摘要：本文結合工程實例，著重探討了重慶市某污水處理廠工程設計概況和采用的循環式活性污泥法CASS工藝，對培菌過程進行了詳細介紹，分析了該污水廠運行過程中出現的問題，并提出了改進措施，具有一定的參考借鑒意義。
　　關鍵詞：污水處理；CASS工藝；運行
　　
　　1工程概況
　　重慶市某污水處理廠設計規模為日處理污水4.0×104m3/d，其中一期工程設計規模為2.0×104m3/d，采用周期循環活性污泥法(CyclicActivatedSludgeSystem，簡稱CASS工藝)。工程占地面積2.94×104m2，納污面積7.81km2，服務人口8.2萬人，排水體制為合流制，考慮截流倍數1.0，污水經截流后輸送至污水處理廠，處理后尾水排放執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B標準，受納水體為嘉陵江。
　　2工藝流程
　　圖1為該污水處理廠工藝流程示意圖。

                                 
　                                                                                     　圖1CASS工藝流程圖
　　污水經粗、細格柵間及旋流沉砂池預處理后，進入CASS反應器前段小容積的生物選擇區，通常在厭氧或兼氧條件下運行，之后進入預反應區（兼氧區），對水質、水量變化進行緩沖，促進磷的進一步釋放和強化反硝化作用，最后進入主反應區，在好氧條件下進一步去除有機污染物。設計進﹑出水水質如表1。
　　表1CASS工藝設計進出水水質（mg/L）

                      
　　CASS池是污水處理廠生物處理的核心，它在SBR的基礎上演變而來的，其工作原理是在反應器的前部設置了生物選擇區，后部設置了可升降的自動潷水裝置，其工作過程可分為曝氣、沉淀和排水三個階段，三個階段均在同一池子內周期性循環進行。生物選擇區和反應區之間由隔墻隔開，污水連續進入預反應區（兼氧區），在預反應區內，微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經歷一個高負荷的基質快速積累過程，對進水水質、水量、pH和有毒、有害物質起到較好的緩沖作用；隨后經過隔墻進入主反應區，在主反應區經歷一個較低負荷的基質降解過程，在保證供氧的條件下，完成對污水中有機物質的微生物降解，再經過靜置沉淀，潷水，從而使有機物得以去除。根據進水水質及在線監測儀表可對運行參數進行調整。圖2為CASS反應池構造簡圖。

                                   
　　                                                                                           圖2CASS反應池構造簡圖

                       
　　2.1預處理
　　預處理單元包括粗格柵間、污水提升泵站、細格柵間及旋流沉砂池。粗格柵除污機采用2臺回轉式格柵，單臺寬1100mm，柵條間隙20mm，安裝角度75°。污水提升泵站為全地下式，采用3臺潛水泵，單臺流量680～850m3/h,揚程11m，功率45kW，2用1備。回轉式細格柵除污機2臺，柵槽寬900mm，柵條間隙5mm，安裝角度60°。旋流沉砂池2座，單座直徑3050mm，鋼筋砼結構。此階段主要作用是通過格柵除污機和沉砂池，將污水中的漂浮物和硬質細小顆粒物質初步除去，保護后續工藝設備。
　　2.2生物處理
　　生物處理在CASS反應器內進行，主要利用創造的缺氧、厭氧、好氧條件，去除污水中的BOD5、CODCr、N、P等污染物。CASS池分三個區，即選擇區、預反應區（兼氧區）、主反應區。在選擇區中，污水中的溶解性有機物質能通過酶反應機理而迅速去除，回流污泥中的硝酸鹽可在此選擇區中得到反硝化，選擇區的最基本功能是防止產生污泥膨脹，兼氧區內微量曝氣，主反應區內主要進行降解有機物和硝化—反硝化過程。
　　該廠CASS池為1組2格，每格池內分生物選擇區、預反應區和主反應區，每格可獨立運行。單格平面尺寸：B×L=26.0×52.9m，潷水高水位5.40米，潷水低水位3.50m，超高0.7m，鋼筋砼結構。生物選擇區容積1628m3、兼氧區4254m3、主反應區21300m3。設計污泥濃度3500mg/L，污泥負荷為0.0723kgBOD5/kgSS•d，容積負荷為0.24kgBOD5/m3•d，采用微孔鼓風曝氣充氧，所需供風量為218m3/min，污泥回流采用潛水泵，回流比R＝0.5~1.0，回流污泥經過流量計計量后進入生物選擇區。
　　3活性污泥的培養與馴化
　　單體調試以后，開始進水和培菌，第一階段，采取連續進水進泥再悶曝的方式，增加系統活性污泥。將2格CASS池分成A、B、C、D共4個池子，先向A、B池內進水，進水進泥的同時進行曝氣，污泥暫不回流，控制選擇區、兼氧區、主反應區DO分別為：≤0.2mg/L、≤0.5mg/L、2.5~3.5mg/L。滿水曝氣3h后，沉淀1h、潷水1h，閑置1h,每天運行4個周期。A、B池沉淀潷水時，C、D池開始進水，然后進行相同的操作。如此操作6天后，主反應區污泥濃度MLSS達1000~1200mg/L。
　　第二階段，轉入60%負荷工況試運行，控制總進水流量為1000m3/h，按照進水曝氣3h,沉淀1h,潷水1h的方式進行，同時開啟污泥回流泵，以800m3/h的回流量將主反應區底部的活性污泥回流至生物選擇區，調整潷水器的潷水高度為1.50米（設計正常潷水高度為1.90m）。DO控制與一階段相同。如此操作15天后，污泥濃度進一步升高，達到2000~2500mg/L，污泥外觀由黑色逐漸轉變為土褐色，鏡檢結果表明：污泥顏色較淺，菌膠團密實，鐘蟲、累枝蟲大量出現，活性較好，出水CODCr、BOD5、SS處理效率分別達到75%、73%、80%。由此可見，本系統活性污泥達到設計工況運行條件。
　　第三階段，100%負荷正常運行，控制總進水流量為1667m3/h，按照第二階段方法操作，控制選擇區、兼氧區、主反應區DO分別為：≤0.2mg/L、≤0.5mg/L、2.5~3.5mg/L，潷水器潷水高度調整至設計正常值1.90m，在沉淀和潷水階段排泥，每個工藝周期排泥30分鐘，流量為120m3/h,每天共排泥1440m3。運行10天后，污泥濃度可達到3500mg/L,鏡檢顯示：大量累枝蟲成簇出現，較多鐘蟲、吸管蟲、楯纖蟲活性較好。處理效果如下表2，表明活性污泥系統基本培養馴化成熟。
　　表2CASS系統2010年2月運行效果表（mg/L）

                                    
　　4CASS工藝的主要特點
　　與傳統的活性污泥處理工藝及經典SBR工藝相比，CASS工藝具有以下四個方面的特征：
　　4.1根據生物選擇原理，利用位于系統前端的生物選擇區對磷的釋放、反硝化作用及對進水中有機底物的快速吸附及吸收作用，增強了系統運行的穩定性；
　　4.2可變容積的運行提高了系統對水量水質變化的適應性和操作的靈活性；
　　4.3根據生物反應動力學原理，采用多池串聯運行，使廢水在反應器的流動呈現整體推流而在不同區域內為完全混合的復雜流態，不僅保證了穩定的處理效果，而且提高了容積利用率；
　　4.4通過對生物速率的控制，使反應器以厭氧—缺氧—好氧—-缺氧—厭氧的序批方式運行，使其具有優良的脫氮除磷效果，降低了運行費用。
　　5CASS池運行的影響因素及解決措施
　　5.1出水漂浮物較多，影響感官效果。運行期間，水質指標CODCr、BOD5、NH3-N、TN、TP均優于國家標準，但出水中細小的纖維狀漂浮物較多。經分析，主要是細格柵的除渣效果問題，根據設計，細格柵槽寬為900mm,設備寬度為800mm，實際安裝時，設備與土建之間100mm的距離用橡膠擋板對水流進行了阻擋，加上回轉式細格柵本身包括每邊各50mm的框架，實際過水槽寬減少到700mm,過水斷面因此減少了22%，導致過柵流速較快，細小纖維狀浮渣就從柵條中穿過。為了解決這一問題，該廠換用了新型旋轉網式清污機，過網流速≤0.8m/s，安裝角度30°，截污網間隙5mm，清污機長度5500mm。更換新的清污機以后，出水中細小的漂浮物減少約80%，有效解決出水中細小的纖維狀漂浮物較多的問題。
　　5.2CASS系統生物選擇區的設置問題。該廠CASS池為2格獨立分開的系統，每格內A、B池和C、D池分建生物選擇區，分別進水和回流，分開排泥。在運行過程中，發現當進水水質變化較大時，由于系統的不均衡性，經過較長時間的運行積累，各池的污泥濃度不均衡，在同樣曝氣強度下，每隔一段時間，需要采取手動控制方式，均衡排泥，對系統連續運行造成一定影響。據查閱國內相關污水處理廠資料，CASS系統采用合建生物選擇區的方式，可以順利解決該問題。本人通過對兩種方式進行對比分析，認為合建設生物選擇區可以有效防止因水質變化沖擊負荷對整個系統造成重大打擊，可以更好的保障系統的均衡性，而分建生物選擇區如果進水水質短時間內濃度過高或含有毒害物質，將會對某一個池子產生影響，從而影響其他池的運行；所以，在水質變化較大的地區（如一些工業開發區）選用CASS工藝，建議采用合建生物選擇區，而在水質穩定的地區，可以采用分建生物選擇區的方式。
　　6結束語
　　綜上所述，重慶市某污水處理廠采用的循環式活性污泥法CASS工藝和對該污水廠運行過程的改進措施，效果顯著。
　　CASS工藝是以生物反應動力學原理及合理的水力條件為基礎而開發的一種具有系統組成簡單、運行靈活、可靠性好等優點的廢水處理新工藝，尤其適合于需要脫氮除磷功能的城市污水處理。
　　參考文獻：
　　[1]楊亞靜，李亞新.CASS工藝的理論與設計計算[J].科技情報開發與經濟，2005，15（13）：186-188。
　　[2]李軍，楊秀山，彭永臻.微生物與水處理工程[M].北京：化學工業出版社，2002。