(Cyclic Activated Sludge System) 又称为循环活性污泥工艺。该工艺最早在国外应用, 为了更好地将其引进, 开辟出适合我国国情的新型污水处理新工艺, 有关科研机构在实验 室进行了整套系统的摹拟试验,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,获得了珍贵的设 计参数和对工艺运行的指导性经验。将研究成果成功地应用于处理生活污水及不同种工业 巴塞尔委员会废水的工程实践中,取得了良好的经济、社会和环境效益。并开辟的CASS 工艺与 ICEAS 工艺相比,负荷可提高 1-2 倍,节省占地和工程投资近 30%。 CASS(Cyclic Activated Sludge System)是在 SBR 的基础上发展起来的,即在 SBR 池内 进水端增加了一个生物选择器,实现了连续进水(沉淀期、排水期仍连续进水),间歇排 水。 CASS 工艺的结构原理
2.1 CASS 基本结构
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份,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。
2.2 CASS 原理
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份可溶性有机物, 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 原理图
CASS 法工作原理如图所示: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、滗水、闲置四个阶段,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 工艺的四个阶段
3.1 曝气阶段由曝气装置向反应池内充氧,此时有机污染物被微生物氧化分解,同时莱州湾论坛 污水中的 NH3-N 通过微生物的硝化作用转化为 NO3--N。
3.2 沉淀阶段此时住手曝气,微生物利用水中剩余的DO 进行氧化分解。反应池逐渐 由好氧状态向缺氧状态转化,开始进行反硝化反应。活性污泥逐渐沉到池底, 上层水变清。
3.3 滗水阶段沉淀结束后, 置于反应池末端的滗水器开始工作, 自上而下逐渐排出上 清液。此时反应池逐渐过渡到厌氧状态继续反硝化。
3.4 闲置阶段闲置阶段即是滗水器上升到原始位置阶段。
CASS 工艺的技术特征
4.1 连续进水,间断排水氢氧化铜
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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者半连续的, 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CASS 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。
4.2 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挨次进行。
4.3 运行过程的非稳态性
每一个工作周期内排水开始时 超临界状态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jackknife, 而排水比与处理废水的浓度、 排放标准及生物降解的难易程度等有 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。
4.4 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、转移 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。
5.1 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,普通情况下不设调节池 及初沉池。因此,污水处理设施布置紧凑、占地省、投资低。
5.2 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,因此,从空间上看 CASS 工艺属变体积的彻底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。
5.3 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, 或者在处理一些特种工业废水污泥凝结性能差时, 均不会影响 CASS 工艺的正常运行。 实验和工程中曾经遇到 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。
5.4 运行灵便,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,特殊是 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, 可经受寻常平均流量 6 倍的高峰流量冲击, 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 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。