CASS工艺特点及优缺点分析

马建强， 王广卿

头屯河区污水处理厂（830023）

1 原理概述

CASS（Cyclic-Activated-Sludge-System）是周期循环活性污泥法的简称。最早产生于美国，90年代初引入中国，目前，由于该工艺的高效和经济性，应用势头迅猛，受到环保部门的广泛关注和一致好评。已成功应用于生活污水、食品废水、制药废水的治理，取得了良好的处理效果。

2 工艺特点

CASS工艺是将序批式活性污泥法(SBR)的反应池沿长度方向分为两部分，CASS池分预反应区和主反应区。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[1]。

对于一般城市污水，CASS工艺不需要很高程度的预处理，只需设置粗格栅、细格栅和沉砂池，无需初沉池和二沉池，也不需要庞大的污泥回流系统(只在CASS反应器内部有约20%的污泥回流)。

3 CASS工艺的主要优点

3.1 工艺流程简单、占地面积小、投资较低、运转费用低

CASS的核心构筑物为反应池，没有二沉池及污泥回流设备，一般情况下不设调节池及初沉池。与传统活性污泥工艺相比，建设费用可节省10%～25%，占地面积可减少20%～35%。

由于CASS工艺曝气是周期性的，池内溶解氧的浓度也是变化的，沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低，重新开始曝气时，氧的浓度梯度大，传递效率高，节能效果显著，运转费用可节省10%～25%。有机物去除率高，出水水质好[2]。

3.2 生化反应推动力大

CASS工艺从污染物的降解过程来看，当污水以相对较低的水量连续进入CASS池时即被混合液稀释，从空间上看CASS工艺属变体积的完全混合式活性污泥法范畴；从CASS工艺开始曝气到排水结束整个周期来看，基质浓度由高到低，浓度梯度从高到低，基质利用速率由大到小，因此，CASS工艺属理想的时间顺序上的推流式反应器，生化反应推动力较大。

3.3 沉淀效果好

CASS工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用，沉淀阶段的表面负荷比普通二次沉淀池小得多,沉淀效果较好。实践证明，当冬季温度较低，污泥沉降性能差时，或在处理一些特种工业废水污泥凝聚性能差时，均不会影响CASS工艺的正常运行。

3.4 运行灵活，抗冲击能力强

CASS工艺在设计时已考虑流量变化的因素,能确保污水在系统内停留预定的处理时间后经沉淀排放，特别是CASS工艺可以通过调节运行周期来适应进水量和水质的变化。当进水浓度较高时，也可通过延长曝气时间实现达标排放，达到抗冲击负荷的目的。在暴雨时，可经受平常平均流量6倍的高峰流量冲击，而不需要独立的调节地。

3.5 不易发生污泥膨胀

CASS反应池中存在着较大的浓度梯度，而且处于缺氧、好氧交替变化之中,这样的环境条件可选择性地培养出菌胶团细菌，使其成为曝气池中的优势菌属，有效地抑制丝状菌的生长和繁殖,克服污泥膨胀，从而提高系统的运行稳定性。

3.6 适用范围广，适合分期建设

CASS工艺可应用于大型、中型及小型污水处理工程，比SBR工艺适用范围更广泛；连续进水的设计和运行方式，一方面便于与前处理构筑物相匹配,另一方面控制系统比SBR工艺更简单。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。

对大型污水处理厂而言，CASS反应池设计成多池模块组合式，单池可独立运行。如果处理水量增加，可同样复制CASS反应池,因此CASS法污水处理厂的建设可随企业的发展而发展,它的阶段建造和扩建较传统活性污泥法简单得多。

3.7 污泥产量低，污泥性质稳定

传统活性污泥法的泥龄仅2～7天，而CASS法泥龄为25～30天，所以污泥稳定性好，脱水性能佳，产生的剩余污泥少。由于污泥在CASS反应池中已得到一定程度的消化，所以剩余污泥，一般不需要再经稳定化处理，可直接脱水。

4 CASS工艺的缺点

CASS工艺具有许多优点,也必然存在一些问题。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,总结起来，CASS工艺主要存在以下几个方面的问题。

4.1 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。

4.2 生物脱氮效率难以提高

主要体现在硝化反应难以进行完全和反硝化反应不彻底两方面。当硝化细菌和异养细菌混合培养时，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，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。这两方面的原因使得CASS工艺脱氮效率难以提高[3]。

4.3 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。

4.4 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，由于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。

[1]沈耀良,王宝贞.循环活性污泥系统(CASS)处理城市废水[J].给水排水,1999,25(11):5～8.

[2]吴再民,颜亮.CASS法在湖州市碧浪污水处理厂的应用[J].环境工程,2001,19(4):28～29.

[3]冯生华.城市中小型污水处理厂的建设与管理[M].北京化学,Y-业出版社,2001.