CASS工艺分析论文

河北XXXXXX学院毕业论文论文题目：CASS工艺分析

系别环境与化学工程系

专业年级201X级给排水工程技术学生姓名XX学号321213020XX 指导教师郑XX职称教授

日期2016.05.16

目录

一、概述 (1)

（一）发展及应用 (1)

（二）降解原理及运行过程 (2)

二、技术特征及设计中的问题 (2)

（一）水量平衡 (2)

（二）控制的方式的选择 (2)

（三）曝气方式的选择 (3)

三、优缺点 (3)

（一）优点 (3)

1、流程简单、占地面积小、成本低 (3)

2、良好的脱氮除磷效果 (3)

3、运行灵活，抗冲击能力强 (3)

4、污泥量少，处理方便 (3)

5、不易发生污泥膨胀 (4)

6、操作管理及维修简单 (4)

7、适用范围广，适合分期建设 (4)

（二）缺点 (4)

（三）经济性 (4)

四、结论 (4)

参考文献 (5)

毕业论文（设计）成绩评定表 (6)

CASS工艺分析

XX 201X级给排水工程技术

【摘要】氮是导致水体富营养化和环境污染的一种重要污染物质，许多传统水处理工艺对氨氮的处理效率很低，除水中的氨氮严重超标。达不到水质的要求，影响着人类身体健康和对环境的危害，如何有效的脱氮是当前水处理面临的一个问题，Cass工艺是SBR工艺的一种改进。具有具有占地面积小、工艺流程简单、运行方式灵活、易于控制、对水质水量适应性强、能同时除磷脱氮等优点。

【关键词】Cass工艺硝化除磷脱氮

引言

随着电子和自动化技术的发展，Cass工艺已经广泛应用于欧美等许多国家的城市污水和工业废水的处理中，对于废水水质日益复杂的当今社会，Cass是一种较有发展前途的废水生物处理工艺。

一、概述

（一）发展及应用

Cass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，是循环活性污泥技术的一种形式，是将活性污泥法和生物选择器原理有机地结合起来，设有一个分建或合建式生物选择器，以序批式曝气-非曝气方式运行的充-放式间歇活性污泥处理工艺。

表1 采用Cass工艺的污水处理厂

项目名称处理规模，（m3/d）运行状况

1.北京经济开发区污水厂2×104投入运行

2.潮州市碧浪污水处理厂1×104投入运行

3.遵义市污水处理厂30×104投入运行

4.清镇朱家河污水处理厂25×104正在建设

5.扬州市污水处理厂10×104正在建设

6.宜宾市南岸污水处理厂5×104正在建设

7.攀枝花污水处理厂2×104正在建设

8.南充市污水处理厂12×104正在建设

9.佳木斯污水处理厂10×104完成环评

10.安徽天井啤酒厂5000 通过验收

11.浙江银燕生化集团2000 通过验收

2.1×104通过验收

12.鲁抗集团千吨齐霉素

工程

13.海拉尔市啤酒废水处

5000 通过验收

理站

14.北京航天城污水处理

7200 通过验收

站

15.洛阳石化总厂1×104通过验收

（二）降解原理及运行过程

Cass是在SBR的基础上发展起来的，即在SBR池内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反应池主要由生物选择区和主反应区两部分组成。

生物选择区设置在前段的进水区，有利于通过酶的快速转移和迅速吸收以去除部分易降解的溶解性有机物，同时产生基质积累和再生过程，促进了系统选择出絮凝性细菌，其容积约占整个池子的10%-15%，通常在厌氧或者兼氧条件下运行。进入反应器的污水和从主反应区内回流的活性污泥（回流量约为日平均流量的20%）在此相互混合接触。生物选择器是按照活性污泥种群组成的生物反应动力学原理而设置的，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符合的基质降解阶段，以完成整个基质降解的全过程和污泥再生。可有效地抑制污泥膨胀，提高系统的稳定性，在生物选择器中不仅可以充分利用活性污泥的快速吸附作用，而且可加速使污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放。同时，由于回流带入硝化态氮，可发生比较明显的反硝化作用，其反硝化量可以达整个系统反硝化量的20%左右。另外，还可以调节生物选择器的比例，使其定容运行或变容运行。

主反应区则是最终去除有机底物的主场所。运行过程中，通常将主反应区的曝气强度以及曝气池中的溶解氧强度加以控制，溶解氧DO控制在2.5mg/l左右，以使反应区内主体溶液处于耗氧状态，而活性污泥结构内部则基本处于缺氧状态，溶解氧向污泥絮体内的传递受到限制，而较高的硝酸盐则能较好地由污泥内向主体溶液传递，有效地进行反硝化反应，从而使主反应区中能同时发生有机污染物的降解以及同步硝化反硝化反应。

二、技术特征及设计中的问题

（一）水量平衡

工业废水和生活污水的排放通常是不均匀的，为了充分发挥Cass反应池的作用，在选择设计流量时应充分考虑，避免进水量不足和进水量过多引起的反应器不正常运行。当水量波动较大时，应考虑设置调节池。

（二）控制的方式的选择

Cass工艺的日益广泛应用，得益于自动化控制技术的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在编程控制与微机集中控制相结合，同时为了保证Cass工艺的正常运行，所有设备应设有自动控制系统和手动控制两种控制方式，以防在一种操作方式发生故障时可以采用另一操作方式进行控制。

（三）曝气方式的选择

Cass工艺在沉淀阶段污泥容易进入曝气头内部，增大再次曝气的管道阻力，还会造成曝气微孔的堵塞，所以在选择曝气头时应尽量采用不堵塞的曝气形式，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DO浓度等情况适当开启不同的台数，达到在满足废水处理水质要求的前提下节约能耗的目的。

三、优缺点

（一）优点

1、流程简单、占地面积小、成本低

Cass工艺与其他工艺相比具有一定的经济优势，Cass工艺的核心建筑物是Cass反应池，不设独立的二沉池、刮泥系统和较大规模的污泥回流泵站，建设费用低，比普通曝气法可节省25%；采用组合式模块结构，布置紧凑，占地面积可减少35%；自动化程度高，管理方便，脱氮除磷不需要另加药剂，运行费用省25%左右。

2、良好的脱氮除磷效果

废水的脱氮除磷要求经历厌氧-缺氧-耗氧这样一个过程，而Cass工艺能根据不同的净化目的，通过不同的控制手段，灵活的运行，实现耗氧、缺氧和厌氧相互交替的各种运行环境。首先生物选择器的设置为脱氮除磷创造了有利条件。来自主反应区高浓度污泥和废水充分混合，污泥中的反硝化菌以污水中的有机物为碳源，使硝态氮转化为氮气，以减少废水中氮的含量，以实现脱氮。聚磷菌在厌氧条件下进行释放。获得一定的能量吸收废水中的有机酸并储存于细胞内，为好氧条件下摄磷创造条件。其次，可以对主反应区的曝气强度进行控制，使溶液处于好氧而活性污泥内部则基本处于缺氧状态，从而可以实现同步硝化和反硝化。最后还可通过控制合适的曝气量和曝气时间、沉淀时间、污泥龄以及提高污泥浓度等措施，为硝化细菌和反硝化细菌创造适宜的条件，提高脱氮除磷的效率。因此，Cass工艺具有良好的脱氮除磷效果。

3、运行灵活，抗冲击能力强

Cass工艺的变容运行提高了系统对水量对质变化的适应性；另外，可根据进出水水质及污水水量的变化灵活调整各阶段长短，达经济运行的目的，当进水量浓度较高时，也可通过延长曝气时间来实现达标排放，抗冲击能力强，在暴雨时可经受平常平均流量6倍的高峰流量冲击，而不是需要独立的调节池，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的2-3倍，Cass工艺的处理效果仍然令人满意。

4、污泥量少，处理方便

Cass工艺产生的剩余污泥量少，污泥稳定性好，脱水性能良好。一般情况下，去除1kgBOD可产生0.2-0.3kg剩余污泥，为传统活性污泥法的60%左右。由于污泥在Cass反应池中已得到一定程度的消化，剩余污泥的耗氧速率一般在10mgO/(gMLSS·h)以下，一般不需要再经稳定化处理，可直接脱水后处置。

5、不易发生污泥膨胀

Cass系统在时间上存在着有机物的浓度梯度。在进水期，系统的有机物浓度高，有利于菌胶团形成菌的生长，使耐低基质浓度的丝状菌的生长处于竞争劣势。而在生化反应期后，虽然基质浓度低，但可以通过调整供氧量使溶解氧维持较低水平，从而抑制丝状菌的生长。另外由于Cass系统周期运行，使微生物处于缺氧/好氧交替变化之中，有利于曝气池中菌胶团菌属的培养，抑制了丝状菌的生长和繁殖，防止污泥膨胀。

6、操作管理及维修简单

Cass工艺流程简单，大大减少了设备的管理和维修的工作量。工艺操作利用微机使处理过程按自动化方式运行。控制系统不但能按照工艺条件开启或关闭各台设备，使各反应池交替完成曝气、沉淀及进水处理阶段，还能执行必要的逻辑运算和判断功能当系统受到大流量冲击时，处理系统会自动转入非常周期运行，及时地将处理水排出反应池，保证出水水质。与传统工艺相比，Cass工艺污水处理厂的操作人员可减少40%左右，维修和管理费用也显著降低。

7、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，可以采用在反应池的低位运行或投入部分反应池运行等多种灵活的操作方式；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。

（二）缺点

主要缺点：Cass工艺采用间歇周期运行，使曝气、搅拌、排水、排泥等设备闲置率较高，增加了设备费用和装机容量因采用降堰排水，水头损失大。由于自动化程度高，故对操作人员的素质要求也高。

（三）经济性

从Cass工艺投入运行的实力分析，该工艺日处理水量小则几百立方米，大则几十立方米，只要设计合理，与其他方法相比具有一定的经济优势。首先，建设费用低，比普通曝气法省25%，无初沉淀池、二沉淀池。其次，占地面积少，比普通曝气法省20%-30%；另外，曝气是间断的，曝气时间还可根据水质、水量变化灵活调整，自动化程度高，管理方便，脱氮除磷不需要另加药剂。这些均为降低运行成本创造了条件，所以其运行费用一般比普通曝气法省25%。总体而言，工艺与普通曝气法相比具有绝对的经济优势。

四、结论

活性污泥是由不同的微生物组成的，在不同的环境中微生物的种类和数量不同，为了达到理想的处理效果，必须对污泥进行培养和驯化。硝化菌是自养型细

菌，比增长速率比异养型细菌的比增长速率小1个数量级，因此它的世代时间较长，大约是一个月左右。废水中溶解氧浓度的高低，对硝化反应和反硝化反应进行的程度有重要影响，为了同时满足有机物和硝化反应的耗氧需要，曝气池中溶解氧浓度不应低于2.5mg/l。由于Cass系统中硝化和反硝化反应在同一反应器中进行，为了避免反硝化阶段溶解氧过高，阻碍反硝化效果，溶解氧也不应太高。

参考文献

[1]中国环境状况公报，2010.

[2]孙锦宜.含氮废水处理技术与应用.北京.化学工业出版社环境科学与工程出版中心，2012.

[3]姜文来.水资源价值论北京科学出版社，2010.

沈振容.中国农业水危机对策研究.北京中国农业科技出版社，2014:1-38.

[4]徐亚同.废水中氮磷的处理.上海:华东师范大学出版社，2011.

[5]王建龙生物脱氮新工艺及其技术原理.中国给水排水，2009，Vol.16，No.2:25-28

河北工业职业技术学院

毕业论文（设计）成绩评定表

姓名周辉系别环境与化学工程系专业13给排水工程技术

论文（设

计）题目

Cass工艺分析

评

语

指导教师（签字）：

年月日答

辩

委

员会意见

评定级别：

答辩委员会成员（签字）：

年月日

毕业

实践

领导

小组

意见

组长（签字）：

年月日