鋼廠生活污水處理CASS工藝設計與運行

摘 要：循環活性污泥法CASS工藝實際上是將變容積活性污泥法和生物選擇器原理有機結合起來的一種具有同步脫氮除磷功能的間歇活性污泥處理工藝。文章主要介紹了CASS的工藝原理、運行方式，通過工程實例來論述鋼鐵廠生活污水處理CASS工藝的設計、運行情況。

關鍵詞：鋼廠；生活污水處理；CASS工藝

1 工程簡介

為避免集中排放的生活污水對周邊環境造成影響，某鋼廠建設了處理規模為1800m3/d的生活污水處理站，采用CASS工藝處理鋼廠公輔設施產生的生活污水。該鋼廠生活污水處理系統主要收集廠區廁所、食堂以及污水處理站自身產生的生活污水，其主要污染物有CODcr、BOD5、SS等物質。處理達標的中水主要用于廠區綠化、澆灑道路等。

1.1 CASS工藝特征

根據本污水處理系統工程特點、功能、要求及污水排放特征，采用CASS法對生活污水進行處理，因為生活污水中的BOD5/CODcr為0.7左右，可生化性較好。根據污水綜合排放標準，出水有NH3-N及磷的限制，所以在選擇污水處理工藝時除了考慮除解有機物外，還應考慮到脫氮及除磷，因此選用工藝成熟、運行可靠的CASS法處理工藝。CASS技術的核心是CASS池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池。

CASS工藝的主要特征有兩個。其一是在進水區設置一個容積較小的污水與污泥的接觸區，即生物選擇器；其二是活性污泥有反應器回流，在生物選擇器內與進入的新鮮污水混合、接觸，創造微生物種群在高濃度、高負荷環境下競爭生存的條件，從而選擇出適應該系統生存的獨特微生物種群，并有效地抑制絲狀菌的過分繁殖，從而避免污泥膨脹現象的產生，提高系統的穩定性。根據需要處理的污水進水BOD5、NH3-N、TP等水質參數，來考慮脫氮除磷，并將反應階段設計成為缺氧-好氧-厭氧環境，污泥得到再生并達到脫氮除磷的效果。

1.2 設計規模及設計水質

通過分析類似規模鋼鐵廠的污水排放量，同時又考慮該鋼廠以后擴建的可能性，將該污水處理站的處理規模定為1800m3/d。出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）二級標準。進出水水質指標如下所示：

PH：6.5～8.5（進水），6.5～9（出水）；SS（mg/L）：220（進水），≤30（出水）

BOD5（mg/L）：250（進水），≤30（出水）；CODcr（mg/L）：350（進水），≤100（出水）；

NH3-N（mg/L）：50（進水），≤25（出水）；TP（mg/L）：5（進水），≤3（出水）；

動植物油（mg/L）：10（進水），5（出水）；糞大腸菌群數（個/L）：任意值（進水），≤104（出水）；

色度（度）：任意值（進水），≤40（出水）

1.3 工藝流程

該鋼鐵廠污水處理站的工藝流程詳見圖1。

圖1 污水處理站工藝流程圖

1.4 工藝流程說明

污水處理站自身產生的生活污水自流進入站內調節池，在調節池內充分均質、均量并加壓后與鋼廠有壓生活污水一道經過粗、細格柵去除污水中的SS、固體顆粒等雜物，之后進入旋流沉砂器，除砂后自流進入CASS池內生化、沉淀處理。

生活污水處理系統設CASS池2座，每天處理2批，工序為進水→曝氣→靜止沉淀→排水。本工藝采用CASS法工藝將缺氧、好氧、沉淀處理系統合并在一個水池進行處理，以達到反硝化脫氮的目的，缺氧利用空氣進行定時微曝氣使污水與污泥進行混合，在缺氧過程中反硝化菌將硝酸鹽氮還原成氣態氮（N2），控制溶解氧在0.5mg/L以下，兼性反硝化菌利用污水中的有機碳源作為氫供給體，將來自好氧處理中的硝酸鹽和亞硝酸鹽還原成氮氣排入大氣，同時有機物得到降解，利用活性污泥中的聚酸菌在缺氧過程中可吸收去除一部分的有機物，同時釋放出大量的磷。然后在曝氣好氧段污水中的有機物在其中得到氧化分解，同時聚磷菌將超量地攝取污水中的磷，進入活性污泥，通過高磷剩余污泥的排放使污水中的磷得到去除。

CASS池處理后的水通過潷水器排到中水儲水池，中水儲水池內投加NaCLO溶液，進行消毒處理，經過消毒處理的污水達到污水回用水標準后，回用于綠化和道路澆灑，多余水自流到生產廢水處理系統原水池。

CASS池內污泥采用間斷排泥，由污泥提升泵提升到污泥脫水系統統一處理。

1.5 主要構筑物及設備參數

1.5.1 站區生活污水調節池：1座，設計水力停留時間6h；安裝40QW（I）10-15-1.1型潛污泵2臺，1用1備。

1.5.2 格柵渠道：2條，單條渠道寬度0.7m；內設粗、細格柵各2臺；粗格柵柵隙為20mm，細格柵為5mm；格柵安裝角：75°。格柵前后設有液位差計，清渣工作可根據液位差或設定的時間自動進行。

1.5.3 旋流沉砂池：內設XLC旋流沉砂器1臺，處理水量360m3/h，直徑2.130m。

1.5.4 CASS反應池：2座，單池有效容積約為1000m3，池長30m，池寬8m，有效水深4.7m；生物選擇區容積占反應池總容積的6%；設計運行時間6h，其中曝氣4h，沉淀2h，排水1h，閑置1h；運行期間連續進水、間斷排水；排出比1：4；每座CASS池設置1臺XBS-400型潷水器、680套YMB-219微孔膜片式曝氣器、2臺50QW（I）25-15-2.2型回流污泥泵和2臺40QW（I）12-30-2.2型剩余污泥泵，污泥泵均為1用1備。

1.5.5 中水儲水池：1座，有效容積約為200m3，池長16.4m，池寬5.5m，有效水深2.4m，內設數道隔墻用于導流；采用NaCLO溶液進行消毒；池內安裝100QW（I）70-22-11型潛污泵2臺，1用1備。

1.5.6 鼓風機房：內設BK7011型羅茨鼓風機3臺，2用1備。

2 CASS工藝的運行

CASS工藝以一定的時間序列運行，其運行過程包括進水-曝氣-沉淀-排水-閑置等階段并組成其運行的一個周期。

與傳統意義的SBR工藝不同，CASS工藝在進水階段，不設單純的充水過程或缺氧進水混合過程。CASS工藝在沉淀階段無進水，保證了沉淀過程在靜止的環境中進行，并使排水的穩定性得到保障；在操作循環的曝氣階段（同時進水）完成生物降解過程；在非曝氣階段完成泥水分離；排水裝置是移動式自動潷水器，借此將每一循環操作中所處理的污水經沉淀后排出系統。一個運行周期結束后，重復上一周期的運行并由此循環不止。循環過程中，反應器內的水位隨進水而由初始的設計最低水位逐漸上升至最高設計水位，因而是一個變容積的過程。

3 結束語

3.1 通過水位控制和時間控制兩種方式，針對不同的水力負荷自動調整運行工況，實現CASS工藝的靈活運轉。

3.2 在CASS池的實際運行中，根據高、低負荷的運行狀況，鼓風機可以全開或者關閉一臺運行，控制曝氣量、利于節能，可實現優化控制。

3.3 通過對沉淀、排水時間的優化設計，來提高系統適應水量、水質變化的能力。

參考文獻

[1]汪大 ，雷樂成.水處理新技術及工程設計[M].北京：化學工業出版社，2001.

[2]周道平.大學新校區生活污水處理工藝設計與運行的工程實例[J].廣西城鎮建設，2010.

作者簡介：李偉萍（1982-），女，畢業于西安建筑科技大學，本科學歷，工程師，主要從事給水排水的設計與研究。