CASS—cass處理工藝介紹

1、CASS污水處理工藝簡介CASS池的具體介紹工藝流程工藝概述工藝說明CASS工藝的設計CASS池的運行管理目錄CASS工藝概述nCASS（Cyclic Activated Sludge System）工藝是近年來國際公認的處理生活污水及工業(yè)廢水的先進工藝。其基本結構是：在序批式活性污泥法（SBR）的基礎上，反應池沿池長方向設計為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預反應區(qū)，后部為主反應區(qū)，其主反應區(qū)后部安裝了可升降的自動撇水裝置。整個工藝的曝氣、沉淀、排水等過程在同一池子內周期循環(huán)運行，省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流系統；同時可連續(xù)進水，間斷排水。 該工藝最早在國外應用，為了更好地將其引進、消

2、化，開發(fā)出適合我國國情的新型污水處理新工藝，總裝備部工程設計研究總院環(huán)保中心于1994年在實驗室進行了整套系統的模擬試驗，分別探討了CASS工藝處理常溫生活污水、低溫生活污水、制藥和化工等工業(yè)廢水的機理和特點以及水處理過程中脫氮除磷的效果，獲得了寶貴的設計參數和對工藝運行的指導性經驗。并將研究成果成功地應用于處理生活污水及不同種工業(yè)廢水的工程實踐中，取得了良好的經濟、社會和環(huán)境效益。該院開發(fā)的CASS工藝與ICEAS工藝相比，負荷可提高1-2倍，節(jié)省占地和工程投資近30%。CASS工藝說明nCASS法是在間歇式活性污泥法（SBR法）的基礎上演變而來的，它是在CASS反應池前部設置了生物選擇區(qū)，

3、后部設置了可升降的自動潷水裝置。其工作過程可分為曝氣、沉淀和排水三個階段，周期循環(huán)進行。污水連續(xù)進入預反應區(qū)，經過隔墻底部進入主反應區(qū)，在保證供氧的條件下，使有機物被池中的微生物降解。根據進水水質可對運行參數進行調整。nCASS工藝分預反應區(qū)和主反應區(qū)。在預反應區(qū)內，微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經歷一個高負荷的基質快速積累過程，這對進水水質、水量、PH和有毒有害物質起到較好的緩沖作用，同時對絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應區(qū)經歷一個較低負荷的基質降解過程。CASS工藝集反應、沉淀、排水、功能于一體，污染物的降解在時間上是一個推流過程，

4、而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中，從而達到對污染物去除作用，同時還具有較好的脫氮、除磷功能。經過模擬試驗研究，CASS工藝已成功應用于生活污水、食品廢水、制藥廢水的治理，并取得了良好的處理效果。CASS工藝與傳統活性污泥法的比較 n建設費用低。省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流設備，建設費用可節(jié)省2030。工藝流程簡單，污水廠主要構筑物為集水池、沉砂池、CAS曝氣池、污泥池，布局緊湊，占地面積可減少35。n（以10萬噸的城市污水處理廠為例：傳統活性污泥法的總投資約1.5億，CASS法總投資約1.1億；傳統活性污泥法占地面積約為180畝，CASS法占地面積約120畝。）n運行費用

5、省。由于曝氣是周期性的，池內溶解氧的濃度也是變化的，沉淀階段和排水階段溶解氧降低，重新開始曝氣時，氧濃度梯度大，傳遞效率高，節(jié)能效果顯著，運行費用可節(jié)省1025。n有機物去除率高，出水水質好，不僅能有效去除污水中有機碳源污染物，而且具有良好的脫氮除磷功能。（對城市污水，進水COD為400mg/L時，出水小于30mg/L以下。）n管理簡單，運行可靠，不易發(fā)生污泥膨脹，污水處理廠設備種類和數量較少，控制系統簡單，運行安全可靠。n污泥產量低，性質穩(wěn)定，便于進一步處理與處置。CASS工藝與間隙進水的SBR或CAST的比較 nCASS反應池由預反應區(qū)和主反應區(qū)組成，預反應區(qū)控制在缺氧狀態(tài)，因此，提高了對

6、難降解有機物的去除效果；nCASS進水是連續(xù)的，因此進水管道上無電磁閥等控件元件，單個池子可獨立運行，而SBR或CAST進水過程是間歇的，應用中一般要2個或2個以上交替使用，增加了控制系統的復雜程度。nCASS每個周期的排水量一般不超過池內總水量的1/3，而SBR則為1/23/4；CASS抗沖擊能力較好。nCASS比CAST系統簡單，但脫氮除磷效果不如后者。CASSCASS工藝廢水處理流程圖工藝廢水處理流程圖外運上清液回流剩余污泥污泥儲池污泥池脫水機房剩余污泥污 泥回流出水生物過濾池風機房曝氣混凝沉淀池CASS池集水調節(jié)池污水冷卻塔機械格柵進水CASS池的演示圖CASS池的構建n在CASS的前

7、部設置了生物選擇區(qū)，后部設置了可升降的自動潷水裝置。在池的末端設有潛水泵，污水通過潛水泵不斷從主曝氣區(qū)抽送至生物選擇區(qū)中，污泥的回流量按最大處理量的20考慮。選擇區(qū)通常在厭氧或兼氧的條件下運行，污泥首先與其中的回流污泥混合，使基質濃度較高，微生物通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經歷一個高負荷的基質快速積累過程，這對進水水質、水量、PH和有毒有害物質起到較好的緩沖作用，同時對絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；同時還具有促進磷的進一步釋放和強化反硝化的作用，另外在這個區(qū)的難降解大分子物質易發(fā)生水解作用，這對提高有機物的去除率具有一定的促進作用。CASS池的操作流程

8、n1曝氣階段n由曝氣裝置向反應池內充氧，此時有機污染物被微生物氧化分解，同時污水中的NH3-N通過微生物的硝化作用轉化為NO3-N。 n2 沉淀階段n此時停止曝氣，微生物利用水中剩余的DO進行氧化分解。反應池逐漸由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉化，開始進行反硝化反應。活性污泥逐漸沉到池底，上層水變清。 n3 潷水階段n沉淀結束后，置于反應池末端的潷水器開始工作，自上而下逐漸排出上清液。此時反應池逐漸過渡到厭氧狀態(tài)繼續(xù)反硝化。 n4 閑置階段n閑置階段即是潷水器上升到原始位置階段。CASS技術特征n1 連續(xù)進水，間斷排水nCASS工藝可連續(xù)進水，雖然CASS工藝設計時均考慮為連續(xù)進水，但在實際運行中即使有

9、間斷進水，也不影響處理系統的運行。 n2 運行上的時序性nCASS反應池通常按曝氣、沉淀、排水和閑置四個階段根據時間依次進行。 n3 運行過程的非穩(wěn)態(tài)性n每個工作周期內排水開始時CASS池內液位最高，排水結束時，液位最低，液位的變化幅度取決于排水比，而排水比與處理廢水的濃度、排放標準及生物降解的難易程度等有關。 n4 溶解氧周期性變化，濃度梯度高nCASS在反應階段是曝氣的，微生物處于好氧狀態(tài)，在沉淀和排水階段不曝氣，微生物處于缺氧甚至厭氧狀態(tài)。CASS中微生物的分類1 1、細菌、細菌n體積微小，表面積大接觸能力好；n有很強的吸附、降解能力；n外形：球形、桿菌、螺旋形聚集一起形成菌落；n不同水

10、質的廢水中，細菌種類不同適者生存。2 2、真菌、真菌n多存在于生物濾池中；低pH酸性廢水適合生存；降解含氰廢水。3 3、原生動物和后生動物、原生動物和后生動物n一般在生活污水中大量存在n其代謝原理（1）體表吸收溶解性有機物；（2）吞噬細小有機顆粒和游離細菌n輪蟲是污水、廢水處理后段工藝中經常出現的指標性后生動物。它的出現一般表明水質較好。4 4、微型藻類、微型藻類n放出氧氣，減少營養(yǎng)物質，使無機鹽含量減少。CASS池鼓風曝氣系統n鼓風曝氣系統由鼓風機、曝氣裝置和一系列連、通的管道所組成。鼓風機將空氣通過一系列管道輸送到安裝在生化池底部的曝氣裝置，經過曝氣裝置，使空氣形成不同尺寸的氣泡。氣泡經過

11、上升和隨水循環(huán)流動，最后在液面處破裂，在這一過程中產生氧向混合液中轉移的作用。CASS池下曝氣頭CASS用潷水器運行中的CASSCASS池正常運行的必要條件n1、保持足夠的微生物量和活性；n2、保證活性污泥、氧氣、廢水充分混合接觸；n3、提供足夠的氧氣供微生物利用；n4、懸浮固體應與廢水有效分離外界環(huán)境對CASS影響n1、溫度：2035 低溫，影響效果n2、酸堿度：6 9n3、營養(yǎng)物質：C：N：P100：5：1n4、溶解氧：2 4mg/L，出水在1mg/Ln5、相互影響（1）互生關系（2）對抗關系CASS活性泥的性能指標n污泥濃度一般用常用MLSS表示，一般46g/L。nSV30:取曝氣池混合

12、液于1L量筒內靜置沉淀30分鐘后，沉淀污泥體積與原混合液體積之比，以表示。2030左右較好。n曝氣池污泥濃度與SVI的關系nMLSS(g/L)=SV30/SVI SVI過低，污泥顆粒細小，緊密，無機成分多，缺乏活性和吸附 SVI過高，污泥難以沉降分離，即將膨脹或已經膨脹 SVI值在70-150之間為正常值。nMISS由四部分組成： 活性微生物 Ma 生物難降解物質，惰性有機物 Mi 微生物自身氧化殘余物 Me 無機顆粒 Mii n有效成分Ma：由細菌、真菌、原生動物和后生動物組成的微生物生態(tài)系統 。CASS活性泥正常外觀n生物活性含有大量的活性微生物(細菌、原生、后生動物)n絮狀，具有極大的比

13、表面積和吸附能力細菌在一定生長條件下的細胞分解物(菌膠團)形成n易于凝聚沉降n一般為黃、褐色，依廢水特性和培養(yǎng)條件而異CASS池常見異常及其分析CASS池泡沫分析n棕黃色：活性污泥老化，污泥老化而解體，懸浮在混合液中，附在泡沫上，導致泡沫破裂時間延長，形成浮渣。n灰黑色：活性污泥缺氧，出現局部厭氧反應。另外可分析進水中是否帶有黑色無機物質。n白色：粘稠不易破碎泡沫，色澤鮮白，堆積性較好，原因是進水負荷過高；n粘稠但容易破碎，色澤為陳舊的白色，堆積性差，只有局部堆積，原因過度曝氣；n彩色：進水帶色而且負荷高；進水帶洗滌劑或表面活性劑。CASS活性泥的甄別n污泥發(fā)黑 這種情況是DO過低，有機物厭氧

14、分解釋放H2S，其與Fe生成FeS引起的?？梢栽黾踊亓髁炕蛟黾悠貧饬?。n上升污泥 在30min沉降實驗的測定時間內，沉降良好但數小時內污泥又上升。是反硝化過程中產生的氮氣附著在泥上而使其上浮引起的。n腐化污泥 有時候，雖然沒有發(fā)生硝化和反硝化過程，但沉淀下去的污泥再次上浮n解絮污泥 對混合液進行沉淀時，雖然大部分污泥容易容易沉淀下去，但上清液中仍然有一種能使水混濁的物質。n過渡曝氣污泥 由于曝氣使細小的氣泡粘附于活性污泥絮體上而引起的一種現象。上浮的污泥經過幾分鐘后與氣泡分離而再次沉淀下來。CASS池浮渣原因分析n黑色稀薄的液面浮渣：活性污泥缺氧n黑色而且堆積過度的液面浮渣：污泥嚴重缺氧或厭氧

15、n棕褐色稀薄的浮渣：不堆積就正常 n棕褐色而且堆積過度的浮渣：污泥內部產生硝化反應；嚴重絲狀菌膨脹。CASS池異常舉例分析n曝氣池表面出現浮渣似厚粥覆蓋于表面n 浮渣中見諾卡氏菌或纖發(fā)菌過量生長，或進水中洗滌劑過量n 清除浮渣，避免浮渣繼續(xù)留在系統內循環(huán)，增加排泥n曝氣池泡沫茶色或灰色n 污泥老化，泥齡過長解絮污泥附于泡沫上n 增加排泥好氧池的工藝控制CASS池的PH值npH值是體現溶液或者物質酸堿度的表示方法，表示水中氫離子濃度值。一般我們的pH值控制在6-9。n在實際的廢水、污水調節(jié)過程中，pH值一般調節(jié)成堿性而不要酸性：1、酸性污水、廢水更容易腐蝕處理設施；2、偏堿性有利于后段混凝沉淀效

16、果的提升；3、就活性污泥主體微生物來講，抗堿性污水、廢水的能力要優(yōu)于抗酸性的能力；4、偏堿性廢水更容易形成氫氧化物沉淀而為污染物的進一步去除提供便利。pH值異常對各處理段的影響異常pH值表現生化池影響微生物影響pH值過低（低于6）好氧池面有酸味；處理效率下降；原生動物活動減弱真菌大量繁殖，抑制細菌增長pH值過高（高于9）出水混濁；處理效率下降；活性污泥有解體現象；原生動物可見死亡解體。原生動物將由活躍轉為呆滯，菌膠團粘性物質解體，活性污泥結構遭到破壞食微比（F/M）nM即MLSS得意思，意為活性污泥濃度。F/M代表的是污泥的負荷食微比表現對應沉降比表現食微比過低1、沉降過程中可出現活性污泥過多

17、2、活性污泥色澤較深3、沉降過程較為迅速4、上清液帶有細小顆粒5、沉降的活性污泥壓縮性好食微比過高1、活性污泥稀少2、活性污泥色澤鮮淡3、絮凝沉降速度相對緩慢4、上清液混濁5、沉降活性污泥階段壓縮性差污泥齡（t）n污泥齡是指曝氣池中工作的活性污泥總量與每日排放的剩余污泥的比值，在穩(wěn)定運行時，剩余污泥量就是新增長的活性污泥量。因此，污泥齡也是新增長的活性污泥在曝氣池中的平均停留時間n調整污泥齡的方法：1、通過設置在池內回流污泥管上的排泥支管排泥；2、直接用排泥泵排泥；3、依靠重力排泥。國家排放標準污水綜合排放標準GB 8978-1996n 一級標準 二級標準 三級標準 nCOD其他排污單位 10

18、0 150 500 nCOD酒精 100 300 1000 n氨氮其他排污單位 15 25 - npH 一切排污單位 69 69 69 nSS其他排污單位 70 200 400 n一切排污單位：指本標準適用范圍所包括的一切排污單位。 n其他排污單位：指在某一控制項目中，除所列行業(yè)外的一切排污單位。 污水排入城市下水道水質標準CJ3082-1999npH值mg/L 6.09.0nCODcrmg/L 150(500)n溫度 35 n氨氮mg/L 25.0(35.n注：括號內數值適用于有城市污水處理廠的城市下水道系統 n本標準適用于向城市下水道排放污水的排水戶。城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準GB189

19、18-2002n控制項目 一級標準（A/B) 二級標準 三級標準nCOD 50/60 100 120n氨氮 5(8)/8(15) 25(30) -n總磷 1/1.5 3 5 n色度/稀釋倍數 30/30 40 50 npH 69/69n括號外為水溫12時的控制指標，括號內為水溫12時的控制指標n/前后數值分別表示現標準值、原執(zhí)行標準。主要優(yōu)點n1.工藝流程簡單，占地面積小，投資較低nCASS的核心構筑物為反應池，沒有二沉池及污泥回流設備，一般情況下不設調節(jié)池及初沉池。因此，污水處理設施布置緊湊、占地省、投資低。n2.生化反應推動力大nCASS工藝從污染物的降解過程來看，當污水以相對較低的水量連

20、續(xù)進入CASS池時即被混合液稀釋，因此，從空間上看CASS工藝屬變體積的完全混合式活性污泥法范疇；而從CASS工藝開始曝氣到排水結束整個周期來看，基質濃度由高到低，濃度梯度從高到低，基質利用速率由大到小，因此，CASS工藝屬理想的時間順序上的推流式反應器，生化反應推動力較大。n3.沉淀效果好nCASS工藝在沉淀階段幾乎整個反應池均起沉淀作用，沉淀階段的表面負荷比普通二次沉淀池小得多，雖有進水的干擾，但其影響很小，沉淀效果較好。實踐證明，當冬季溫度較低，污泥沉降性能差時，或在處理一些特種工業(yè)廢水污泥凝聚性能差時，均不會影響CASS工藝的正常運行。實驗和工程中曾遇到SV30高達96%的情況，只要將

21、沉淀階段的時間稍作延長，系統運行不受影響。n4.運行靈活，抗沖擊能力強nCASS工藝在設計時已考慮流量變化的因素，能確保污水在系統內停留預定的處理時間后經沉淀排放，特別是CASS工藝可以通過調節(jié)運行周期來適應進水量和水質的變比。當進水濃度較高時，也可通過延長曝氣時間實現達標排放，達到抗沖擊負荷的目的。在暴雨時，可經受平常平均流量6倍的高峰流量沖擊，而不需要獨立的調節(jié)地。多年運行資料表明，在流量沖擊和有機負荷沖擊超過設計值23倍時，處理效果仍然令人滿意。而傳統處理工藝雖然已設有輔助的流量平衡調節(jié)設施，但還很可能因水力負荷變化導致活性污泥流失，嚴重影響排水質量。當強化脫氮除磷功能時，CASS工藝可

22、通過調整工作周期及控制反應池的溶解氧水平，提高脫氮除磷的效果。所以，通過運行方式的調整，可以達到不同的處理水質。n5.不易發(fā)生污泥膨脹n由于絲狀菌的比表面積比菌膠團大，因此，有利于攝取低濃度底物，但一般絲狀菌的比增殖速率比非絲狀菌小，在高底物濃度下菌膠團和絲狀菌都以較大速率降解底物與增殖，但由于膠團細菌比增殖速率較大，其增殖量也較大，從而較絲狀菌占優(yōu)勢。而CASS反應池中存在著較大的濃度梯度，而且處于缺氧、好氧交替變化之中，這樣的環(huán)境條件可選擇性地培養(yǎng)出菌膠團細菌，使其成為曝氣池中的優(yōu)勢菌屬，有效地抑制絲狀菌的生長和繁殖，克服污泥膨脹，從而提高系統的運行穩(wěn)定性。污泥膨脹簡介n污泥膨脹是活性污泥

23、法運行過程中常遇到的問題，由于污泥沉降性能差，污泥與水無法在二沉池進行有效分離，造成污泥流失，使出水水質變差，嚴重時使污水處理廠無法運行，而控制并消除污泥膨脹需要一定時間，具有滯后性。因此，選擇不易發(fā)生污泥膨脹的污水處理工藝是污水處理廠設計中必須考慮的問題n6.剩余污泥量小，性質穩(wěn)定n傳統活性污泥法的泥齡僅27天，而CASS法泥齡為25-30天，所以污泥穩(wěn)定性好，脫水性能佳，產生的剩余污泥少。去除1.0kgBOD產生0.20.3kg剩余污泥，僅為傳統法的60%左右。由于污泥在CASS反應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，一般不需要再經穩(wěn)定化

24、處理，可直接脫水。而傳統法剩余污泥不穩(wěn)定，沉降性差，耗氧速率大于20mgO2/g MLSS.h ，必須經穩(wěn)定化后才能處置。K HERE TO ADD SUBTOPICn7.適用范圍廣，適合分期建設nCASS工藝可應用于大型、中型及小型污水處理工程，比SBR工藝適用范圍更廣泛；連續(xù)進水的設計和運行方式，一方面便于與前處理構筑物相匹配，另一方面控制系統比SBR工藝更簡單。對大型污水處理廠而言，CASS反應池設計成多池模塊組合式，單池可獨立運行。當處理水量小于設計值時，可以在反應池的低水位運行或投入部分反應池運行等多種靈活操作方式；由于CASS系統的主要核心構筑物是CASS反應池，如果處理水量增加，

25、超過設計水量不能滿足處理要求時，可同樣復制CASS反應池，因此CASS法污水處理廠的建設可隨企業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，它的階段建造和擴建較傳統活性污泥法簡單的多。CASS工藝存在的問題n1 水量平衡 工業(yè)廢水和生活污水的排放通常是不均勻的，如何充分發(fā)揮CASS反應池的作用，與選擇的設計流量關系很大，如果設計流量不合適，進水高峰時水位會超過上限，進水量小時反應池不能充分利用。當水量波動較大時，應考慮設置調節(jié)池。n2 控制方式的選擇 CASS工藝的日益廣泛應用，得益于自動化技術發(fā)展及在污水處理工程中的應用。CASS工藝的特點是程序工作制，可根據進水及出水水質變化來調整工作程序，保證出水效果。整套控制系統可

26、采用現場可編程控制（PLC）與微機集中控制相結合，同時為了保證 CASS工藝的正常運行，所有設備采用手動/自動兩種操作方式，后者便于手動調試和自控系統故障時使用，前者供日常工作使用。 n3 曝氣方式的選擇 CASS工藝可選擇多種曝氣方式，但在選擇曝氣頭時要盡量采用不堵塞的曝氣形式，如穿孔管、水下曝氣機、傘式曝氣器、螺旋曝氣器等。采用微孔曝氣時應采用強度高的橡膠曝氣盤或管，當停止曝氣時，微孔閉合，曝氣時開啟，不易造成微孔堵塞。此外，由于CASS工藝自身的特點，選用水下曝氣機還可根據其運行周期和DO等情況適當開啟不同的臺數，達到在滿足廢水要求的前提下節(jié)約能耗的目的。n4 排水方式的選擇 CASS工藝的排水要求與SBR相同，當前，常用的設備為旋轉式撇水機，其優(yōu)點是排水均勻、排水量可調節(jié)、對底部污泥干擾小，又能防止水面漂浮物隨水排出。 CASS工藝沉淀結束需及時將上清液排出，排水時應盡可能均勻排出，不能擾動沉淀在池底的污泥