摘要：本文结合工程实例，着重探讨了重庆市某污水处理厂工程设计概况和采用的循环式活性污泥法CASS工艺，对培菌过程进行了详细介绍，分析了该污水厂运行过程中出现的问题，并提出了改进措施，具有一定的参考借鉴意义。
关键词：污水处理；CASS工艺；运行
1工程概况
重庆市某污水处理厂设计规模为日处理污水4.0×104m3/d，其中一期工程设计规模为2.0×104m3/d，采用周期循环活性污泥法(CyclicActivatedSludgeSystem，简称CASS工艺)。工程占地面积2.94×104m2，纳污面积7.81km2，服务人口8.2万人，排水体制为合流制，考虑截流倍数1.0，污水经截流后输送至污水处理厂，处理后尾水排放执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准，受纳水体为嘉陵江。
2工艺流程
图1为该污水处理厂工艺流程示意图。
图1CASS工艺流程图
污水经粗、细格栅间及旋流沉砂池预处理后，进入CASS反应器前段小容积的生物选择区，通常在厌氧或兼氧条件下运行，之后进入预反应区（兼氧区），对水质、水量变化进行缓冲，促进磷的进一步释放和强化反硝化作用，最后进入主反应区，在好氧条件下进一步去除有机污染物。设计进﹑出水水质如表1。
表1CASS工艺设计进出水水质（mg/L）
CASS池是污水处理厂生物处理的核心，它在SBR的基础上演变而来的，其工作原理是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，三个阶段均在同一池子内周期性循环进行。生物选择区和反应区之间由隔墙隔开，污水连续进入预反应区（兼氧区），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，对进水水质、水量、pH和有毒、有害物质起到较好的缓冲作用；随后经过隔墙进入主反应区，在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程，在保证供氧的条件下，完成对污水中有机物质的微生物降解，再经过静置沉淀，滗水，从而使有机物得以去除。根据进水水质及在线监测仪表可对运行参数进行调整。图2为CASS反应池构造简图。
图2CASS反应池构造简图
2.1预处理
预处理单元包括粗格栅间、污水提升泵站、细格栅间及旋流沉砂池。粗格栅除污机采用2台回转式格栅，单台宽1100mm，栅条间隙20mm，安装角度75°。污水提升泵站为全地下式，采用3台潜水泵，单台流量680～850m3/h,扬程11m，功率45kW，2用1备。回转式细格栅除污机2台，栅槽宽900mm，栅条间隙5mm，安装角度60°。旋流沉砂池2座，单座直径3050mm，钢筋砼结构。此阶段主要作用是通过格栅除污机和沉砂池，将污水中的漂浮物和硬质细小颗粒物质初步除去，保护后续工艺设备。
2.2生物处理
生物处理在CASS反应器内进行，主要利用创造的缺氧、厌氧、好氧条件，去除污水中的BOD5、CODCr、N、P等污染物。CASS池分三个区，即选择区、预反应区（兼氧区）、主反应区。在选择区中，污水中的溶解性有机物质能通过酶反应机理而迅速去除，回流污泥中的硝酸盐可在此选择区中得到反硝化，选择区的最基本功能是防止产生污泥膨胀，兼氧区内微量曝气，主反应区内主要进行降解有机物和硝化—反硝化过程。
该厂CASS池为1组2格，每格池内分生物选择区、预反应区和主反应区，每格可独立运行。单格平面尺寸：B×L=26.0×52.9m，滗水高水位5.40米，滗水低水位3.50m，超高0.7m，钢筋砼结构。生物选择区容积1628m3、兼氧区4254m3、主反应区21300m3。设计污泥浓度3500mg/L，污泥负荷为0.0723kgBOD5/kgSS•d，容积负荷为0.24kgBOD5/m3•d，采用微孔鼓风曝气充氧，所需供风量为218m3/min，污泥回流采用潜水泵，回流比R＝0.5~1.0，回流污泥经过流量计计量后进入生物选择区。
3活性污泥的培养与驯化
单体调试以后，开始进水和培菌，第一阶段，采取连续进水进泥再闷曝的方式，增加系统活性污泥。将2格CASS池分成A、B、C、D共4个池子，先向A、B池内进水，进水进泥的同时进行曝气，污泥暂不回流，控制选择区、兼氧区、主反应区DO分别为：≤0.2mg/L、≤0.5mg/L、2.5~3.5mg/L。满水曝气3h后，沉淀1h、滗水1h，闲置1h,每天运行4个周期。A、B池沉淀滗水时，C、D池开始进水，然后进行相同的操作。如此操作6天后，主反应区污泥浓度MLSS达1000~1200mg/L。
第二阶段，转入60%负荷工况试运行，控制总进水流量为1000m3/h，按照进水曝气3h,沉淀1h,滗水1h的方式进行，同时开启污泥回流泵，以800m3/h的回流量将主反应区底部的活性污泥回流至生物选择区，调整滗水器的滗水高度为1.50米（设计正常滗水高度为1.90m）。DO控制与一阶段相同。如此操作15天后，污泥浓度进一步升高，达到2000~2500mg/L，污泥外观由黑色逐渐转变为土褐色，镜检结果表明：污泥颜色较浅，菌胶团密实，钟虫、累枝虫大量出现，活性较好，出水CODCr、BOD5、SS处理效率分别达到75%、73%、80%。由此可见，本系统活性污泥达到设计工况运行条件。
第三阶段，100%负荷正常运行，控制总进水流量为1667m3/h，按照第二阶段方法操作，控制选择区、兼氧区、主反应区DO分别为：≤0.2mg/L、≤0.5mg/L、2.5~3.5mg/L，滗水器滗水高度调整至设计正常值1.90m，在沉淀和滗水阶段排泥，每个工艺周期排泥30分钟，流量为120m3/h,每天共排泥1440m3。运行10天后，污泥浓度可达到3500mg/L,镜检显示：大量累枝虫成簇出现，较多钟虫、吸管虫、楯纤虫活性较好。处理效果如下表2，表明活性污泥系统基本培养驯化成熟。
表2CASS系统2010年2月运行效果表（mg/L）
4CASS工艺的主要特点
与传统的活性污泥处理工艺及经典SBR工艺相比，CASS工艺具有以下四个方面的特征：
4.1根据生物选择原理，利用位于系统前端的生物选择区对磷的释放、反硝化作用及对进水中有机底物的快速吸附及吸收作用，增强了系统运行的稳定性；
4.2可变容积的运行提高了系统对水量水质变化的适应性和操作的灵活性；
4.3根据生物反应动力学原理，采用多池串联运行，使废水在反应器的流动呈现整体推流而在不同区域内为完全混合的复杂流态，不仅保证了稳定的处理效果，而且提高了容积利用率；
4.4通过对生物速率的控制，使反应器以厌氧—缺氧—好氧—-缺氧—厌氧的序批方式运行，使其具有优良的脱氮除磷效果，降低了运行费用。
5CASS池运行的影响因素及解决措施
5.1出水漂浮物较多，影响感官效果。运行期间，水质指标CODCr、BOD5、NH3-N、TN、TP均优于国家标准，但出水中细小的纤维状漂浮物较多。经分析，主要是细格栅的除渣效果问题，根据设计，细格栅槽宽为900mm,设备宽度为800mm，实际安装时，设备与土建之间100mm的距离用橡胶挡板对水流进行了阻挡，加上回转式细格栅本身包括每边各50mm的框架，实际过水槽宽减少到700mm,过水断面因此减少了22%，导致过栅流速较快，细小纤维状浮渣就从栅条中穿过。为了解决这一问题，该厂换用了新型旋转网式清污机，过网流速≤0.8m/s，安装角度30°，截污网间隙5mm，清污机长度5500mm。更换新的清污机以后，出水中细小的漂浮物减少约80%，有效解决出水中细小的纤维状漂浮物较多的问题。
5.2CASS系统生物选择区的设置问题。该厂CASS池为2格独立分开的系统，每格内A、B池和C、D池分建生物选择区，分别进水和回流，分开排泥。在运行过程中，发现当进水水质变化较大时，由于系统的不均衡性，经过较长时间的运行积累，各池的污泥浓度不均衡，在同样曝气强度下，每隔一段时间，需要采取手动控制方式，均衡排泥，对系统连续运行造成一定影响。据查阅国内相关污水处理厂资料，CASS系统采用合建生物选择区的方式，可以顺利解决该问题。本人通过对两种方式进行对比分析，认为合建设生物选择区可以有效防止因水质变化冲击负荷对整个系统造成重大打击，可以更好的保障系统的均衡性，而分建生物选择区如果进水水质短时间内浓度过高或含有毒害物质，将会对某一个池子产生影响，从而影响其他池的运行；所以，在水质变化较大的地区（如一些工业开发区）选用CASS工艺，建议采用合建生物选择区，而在水质稳定的地区，可以采用分建生物选择区的方式。
6结束语
综上所述，重庆市某污水处理厂采用的循环式活性污泥法CASS工艺和对该污水厂运行过程的改进措施，效果显著。
CASS工艺是以生物反应动力学原理及合理的水力条件为基础而开发的一种具有系统组成简单、运行灵活、可靠性好等优点的废水处理新工艺，尤其适合于需要脱氮除磷功能的城市污水处理。
参考文献：
[1]杨亚静，李亚新.CASS工艺的理论与设计计算[J].科技情报开发与经济，2005，15（13）：186-188。
[2]李军，杨秀山，彭永臻.微生物与水处理工程[M].北京：化学工业出版社，2002。
