污水处理厂课程设计cass

❶ 有谁做过CASS工艺的污水处理

1. CASS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。
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。

❷ 求CASS工艺处理小区污水毕业设计，某小区生活污水处理站日处理量为400m3/d，出水用作景观水。

1概述建筑小区是具有一种功能或多种功能的相对独立的区域，其排水系统通常不在城市市政管网覆盖范围之内。根据当地的环保标准，必须设置独立的污水处理设施，这就是我们所指的小区污水处理。小区污水系统的处理能力，各国并无统一的限定。前苏联曾建议单个构筑物的处理能力不宜超过1400m3/d，美国则把处理能力限定在3785m3/d的范围内。根据我国情况，建议把污水量在4000m3/d以下的处理厂定义为小区污水处理厂。小区污水不同于城市污水(常包括部分工业废水)，属于生活污水范畴。其水质水量特征可概括为：水质水量变化较大，污染物浓度偏低，即比城市污水低，污水可生化性好，处理难度小。小区污水的处理工艺因污水排入的水体功能不同而异，常用处理方法有：化粪池、一级处理 (初次沉淀池)、生物二级处理及二级处理后再经过滤消毒回用等。由于小区污水量较小，管理者水平不高，所以在工艺设计时尽可能选用无污泥或少污泥的处理工艺，以防因污泥处理不善造成二次污染。本文在介绍小区污水处理设计原则及常用流程的基础上，重点介绍了周期循环活性污泥(CASS)工艺处理小区污水及回用的设计参数与应用情况。 2小区污水处理设计原则及常用流程 2.1设计原则 (1)一般来说，不同小区对出水的要求差异较大，应根据我国《地面环境质量标准》(GB3838 -88)和《污水综合排放标准》(GB8978-96)的有关规定和当地环保部门的要求确定处理程度，以确保出水水质。
(2)污水处理设施的设计和建设必须结合小区的整体规划和建筑特点，即外观设计上要与小区建筑环境相协调，以求美观。
(3)在污水处理工艺上力求简单实用，以方便管理。
(4)在高程布置上应尽量采用立体布局，充分利用地下空间。平面布置上要紧凑，以节省用地。
(5)污水处理厂位置应尽可能位于小区下风向，与其它建筑物有一定的距离，以减少对环境的影响。
(6)设备化，定型化，模块化，施工安装方便，运行简易，设备性能稳定，适合分期建设。
(7)处理程度高，污泥产量少，并尽可能采用节能处理技术。
(8)处理构筑物对水力负荷和有机物负荷的适应范围较大，使系统有较好的经受冲击负荷的能力。
(9)小区内的人口是逐渐增加的，因此小区污水处理厂应留有发展余地。 2.2常用流程根据小区废水处理的原则，应选择处理效果稳定、产泥少、节能的处理方法。小区系统中的各类建筑物一般均建有化粪池，所以化粪池应与污水处理方法相结合。常用的工艺流程有： ①污水→格栅→调节池→提升泵→接触氧化池→沉淀池 →出水。
②污水→格栅→调节池→提升泵→曝气池→沉淀池污泥回流→出水。
③污水→格栅→调节池→提升泵→SBR池或CASS池→出水。
④污水→格栅→调节池→提升泵→混凝沉淀(加药)→过滤→出水(物化方法)。
⑤污水→格栅→调节池→提升泵→接触氧化池→混凝过滤(加药)→出水。 国内小区污水处理设计中组合式处理厂曾风靡一时，组合式处理指装配好的或易于组装的定型设备，其主要优点是施工快，不占绿地。但实际应用表明，存在不少问题。如设备的维修管理困难，对运行情况考核不便，单机处理水量有限，使用寿命等均有待时间验证。根据工程设计及实际运行经验，建议日处理能力1000m3以上的污水处理厂宜采用地上式。在水量不大，场地十分紧张时可考虑用埋地设备。 3CASS工艺处理小区污水3.1工作原理 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。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。据有关资料介绍，污泥膨胀的直接原因是丝状菌的过量繁殖。由于丝状菌比菌胶团的比表面积大，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，这样利用基质作为推动力选择性地培养胶团细菌，使其成为曝气池中的优势菌。所以，在CASS池进水端增加一个设计合理的生物选择器，可以有效地抑制丝状菌的生长和繁殖，克服污泥膨胀，提高系统的运行稳定性。 CASS工艺对污染物质降解是一个时间上的推流过程，集反应、沉淀、排水于一体，是一个好氧-缺氧-厌氧交替运行的过程，因此具有一定脱氮除磷效果。 3.2与传统活性污泥法的比较与传统活性污泥工艺相比，CASS工艺具有以下优点： (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 %。工艺流程简洁，污水厂主要构筑物为集水池、沉砂池、CASS曝气池、污泥池，布局紧凑，占地面积可减少35%。 (2)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%。 (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。 (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。 3.3曝气方式的选择由于小区大都是居民居住区，对环境的要求比较高，因此污水厂建设时应充分考虑噪音扰民问题和污水厂操作人员的工作环境，采用水下曝气机代替传统的鼓风机曝气可有效解决噪音污染。另外，由于CASS工艺独特的运行方式，采用水下曝气机可省去复杂的管路及阀门，安装、维修方便，使用灵活，可根据进出水情况开不同的台数，在保证效果的条件下，达到经济运行的目的。 3.4撇水方式的选择撇水机是CASS工艺的关键组成部分，其性能是否稳定可靠直接影响到CASS工艺的正常运行。目前，国内外对撇水机仍在进行研究和开发，按照目前所用的原理，撇水机可分为三种类型，即浮球式、旋转式和虹吸式。撇水机研制的关键是解决滗水过程中，堰口、导水软管和升降控制装置与水流之间形成的动态平衡，使之可随排水量的不同调整浮动水堰浸没的深度，并随水位均匀地升降，将排水对底层污泥的干扰降低到最低限度，保证出水水质稳定。我院自主研制开发的撇水机属丝杠旋转式，自动撇水装置主要组成部分是：滗水器、可扰动的软管、水位控制器、可伸缩推动杆和驱动电机等。其中滗水器又叫自动浮动式水堰，上部为堰口和防止浮渣进入出水的浮筒，下部出水管兼起支撑作用，部分浸没在水中，通过可伸缩推动杆使方形堰口达到连续均匀地排出反应池中的上清液。具有升降平稳、排水均匀、自动控制、价格低廉等优点。3.5主要设计参数 CASS设计参数：污泥负荷0.1～0.2 kg BOD5/(kgMLSS·d)，污泥龄15～30 d。水力停留时间12 h，工作周期4 h，其中曝气2.5 h，沉淀0.75 h，排水0.5～0.75 h。 4CASS工艺的出水回用众所周知，水资源紧缺已经成为世界性问题。我国也同样面临水资源短缺的现实。我国目前人均年占有水资源2700m3，仅相当于世界平均水平的1/4。我国的城市缺水现象更为严重，在300多个大中城市中有180个城市缺水，其中50多个城市严重缺水。以北京为例，全市水资源人均占有量仅为全国人均占有量1/6，而其年用水量已达42亿m3，每年大约缺水7～10亿m3。由于水资源的短缺，近年来城市供水水价持续上涨，小区污水经过适当处理后，用于小区绿化、厕所便器冲洗、洗车和清洁等有很好的社会效益和经济效益。采用CASS工艺处理小区污水，出水水质稳定，优于一般传统生物处理工艺，其出水接近《生活杂用水水质标准》(CJ25.1-89)，主要项目见表1。通过过滤和消毒处理后，就可以作为中水回用。 表1生活杂用水水质标准 项目便器冲洗、城市道路浇洒洗车、扫除溶解性固体(mg/L)12001000悬浮性固体(mg/L)105色度(度)3030臭无不快感觉无不快感觉pH6.5～9.06.5～9.0BOD(mg/L)1010COD(mg/L)5050氨氮(mg/L)2010总大肠菌群(个/L)33过滤采用膜分离技术，膜分离技术是物质分离技术中的一个单元操作。膜法分离的最大特点是动力为压力，不伴随大量热量变化。因而有节能、可连续操作、便于自动化等优点。为开拓CASS工艺的出水回用领域，开发了一种新型过滤膜(盘片式过滤膜)，该膜具有通量大、寿命长、耐污染强度大、易于反冲洗等优点。工程应用表明具有良好的应用前景。由于小区污水中含有致病细菌，消毒后回用可确保使用安全，在膜过滤前进行消毒还有利于对膜的保护。消毒采用次氯酸钠消毒剂即可达消毒要求。污水处理量在1000m3/d以上时，其污泥处理一般采用浓缩后脱水处理的方法，小规模时由于所产污泥量少，一般浓缩后定期用大粪车外运填埋或作农肥。在多个工程应用基础上，近期推出的CASS+膜过滤工艺已经应用于装备指挥技术学院污水处理及回用(2000m3/d)、总参某部污水处理及回用(3000m3/d)和中华人民共和国济南海关污水处理及回用(100m3/d)等工程。在济南海关的污水工程设计中，充分利用所提供的地形，既保护了原有的绿化统一规划，又可以利用处理后的水进行绿化和冲洗车辆，节约了大量的自来水，使用户受益匪浅。 5结论在水资源日益紧缺的今天，将处理后的水回用于绿化、冲洗车辆和冲洗厕所，其应用前景广泛。周期循环活性污泥工艺具有出水水质稳定、处理效果好、操作管理运行简单的特点，实际运行中可以实现中央集中控制和现场手动自动控制，经过多个工程实际应用，该工艺的配套设备滗水器和水下射流曝气机已经成熟，其出水经过滤和消毒处理后可以达到中水回用的标准，根据实际需求，可以设计成地埋式或半地埋式，因此具有节省占地的优势。中水回用势在必行，周期循环活性污泥+膜过滤工艺为小区污水处理及回用提供了新的工艺和配套设备。 CASS工艺处理小区污水及中水回用

❸ 【污水处理厂工艺流程设计计算】 污水处理厂基本流程

1概述

1.1 设计依据

本设计采用的主要规范及标准：

《城市污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002） 》二级排放标准 《室外排水设计规范》（1997年版） （GBJ 14-87） 《给水排水工程概预算与经济评价手册》

1.2 设计任务书（附后）

2原水水量与水质和处理要求

2.1 原水水量与水质

Q=60000m3/胡携d

BOD 5=190mg/L COD=360mg/L SS=200mg/L NH 3-N=45mg/L TP=5mg/L

2.2处理要求

污水排放的要求执行《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002） 》二级排放标准：

BOD 5≤30mg/L COD≤100mg/L SS≤30mg/L NH 3-N ≤25（30）mg/L TP≤3mg/L

3污水处理工艺的选择

本污水处理厂水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002） 》二级排放标准，其污染物的最高允许排放浓度为：BOD 5≤30mg/L；COD ≤100mg/L；SS ≤30mg/L；NH 3-N ≤25（30）mg/L；TP ≤3mg/L。

城市污水中主要污染物质为易生物降解的有机污染物，因此常采用二级生物处理的方法来进行处理。

二级生物处理的方法很多，主要分两类：一类是活性污泥法，主要包括传统活性污泥法、吸附—再生活性污泥法、完全混合活性污泥法、延时活性污泥法（氧化沟）、AB 工艺、A/O工艺、A 2/O工艺、SBR 工艺等。另一类是生物膜法，主要包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法等工艺。任何工艺都有其各自的特点和使用条件。

活性污泥法是当前使用比较普遍并且有比较实际的参考数据。在该工艺中微生物在处理单元内以悬浮状态存在，因此与污水充分混合接触，不会产生阻塞，对进水有机物浓度的适应范围较大，一般认为BOD 5在150—400 mg/L之间时，都具有良好的处理效果。但是传统活性污泥处理工艺在处理的多功能性、高效稳定性和经济合理性方面已经难以满足不断提高的要求, 特别是进入90年代以来, 随着水体富营养化的加剧, 我国明确制定了严格的氨氮和硝酸盐氮的排放标准, 从而各种具有除磷、脱氮功能的污水处理工艺:如 A/O工艺、A 2/O工艺、SBR 工艺、氧化沟等污水处理工艺得到了深入的研究、开发和广泛的应用, 成为当今污水处理工艺的主流。

该地的污水中BOD 5 在190 mg/L左右, 要求出水BOD 5低于30mg/L。在出水的水质中,

不仅对COD 、BOD 5、SS 去除率都有较高的要求, 同时对氮和磷的要求也进一步提高. 结合具体情况在众多的污水处理工艺中选择了具有良好脱氮除磷效果的两种工艺—CASS 工 艺和Carrousuel 氧化沟工艺进行方案技术经济比较。

4污水处理工艺方案比选

4.1 Carrousuel氧化沟工艺(方案一)

氧化沟时二十世纪50年代由荷兰的巴斯维尔开发，后在欧洲、北美迅速推广，80年代中期，我国部分地区也建造了氧化沟污水处理工程。近几年来，处理厂的规模也发展到日处理水量数万立方米的工业废水及城市污水的大、中型污水处理工程。

氧化沟之所以能在近些年来裤孝伏得到较快的发展，在于它管理简便、运行稳定、流程简单、耐慎局冲击负荷、处理效果好等优点，特别是氧化沟具有特殊的水流混合特征，氧化

沟中的曝气装置只设在某几段处，溶解氧浓度较高，理NH 3-N 效果非常好，同时由于存在厌氧、好氧条件，对污水中的磷也有一定的去除率。

氧化沟根据构造和运行方式的不同，目前较多采用的型式有“Carrousel 型氧化沟”、“Orbal 型氧化沟”、“一体化氧化沟”和“交替式氧化沟”等，其中，由于交替式氧化沟要求自动化水平较高，而Orabal 氧化沟因水深较浅，占地面积较大，本报告推选Carrousel 氧化沟作为比选方案之一。

本设计采用的是Carrousel 氧化沟工艺. 其工艺的处理流程图如下图4-1所示: `

图4-1 Carrousel氧化沟工艺流程图

4.1.1污水处理系统的设计与计算

4.1.1.1进水闸门井的设计

进水闸门井单独设定, 为钢筋混凝土结构。设闸门井一座, 闸门的有效面积为1.8m 2, 其具体尺寸为1.2×1.5 m,有效尺寸为1.2 m×1.5 m×4.5 m。设一台矩形闸门。当污水厂正常运行时开启, 当后序构筑物事故检修时, 关闭某一闸门或者全部关闭, 使污水通过超越管流出污水处理厂。

4.1.1.2 中格栅的设计与计算

其计算简图如图4-2所示

(1)格栅间隙数:设栅前水深h=0.5m,过栅流速v=0.9m/s,栅条间隙宽度b=0.02m,格栅倾角α=60°，建议格栅数为2，一备一用。

Q max sin α0. 652⨯sin 60

=≈68个 n =

Nbhv 0. 02⨯0. 5⨯0. 9

(2)格栅宽度:设栅条宽度S=0.01m,

B=S(n-1)+bn=0.01×(68-1)+0.02×68=2.03≈2.00m

(3)进水渠道渐宽部分的长度：设进水渠道宽B 1=1.60m,其渐宽部分的展开角

α1=20（进水渠道内的流速为0.82m/s）,

l 1=

B -B 12. 0-1. 6

=≈0.56m 2tg α12tg 20



(4)栅槽与出水渠道连接处渐窄部分的长度：

l 2=

l 10. 56==0.28m 22

(5)通过格栅的水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面（β=2.42，K =3），

2

⎛S ⎫v h 1=β ⎪sin αK

b 2g ⎝⎭

4

3

0. 92⎛0. 01⎫

sin 600⨯3 =2. 42 ⎪⨯

19. 6⎝0. 02⎭

43

=0.103m

(6)栅后槽总高度：设栅前渠道超高h 2=0.3m,

H =h +h 1+h 2=0.5+0.103+0.3≈0.9m

(7)栅槽总长度：

L =l 1+l 2+0. 5+1. 0+

H 1



tg 60

0. 5+0. 3

=2.8m

tg 60

=0. 56+0. 28+0. 5+1. 0+

(8)每日栅渣量：在格栅间隙为20mm 的情况下，设栅渣量为每1000m 3污水产0.07 m 3，

W =

Q max W 1⨯864000. 652⨯0. 07⨯86400

=3. 29m 3/d＞0.2 m3/d =

1. 2⨯1000K Z ⨯1000

宜采用机械清渣。

图4-2 格栅计算示意图

4.1.1.3细格栅的设计与计算

其计算简图如图4-2所示

(1)格栅间隙数：设栅前水深h=0.5m,过栅流速v=0.9m/s,栅条间隙宽度b=0.006m,格栅倾角α=600，格栅数为2。

Q max 0. 652⨯sin 60

=≈109个 n =

Nbhv 2⨯0. 006⨯0. 5⨯0. 9

(2)格栅宽度：设栅条宽度S=0.01m,

B=S(n-1)+bn=0.01×(109-1)+0.006×109=1.73≈1.75m

(3)进水渠道渐宽部分的长度：设进水渠道宽B 1=1.6m,其渐宽部分的展开角α1=20

（进水渠道内的流速为0.82m/s）,

l 1=

B -B 11. 75-1. 60

=≈0.22m 2tg α12tg 20

(4)栅槽与出水渠道连接处渐窄部分的长度：

l 2=

l 10. 22

==0.11m 22

(5)通过格栅的水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面（β=2.42，K =3），

2

⎛S ⎫v h 1=β ⎪sin αK

b 2g ⎝⎭

4

3

0. 92⎛0. 01⎫

sin 600⨯3 =2. 42 ⎪⨯

19. 6⎝0. 006⎭

43

=0.51m

(6)栅后槽总高度：设栅前渠道超高h 2=0.3m,

H =h +h 1+h 2=0.5+0.3+0.51≈1.3m (7)栅槽总长度：

L =l 1+l 2+0. 5+1. 0+

H 1

tg 60

0. 5+0. 3

=2.41m

tg 60

=0. 22+0. 11+0. 5+1. 0+

(8)每日栅渣量：在格栅间隙为6mm 的情况下，设栅渣量为每1000m 3污水产0.07 m 3，

W =

Q max W 1⨯864000. 652⨯0. 07⨯86400

=1. 65m 3/d＞0.2 m3/d =

2⨯1. 2⨯1000K Z ⨯1000

宜采用机械清渣。

4.1.1.4 曝气沉砂池的设计与计算

本设计采用曝气沉砂池是考虑到为污水的后期处理做好准备。建议设两组沉砂池一备一用。其计算简图如图4-3所示。具体的计算过程如下：

(1)池子总有效容积：设t=2min,

V=Q max t ×60=0.652×2×60=78 m3

(2)水流断面积：

A=

Q max 0. 652

==9.31m2 0. 07v 1

沉砂池设两格，有效水深为2.00m ，单格的宽度为2.4m 。

(3)池长：

V 78L===8.38m，取L=8.5 m A 9. 31

(4)每格沉砂池沉砂斗容量：

V 0=0.6×1.0×8.5=5.1 m

(5)每格沉砂池实际沉砂量：设含砂量为20 m3/106 m3污水，每两天排一次，

3

20⨯0. 652

⨯86400⨯2=1.13〈5.1 m3

6

10⨯2

(6)每小时所需空气量：设曝气管浸水深度为2.5 m，查表得单位池长所需空气量为28 m3/(m·h),

q=28×8.5×(1+15%)×2=547.4 m3

图4-3 曝气沉砂池计算示意图

4.1.1.5 厌氧池的设计与计算

4.1.1.5.1 设计参数

设计流量为60000 m3/d，设计为两座每座的设计流量为30000 m3/d。 水力停留时间：

T =2h 。

污泥浓度：

X =3000mg/L

污泥回流液浓度：

V 0"=

X R =10000 mg/L

4.1.1.5.2 设计计算 (1)厌氧池的容积：

V =QT =30000×2/24=2500 m3

(2)厌氧池的尺寸：

水深取为h =5,则厌氧池的面积：

V 2500A ===500 m2。

h 5

厌氧池直径：

D =

4A

π

=

4⨯500

=25 m。 3. 14

考虑0.3的超高，故池总高为H =h +0. 3=5.3 m。 (3)污泥回流量的计算 回流比计算：

R =

X

=0.42

X R -X

污泥回流量：

Q R =RQ =0.42×30000=12600 m/d

4.1.1.6 Carrousel氧化沟的设计与计算

氧化沟，又被称为循环式曝气池，属于活性污泥法的一种。见图4-4氧化沟计算示3

4.1.1.6.1设计参数

设计流量Q=30000m3/d设计进水水质BOD 5=190mg/L； COD=360mg/L；SS=200mg/L；NH 3-N=45mg/L；污水水温T =25℃。

设计出水水质BOD 5≤30mg/L；COD ≤100mg/L；SS ≤30mg/L；NH 3-N ≤25（30）mg/L； TP ≤3mg/L。

污泥产率系数Y=0.55; 污泥浓度（MLSS ）X=4000mg/L;挥发性污泥浓度（MLVSS ）X V =2800mg/L; 污泥龄θc =30d; 内源代谢系数K d =0.055. 4.1.1.6.2设计计算

(1)去除BOD

氧化沟出水溶解性BOD 浓度S 。为了保证沉淀池出水BOD 浓度S e ≤30mg/L,必须控制所含溶解性BOD 浓度S 2，因为沉淀池出水中的VSS 也是构成BOD 浓度的一个组成部分。

S=Se -S 1

S 1为沉淀池出水中的VSS 所构成的BOD 浓度。

S 1=1.42(VSS/TSS)×TSS ×(1-e-0. 23⨯5) =1.42×0.7×20×(1-e-0. 23⨯5)

=13.59 (mg/L)

S=20-13.59=6.41(mg/L)

好氧区容积V 1。好氧区容积计算采用动力学计算方法。

V 1=

Y θc Q (S 0-S )

X V (1+K d θc )

=

0. 55⨯30⨯30000⨯(0. 16-0. 00641)

2. 8⨯(1+0. 055⨯30)

=10247m 3

好氧区水力停留时间：t=剩余污泥量∆X

Y

∆X=Q (S 0-S ) +Q (X 0-X 1) -QX e

1+K d θc

V 110247⨯24==8.20h

30000Q

=2096（kg/d）

去除每1kgBOD 5所产生的干污泥量=

∆X

=0.499（kgD S /kgBOD5）。

Q (S 0-S )

(2)脱氮

需氧化的氨氮量N 1。氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为12.4%，则用于生物合成的总氮量为：

0. 124⨯769. 93⨯1000N 0==3.82(mg/L)

25000

需要氧化的氨氮量N 1=进水TKN-出水NH 3-N-生物合成所需要的氨N 。

N 1=45-15-3.82=26.18(mg/L)

脱氮量NR=进水TKN-出水TN-生物合成所需要的氨N=45-20-3.82=21.18(mg/L) 脱氮所需要的容积V 2

脱硝率q dn(t)= qdn(20)×1.08(T-20)=0.035×1.08(14-20)=0.022kg 脱氮所需要的容积:

V 2=

脱氮水力停留时间t 2:

QN r 30000⨯21. 18

==10315 m3 q dn X v 0. 022⨯2800

t 2 =

氧化沟总体积V 及停留时间t:

V 2

=8.25 h Q

V=V1+V2=10247+10315= 20562m3

t=V/Q=16.45 h

校核污泥负荷N =

QS 025000⨯0. 16

==0.083[kgBOD 5/(kgMLVSS ∙d )] XV 2. 8⨯17135

(3)氧化沟尺寸：取氧化沟有效水深为5m ，超高为1m ，氧化沟深6m 。

V

=20562/5=4112.4m 2 h

单沟宽10m ，中间隔墙宽0.25m 。则弯道部分的面积为：

2⨯10+0. 2523π()

3⨯10+3⨯0. 252A 1=+() π⨯10=965.63m

22

直线段部分的面积:

氧化沟面积为A=

A 2=A -A 1 =4112.4-965.63=3146.77 m2

单沟直线段长度：

L=

A 23146. 77

==78.67m ，取79m 。 4⨯104⨯b

进水管和出水管：污泥回流比R=63.4%，进出水管的流量为：Q 1=(1+R ) Q =1.634×

30000m /d=0.568 m /s，管道流速为v =1.0m/s。

3

3

则管道过水断面：

A=

管径d=

Q 0. 568==0.568m 2 v 1

4A

π

=0.850m, 取管径850mm 。

校核管道流速：

v=

(4)需氧量

Q

=0.94m A

实际需氧量：

AOR=D1-D 2-D 3+D4-D 5

去除BOD 5需氧量：

D 1=a "Q (S 0-S ) +b "VX =7754.03(kg/d) （其中a "=0.52，b "=0.12）

剩余污泥中BOD 5需氧量：

D 2=1. 42⨯∆X 1=1131.64(kg/d)

剩余污泥中NH 3-N 耗氧量：

D 3=4. 6⨯0. 124⨯∆X =454.57(kg/d) （0.124为污泥含氮率）

去除NH 3-N 的需氧量：

D 4=4.6×（TKN-出水NH 3-N ）×Q/1000=3450(kg/d)

脱氮产氧量：

D 5=2.86×脱氮量=1514.37(kg/d)

AOR= D1-D 2-D 3+D4-D 5=8103.45(kg/d)

考虑安全系数1. 2，则AOR=8103.45×1. 2=11344.83(kg/d) 去除每1kgBOD 5需氧量=

AOR

Q (S 0-S )

11344. 83

25000⨯(0. 16-0. 00641)

=

=2.95（kgO 2/kgBOD5）

标准状态下需氧量SOR

SOR=

AOR ∙C S (20)

α(βρC S (T ) -C ) ⨯1. 024

(T -20)

（C S （20）20℃时氧的饱和度，取9.17mg/L；T=25℃；C S(T)25℃时氧的饱和度，取 8.38mg/L；C 溶解氧浓度，取2 mg/L；α=0.85；β=0.95；ρ=0.909）

SOR=

11344. 83⨯9. 17

=20764.89(kg/d) (25-20)

0. 85⨯(0. 95⨯0. 909⨯8. 38-2) ⨯1. 024

∆SOR

=5.41（kgO 2/kgBOD5）

Q (S 0-S )

去除每1kgBOD 5需氧量=

曝气设备的选择：设两台倒伞形表面曝气机，参数如下： 叶轮直径：4000mm ；叶轮转速：28R/min；浸没深度：1m ； 电机功率：210KW ；充氧量：≥2.1kgO 2/(kW·h)。

4.1.1.7二沉池的设计与计算

其计算简图如图4-5所示

4.1.1.7.1设计参数

Q max =652 L/s=2347.2 m 3/h;

氧化沟中悬浮固体浓度 X =4000 mg/L;

二沉池底流生物固体浓度 X r =10000 mg/L;

污泥回流比 R=63.4%。

4.1.1.7.2 设计计算

(1) 沉淀部分水面面积 F 根据生物处理段的特性，选取二沉池表面负荷q=0.9m3 /(m2·h), 设两座二次沉淀池 n =2.

F =Q max 2347. 22==1304(m) nq 2⨯0. 9

(2)池子的直径 D

D =4F

π=4⨯1304

π=40. 76(m)，取D =40m 。

(3)校核固体负荷G

24⨯(1+R ) QX 24⨯（1+0. 634）⨯30000⨯4000G == F 1304

=141.18 [kg/(m2·d)] (符合要求)

(4) 沉淀部分的有效水深h 2 设沉淀时间为2.5h 。

h 2=qt =0.9×2.5=2.25 (m)

(5) 污泥区的容积V

V =2T (1+R ) QX 2⨯2⨯(1+0. 634) ⨯30000⨯4000 =24⨯(X +X r ) 24⨯(10000+4000)

=1945.2 (m3)

(6)污泥区高度h 4

污泥斗高度。设池底的径向坡度为0.05，污泥斗底部直径D 2=1.6m，上部直径D 1=4.0m，倾角为60°，则：

"= h 4D 1-D 24. 0-1. 6⨯tg 60°=2.1(m) ⨯tg 60°=22

11

V 1=2)πh 1"⨯(D 12+D 1D 2+D 2

12=13.72 (m3)

圆锥体高度

""＝h 4D -D 140-4⨯0. 05＝0.9(m) ⨯0. 05＝22

V 2=

=

竖直段污泥部分的高度 ""πh 412⨯(D 2+DD 1+D 12) ⨯(402+40⨯4+42) =418.25(m3) π⨯0. 912

"""=h 4V -V 1-V 21945. 2-13. 72-418. 25==1.16(m) 1304F

"+h 4""+h 4"""=2.1+0.9+1.16=4.16(m) 污泥区的高度h 4=h 4

沉淀池的总高度H 设超高h 1=0.3m，缓冲层高度h 3=0.5m。

则 H =h 1+h 2+h 3+h 4=0.3+2.25+0.5+4.16=7.21m

取H =7.2 m

4.1.1.8接触池的设计与计算

采用隔板式接触反应池。其计算简图如图4-5所示。

水力停留时间：t=30min

12

平均水深：h =2.4m。

隔板间隔：b=1.5m。

池底坡度：3%

排泥管直径：DN=200mm。

4.1.1.8.2设计计算

接触池容积：

V =Qt =0.652×30×60=1174 m 3

水流速度：

v =Q 0. 652==0. 18 m/s hb 2. 4⨯1. 5

表面积：

Q 1174==489. 2 m2 h 2. 4

廊道总宽度：隔板数采用10个，则廊道总宽度为B=11×b=11×1.5=16.5m。 接触池长度：

F 489. 2L ===29.6m取30m 。 B 16. 5

水头损失，取0.4m 。 F =

13

❹ CASS工艺和CAST工艺是不是同一种工艺吗,适不适合用来处理农村生活污水

不是同一种工艺。两种都不太适合用来处理农村生活用水，但如果硬要比较，CASS工艺相比较而言更能够符合农村生活污水处理的运营要求。

1、CASS（Cyclic Activated Sludge System）工艺

CASS工艺是在序批式活性污泥法（SBR）基础上，将反应池沿长度方向分为预反应区和主反应区两部分，并在主反应区后部安装了可升降的滗水装置，实现了连续进水间歇排水的周期循环运行，集曝气沉淀、排水于一体的一种污水废水处理工艺。

CASS工艺运行过程包括充水-曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段，是一个厌氧/缺氧/好氧交替运行的过程，具有一定脱氮除磷效果，废水以推流方式运行，而各反应区则以完全混合的形式运行以实现同步硝化一反硝化和生物除磷。

具有工艺流程简单，占地面积小，投资较低，生化反应推动力大，沉淀效果好，运行灵活，抗冲击能力强，不易发生污泥膨胀，适用范围广，适合分期建设，剩余污泥量小，性质稳定等优点。

2、CAST（Cyclic Activated Sludge Technology）工艺

CAST工艺是一种在SBR工艺的基础上，增加了选择器及污泥回流设施，并对时序做了一些调整，从而大大提高了SBR工艺的可靠性及效率的生活污水处理工艺。

将SBR处理池分为了生物选择区、兼氧区和主曝气区三部分，运行阶段可划分为进水搅拌或曝气阶段、曝气阶段、静置沉淀阶段和排气（闲置）阶段这四个阶段，能间歇性地和周期性地循环操作。

CAST工艺相比较于CASS工艺，在SBR工艺基础上做了进一步的改进。进水方式从沉淀阶段可以进水变为沉淀阶段不能进水，在选择区和主曝气区的之间加入了兼氧区，系统更为复杂，但是提高了CASS工艺的除氮和除磷效率。

农村生活污水处理需要污水处理工艺具有低成本，小规模以及较好的处理效果等优点。因此CASS工艺相比较而言更能够符合农村生活污水处理的运营要求，而CAST工艺因为系统较为复杂，尽管处理效果更佳，但是不如CASS工艺对农村生活污水的处理好。

尽管如此，现有污水处理方法并不适合农村生活污水处理，真正适合农村生活污水的处理工艺还有待研究和开发。

(4)污水处理厂课程设计cass扩展阅读

适合处理农村生活污水的几种方法

1、人工湿地处理

人工湿地处理系统总体来说，即将生活污水有控制地投配到土壤经常处于饱和状态、生长有沼泽生植物的土地上，利用植物根系的吸收和微生物的作用，并经过多层过滤，来达到降解污染、净化水质的目的。

生活污水湿地处理系统分自然和人工湿地处理系统，自然湿地就是自然的沼泽地，人工湿地污水处理技术是一种基于自然生态原理，使污水处理达到工程化、实用化的新技术。这是一种将污水净化的天然与人工处理相结合的复合工艺。

2、地下土壤渗滤净化

土壤渗滤处理系统是一种人工强化的污水生态工程处理技术，它充分利用在地表下面的土壤中栖息的土壤动物、土壤微生物、植物根系以及土壤所具有的物理、化学特性将污水净化，属于小型的污水土地处理系统。适用于村镇小型的污水处理工程。

3、好氧生物处理

好氧生物处理系统是新农村污水处理中较为常用的一种处理技术。该种方法就是通过风机等设备给污水输氧，培养生物菌种和微生物，利用菌种和微生物把污水中的大部分有机物分解为无污染的物质，使污水得以净化排放。污水处理工程中，好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法两大类。

生物处理法和自然处理系统比较，占地面积小，抗气候等外界影响的能力强，建设的地点选择范围大，处理稳定，处理效率高，但基建投资、运行成本等相对较高。

4、厌氧生物处理

我国从上个世纪80年代开始开展生活污水厌氧生物法的开发和研制工作，许多形式各异的无动力或微动力的低能耗型一体化污水处理装置得到应用。微动力地埋式生活污水处理装置采用厌氧生物膜技术，此类技术普遍能耗较低，在分散式污水处理项目中优势显著。

❺ 污水处理的CASS工艺是怎样脱氮除磷的

1.CASS工艺，我曾参来观和了解过，源但是具体的操作我没有涉及，所以对你的帮助可能有限的，请见谅！！ 2.CASS工艺有点像我们比较了解的SBR工艺，属批次处理范畴。为了提高脱氮除磷的效果并抑制丝状菌的增生。曝气池前又加设了厌氧和缺氧段。 3.设计中应该根据水量和负荷来确定各池的大小及比例。 4.出水堰大多由泌水器代替的，保证排水时液面均匀下降。排水量可根据设定的排水时间来确定选择。 5.所用到的设备与SBR工艺接近，泌水器和厌缺氧段的潜水式搅拌机要设置的。当然还要一套自动控制装置。 6.污泥培养也没有太大的特殊之处，首先接种污泥，24小时闷曝，而后正常曝气（不要过度）先少量排水少量进水，然后逐渐提高进水即可。 7.调试和运行过程中要自己总结合理的操控参数，如进水、反应、沉淀、泌水的时间；回流污泥量等。 8.曝气装置选择，对曝气头选择应保证沉淀时不堵塞，也可选射流曝气器，搅拌和充氧都比较好，也很少发生堵塞。

❻ 污水处理中的CAAS工艺，具体工艺流程是什么其中好像还有个MBR池，它在系统中主要起什么作用

1.1 CASS工艺运行原理
CASS工艺运行原理
CASS工艺是将序批式活性污泥法（SBR）的反应池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区。在主反应区后部安装了可升降的滗水装置，实现了连续进水间歇排水的周期循环运行，集曝气沉淀、排水于一体。CASS工艺是一个好氧/缺氧/厌氧交替运行的过程，具有一定脱氮除磷效果，废水以推流方式运行，而各反应区则以完全混合的形式运行以实现同步硝化一反硝化和生物除磷。
CASS工艺流程
对于一般城市污水，CASS工艺并不需要很高程度的预处理，只需设置粗格栅、细格栅和沉砂池，无需初沉池和二沉池，也不需要庞大的污泥回流系统（只在CASS反应器内部有约20%的污泥回流）国内常见的CASS工艺流程如图1所示。
编辑本段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 主要设计参数 人口当量
37500 300000 600000
CASS池数 2 4 8
单池面积/m 772 2552 2352
最小充水比 VR 0.33 0.19 0.33
最小停留时间/h 9.1 16.8 11.9
最大设计流量/m/d 18546 85000 192000
BOD5/kg/d 2255 15000 37140
TKN/kg/d 382 3500 3518
TSS/kg/d 3377 15000 30400
P/kg/d 77 900 550
循环次数/次/（d·池） 6 6 6
充水-曝气时间/h 2 2 2
充水-沉淀时间/h 1 1 1
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。

❼ 深度解析CASS工艺（周期循环活性污泥法）

CASS工艺是将序批式活性污泥法(SBR)的反应池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区。在主反应区后部安装了可升降的滗水装置，实现了连续进水间歇排水的周期循环运行，集曝气沉淀、排水于一体。CASS工艺是一个厌氧/缺氧/好氧交替运行的过程，具有一定脱氮除磷效果，废水以推流方式运行，而各反应区则以完全混合的形式运行以实现同步硝化一反硝化和生物除磷。
CASS工艺流程介绍
对于一般城市污水，CASS工艺并不需要很高程度的预处理，只需设置粗格栅、细格栅和沉砂池，无需初沉池和二沉池，也不需要庞大的污泥回流系统(只在CASS反应器内部有约20%的污泥回流)国内常见的CASS工艺流程如图1所示。
（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。
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。
（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仔滑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念好腊达标排放，达到抗冲击负荷的目的。在暴雨时。可经受平常平均流袜塌量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10mgO2/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。
CASS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。
（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。
（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。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。
（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，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，但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。
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。
CASS工艺与其他工艺比较
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。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，最大限度降低了排水时水流对底部沉淀污泥的扰动。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。
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。
CASS工艺的设计
1、CASS反应器的主要设计参数
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。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。
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
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，操作灵活、运行稳定性高。
(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。
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