CASS工艺调试及运行Word格式文档下载.doc

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根据生化动力反应学原理，由于曝气池中的底物浓度很低，其生化反应推动力也很小，反应速率和有机物去除效率都比较低；

在理想的推流式曝气池中，污水与回流污泥形成的混合流从池首端进入，成推流状态沿曝气池流动，至池末端流出。

作为生化反应推动力的底物浓度，从进水的最高浓度逐渐降解至出水时的最低浓度，整个反应过程底物浓度没被稀释，尽可能地保持了较大推动力。

此间在曝气池的各断面上只有横向混合，不存在纵向的返混。

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，因此，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；

而从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。

3.1.3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，虽有进水的干扰，但其影响很小，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。

即使SV高达96％的情况，只要将沉淀阶段的时间稍作延长，系统运行不受影响。

3.1.4运行灵活，抗冲击能力强，可实现不同的处理目标。

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池。

多年运行资料表明，在流量冲击和有机负荷冲击超过设计值2-3倍时，处理效果仍然令人满意。

而传统处理工艺虽然已设有辅助的流量平衡调节设施，但也可能因水力负荷变化导致活性污泥流失，严重影响排水质量。

当强化脱氮除磷功能时，CASS工艺可通过调整工作周期及控制反应池的溶解氧水平，提高脱氮除磷的效果。

通过运行方式的调整，可以达到不同的处理水质。

3.1.5不易发生污泥膨胀，污泥膨胀是活性污泥法运行过程中常遇到的问题，由于污泥沉降性能差，污泥与水无法在二沉池进行有效分离，造成污泥流失，使出水水质变差，严重时使污水处理系统无法运行，而控制并消除污泥膨胀需要一定时间，具有滞后性。

因此，选择不易发生污泥膨胀的污水处理工艺是污水处理厂设计中必须考虑的问题。

由于丝状茵的比表面积比茵胶团大，因此，有利于摄取低浓度底物，但一般丝状茵的比增殖速率比非丝状茵小，在高底物浓度下茵胶团和丝状茵都以较大速率降解物与增殖，但由于胶团细菌比增殖速率较大，其增殖量也较大，从而较丝状茵占优势。

而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茵胶团细菌，使其成为曝气池中的优势茵属，有效地抑制丝状茵的生长和繁殖，克服污泥膨胀，从而提高系统运行稳定性。

3.1.6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。

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。

当处理水量小于设计值时，可以在反应池的低水位运行或投入部分反应池运行等多种灵活操作方式；

由于CASS系统的主要核心构筑物是CASS反应池，如果处理水量增加，超过设计水量不能满足处理要求时，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。

3.1.7剩余污泥量小，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。

去除1.0kgBOD产生0.2-0.3kg剩余污泥，仅为传统法的60％左右。

由于污泥在CASS反应池中已得到一定程度的消化，所以剩余污泥的耗氧速率只有l0mgO2/gMISS·

h以下，一般不需要再经稳定化处理，可直接脱水。

而传统法剩余污泥不稳定，沉降性差，耗氧速率大于20mgO2/gMLSS·

h，必须经稳定化后才能处置。

3.2CASS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。

总结起来，CASS工艺主要存在以下几个方面的问题：

3.2.1微生物种群之间的复杂关系，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。

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，需加强对这方面的理论研究工作。

3.2.2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。

3.2.3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。

3.2.4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。

3.2.5进水量影响处理能力。

废水排放通常是不均匀的，如何充分发挥CASS反应池的作用，与选择的设计流量关系很大，如果设计流量不合适，进水高峰时水位会超过上限，进水量小时反应池不能充分利用。

当水量波动较大时，应考虑在两个未投入使用的池当中设置调节池，引水调节进水的浓度。

3.2.6冬季、低温天气和地处高海拔地区（超过900米以上）对CASS工艺的影响较大，特别是在冬季不利于消化控制，解决方法可采用延长进水停留时间、加大接种污泥投放、延长泥龄等措施。

3.3CASS工艺的主要技术特征

3.3.1连续进水，间断排水，传统SBR工艺为间断进水，间断排水，而实际污水排放大都是连续或半连续的，CASS工艺可连续进水，克服了SBR工艺的不足，比较适合实际排水的特点，拓宽了SBR工艺的应用领域。

虽然CABS工艺设计时均考虑为连续进水，但在实际运行中即使有间断进水，也不影响处理系统的运行。

3.3.2运行上的时序性，CASS反应池通常按曝气、沉淀、排水和闲置四个阶段根据时间依次进行。

3.3.3运行过程的非稳态性，每个工作周期内排水开始时CASS池内液位最高，排水结束时，液位最低，液位的变化幅度取决于排水比，而排水比与处理废水的浓度、排放标准及生物降解的难易度等有关。

反应池内混合液体积和基质浓度均是变化的，基质降解是非稳态的。

3.3.4溶解氧周期性变化，浓度梯度高。

CASS在反应阶段是曝气的，微生物处于好氧状态，在沉淀和排水阶段不曝气，微生物处于缺氧甚至厌氧状态。

因此。

反应池中溶解氧是周期性变化的，氧浓度梯度大、较多效率高，这对于提高脱氮除磷效率、防止污泥膨胀及节约能耗都是有利的。

实践证实对同样的曝气设备而言。

CASS工艺与传统活性污泥法相比有较高的氧利用率。

4、CASS工艺与其他工艺比较

4.1CASS与SBR的比较

CASS反应池由预反应区和主反应区组成，预反应区控制在缺氧状态，在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；

随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。

CASS工艺集反应、沉淀、排水、功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。

对难降解有机物的去除效果提高。

CASS进水过程连续，因此进水管道上无电磁阀控制元件，单个池子可独立运行，而SBR或CAST进水过程是间歇的，应用中一般要2个或2个以上池子交替使用，控制系统复杂程度增加。

CASS每个周期的排水量一般不超过池内总水量的1/3，而SBR则为1/2-3/4，CASS抗冲击能力较好。

CASS比CAST系统简单，但脱氮除磷效果不如后者。

4.2与传统活性污泥法相比

4.2.1运转费用省，由于曝气是周期性的，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%。

4.2.2有机物去除率高，出水水质好：

根据研究结果和工程应用情况，通过合理的设计和良好的管理，对城市污水，进水COD为400mg/L时，出水小于30mg/L以下。

对可生物降解的工业废水，即使进水COD高达3000mg/L，出水仍能达到50mg/L左右。

对一般的生物处理工艺，很难达到这样好的水质。

所以，对CASS工艺，二级处理的投资，可达到三级处理的水质。

4.2.3管理简单，运行可靠：

污水处理厂设备种类和数量较少，控制系统比较简单，工艺本身决定了不发生污泥膨胀。

本工程CASS最大的特点在于增加了一个生物选择区，且连续进水（沉淀期、排水期仍连续进水），没有明显标志的反应阶段和闲置阶段。

设置生物选择区的主要目的是使系统选择出良好的絮凝性生物。

4.2.4污泥产量低，污泥性质稳定。

4.2.5具有脱氮除磷功能。

5、CASS工艺的设计

5.1CASS工艺的主要设计参数，最大设计水深可达5m－6m，MLSS为3500mg/L－4000mg/L，充水比为30%左右，最大上清液滗除速率为30mm/min，固液分离时间60min，设计SVI为140mL/g，单循环时间（即1个运行周期）通常为4h（标准处理模块）。

处理城市污水时，CASS中生物选择器、缺氧区和主反应区的容积比一般为1∶5∶30，具体可根据水质和“模块”试验加以确定。

5.2CASS设计中应注意的问题

5.2.1水量平衡，工业废水和生活污水的排放通常是不均匀的，如何充分发挥CASS反应池的作用，与选择的设计流量关系很大，如果设计流量不合适，进水高峰时水位会超过上限，进水量小时反应池不能充分利用。

当水量波动较大时，应考虑设置调节池。

5.2.2控制方式的选择，CASS工艺的日益广泛应用，得益于自动化技术发展及在污水处理工程中的应用。

CASS工艺的特点是程序工作制，可根据进水及出水水质变化来调整工作程序，保证出水效果。

整套控制系统可采用现场可编程控制（PLC）与微机集中控制相结合，同时为了保证CASS工艺的正常运行，所有设备采用手动/自动两种操作方式，后者便于手动调试和自控系统故障时使用，前者供日常工作使用。

5.2.3曝气方式的选择，反应器可分为限制曝气、非限制曝气和半限制曝气3种。

限制曝气是污水进入曝气池只作混和而不作曝气；

非限制曝气是边进水边曝气；

半限制曝气是污水进入的中期开始曝气，在反应阶段，可以始终曝气，为了生物脱氮，也可以曝气后搅拌，或者曝气、搅拌交替进行；

其剩余污泥可以在闲置阶段排放，也可在进水阶段或反应阶段后期排放。

CASS工艺可选择多种曝气方式，但在选择曝气头时要尽量采用不堵塞的曝气形式，如穿孔管、水下曝气机、伞式曝气器、螺旋曝气器等。

采用微孔曝气时应采用强度高的橡胶曝气盘或管，当停止曝气时，微孔闭合，曝气时开启，不易造成微孔堵塞。

此外，由于CASS工艺自身的特点，选用水下曝气机还可根据其运行周期和DO等情况适当开启不同的台数，达到在满足废水要求的前提下节约能耗的目的。

5.2.4排水方式的选择，CASS工艺常用的设备为旋转式撇水机，其优点是排水均匀、排水量可调节、对底部污泥干扰小，又能防止水面漂浮物随水排出。

CASS工艺沉淀结束需及时将上清液排出，排水时应尽可能均匀排出，不能扰动沉淀在池底的污泥层，同时，还应防止水面的漂浮物随水流排出，影响出水水质。

目前，常见的排水方式有固定式排水装置如沿水池没深度装置出水管，从上到下依次开启，优点是排水设备简单、投资少，缺点是开启阀门多、排水管中会积存部分污泥，造成初期出水水质差。

浮动式排水装置和旋转式排水装置虽然价格高，但排水均匀、排水量可调、对底部污泥干扰小，又能防止水面漂浮物随出水排出，因此，这两中排水装置耳前应用较多，尤其旋转式排水装置，又称滗水器，以操作灵活、运行稳定性高等优点受到设计人员和用户的青睐。

5.2.5需要注意的其它问题

5.2.5.1冬季或低温对CASS工艺的影响及控制；

5.2.5.2排水比的确定；

5.2.5.3雨季对池内水位的影响及控制；

5.2.5.4排泥时机及泥龄控制；

5.2.5.5预反应区的大小及反应池的长宽比：

5.2.5.6间断排水与后续处理构筑物的高程及水量匹配问题。

6、CASS工艺调试

6.1调试前的准备工作

6.1.1仪器设备：

6.1.1.11600倍显微镜1台（及附属设备）；

6.1.1.2DO、PH、温度快速测定仪1台；

PH广泛试纸2包，温度计两支；

6.1.1.3采样器1个；

6.1.1.41000ml量筒2个；

试管刷1个；

6.1.1.5100ml量筒2个；

定性滤纸两包；

电子天秤1个；

调温烘箱一个；

蒸发皿3个；

6.1.1.6CODCr、BOD5的检测仪器几附属设备；

6.1.2人员配备：

2人（1人晚上操作，1人化验兼白天操作）

6.1.3处理单元试压、试漏；

管道系统通水、通气。

6.1.4测定原水水质（CODcr、BOD5、N、P、PH、SS、水温）水量，制定调试方案。

6.2调试方案的制定

反应器运行方式应根据废水的性质确定，易降解的有机废水宜采用限制曝气进水方式，难降解的有机废水宜采用非限制进水方式。

其周期各工序的时间控制与最终处理指标要求有关。

如：

若处理中仅考虑CODcr和BOD5的处理效果，曝气时间可适当减少，以达到节能的目的；

若考虑N、P的去除，曝气时间至少需4小时；

以处理工业废水及有毒有害废水为目标的运行方式建议采用短时间的搅拌加上长时间的曝气。

不同的污水处理工程其调试方案及操作步骤各不相同。

6.2.1接种，根据反应器有效容积及污泥浓度（一般3—4g/L）计算所需接种污泥总量。

CASS池有效池容为：

11.15×

27.8×

5.2＝1612m3。

以每池容按1600m3，接种污泥含水率为97％计，每池接种污泥量155--194m3。

6.2.2驯化、启动：

6.2.2.1配料：

在调节池（有效池容为：

17.5×

17.2×

5.5＝1656m3）中进行。

一般要求配制好的料液其CODcr=1500—2000mg/L，PH=6—9，SS≤200mg/L,温度：

10--35℃），打开调节池搅拌器，使调节池搅拌均匀。

6.2.2.2进料运行：

料配好搅拌半小时后即可直接往CASS反应器中进料，每个CASS池进料为有效池容的90℅，进料1小时后开始连续曝气约3—4天（注意观察污泥性状，以接种污泥恢复活性为准）。

6.2.2.3排水：

当污泥恢复活性，停止曝气，静沉1.0---1.5小时。

放出上清液，约有效池容的50℅---60℅。

6.2.2.4重复上述a、b、c步骤。

换料间隙为1天1次。

6.2.2.5当污泥活性明显增强，沉降性能良好，污泥中含有大量的菌胶团和纤毛类原生动物，如钟虫、累枝虫、盖纤虫等，SV＝10---30％时，表明污泥已经成熟，强制驯化期基本结束。

6.2.2.6注意事项：

在曝气过程中，每天至少测2次溶解氧、PH、污泥沉降比；

记录测量数据。

一般正常指标为：

DO=1—2mg/L，PH=6---9，SV=10---30%。

6.2.2.7此强制驯化阶段大约需时5—7天。

6.3调试运行，当污泥恢复活性、强制驯化完成以后即可进入驯化试运行阶段。

此阶段不但要培养出适当的菌种，还要确定活性污泥系统的最佳运行条件。

6.3.1第一阶段

6.3.1.1配料：

在调节池中进行。

按原污水∶稀释水=1∶3的比例进行配制料液，即原污水30m3，加入稀释水90m3。

根据情况可适当加入一定量的营养源（粪便水）。

打开调节搅拌器，使调节池混合液搅拌均匀。

监测该水质指标（CODcr、PH、水温、SS）。

主要适用于进水有机负荷很高的情况。

6.3.1.2强制驯化完成后，停止曝气，静沉记录，根据固液分离情况决定静沉时间（一般为0.5---1.0小时），记录静沉时间。

6.3.1.3排出上清液约40℅---50℅。

取上清液100mL放入锥形瓶中，以备监测COD值所用。

6.3.1.4进料运行：

将配好的料液以150m3/h的流量加入CASS反应器，进料量为50℅每池，两个池子交替运行。

先按22个小时为一周期进行运行。

进料1小时后开始曝气，连续曝气4小时，停曝气0.5小时；

再连续曝气4小时，停曝气1.0小时；

再曝气3小时，停曝气0.5小时；

再曝气3小时，停曝气1.0小时；

再曝气2小时，静沉0.5－1.0小时，开始排水约50％，记录排水时间（约0.5小时），闲置0.5-1.0小时。

曝气过程中要及时监测DO和SV％；

停曝后，重新曝气前要监测DO并作纪录。

一般指标为DO=1－2mg/L，PH=6-9，SV=10-30%水温：

10-35℃。

6.3.1.5按以上A、B、C、D四步骤重复操作3---4天。

注意观察污泥性状及生长情况，有条件时用显微镜观察活性污泥中的微生物生长状况，并及时监测排水水质指标（DO、CODcr、PH、SS），做好记录。

3.3.2第二阶段，可根据第一阶段调试情况调整运行周期如下，也可按上阶段周期运行，这主要根据处理后水质情况及污泥性能而定。

6.3.2．1配料：

按原污水∶稀释水=1∶2的比例进行配制料液，即原污水40m3，加入稀释水80m3。

根据情况可适当加入一定量的营养源（粪便水），也可不加。

打开调节池搅拌器，使调节池混合液搅拌均匀。

6.3.2.2进料运行：

将配好的料液以150m3/h的流量加入反应器，进料量为50％每池，两个池子交替运行。

按12个小时为一周期进行运行。

进料1小时后开始曝气，连续曝气3小时，停曝气0.5小时；

再曝气2小时，静沉0.5—1.0小时，开始排水约50％，记录排水时间（约0.5小时），闲置0.5-1.0小时。

停曝后，重新曝气前要监测DO，并作纪录。

一般指标为DO=1-2mg/L，PH=6-9，SV=10-30%，水温：

6.3.2.3按以上A、B步骤重复操作3---4天。

注意观察污泥性状，有条件时用显微镜观察活性污泥中的微生物生长状况，并及时监测排水水质指标（DO、CODcr、PH、SS），做好记录。

6.3.3第三阶段

6.3.3.1配料：

按原污水∶稀释水=1∶1的比例进行配制料液，即原污水60m3，加入稀释水60m3。

6.3.3.2进料运行：

将配好的料液以150m/h的流量加入反应器，进料量为50%每池，两个池子交替运行。

按12个小时为一周期进行运行，进料1小时后开始曝气，连续曝气3小时，停曝气0.5小时；

再曝气2小时，静沉0.5—1.0小时，开始排水约50m3，记录排水时间（约0.5小时），闲置0.5---1.0小时。

一般指标DO=1－2mg/l，pH=6-9，SV=10-30%，水温：

10--35℃。

3.3.3.3按以上A、B步骤重复操作3---4天。

注意观察污泥性状，有条件时用显微镜观察活性污泥中的微生物生长状况，并及时监测排水水质指标（DO、CODCr、PH、SS），做好记录。

6.3.4第四阶段

6.3.4.1配料：

直接进入原生产污水，根据情况可适当加入一定量的营养源（粪便水），也可不加。

打开调节池搅拌器，使调节池混合液气搅拌均匀。

监测该水质指标（CODCr、PH、水温、SS）。

6.3.4.2进料运行：

将配好的料液以150m3/h的流量加入反应器，进料量为50%每池，先按12个小时为一周期进行运行，进料1小时后开始曝气，连续曝气3小时，停曝气0.5小时；

再曝气2小时，静沉0.5—1.0小时，开始排水约50m3，记录排水时