城市污水处理中CASS工艺解析研究

秦铭泽 王娜

摘 要：CASS工艺又称周期循环活性污泥法。CASS工艺是悬浮生长的活性污泥系统，它利用同一构筑物中的混合微生物，共同完成对城市生活污水中有机物氧化降解、硝化、反硝化和除磷。通过多种生物功能的耦合促进，实现工艺的稳定、高效的运行。

关键词：城市污水；CASS；工艺解析研究

CASS工艺是将序批式活性污泥法（SBR）基础上变化而来的，由两部分组成，分别为预反应区和主反应区。预反应区位于前部主要功能是进行生物选择，主反应区位于后部主要功能是进行生物降解。我们在主反应区的出水口处安装可升降的滗水器，通过有效控制，实现不间断进水，有规律排水，系统按周期往复运行。

1 CASS工艺存在的主要优点

1.1 工艺简单、各项费用低

CASS工艺的主体是反应池，它没有二沉池及污泥回流设备，与普通活性污泥工艺过程相比，建设实体费用和实际使用面积都有不同程度的减少，整体费用降低。

1.2 生物降解效力强

在CASS工艺降解污染物的过程中，我们可以在空间上是完全混合污泥法，时间上是推流反应器，能同时发挥两者功效，处理能力强。

1.3 沉淀效果好

CASS工艺在沉淀阶段中反应池起沉淀作用，在实践过程中我们发现，当冬季气温较低，污泥沉降比较差时，CASS工艺沉淀效果依然很好。

1.4 抗污水有机物冲击能力强

CASS工艺就运用自身调节运行周期的策略，来面对城市污水进水量和水质的变化。如果生活污水进水中有机物浓度较高时，延长曝气时间，加大有机物的降解时间，实现生活污水的达标排放。

1.5 污泥膨胀现象不易发生

CASS反应池有进水、曝气、沉淀、出水四个阶段，每个阶段溶解氧浓度不同，这样通过有时缺氧，有时好氧，我们可以在这样的缺氧好氧环境条件中，培养能够适应的菌胶团细菌，使它们成为曝气池中的优势菌群。

1.6 适用范围广

随着城市扩容，城市生活污水进一步增加，我们就可以增加相同CASS反应池来应对增量污水，从而使城市污水处理厂的阶段建造和扩建较传统活性污泥法简单得多。

1.7 污泥性质稳定

一般传统普通活性污泥法的污泥龄是5天左右，而CASS工艺法污泥泥龄为30天左右，这样活性污泥可以在构筑物中进行一定消化反应，形成比较稳定的剩余污泥，这样就不需要进行稳定化处理，就可以进行污泥脱水了，而且污泥脱水效率高，含水量少，所以污泥稳定性好。

2 CASS工艺中存在的缺点

CASS工艺具有许多优点，同时也是有一些问题。主要体现在：

2.1 微生物种群之间的复杂关系

主体构筑物中的菌群主要由硝化细菌、反硝化细菌、聚磷菌和异氧型好氧菌构成。在非稳态CASS工艺系统中微生物种群之间存在着非常复杂的竞争关系和相对复杂生态平衡关系，对优化CASS工艺有一定影响。

2.2 生物脱氮效率难以提高

生物降解中脱氮主要通过硝化反应和反硝化反应，当硝化细菌和異养细菌混合培养过程中，在对有机底物和DO的竞争过程中，硝化菌自氧型细菌不占优势，异养细菌比较占优势。

2.3 除磷效率难以提高

生活污泥在反应器中停留时间过长，长期处于缺氧状态，释磷作用强，另外回流混合液中硝态氮的影响除磷效果比较大，所以除磷效率一直不高。

2.4 操作方式较为单一

由于污水的水质每天每个小时都不是一成不变的，因此在编制程序时采用固定不变的反应时间必然不是最佳的选择。

3 CASS工艺中生物降解氮、磷的状况分析

3.1 污泥负荷的影响

在CASS池中活性污泥浓度越高，活性污泥负荷越低，氮元素转化为氮气的效果就越好，而除磷效果不理想。因此，控制合适的污泥负荷，是保证污水中氮、磷去除效果的关键。

3.2 溶解氧的影响

（1）选择区溶解氧的影响主要体现在对选择区内聚磷菌对磷的释放上，因为聚磷菌好氧吸收磷，厌氧释放磷，聚磷菌最大程度的释放磷。

（2）主曝气区内溶解氧的影响。CASS池主曝气区内一般要完成降解污水中有机物、同时进行硝化反硝化和吸磷。一般控制氧气的供给强度，并要保持主曝气区内溶解氧在0.5～1mg/L范围内。

3.3 水力条件的影响

在CASS的前端选择区，要进行聚磷菌对磷元素的释放，缺氧条件下进行反硝化脱氮反应，我们需要把活性污泥和城市污水充分混合，通过改变水流状态，保证泥水实现充分混合，保证停留时间。

4 对CASS池进行局部改造策略

（1）在主构筑物内增加填料，变悬浮活性污泥法为固定污泥法即MBBR，在其表面形成固化生物膜，增加其系统污泥减少污泥负荷。

（2）在主反应区中加入搅拌器，合理设置周期使CASS 池进行低氧搅拌，增强反硝化脱氮作用。

（3）合理分配进水，使有效碳源增加，使生物除磷能力得到加强。

（4）合理设置CASS池内的曝气器，提高系统充氧效率；安置可控滗水器，降低出水各项指标。

（5）增设化学除磷加药间，在 CASS 池出水中投加化学药剂，进行辅助化学除磷。

5 结论

CASS工艺的高效和经济性，主要体现在该技术工艺利用过程中结合生物选择器与可变容积的活性泥工艺，同时具有水质稳定、管理方便、占地面积节省、可以进行分期建设等优点。

参考文献：

[1]李镇秋.污水处理厂CASS工艺的调试及运行方式研究环境与发展，2018.

[2]候加全.CASS 工艺在污水曝气控制中的应用[J].自动化与仪器仪表，2011，（5）：101.

[3]马建强，王广卿.CASS工艺特点及优缺点分析[J].河南建材，2011（4）：94-95.

作者简介：秦铭泽（1982-），哈尔滨人，工程师，主要从事环境监测管理和研究工作。