CASS工艺的主要优点
1 工艺流程简单，占地面积小，投资较低
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。因此，污水处理设施布置紧凑、占地省、投资低。
2 生化反应推动力大
在完全混合式连续流曝气池中的底物浓度等于二沉池出水底物浓度，底物流入曝气池的速率即为底物降解速率。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 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。实验和工程中曾遇到SV30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。
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比。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信的高峰流量冲击，而不需要独立的调节地。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信时，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，但还很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。所以，通过运行方式的调整，可以达到不同的处理水质。
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，严重时使污水处理厂无法运行，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。
由于丝状菌的比表面积比菌胶团大，因此，有利于摄取低浓度底物，但一般丝状菌的比增殖速率比非丝状菌小，在高底物浓度下菌胶团和丝状菌都以较大速率降解底物与增殖，但由于胶团细菌比增殖速率较大，其增殖量也较大，从而较丝状菌占优势。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。
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，可以在反应地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。
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
10mgO2/g MLSS.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/g MLSS.h ，必须经稳定化后才能处置。
正是SBR工艺这些特殊性使其具有以下优点：
1、理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状
态，净化效果好。
2、运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。
3、耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。
4、工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。
5、处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。
6、反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。
7、SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。
8、脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。
9、工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。
CASS工艺运行过程
总述
CASS工艺运行过程包括充水-曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段组成，具体运行过程为：
（1）充水-曝气阶段
边进水边曝气，同时将主反应区的污泥回流至生物选择区，一般回流比为20%。在此阶段，曝气系统向反应池内供氧，一方面满足好氧微生物对氧的需要，另一方面有利于活性污泥与有机物的充分混合与接触，从而有利于有机污染物被微生物氧化分解。同时，污水中的氨氮通过微生物的硝化作用转变为硝态氮。
（2）沉淀阶段
停止曝气，微生物继续利用水中剩余的溶解氧进行氧化分解。随着反应池内溶解氧的进一步降低，微生物由好氧状态向缺氧状态转变，并发生一定的反硝化作用。与此同时，活性污泥在几乎静止的条件下进行沉淀分离，活性污泥沉至池底，下一个周期继续发挥作用，处理后的水位于污泥层上部，静置沉淀使泥水分离。
（3）滗水阶段
沉淀阶段完成后，置于反应池末端的滗水器开始工作，自上而下逐层排出上清液，排水结束后滗水器自动复位。滗水期间，污泥回流系统照常工作，其目的是提高缺氧区的污泥浓度，随污泥回流至该区内的污泥中的硝态氮进一步进行反硝化，并进行磷的释放。
（4）闲置阶段
闲置阶段的时间一般比较短，主要保证滗水器在此阶段内上升至原始位置，防止污泥流失。实际滗水时间往往比设计时间短，其剩余时间用于反应器内污泥的闲置以及恢复污泥的
吸附能力。
编辑本段1.3.1 CASS工艺的优点
（1）工艺流程简单，占地面积小，投资较低
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。因此。污水处理设施布置紧凑、占地省、投资低。
（2）生化反应推动力大
在完全混合式连续流曝气池中的底物浓度等于二沉池出水底物浓度，底物流入曝气池的速率即为底物降解速率。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）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。实验和工程中曾遇到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。
（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，但还很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。所以，通过运行方式的调整，可以达到不同的处理水质。（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，严重时使污水处理厂无法运行，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递度，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，从而提高系统的运行稳定性。
（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。
（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。
编辑本段1.3.2 CASS工艺的缺点
总述
从上面的叙述可以看出，CASS工艺具有许多优点，然而任何一个工艺都不是十全十美的，CASS工艺也必然存在一些问题。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。运行中存在问题（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。
（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）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）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。
编辑本段1.3.3 CASS工艺的主要技术特征
（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。
（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）运行过程的非稳态性
每个工作周期内排水开始时CANS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。
（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。
编辑本段1.4 CASS工艺与其他工艺比较
1.4.1 CASS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，因此，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。CASS池分预反应区和主反应区。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。CASS生物处理法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，受到环保部门及拥护的广泛关注和一致好评。经过模拟试验研究，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，为CASS法在我国的推广应用奠定了良好的基础。在反应器的前部设置了生物选择区，后部设置了可升降的自动滗水装置。其工作过程可分为曝气、沉淀和排水三个阶段，周期循环进行。污水连续进入预反应区，经过隔墙底部进入主反应区，在保证供氧的条件下，使有机物被池中的微生物降解。根据进水水质可对运行参数进行调整。CASS法的特点与SBR相比，CASS法的优点是：其反应池由预反应区和主反应区组成，因此，对难降解有机物的去除效果更好。进水过程是连续的，因此，进水管道上无需电磁阀等控制元件，单个池子可独立运行；而SBR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。排水是由可升降的堰式滗水器完成的，随水面逐渐下降，均匀将处理后的清水排出，最大限度降低了排水时水流对底部沉淀污泥的扰动。CASS法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3/4，所以，CASS法比SBR法的抗冲击能力更好。
1.4.2 与传统活性污泥法相比
（1）建设费用低：省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备，建设费用可节省10%～25%。以10万吨的城市污水处理厂为例，传统活性污泥法的总投资约1.5亿，CASS
法总投资约1.1亿。（2）工艺流程短，占地面积少：污水厂主要构筑物为集水池、沉砂池、CASS曝气池、污泥池，而没有初次沉淀池、二次沉淀池，布局紧凑，占地面积可减少20%～35%。（3）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）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50m g/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。（5）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。（6）污泥产量低，污泥性质稳定。（7）具有脱氮除磷功能。在本工程实践中，CASS反应池取得了比较满意的效果。CASS池进水为290左右，出水则降到了30～45，达到了《北京市水污染物排放标准》中二级排放标准（CODcr≤60mg/1）。而本项目从开始施工到调试完毕试运行只用了7个月，比常规的活性污泥法大大缩短了工期，节省了投资。
编辑本段1.5 CASS工艺的设计
1.5.1 CASS工艺的主要设计参数
CASS反应器的主要设计参数有：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。表1列出了CASS工艺处理不同规模城市污水时的参考设计参数。CASS工艺处理不同规模城市污水时的主要设计参数
主要设计参
人口当量
数
37500 300000 600000
CASS池数 2 4 8
单池面积/m 772 2552 2352
最小充水比
0.33 0.19 0.33
VR
9.1 16.8 11.9
最小停留时
间/h
最大设计流
18546 85000 192000
量/m/d
BOD5/kg/d 2255 15000 37140
TKN/kg/d 382 3500 3518
TSS/kg/d 3377 15000 30400
P/kg/d 77 900 550
6 6 6
循环次数/次/
（d·池）
充水-曝气时
2 2 2
间/h
充水-沉淀时
1 1 1
间/h
滗水时间 1 1 1
1.5.2 CASS设计中应注意的问题
（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。（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。（3）曝气方式的选择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。（4）排水方式的选择CASS工艺的排水要求与SBR相同，目前，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）需要注意的其它问题1）冬季或低温对CASS工艺的影响及控制；2）排水比的确定；3）雨季对池内水位的影响及控制；4）排泥时机及泥龄控制；5）预反应区的大小及反应池的长宽比：6）间断排水与后续处理构筑物的高程及水量匹配问题。
摘要：在序批式活性污泥反应器(SBR)中，以模拟城市污水为处理对象，考察了在稳定运行期间的典型周期里COD、TP、TN、DO、pH以及ORP的变化规律。试验表明，在SBR反应器中实现短程同步硝化反硝化耦合除磷是完全可行的，在温度为20～25℃、pH 值为7．12～7．43的条件下，系统对COD的去除率达到95．6％，对TP和TN的去除率分别为88．8％和87％，实现了短程同步硝化反硝化与反硝化除磷的统一。
关键词：序批式活性污泥反应器(SBR)；短程同步硝化反硝化；反硝化除磷
生物法已广泛用于去除大型综合污水处理系统中的氮、磷，但由于聚磷菌与硝化菌之间存在泥龄矛盾、碳源不足等问题而限制了对氮、磷的去除效果。短程同步硝化反硝化
的实现可以很好地解决脱氮除磷的泥龄矛盾，通过控制泥龄来淘洗出泥龄更短的亚硝酸盐菌，以此来迎合聚磷菌所需的短泥龄J。短程同步硝化反硝化技术较传统脱氮技术更具优势，不仅节省了25％的曝气量，同时还缩短了反应时间、减少了反应器容积。碳源不足这一问题则可通过反硝化除磷来解决J。因此，笔者考虑把短程同步硝化反硝化技术与反硝化除磷技术相结合，这样不仅可减少污水处理费用，而且可实现在同一反应器内进行有机物的降解和脱氮除磷，从而提高了系统的处理能力和效率。笔者则主要研究了该反应过程中COD、TP、TN、DO、pH以及ORP 的变化规律。
1 试验材料和方法
1．1 试验装置
试验装置采用序批式活性污泥反应器(SBR) (见图1)。反应器由有机玻璃制成，内径为20 cm，高为44 cm，有效容积为12 L。在其侧壁垂直设5 个取样口，用于取样及排水，底部设有放空排泥管以及微孔曝气头。运行时采用空压机曝气，通过转子流量计调节曝气量，并以电动搅拌机慢速搅拌以提高固液混合程度，保持泥水混合均匀。反应器每天运行两个周期，具体操作流程为：瞬时进水一厌氧搅拌40 min一曝气搅拌4 h一沉淀0．5 h一排水一静置6．5 h。在每个周期开始运行时排出泥水混合液160 mL。试验污泥取自沥涪污水处理厂曝气池的回流污泥，经过一段时间的培养驯化，实现了短程同步硝化反硝化耦合除磷。
图1 试验装置
1．2 原水水质
原水为人工配制的模拟城市污水，主要成分为NH4C1、KH2PO4、FeSO4、MgSO4、CaC12，配以淀粉和无水乙酸钠为有机碳源，同时投加NaHCO 调节原水的pH。原水水质如下：氨氮为26．45—30．25 mg／L、TP为5．42～7．0l mg／L、COD为213．59～268．84 mg／L、pH值为7．12～7．43、温度为20～25℃。
1．3 分析方法
氨氮：纳氏试剂比色法；亚硝酸盐氮：N一(1一萘基)一乙二胺比色法；硝酸盐氮：麝香草酚分光光度法；COD：哈希回流比色法；TP：钼锑抗分光光度法；MLSS：重量法；DO、pH、ORP：在线监测。
2 结果与讨论
经过一段时间的培养驯化，出水水质达到国家一级排放标准，对一个典型周期内的有机物、TP、氮以及电化学参数的变化情况进行分析。
2．1 有机物及TP的变化规律
在典型周期内，短程同步硝化反硝化耦合除磷过程中有机物和总磷的浓度变化见图2。
图2 有机物和总磷的浓度变化
由图2可知，在厌氧结束后，COD由228．64 mg／L迅速降至22．61 mg／L，去除率约为90％，与此同时，总磷由5．62 mg／L上升至46．04 mg／L，释磷量为40．42 mg ／L，平均释磷速率为60．63 mg／(L·h)。这主要是因为，反硝化聚磷菌分解体内的多聚磷酸盐，并以主动运输方式吸收有机物，将其合成PHB，同时释放出无机磷。这样，释磷越多则合成的PHB就越多，表现为被消耗的有机物就越多。COD 的有效快速降解，不仅使PHB得到积累，亦为后续的吸磷提供了充足能量，同时也使COD在厌氧段得到高效去除。而在随后的好氧段中，反硝化聚磷菌以NO：-为电子受体，其氧化胞内PHB时所产生的能量被ADP获得，并结合外界环境中的H。P0 合成ATP，从而进行细胞合成和维持生命活动。此时由于H PO 被过量摄入细胞体内，从而达到从污水中除磷的效果。因此，在好氧段结束后，反应器中的COD最终降至10．05 mg／L，去除率达到95．6％，TP 最终降至0．63 mg／L，去除率达到88．8％。
2.2 氮元素的变化规律
在典型周期内，短程同步硝化反硝化耦合除磷过程中NH；一N、NO；一N、NO3-一N以及TN的变化规律见图3。由图3可知，在整个典型周期的反应过程中，亚硝酸盐氮和硝酸盐氮始终保持在一个较低的浓度范围内。亚硝酸盐氮浓度在初始曝气时一直很低，经3 h曝气后，出现了小幅上升，随后又逐渐降低；而硝酸盐氮浓度只在反应结束时出现了小幅上升。这主要是由于氧扩散的限制，形成了DO浓度梯度，加上体系内的DO 浓度较低，氧气无法深入到微生物絮体内部，从而出现“表里不一”的现象，为硝化和反硝化反应的进行分别提供了有利环境，实现了同步硝化反硝化。由于微生物絮体外表面的DO浓度较絮体内部的高而形成了好氧区，以硝化菌为主，发生了硝化反应，而氧气浓度较低使硝化反应又只能停留在亚硝酸盐阶段，出现了短程硝化现象；絮体内部则由于氧传递受阻及外部氧大量消耗而形成缺氧区，反硝化菌占优势，发生了反硝化反应，从而实现了短程同步硝化反硝化。从图3还可知，在典型周期内，氨氮浓度随运行时间的延长而降低，从反应初始时的27．05 mg／L降至0．51 mg／L，去除率达到98％。在反应初期，氨氮浓度有所下降，这是由稀释效应引起的。而总氮的降解曲线与氨氮的降解曲线大致相同，这是因为进水氮源主要为氨氮，且在整个反应过程中，由氨氮转化的亚硝酸盐氮与硝酸盐氮一直没有得到较多积累，使总氮始终保持与氨氮同样的下降趋势，由进水时的30．19 mg ／L降至出水时的3．95 mg／L，去除率达到87％。
图3 氮元素的浓度变化
2．3 电化学参数的变化
2．3．1 DO的变化规律
从试验可知，在厌氧结束后的前3 h曝气反应内，反应体系的DO浓度从厌氧时的0．15 mg／L迅速升至好氧初期的0．80 mg／L左右，随后维持在0．80～0．95 mg／L，此环境利于短程同步硝化反硝化的进行。出现此现象的原因主要有两方面：一是在该时间段内，微生物处于对数增殖期，耗氧速率处于最大时期；二是硝化菌将氨氮氧化成亚硝酸盐氮的过程需要消耗大量的氧气。在这两方面的共同作用下，供氧速率与耗氧速率达到动态平衡，并维持在较低的DO浓度范围内。随着曝气进人最后1 h，反应体系里的微生物处于减速增殖期，甚至是内源呼吸期，需氧量迅速降低；同时由于反应器内的氨氮已近乎耗尽，硝化反应速率与耗氧速率也随之迅速降低，导致体系的DO浓度迅速升高。但在整个反应过程中，几乎没有出现硝酸盐氮的积累，而且在DO 浓度迅速升高前，体系中TP浓度已达到较高的出水标准。这说明在反应体系内实现了短程同步硝化反硝化耦合除磷。
2．3．2 pH及ORP的变化规律
试验结果表明，进水的pH及ORP分别为7．18 和一29 mV，反应结束时分别为7．52和139 mV。
从试验可知，pH在厌氧段呈一定的下降趋势，厌氧结束时，pH值降至6．85。这是由于污水中的有机碳源首先转化为挥发性脂肪酸供微生物厌氧释磷，这期间产生了CO ，CO 溶解在水中使得pH有所降低。在好氧初期，pH以较快的速度升高，这主要是因为曝气不断将产生的CO 吹脱。待曝气进行至2 h左右时，pH由上升转而下降，这主要是因为硝化反应产生了H 。pH的下降一直持续，当曝气进行了3 h时，pH又出现缓慢上升，直至反应结束。这是因为，在这个阶段氨氮近乎降解完全，碱度大于硝化所需。
ORP在厌氧段快速下降，厌氧结束时，ORP降至一129 mV。在好氧初期，ORP出现迅速上升现象，随后仍持续增大，直到反应结束时ORP升至139 mV。这是因为在好氧初期，COD浓度较低，异养菌无法再大量摄取有机物，而此时氨氮浓度较高，硝化菌的比增殖速率大大超过异养菌，故出现ORP迅速上升现象；后来随着氨氮浓度不断降低，硝化速率不断减小，耗氧速率小于供氧速率，且硝化菌的比增殖速率明显小于异养菌，从而使得ORP上升速度减缓。
3 结论
①在SBR中，通过厌氧一好氧运行方式培养、驯化活性污泥，使其具有短程同步硝化反硝化耦合除磷特性，从而实现了短程同步硝化反硝化与反硝化除磷的统一。
②当温度为20～25℃、pH值为7．12～7．43、氨氮为26．45—30．25 mg／L、TP
为5．42—7．O1 mg／L、COD为213．59—268．84 mg／L时，SBR 短程同步硝化反硝化耦合除磷系统对COD的去除率为95．6％、对TP的去除率为88．8％、对TN的去除率为87％。
污水站运营方案 1 / 1实用精品课件
目录 1. 概述 (2) 1.1 项目概况 (2) 1.2 污染物的排放量及污染物指标 (2) 1.3 行业标准参照如下： (2) 1.4 工艺流程图 (3) 2. 运营管理方案 (4) 2.1 管理目标 (4) 2.2 管理内容 (4) 2.3 管理要求 (6) 2.4 运营岗位职责 (6) 3. 应急方案 (7) 3.1 生产运行异常事故 (7) 3.2 污水处理站事故的应急措施： (7) 3.3 进水水质超标事件的确认（诊断）和应急措施 (8) 3.4 预防进水对系统冲击的措施 (9) 3.5 厂区突然停电应急方案 (9) 3.6 设备故障应急方案 (10) 3.7 污泥膨胀应急方案 (10) 3.8 污泥解体应急方案 (10) 3.9 泡沫异常应急方案 (11) 1 / 1实用精品课件
1.概述 1 / 1实用精品课件
1.1项目概况 ***********位于广东省清新县太平镇工业区。公司拥有三个厂 区，每个厂区内均设有一座污水处理站，用于收集处理日常生产生 活过程中所产生的生活污水。其中，***污水处理站污水处理量约为 300吨/天，***污水处理站污水处理量为约150吨/天，***区污水处 理站污水处理量为约30吨/天。为保证污水站出水能够稳定达标排 放，需求有技术的环保公司进行污水处理运营。 1.2污染物的排放量及污染物指标 由于业主未能提供污水污染物含量数据，因此本方案类比同类 型项目计算设计依据，见下表。本项目排放的生活污水每天合计约 为480m3，具体进水水质参数如下表所示： 表1- 1 进出水指 标表 1.3行业标准 参照如下： 1）《广东省地方排放标准水污染物排放限值》DB44/26-2001； 1 / 1实用精品课件
锦州市凌河区污水处理厂设计CASS工艺设计
黑龙江大学 本科生毕业论文 论文题目：辽宁省锦州市凌河区污水处理厂设计
摘要 水是不可替代的自然资源，在经济建设﹑社会发展和人民生活占有及其重要的地位。随着经济建设﹑城乡建设的发展和人口的增加，用水持续增长，水的供需矛盾日益突出。由于大量的工业废水和生活污水排入水体，使水环境受到严重的`污染，水资源短缺和水质恶化已成为制约经济建设和城乡发展、破坏生态环境、影响人民生活和自身健康的突出问题。 建设节约型社会，促进可持续发展，这是辽宁省“十一五”规划编制的重点工作之一。加快恢复辽西植被，提高全省森林覆盖率。深化工业污染防治，加强水污染和大气污染的整治，确保让广大人民群众喝上干净水、呼吸上清洁空气。锦州市凌河区在规划编制中，提到了城区绿化覆盖率达到40%；城市生活垃圾无害化处理率和污水集中处理率分别达到100%和70%。 因此本设计根据凌河区的污水水质水量，水文条件，气象人文等信息以及经济等情况决定以CASS法为主要处理单元的方案。力求在处理达标的前提下做到最经济。 关键词 污水处理厂；污水集中处理率；污水水质水量；CASS法
Abstract Water is the natural resource which can’t be substituted,It is in the very important status in the construction of economy、the development of society and the life of people .With the development of constrction of economy、the construction of contryside and the increase of population,the water used grows continually,the contradictory of supply and demand of water is prominent day by day.As a lot of industrial wastewater and sanitary sewage disperse into water,the water environment was polluted seriously.the short of the water resource and the worse of the water quality has restricted the development of city and the development of countryside,the destruction of ecological environment,which affect the lives of the people and the prominent question of the health of ourselies. Constructing the save society,promoting the sustainable development,this is the key work in the plan of eleven five of Liaoning Province.promote restores the vegetation of Liaoxi,deepened the preventing and controlling of the industry pollution,put the water pollution and the air pollution under control.make sure that many people can drink clean water ,breath the clean air.In the plan of the district of linghe of jinzhou,mentioned the city afforestation coverage fraction achieves 40%,The life trash of the city detoxification processing ratio and the sewage centralism processing ratio achieves 100% and 70%. So my design acts accord to the wastewater water quality and water volume, hydrology condition, meteorological humanities etc.I decided to use the project that take CASS process as the main processing unit.I will take all my effort to make it economical under meeting the standard of processing. Keywords sewage centralism processing ratio ;CASS process;wastewater water quality and
污水处理常用工艺方案 1 物理法 1、沉淀法:主要去除废水中无机颗粒及SS 2、过滤法:主要去除废水中SS与油类物质等 3、隔油:去除可浮油与分散油 4、气浮法:油水分离、有用物质的回收及相对密度接近于1(水的密度近似1)的悬浮固体 5、离心分离:微小SS的去除 6、磁力分离:去除沉淀法难以去除的SS与胶体等 2 化学法 1、混凝沉淀法:去除胶体及细微SS 2、中与法:酸碱废水的处理 3、氧化还原法:有毒物质、难生物降解物质的去除 4、化学沉淀法:重金属离子、硫离子、硫酸根离子、磷酸根、铵根等的去除
3 物理化学法 1、吸附法:少量重金属离子、难生物降解有机物、脱色除臭等 2、离子交换法:回收贵重金属,放射性废水、有机废水等 3、萃取法:难生物降解有机物、重金属离子等 4、吹脱与汽提:溶解性与易挥发物质的去除。 4 生物法 1、活性污泥法:废水生物处理中微生物(micro-organism)悬浮在水中的各种方法的统称。 (1)SBR法 序列间歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)的简称,就是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术,又称序批式活性污泥法。 工艺流程图:
SBR技术的核心就是SBR反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统。 优点: 1)工艺简单,节省费用 2)理想的推流过程使生化反应推力大、效率高 3)运行方式灵活,脱氮除磷效果好 4)防治污泥膨胀的最好工艺 5)耐冲击负荷、处理能力强 (2)CASS法 CASS法就是SBR法的改进型,特点就是占地小、运行费用低、技术成熟、工艺稳定。CASS法就是在CASS反应池前部设置生物选择区,后部设置可升降的自动滗水装置。 工艺流程图:
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㈡CASS工艺原理 CASS（Cyclic-Activated-Sludge-System）工艺是近年来国际公认的处理生活污水及工业废水的先进工艺。CASS生物处理法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，受到环保部门及拥护的广泛关注和一致好评。其基本结构是：在序批式活性污泥法（SBR）的基础上，反应池沿池长方向设计为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，其主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统；同时可连续进水，间断排水。该工艺最早在国外应用，为了更好地将其引进、消化，开发出适合我国国情的新型污水处理新工艺，总装备部工程设计研究总院环保中心于1994年在实验室进行了整套系统的模拟试验，分别探讨了CASS工艺处理常温生活污水、低温生活污水、制药和化工等工业废水的机理和特点以及水处理过程中脱氮除磷的效果，获得了宝贵的设计参数和对工艺运行的指导性经验。 CASS池分预反应区和主反应区。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。 CASS法是在间歇式活性污泥法（SBR法）的基础上演变而来的，其工作原理如下图所示： CASS工艺曝气池由三个反应区（选择区、次反应区和主反应区）组成。在反应器的前部设置了生物选择区，后部设置了可升降的自动滗水装置。其工作过程可分为曝气、沉淀和排水三个阶段，周期循环进行。污水连续进入预反应区，经过隔墙底部进入主反应区，在保证供氧的条件下，使有机物被池中的微生物降解。根据进水水质可对运行参数进行调整。
新型CASS污水处理系统 1 工艺说明 CASS法是在间歇式活性污泥法（SBR法）的基础上演变而来的，它是在CASS 反应池前部设置了生物选择区，后部设置了可升降的自动滗水装置。其工作过程可分为曝气、沉淀和排水三个阶段，周期循环进行。污水连续进入预反应区，经过隔墙底部进入主反应区，在保证供氧的条件下，使有机物被池中的微生物降解。根据进水水质可对运行参数进行调整。 CASS工艺分预反应区和主反应区。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。经过模拟试验研究，CASS工艺已成功应用于生活污水、食品废水、制药废水的治理，并取得了良好的处理效果。 2 工艺比较 2.1 CASS工艺与传统活性污泥法的比较 ①建设费用低。省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备，建设费用可节省20％—30％。工艺流程简单，污水厂主要构筑物为集水池、沉砂池、CAS 曝气池、污泥池，布局紧凑，占地面积可减少35％。 （以10万吨的城市污水处理厂为例：传统活性污泥法的总投资约1.5亿，CASS法总投资约1.1亿；传统活性污泥法占地面积约为180亩，CASS法占地面积约120亩。）
②运行费用省。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，氧浓度梯度大，传递效率高，节能效果显著，运行费用可节省10％—25％。 ③有机物去除率高，出水水质好，不仅能有效去除污水中有机碳源污染物，而且具有良好的脱氮除磷功能。（对城市污水，进水COD为400mg/L时，出水小于30mg/L以下。） ④管理简单，运行可靠，不易发生污泥膨胀，污水处理厂设备种类和数量较少，控制系统简单，运行安全可靠。 ⑤污泥产量低，性质稳定，便于进一步处理与处置。 2.2 CASS工艺与间隙进水的SBR或CAST的比较 ①CASS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，因此，提高了对难降解有机物的去除效果； ②CASS进水是连续的，因此进水管道上无电磁阀等控件元件，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个以上交替使用，增加了控制系统的复杂程度。 ③CASS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。 ④CASS比CAST系统简单，但脱氮除磷效果不如后者。 3 CASS工艺污水处理流程
第二章 工艺流程 工艺流程图 工艺说明：处理水主要分三部分：一、物理处理部分：进水经格栅后，大部分悬浮物被阻截，之后进沉淀池，水质水量得到调节，大部分污泥下沉。再进沉淀池，调节水质水量。二、生化处理部分：污水由泵抽入CASS 池，进入生化处理阶段，经CASS 池进水、曝气、沉淀、出水四阶段后水质几近可达到要求。加药后外排。三、污泥处理部分，从沉淀池和CASS 池出来的污泥进污泥浓缩池，上清液直接外排。含泥量多的由污泥泵抽入脱水机房，由袋式压滤机压滤成泥饼外运。 第三章 计算 第一节 污染物去除效率: 2.主要的计算公式： （1） 格栅的间隙数 0.5(sin )/n Q bvh θ= （2） 格栅宽度 (1)B S n bn =-+ （3） 栅后槽总高度 12H h h h =++ （4） 栅前扩大段长度 11()/2tan L B B α=- （5） 栅后收缩段长度 21/2L L =
（6） 栅前渠道深 12 H h h =+ （7） 栅槽总长度 21210.51.0/tan L L L H θ=++++ （8） 每日栅渣量 max 1/1000f W Q W k = 3.计算过程： 日平均污水流量Q=6500m 3/d 流量变化系数K Z =1.10 h m d m d m Q /298/715010.1/6500333max ==?= 设栅前水深h=0.4m ；过栅流速V=0.6m/s ；倾角a=600；b=0.018m <1>188.174.06.0018 .060sin 08278.00 ≈=???=n 取18根 <2>s=0.01 m B 5.0494.018018.01701.0≈=?+?= <3>进水渠道渐宽部分长度：（进水渠道宽度:B 1=0.4m ，20α=? 进水渠道 内的流速为0.5m/s ） <4>m L 14.020tan 2/)4.05.0(01=-= m L 07.02/14.02== m 11.1018.001.042.23 /41=? ? ? ???=ξ
燕山大学 本科毕业设计（论文）文献综 述 课题名称：2万吨/日都市污水解决厂CASS工艺设计学院（系）：环境与化学工程学院 年级专业： 13级环境工程 学生姓名：刘欣超 指引教师：张晓春 完毕日期： .03.19
目录 一．CASS工艺国内外现状 (3) 二．研究主要成果 (4) 2.1 CASS工艺原理介绍 (4) 2.2 CASS工艺运行 (6) 三．发展趋势 (7) 四．存在的问题 (9) 五．参考文献 (10)
一．CASS工艺国内外现状 CASS(cyclic activated sludge system)也称CAST（technaoloy）或CASP（process），是循环活性污泥系统一种形式，是SBR工艺一种改进型，是在其她循环活性污泥技术如IDEA(intermittently decanted extended aeration),IDAL(intermittently decanted aerated lagoons),ICEAS(intermittently cyclic extended aeration system)基本上发展而来。 1969年，Goronszy专家从持续进水间歇运营氧化沟工艺入手，进行可变容积活性污泥法研究和开发，1975年将持续进水间歇运营工艺应用于矩形鼓风曝气池，并由美国川森维柔公司申请专利并推广应用，1978年将生物选取器和SBR工艺有机结合，成功开发出CASS工艺。当前，在美国、加拿大、澳大利亚等国家，已有270各种污水解决厂应用此工艺，其中城乡污水解决厂200多家，工业废水解决厂70多家，国内也已有了有关应用。
摘要 现拟建一处理规模为4.5万m3d的某城市污水处理厂，设计出水放标准。本设计采用周期循环曝气活性污泥法（CASS）工艺，此工艺具有投资省，处理效果好，运行管理方便等优点，适用于中小型污水处理厂使用。本设计包含污水处理工艺流程的确定，工艺流程中各单体的计算，施工图纸的绘制等。本污水处理厂的建设将有效改善受纳水体水质，促进环境与经济的的可持续发展。 关键词：污水处理厂，CASS工艺，设计
1.污水处理工艺的选择 1.1 概述 1.1.1 设计的目的及意义 CASS工艺是循环式活性污泥法德缩写。的整个工艺为一间间歇式反应器，在此反应器中进行交替的曝气——非曝气过程的不断重复，将生物反应过程及泥水的分离过程结合在一个池子中完成。目前，此工艺在国外广泛应用于城市污水和各种工业废水的处理。所以在本设计中应用本工艺来处理城镇生活污水，是其达到《城镇污水处理厂 1.2 工程概况 （1）设计水量Q=5.85万m3d， （2）水质及处理要求 表1-1 进出水水质要求 BOD5COD cr SS TN NH4+-N TP 进水 200 300 210 mgl 出水20 60 20
mgl （二级 排放标 准） （3）厂址概况：污水处理厂选址西部偏高，东西高程差2m，选址北侧有公路，南侧有河流经过，总面积根据建设规划选取。 1.3 国内外处理现状 CASS反应器工艺是以生物反应动力学原理及合理的水利条件为基础而开发的一种具有系统组成简单、运行灵活和可靠性好等优良特点的废水处理新工艺，尤其适合含有较多工业废水的城市污水及要求脱氮除磷的处理，目前已在欧美等国家得到较多的应用，国内也已开始对此进行研究并逐步在制药、啤酒、印染和化工等行业废水处理的实际工程中得到应用。
污水处理厂设计计算书 1.污水处理厂处理规模 1.1处理规模 污水厂的设计处理规模为城市生活污水平均日流量与工业废水的总和：近期1.0万m3/d，远期2.0万m3/d。 1.2污水处理厂处理规模 污水厂在设计构筑物时，部分构筑物需要用到最高日设计水量。最高日水量为生活污水最高日设计水量和工业废水的总和。 Q设= Q1+Q2 = 5000+5000 = 10000 m3/d 总变化系数：K Z=K h×K d=1.6×1=1.6 2.城市污水处理工艺流程 污水处理厂CASS工艺流程图 3.污水处理构筑物的设计 3.1泵房、格栅与沉砂池的计算 3.1.1 泵前中格栅 格栅是由一组平行的的金属栅条制成的框架，斜置在污水流经的渠道上，或泵站集水井的井口处，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的污物。在污水处理流程中，格栅是一种对后续处理构筑物或泵站机组具有保护作用的处理设备。 3.1.1.1 设计参数：
（1）栅前水深0.4m ，过栅流速0.6~1.0m/s ，取v=0.8m/s ，栅前流速0.4~0.9 m/s ； （2）栅条净间隙，粗格栅b= 10 ~ 40 mm, 取b=21mm ； （3）栅条宽度s=0.01m ； （4）格栅倾角45°~75°，取α=65° ,渐宽部分展开角α1=20°； （5）栅前槽宽B 1=0.82m ，此时栅槽内流速为0.55m/s ； （6）单位栅渣量：W 1 =0.05 m 3栅渣/103m 3污水； 3.1.1.2 格栅设计计算公式 （1）栅条的间隙数n ，个 max Q n bhv = 式中， max Q －最大设计流量，3/m s ； α－格栅倾角，（°）； b －栅条间隙，m ； h －栅前水深，m ； v －过栅流速，m/s ； （2）栅槽宽度B ，m 取栅条宽度s=0.01m B=S （n －1）＋bn （3）进水渠道渐宽部分的长度L 1，m 式中，B 1－进水渠宽，m ； α1－渐宽部分展开角度，（°）； (4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L 2，m (5)通过格栅的水头损失h 1，m 式中：ε—ε=β（s/b ）4/3； h 0 — 计算水头损失，m ； k — 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3； 1 112tga B B L -= 1 25.0L L =αε sin 22 01g v k kh h ==
污水厂CASS工艺操作规程 一工艺流程 CASS工艺是SBR工艺的改良版，泸溪县污水厂处理厂设计日处理量为1万吨/每天。按目前来看原水没有达到1万方。所以本着能用实用的原则对设计做了适量的调整。 预处理粗格栅水泵房→细格栅→旋流沉砂→CASS池→消毒池 本工艺重点在CASS池上，所以控制好该工艺是本厂运行的核心。要求能熟练运用自动化和手动情况下的操作。 活性污泥的中的cass工艺主要分为预处理系统，生物系统、消毒系统、污泥处理系统。 二工程控制及参数 1预处理系统设备：粗格栅水泵细格栅皮带输送机螺旋输送机旋流沉砂机钢制闸门。 ①格栅共有四台两台粗格栅两台细格栅。分别受超声波液 位差计控制，自行运行。压差超过30cm时将启动，低于 10cm停止。在超声波液位差计失效的紧急情况下可以采 用强制运行。 ②水泵房目前有两台一台大的30KW，一台15KW。正常运 行启动一台15KW的，遇到雨天水量比较大时可以启动 30KW的。一般情况为水位超过4m时启动大泵。低于3.5m 停止使用大泵。大泵的开启采用中控手动开启，不参与自
动化。当水位低于1m 时自动系统将自行停止两台水泵的 运行。水泵开启有延时30S启动。 ③旋流沉砂机共有两台一备一用。开启采用自动运行一般情 况下时二十四小时运行。开启时打开启动按钮。关闭也时 点击一下。 2生物系统设备:滗水器搅拌机剩余污泥泵污泥回流泵 ①运行过程是分为A\B两池，交叉运行。当A池启动开始曝 气，进水、搅拌、回流同时开始设备开始运行，150分钟后 沉淀开始沉淀时间为45分钟。沉淀开始时同时B池开始进 水曝气、搅拌、回流。沉淀结束后滗水器开始滗水时间75 分钟，滗水器滗水过程是下15S 停60S ,下15 S 停60 S依 次循环下去直到时间结束。滗水结束后就是进入闲置时间 20分钟。剩余污泥在滗水后期第260-280时段进行，用时 20分钟。B 池同A池一样交叉周而复始下去。 ②所有设备运行全都自动化运行，现场有手动/自动切换按钮。 用于设备故障时紧急停机。 3消毒系统 ①本厂采用紫外光消毒设备消毒，此设备采用现场触摸屏开 启。水银灯发出紫外光，能穿透细胞壁并与细胞质反应破 坏核糖核酸达到消毒目的。波长250~360nmde 杀菌能力最 强。紫外光照射强度为0.19`~0.25W.S/cm2.污水层深度为 0.65~1.0m.
设计计算书 1.污水处理厂处理规模 1.1处理规模 污水厂的设计处理规模为城市生活污水平均日流量与工业废水的总和：近期1.0万m3/d，远期2.0万m3/d。 1.2污水处理厂处理规模 污水厂在设计构筑物时，部分构筑物需要用到最高日设计水量。最高日水量为生活污水最高日设计水量和工业废水的总和。 Q设= Q1+Q2 = 5000+5000 = 10000 m3/d 总变化系数：K Z=K h×K d=1.6×1=1.6 2.城市污水处理工艺流程 污水处理厂CASS工艺流程图 3.污水处理构筑物的设计 3.1泵房、格栅与沉砂池的计算 3.1.1 泵前中格栅 格栅是由一组平行的的金属栅条制成的框架，斜置在污水流经的渠道上，或泵站集水井的井口处，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的污物。在污水处理流程中，格栅是一种对后续处理构筑物或泵站机组具有保护作用的处理设备。 3.1.1.1 设计参数：
（1）栅前水深0.4m ，过栅流速0.6~1.0m/s ，取v=0.8m/s ，栅前流速0.4~0.9 m/s ； （2）栅条净间隙，粗格栅b= 10 ~ 40 mm, 取b=21mm ； （3）栅条宽度s=0.01m ； （4）格栅倾角45°~75°，取α=65° ,渐宽部分展开角α1=20°； （5）栅前槽宽B 1=0.82m ，此时栅槽内流速为0.55m/s ； （6）单位栅渣量：W 1 =0.05 m 3栅渣/103m 3污水； 3.1.1.2 格栅设计计算公式 （1）栅条的间隙数n ，个 max Q n bhv = 式中， max Q －最大设计流量，3/m s ； α－格栅倾角，（°）； b －栅条间隙，m ； h －栅前水深，m ； v －过栅流速，m/s ； （2）栅槽宽度B ，m 取栅条宽度s=0.01m B=S （n －1）＋bn （3）进水渠道渐宽部分的长度L 1，m 式中，B 1－进水渠宽，m ； α1－渐宽部分展开角度，（°）； (4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L 2，m (5)通过格栅的水头损失h 1，m 式中：ε—ε=β（s/b ）4/3； h 0 — 计算水头损失，m ； k — 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3； 1 112tga B B L -= 1 25.0L L =αε sin 22 01g v k kh h ==
(1) A2/O 工艺 A2/O工艺是一种典型的脱氮除磷工艺，其生物反应池由ANAEROBIC(厌氧)、ANOXIC(缺氧)和OXIC(好氧)三段组成，其典型工艺流程见图。这是一种推流式的前置反硝化型BNR 工艺，其特点是厌氧、缺氧、好氧三段功能明确，界线分明，可根据进水条件和出水要求，人为的创造和控制三段的时空比例和运转条件，只要碳源充足（TKN/COD≤0.08 或BOD/TKN≥4）便可根据需要达到比较高的脱氮率。 A2/O 工艺流程图 常规生物脱氮除磷工艺呈厌氧（A1）/缺氧（A2）/好氧（O）的布置形式。该布置在理论上基于这样一种认识，即：聚磷微生物有效释磷水平的充分与否，对于提高系统的除磷能力具有极端重要的意义，厌氧区在前可以使聚磷微生物优先获得碳源并得以充分释磷。 A2/O工艺在系统上是简单的同步除磷脱氮工艺，总水力停留时间小于其它同类工艺，在厌氧（缺氧）、好氧交替运行的条件下可抑制丝状菌繁殖，克服污泥膨胀，SVI值一般小于100，有利于处理污水与污泥的分离，运行中在厌氧和缺氧段内只需轻缓搅拌，运行费用低，由于厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开，有利于不同微生物菌群的繁殖生长，因此脱氮除磷效果非常好。目前，该法在国内外使用较为广泛。但传统A2/O 工艺也存在着以下缺点： 1、脱氮和除磷对外部环境条件的要求是相互矛盾的，脱氮要求有机负荷较低，污泥龄较长，而除磷要求有机负荷较高，污泥龄较短，往往很难权衡； 2、由于厌氧区居前，回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影响； 3、由于缺氧区位于系统中部，反硝化在碳源分配上居于不利地位，因而影响了系统的脱氮效果； 4、由于存在内循环，常规工艺系统所排放的剩余污泥中实际至少有一少部分经历了完整的放磷、吸磷过程，其余则基本上未经厌氧状态而直接由缺氧区进入好氧区，这对于系统除磷是不利的。 (3) 改良型氧化沟工艺 所谓改良氧化沟工艺，是在传统氧化沟基础上进行优化改良的一种工艺，改良型氧化沟设计原理： 由于进水水质BOD5浓度低，工艺设计上，改良型氧化沟系统采用了较低的污泥负荷，在工艺设计上需对系统除磷脱氮过程进行考虑。
A/O A2/O 氧化沟 SBR CAST，cass工艺的区别 A/O工艺 1.基本原理 A/O是Anoxic/Oxic的缩写，它的优越性是除了使有机污染物得到降解之外，还具有一定的脱氮除磷功能，是将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理，所以A/O法是改进的活性污泥法。 A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。 2.A/O内循环生物脱氮工艺特点 根据以上对生物脱氮基本流程的叙述，结合多年的焦化废水脱氮的经验，我们总结出(A/O)生物脱氮流程具有以下优点： (1)效率高。该工艺对废水中的有机物，氨氮等均有较高的去除效果。当总停留时间大于54h，经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀，可将COD值降至100mg/L以下，其他指标也达到排放标准，总氮去除率在70%以上。 (2) 流程简单，投资省，操作费用低。该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。尤其，在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后，碳氮比有所提高，在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需要的碱耗。 (3) 缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%，酚和有机物的去除率分别为62%和36%，故反硝化反应是最为经济的节能型降解过程。 (4) 容积负荷高。由于硝化阶段采用了强化生化，反硝化阶段又采用了高浓度污泥的膜技术，有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度，与国外同类工艺相比，具有较高的容积负荷。 (5) 缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强。当进水水质波动较大或污染物浓度较高时，本工艺均能维持正常运行，故操作管理也很简单。通过以上流程的比较，不难看出，生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时，也降解酚、氰、COD等有机
污水厂工艺流程及C A S S工艺原理
一、城市污水中污染物质的危害 城市污水中含有污染物质是对环境和人体健康具有危害性的根源。城市污水中的污染物质大致可分为：固体性、需氧性、营养性、酸碱性、有毒性、油类、生物性及感官性等污染物，其相关水质指标及危害见表1，供参考。
二、城市污水处理方法 城市污水为城市下水道系统收集到的各种污水，通常由生活污水、工业废水和城市降水径流等三部分组成，是一种混合污水。 污水处理，就是采用一定的处理方法和流程将污水中所含的污染物质减少或分离出去，或将其转化为无害和稳定的物质，以使污水得到净化达到恢复其原来性状或使用功能的过程。现代污水处理技术，按其作用机理可分为三类，即物理处理法、化学处理法和生物处理法。也有把物理化学处理法另作一类的 ⑴物理处理法 此法系通过物理作用，分离、回收污水中呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变污染物的化学性质。 ⑵化学处理法 此法系通过化学反应和传质作用，来分离、回收污水中呈溶解、胶体状态的污染物质，或将其转换为无害物质。 ⑶生物处理法 此法系通过水微生物的代谢作用，使污水中呈溶解状态、胶体状态以及某些不溶解的有机甚至无机污染物质，转化为稳定、无害的物质，从而使污水得到净化。 此法也称生化法,即生物化学处理法。一般认为，污水的生化指标（BOD5/COD）大于 0.3时才适于用生化处理。 三、城市污水系统 城市污水系统由污水管网、污水处理厂及排放管道组成。 污水管网是输送生活污水、工业废水和一些雨水到污水处理厂的管道网络。分三种污水管网系统：分流制、合流制和部份分流制。 合流制——生活污水、工业废水和雨水一起进入一个管道网络。 分流制——分成两个完全独立的输送网络，污水管网送生活污水、工业废水到污水处理厂，而雨水、地表径流水则通过雨水管直接排入河流。
. . 资 燕 山 大 学 本科毕业设计（论文）文献综述 课题名称：2万吨/日城市污水处理厂CASS 工艺设 计 学院（系）： 环境与化学工程学院 年级专业： 13级环境工程 学生： 欣超 指导教师： 晓春
. 完成日期：2017.03.19 目录 一．CASS工艺国外现状 (3) 二．研究主要成果 (3) 2.1 CASS工艺原理介绍 (3) 2.2 CASS工艺运行 (3) 三．发展趋势 (3) 四．存在的问题 (3) 五．参考文献 (3) . 资
. 一．CASS工艺国外现状 CASS(cyclic activated sludge system)也称CAST （technaoloy）或CASP（process），是循环活性污泥系统的一种形式，是SBR工艺的一种改进型，是在其他的循环活性污泥技术如IDEA(intermittently decanted extended aeration),IDAL(intermittently decanted aerated lagoons),ICEAS(intermittently cyclic extended aeration system)的基础上发展而来。 1969年，Goronszy教授从连续进水间歇运行的氧化沟工艺入手，进行可变容积活性污泥法的研究和开发，1975年将连续进水间歇运行的工艺应用于矩形鼓风曝气池，并由美国川森维柔公司申请专利并推广应用，1978年将生物选择器和SBR工艺有机结合，成功开发出CASS工艺。目前，在美国、加拿大、澳大利亚等国家，已经有270多个污水处理厂应用此工艺，其中城镇污水处理厂200多家，工业废水处理厂70多家，国也已经有了相关应用。 . 资
1.进水参数 水量：1000m3/d 进水管：进水管中心距离地面0.9m，管径200mm，原水水质：进水B/C(0.4-0.5) 取值0.45 国家综合污水排放标准 要达到国家标准，则各污染物去除率如下表: 通过处理后，出水情况如下 水质特点： COD浓度较高，总磷含量较高，可生化性好。
2.工艺流程图
3.格栅井设计 3.1 最大流量Q Vmax 设计计算 本设计中采用的废水流量，是啤酒产量较大的季节统计的的平均废水流量，因流量变大的系数较小，所以取废水流量的变化系数为Z K =2。所以废水最大流量为： ) /(023.0)/(4.83)/(200021000333max s m h m d m K Q Q Z v ===?=?= 3.2格栅设计计算 3.2.1格栅的间隙数量n 设栅前水深h=0.4m ，过栅流速v=1m/s ， 栅条间距d=4mm ，格栅安装倾角а=60゜ 取n=14。 格栅设两组[21]，一台工作，一台备用，按一组工作计算。 3.2.2格栅建筑宽 b 取栅条宽度s=0.003m ， 验证栅前水速：（0.4-0.9） 由格栅建筑宽的计算结果可知b=0.095m ，不符合工程实际施工要求，所以在此不再按照设计手册进行计算。 3.2.3格栅井尺寸 设计格栅井为正方形，边长0.6m ，深度1.5m ，超高0.5m ，井底标高-1.5m ，水面标高-0.8m ，放置细格栅，栅条间距4mm ，栅条宽度4mm ，采用人工清渣的方式进行清渣。
4.调节池设计计算 为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节。该池设计的有足够的水力停留时间保证后续处理构筑物能连续运行。其均质作用主要靠池侧的沿程进水，使同时进入调节沉淀池的废水转变为前后出水，以达到与不同时序的废水相混合的目的。 4.1设计参数 水力停留时间HRT=6h ； 设计流量Q=10003 m /d=41.7 3 m /h=0.1163 m /s 。 4.2设计计算 (1) 池子尺寸 调节池调节周期T ＝6.0h 调节池有效容积V ＝TQ ＝6.0×41.7＝250m 3 调节池有效水深h ＝2.5m 调节池长度15m ，宽度7，V 有＝262.5 m 3 调节池最高水位设置为-1.00m ，超高为0.50m ，顶标高为0.50m 。最低水位-3.5m ， 最高水位-1.0m 。调节池出水端设吸水段。
污水处理工艺介绍 1.污水处理的基本方法 1.1按处理方法的性质分： 物理法：沉淀法、过滤、隔油、气浮、离心分离、磁力分离 化学法：混凝沉淀法、中和法、氧化还原法、化学沉淀法 物理化学法：吸附法、离子交换法、萃取法、吹脱、汽提 生物法：活性污泥法、生物膜法、厌氧工艺、生物脱氮除磷工艺 1.2按照水质状况及处理后水的去向分： 一级处理：机械处理（预处理阶段） 粗格栅及细格栅、沉砂池、初沉池、气浮池、调节池 二级处理：主体工艺为生化处理（主体） 活性污泥法、CASS工艺、A2/O工艺、A/O工艺、SBR、氧化沟、水解酸化池。三级处理：控制富营养化和重新回用 高级催化氧化、曝气生物滤池、纤维滤池、活性砂过滤、反渗透、膜处理 中水回用一般都有消毒池：紫外线臭氧消毒池、二氧化氯消毒池 污水处理基本工艺流程：
2.污水的一级处理 一级处理：机械处理（预处理阶段） 调节池、粗格栅及细格栅、沉砂池、初沉池、气浮池、水解酸化池 一、调节池 调节池的作用： 1.为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对污水的水量和水质进行调节。 2.酸性污水和碱性污水在调节池内进行混合，可达到中和的目的。 3.短期排出的高温污水也可用调节的办法来平衡水温。
二、格栅 是由一组平行的金属栅条制成的金属框架，斜置在废水流经的渠道上，或泵站集水池的进口处，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物，以免堵塞水泵和沉淀池的排泥管。截留效果取决于缝隙宽度和水的性质。 按规格分为： 粗格栅（50~100mm）、中格栅（10~40mm）、细格栅（3~10mm）
三、沉砂池 1.作用 从污水中分离密度较大的无机颗粒，保护水泵和管道免受磨损，缩小污泥处理构筑物容积，提高污泥有机组分的含率，提高污泥作为肥料的价值。 2.沉砂池类型：①曝气式沉砂池②平流式沉砂池 曝气式沉沙池： 曝气沉砂池是在长方形水池的一侧通入空气，使污水旋流运动，流速从周边到中心逐渐减小，砂粒在池底的集砂槽中与水分离，污水中的有机物和从砂粒上冲刷下来的污泥仍呈悬浮状态，随着水流进人后面的处理构筑物。
1. 工程概论.......................................... 2 1.1 项目名称 ..................................... 2 1.2 设计依据 ..................................... 2 1.3 设计原则 ..................................... 2 1.4 工程概述 ..................................... 2 1.4.1 进水水质水量 ........................... 3 1.4.2 自然资料 ............................... 3 1.4.3 设计内容 ............................... 3
2.方案论证........................................... 3 2.1.工艺方案初选 ................................. 3 2.2 循环活性污泥(CASS)工艺特点 ................... 7 2.3 工艺流程图 ................................... 8 2.4 污泥处理工艺方案 ............................. 9 2.5 工艺流程说明 ................................ 10
3.工程设计说明与计算 ................................ 10 3.1 格栅 ........................................ 10 3.1.1 格栅的设计要求 ........................ 10 3.1.2 格栅尺寸计算 .......................... 11 3.1.3 中格栅计算 ............................ 11 1/1