CASS池分預反應區(qū)和主反應區(qū)。前部為生物選擇區(qū)也稱預反應區(qū)，后部為主反應區(qū)，在主反應區(qū)后部安裝了可升降的潷水裝置,實現(xiàn)了連續(xù)進水間歇排水的周期循環(huán)運行，集曝氣沉淀、排水于一體[1]。

對于一般城市污水，CASS工藝不需要很高程度的預處理，只需設(shè)置粗格柵、細格柵和沉砂池，無需初沉池和二沉池，也不需要龐大的污泥回流系統(tǒng)(只在CASS反應器內(nèi)部有約20%的污泥回流)。

3 CASS工藝的主要優(yōu)點

3.1 工藝流程簡單、占地面積小、投資較低、運轉(zhuǎn)費用低

CASS的核心構(gòu)筑物為反應池，沒有二沉池及污泥回流設(shè)備，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池及初沉池。與傳統(tǒng)活性污泥工藝相比，建設(shè)費用可節(jié)省10%～25%，占地面積可減少20%～35%。

由于CASS工藝曝氣是周期性的，池內(nèi)溶解氧的濃度也是變化的，沉淀階段和排水階段溶解氧降低，重新開始曝氣時，氧的濃度梯度大，傳遞效率高，節(jié)能效果顯著，運轉(zhuǎn)費用可節(jié)省10%～25%。有機物去除率高，出水水質(zhì)好[2]。

3.2 生化反應推動力大

CASS工藝從污染物的降解過程來看，當污水以相對較低的水量連續(xù)進入CASS池時即被混合液稀釋，從空間上看CASS工藝屬變體積的完全混合式活性污泥法范疇；從CASS工藝開始曝氣到排水結(jié)束整個周期來看，基質(zhì)濃度由高到低，濃度梯度從高到低，基質(zhì)利用速率由大到小，因此，CASS工藝屬理想的時間順序上的推流式反應器，生化反應推動力較大。

3.3 沉淀效果好

CASS工藝在沉淀階段幾乎整個反應池均起沉淀作用，沉淀階段的表面負荷比普通二次沉淀池小得多,沉淀效果較好。實踐證明，當冬季溫度較低，污泥沉降性能差時，或在處理一些特種工業(yè)廢水污泥凝聚性能差時，均不會影響CASS工藝的正常運行。

3.4 運行靈活，抗沖擊能力強

CASS工藝在設(shè)計時已考慮流量變化的因素,能確保污水在系統(tǒng)內(nèi)停留預定的處理時間后經(jīng)沉淀排放，特別是CASS工藝可以通過調(diào)節(jié)運行周期來適應進水量和水質(zhì)的變化。當進水濃度較高時，也可通過延長曝氣時間實現(xiàn)達標排放，達到抗沖擊負荷的目的。在暴雨時，可經(jīng)受平常平均流量6倍的高峰流量沖擊，而不需要獨立的調(diào)節(jié)地。

3.5 不易發(fā)生污泥膨脹

CASS反應池中存在著較大的濃度梯度，而且處于缺氧、好氧交替變化之中,這樣的環(huán)境條件可選擇性地培養(yǎng)出菌膠團細菌，使其成為曝氣池中的優(yōu)勢菌屬，有效地抑制絲狀菌的生長和繁殖,克服污泥膨脹，從而提高系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。

3.6 適用范圍廣，適合分期建設(shè)

CASS工藝可應用于大型、中型及小型污水處理工程，比SBR工藝適用范圍更廣泛；連續(xù)進水的設(shè)計和運行方式，一方面便于與前處理構(gòu)筑物相匹配,另一方面控制系統(tǒng)比SBR工藝更簡單。設(shè)備自動化程度高,可用微機進行操作和控制；整個工藝運轉(zhuǎn)操作較為簡單，維修方便，處理廠內(nèi)不產(chǎn)生污染環(huán)境的臭氣和蚊蠅；投資較省，處理成本低，工藝有推廣應用價值。

對大型污水處理廠而言，CASS反應池設(shè)計成多池模塊組合式，單池可獨立運行。如果處理水量增加，可同樣復制CASS反應池,因此CASS法污水處理廠的建設(shè)可隨企業(yè)的發(fā)展而發(fā)展,它的階段建造和擴建較傳統(tǒng)活性污泥法簡單得多。

3.7 污泥產(chǎn)量低，污泥性質(zhì)穩(wěn)定

傳統(tǒng)活性污泥法的泥齡僅2～7天，而CASS法泥齡為25～30天，所以污泥穩(wěn)定性好，脫水性能佳，產(chǎn)生的剩余污泥少。由于污泥在CASS反應池中已得到一定程度的消化，所以剩余污泥，一般不需要再經(jīng)穩(wěn)定化處理，可直接脫水。

4 CASS工藝的缺點

CASS工藝具有許多優(yōu)點,也必然存在一些問題。多種處理功能的相互影響在實際應用中限制了其處理效能,也給控制提出了非常嚴格的要求,總結(jié)起來，CASS工藝主要存在以下幾個方面的問題。

4.1 微生物種群之間的復雜關(guān)系有待研究

CASS系統(tǒng)的微生物種群結(jié)構(gòu)與常規(guī)活性污泥法不同，菌群主要由硝化菌、反硝化菌、聚磷菌和異氧型好氧菌組成。目前對非穩(wěn)態(tài)CASS系統(tǒng)中微生物種群之間的復雜的生存競爭和生態(tài)平衡關(guān)系尚不甚了解，CASS工藝理論只是從工藝過程進行一些分析探討,而理清微生物種群之間的關(guān)系對CASS工藝的優(yōu)化運行是大有好處的，因此仍需加強對這方面的理論研究工作。

4.2 生物脫氮效率難以提高

主要體現(xiàn)在硝化反應難以進行完全和反硝化反應不徹底兩方面。當硝化細菌和異養(yǎng)細菌混合培養(yǎng)時，由于存在對底物和DO的競爭，硝化菌的生長將受到限制，難以成為優(yōu)勢種群，硝化反應被抑制。此外，CASS工藝有約20%的硝態(tài)氮通過回流污泥進行反硝化,其余的硝態(tài)氮則通過同步硝化反硝化和沉淀、閑置期污泥的反硝化實現(xiàn)，其效果不理想。這兩方面的原因使得CASS工藝脫氮效率難以提高[3]。

4.3 除磷效率難以提高

污泥在生物選擇器中的釋磷過程受到回流混合液中硝態(tài)氮濃度的影響比較大，在CASS工藝系統(tǒng)中難以繼續(xù)提高除磷效率。

4.4 控制方式較為單一

目前在實際應用中的CASS工藝基本上都是以時序控制為主的，由于污水的水質(zhì)不是一成不變的，因此采用固定不變的反應時間必然不是最佳選擇。

[1]沈耀良,王寶貞.循環(huán)活性污泥系統(tǒng)(CASS)處理城市廢水[J].給水排水,1999,25(11):5～8.

[2]吳再民,顏亮.CASS法在湖州市碧浪污水處理廠的應用[J].環(huán)境工程,2001,19(4):28～29.

[3]馮生華.城市中小型污水處理廠的建設(shè)與管理[M].北京化學,Y-業(yè)出版社,2001.