CASS池工作原理

1、 CASS工艺科技名词定义中文名称：CASS工艺英文名称： cyclic activated sludge system 定义：设计更与序批式反应器相比，增加了预反应区，一种循环式活性污泥法。 该工艺将主反应区中部分剩余污泥回流至选择器优化合理的生物反应器。中, 实现了连续进水。 应用学科： 生态学（一级学科）；污染生态学（二级学科） 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布目录、简介1结构与原 理2、CASS操作周期的四个阶段、CASS34 CASST艺的主要技术特征 5、CASST艺的主要优点 6 CASSS计中应注意的问题 7、CASS勺经济性 1、简介 2、CASS吉构与原理 3、

2、CASS操作周期的四个阶段 4、CASST艺的主要技术特征 5、CASST艺的主要优点 6 CASSS计中应注意的问题 7、CASS勺经济性 1、简介 CASS（Cyclic Activated Sludge System）是周期循环活性污泥法的简称，又称 为循环活性污泥工艺 CAST（Cyclic Activated Sludge technology），池内进水 端增加了一个生物选择SBR的基础上发展起来的，即在 SBR是在. 器，实现了连续进水（沉淀期、排水期仍连续进水），间歇排水。设置生物选择器 的主要目的是使系统选择出絮凝性细菌，其容积约占整个池子的10%生物选择 器的工艺过程遵循活

3、性污泥的基质积累-再生理论，使活性污泥在选择器中经历 一个高负荷的吸附阶段（基质积累），随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降 解阶段，以完成整个基质降解的全过程和污泥再生。 该工艺最早在国外应用，为了更好地将其引进，开发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模拟试验，分别探讨了 CASST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。将研究成果成功地应用于处理生活污水及不同种工业废水的工程实 践中，取得了良好的经济、社会和环境效益。并开发的CASST艺与I

4、CEAS工艺 相比，负荷可提高1-2倍，节省占地和工程投资近30% 2、CASS吉构与原理 2.1 CASS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。 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

5、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。 CASST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法工作原理如右图所示： cass原理图 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

6、参数进行调整。 3、CASS操作周期的四个阶段 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， 同时污水中 的NH3-N通过微生物的硝化作用转化为 N03-N。 3.2 沉淀阶段 此时停止曝气，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。 4、CASST艺的主要技术特征 4.1 连续

7、进水，间断排水 传统SBRX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， CASST艺可连续进水，克服了 SBRX艺的不足，比较适合实际排水的特点，拓 宽了 SBRX艺的应用领域。虽然CASSX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依次进行。 运行过程的非稳态性 4.3 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 的难易程度等有关。 反应池内混合液

8、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，CASSX艺与传统活性污泥法相比有 较高的氧利用率。 5、CASST艺的主要优点 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，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

9、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 CASSX艺属变体积的完全混合式活性 污泥法范畴；而从CASSX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，CASST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

10、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。 5.4 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工艺可 以通过调节运行周期来CASS预定的处理时间后经沉淀排放，特别是 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 23

11、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，CASST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。 5.5 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

12、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。 5.6 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

13、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，CASSZ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 CASSZ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。 剩余污泥量小，性质稳定 5.7 传统活性污泥法的泥龄仅2-7天，而CASS法泥龄为25-30天

14、，所以污泥稳定 性好，脱水性能佳，产生的剩余污泥少。去除I.OkgBOD产生0.20.3kg剩余污 泥，仅为传统法的60流右。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/gMLSS.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。 & CASS设计中应注意的问题 6.1 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

15、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。 6.2 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。CASST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（ PLQ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。 6.3 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

16、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 CASST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。 6.4 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。 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， CASS 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

17、。 目前，常见的排水方式有固定式排水装置如沿水池不同深度设置出水 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，这两种排水装置目前应用较多，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。 6.5 需要注意的其它问题 冬季或低温对CASST艺的影响及控制 排水比的确定 雨季对池内水位的影响及控制 排泥时机及泥龄控制 预反应区的大小及反应池的长宽比 间断排水与后续处理构筑物的高程及水量匹配问题。 7、CASS的经济性 实践证明，CASST艺日处