浙江桐乡申和水务污水处理厂CASS系统设计应用实践

王宝平　何振宇

摘 要：基于经济快速发展给城市水环境带来的影响，分析了兴建污水处理厂的必要性。结合CASS系统的工艺特点，以桐乡市污水处理厂为例，分析了CASS系统的设计和应用实践，详细阐述了CASS的工艺特点。

关键词：桐乡市；污水处理厂；CASS系统；应用实践

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）24-0107-02

随着我国国民经济的快速发展，工业废水和生活污水的排放量不断增多，在一定程度上给水资源带来了影响，给地区经济发展和人民生产生活造成了威胁。基于此，兴建污水处理厂对污水进行治理势在必行。本文结合桐乡市申和水务污水处理厂工程的实践，对CASS系统的设计和应用展开讨论。

1 桐乡申和水务污水处理厂工程简介

桐乡市位于浙江北部杭嘉湖平原腹地，城市布局按照“一城、两分区、二片”的布局展开。由于桐乡市经济开发区以工业企业为主，单位人口的综合用水量指标大于一般城市的平均水平，地表水污染较为严重，磷、氨、氮等污染物超标，且与水体功能规划III类标准相差较大，因此，桐乡申和水务污水处理厂工程启动，并采用CASS生物处理工艺。

2 CASS工艺简介

CASS工艺（Cyclic Acitivated Sludge System）是一种循环式活性污泥法，整个工艺为间隙式反应器。在此反应器中，活性污泥法过程按曝气和非曝气阶段不断重复进行。该法将生物反应过程和泥水分离过程结合在一个池子中，是一种“充水和排水”的活性污泥法系统，进厂污水按一定的周期和阶段在各个生物池中得到处理。CASS方法在20世纪70年代开始得到研究和应用，随着电子计算机的应用和自动化控制技术的日益普及，间歇运行的CASS工艺由于其投资和运行费用低、处理性能好、占地小，尤其是其优异的脱氮除磷功能而越来越得到重视，该工艺已被广泛用于城市污水和各种工业废水的处理。

3 应用实践

根据上述工程简介，桐乡申和水务污水处理厂工艺主要以去除污水中的悬浮固体、BOD5、COD、TN、TP、NH4-N等有机污染物。根据进水水质、出水水质要求和预测的污水特点，确定采用CASS生物处理工艺。

3.1 基本组成和运行步骤

CASS反应池主要由生物选择器（预反应区）、辅助曝气区、主曝气区、污泥回流/排除剩余污泥系统和撇水装置五部分组成。CASS法预反应区容积较小，是设计更加优化、合理的生物选择器。该工艺将主反应区中部分污泥回流至选择器中，在运作方式上为排水阶段不进水，使排水的稳定性得到保障，最大限度地降低了出水的SS浓度。

CASS反应池预反应区（生物选择器）的设置和回流污泥措施保证了活性污泥不断地在选择器中经历一个高絮体负荷（S0/X0）阶段，从而有利于系统中絮凝性细菌的生长，提高污泥活性，使其快速去除污水中溶解性、易降解的有机污染物，进一步有效抑制丝状细菌的繁殖。在辅助曝气区与主曝气区之间设置隔墙，最大限度地减小了沉淀阶段进水对污泥沉降的水力干扰，可保证系统有良好的分离效果。

3.2 系统设计

本期工程CASS生物池土建实施3格，其中2格用于生物处理、安装滗水器；另1格作为缓冲水池，用于临时储存另外2格CASS生物池的出水，此格内近期安装了2台出水泵。CASSTM生物池按照设定周期循环运行，每个工作周期包括四个阶段：曝气（进水）、沉淀（进水）、滗水和闲置。

在正常设计进水水质的情况下，CASS生物池按常规周期运行，以4 h为一个工作周期，即曝气（进水）2 h、沉淀1 h、滗水1 h。在进水水质远高于正常设计值时，启用加长周期运行，周期暂定为6 h，即曝气（进水）3.5 h、沉淀（进水）1 h、滗水1.5 h。

CASS工艺每一操作循环包括进水/曝气阶段、进水/沉淀阶段、撇水阶段和闲置阶段四个过程阶段。各个阶段组成一个循环，并不断重复。循环开始时，由于采用间歇进水方式，池子中的水位由某一最低水位开始上升，经过一定时间的曝气和混合后，停止曝气，此时污水仍连续进入CASS 反应池。由于反应池容积较大，池内水位缓慢上升，活性污泥开始絮凝，并在一个相对静止的环境中沉淀。完成沉淀阶段后，停止CASS反应池进水，然后由滗水器排出已处理的上清液，使水位下降到池子所设定的最低水位，然后再重复上述过程。为保证反应池内污泥的浓度和污泥量，需排出相应的剩余污泥。排除剩余污泥一般在沉淀阶段结束后进行，排出的污泥浓度可达10 g/L左右。

3.3 具体流程

污水经城区排水管网收集后送至厂内进水泵房，经粗格栅截留污水中大块悬浮物，然后由提升泵送至出水井，用细格栅截留污水中的悬浮物，最后进入旋流沉砂池。去除砂砾后，出水进入调节池进行混合均质调节。调节池出水经配水渠道分配进入CASS生物池。在生物池内，经过厌氧选择、曝气等处理过程和微生物的新陈代谢作用，降解各种污染物。在沉淀和滗水阶段，生物池内的混合液开始泥水分离，上清液（处理后的污水）由滗水器收集，经出水管道输送入混凝气浮池。在气浮池，通过加药混凝气浮，进一步去除色度、悬浮物和TP等，出水经紫外线消毒渠道和计量渠道，由退水管最终排入长山河。

粗、细格栅拦截的栅渣经螺旋输送机与沉砂池的出砂和气浮池的浮渣一并外运处理。回流污泥经潜污泵提升至CASS TM生物池前端的选择池，剩余污泥由潜水泵提升至贮泥池，再由螺杆泵送至带式浓缩脱水机进行机械浓缩脱水。脱水后的泥饼由螺旋输送机送至污泥堆棚外运处置。混凝气浮池作为出水达标的保证措施，主要用于去除出水的色度，如果前面CASSTM生物池出水已到达水质要求，则不启用气浮池。

一期工程中，CASSTM生物池只安装、运行2座，由于CASSTM生物池运行时序的安排，总出水为间歇式，待二期工程实施后，可保证生物池总出水的连续、平稳。因此，为了保证一期工程气浮池连续进水，特设置中间水池作为缓冲。本次工程提前建设1座二期工程的CASS生物池作为一期工程的缓冲池。二期工程实施后，缓冲池失去作用，将其改造为CASS生物池使用。

4 结束语

污水处理工程是城市基础建设的重要环节，也是衡量城市建设现代化水平的标志。有必要大力发展CASS工艺，提升污水处理水平，以不断改善城市环境，推动城市化进程，提升居民的健康水平。