长沙星沙污水处理厂CASS工艺调试与运行

　　摘要：介绍了长沙星沙污水处理厂二期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。对水中细小纤维状漂浮物的去除采取了更换新型旋转网式清污机的方法进行了解决，并对分建和合建生物选择区方式进行了讨论，提出了建议。

　　关键词：CASS工艺;调试;培菌;生物选择区

　　长沙星沙污水处理厂设计日处理规模为12.0×104m3/d，一期工程采用卡鲁塞尔氧化沟工艺，日处理8×104m3/d，2003年建成;二期工程2008年建成，采用循环式活性污泥法CASS工艺，日处理4×104m3/d，占地2.7338×104㎡，由湖南省建筑设计院设计，纳污面积7.84km2,服务人口8.0×104人，工业废水与生活污水比例为1：1，处理后尾水排入浏阳河。

　　1工艺流程

　　图1为该厂二期工程工艺流程。

　　污水进入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，去除有机污染物。设计进出水水质如表1。

　　1.1预处理

　　预处理单元包括粗格栅、提升泵站、细格栅、旋流沉砂池。粗格栅采用2台回转式格栅，单台宽1100mm,栅条间隙20mm,安装角度75°。提升泵站为全地下式，采用3台潜水泵，单台流量1177.5m3/h,扬程11m，功率55KW，2用1备。回转式细格栅2台，栅槽宽900mm，栅条间隙5mm，安装角度75°。钟氏旋流沉砂池2座，单座直径3050mm，钢筋砼结构。此阶段主要作用是通过格栅和沉砂池，将污水中的漂浮物和硬质细小物质除去，保护后续工艺设备。

　　1.2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BOD5、CODCr、N、P等污染物。CASS池分三个区，即选择区，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，亦可调节曝气区进行缺氧除磷;主反应区内主要进行降解有机物和硝化，同时也进行着硝化--反硝化过程。[1]该厂共设4格CASS池，每格池内分生物选择区、兼氧区和主反应区，每格可独立运行。单格平面尺寸：B×L=24×47m，水深：最高水位时6.0米，滗后水位3.9m，超高0.7m，钢筋砼结构。生物选择区容积1728m3、兼氧区4032m3、主反应区21312m3。设计污泥浓度3500mg/L，污泥负荷为0.0633kgBOD5/kgSS•d，水力停留时间16hr，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为20%，回流污泥经过流量计计量后进入预缺氧区。

　　2CASS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：

　　2.1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;

　　2.2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;

　　2.3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出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;

　　2.4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，降低了运转费用。[2]

　　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4格CASS池分成两组，1、2#为A组，3、4#为B组，先向A组内进水，同时以300m3/h的污泥泵将一期工程的剩余污泥抽至A组的生物选择区，进水进泥的同时进行曝气，污泥不回流，控制选择区、厌氧区、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，每天运行4个周期。A组沉淀滗水时，B组进水，然后进行与A组相同的操作。如此操作6天后，主反应区污泥浓度MLSS1000-1200mg/L，经计算，决定转入60%负荷工况试运行。

　　第二阶段，60%负荷、4池联动、连续进水试运行。控制进水流量1200m3/h,按照进水曝气1h,曝气1h,沉淀1h,滗水1h的方式进行4池联动，开启污泥回流，将主反应区底部的污泥回流至生物选择区，回流比20%。调整滗水器的滗水高度为1.5米(设计正常滗水高度为2.1m)。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。控制进水流量1650m3/h,按照第二阶段方法操作，控制控制选择区、厌氧区、主反应区DO分别为：≤0.2mg/L、≤0.5mg/L、1.5—2.5mg/L，滗水器滗水高度调整至设计正常值2.1m，在沉淀和滗水阶段排泥，每个工艺周期排泥24分钟，流量为150m3/h,4格CASS池每天排泥1440m3。运行10天后，污泥浓度达到3000mg/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。处理效果如表2，表明活性污泥系统基本培养驯化成熟。

　　4CASS运行的影响因素及解决措施

　　4.1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%。

　　4.2CASS系统生物选择区的设置问题。该厂CASS池为4格独立分开的系统，每格都由选择区、厌氧区和主反应区组成，4格分开进水、回流和排泥。在运行过程中，由于系统的不均衡性，4池实际运行工况不一致，2#的剩余污泥泵流量略低于设计值，经过长时间的运行积累，该池的污泥浓度高于其他三池达40%，在同样曝气强度下，DO值低于其他三池约0.3mg/L，每隔一段时间，只能采取手动控制方式，强制2#池增加排泥，对系统连续运行造成不利影响。据了解，扬州汤旺污水厂二期工程的CASS系统采用了合建选择区的设计，顺利解决了该问题。技术人员对两种方式进行了对比讨论，认为分设选择区可以防止短时间冲击负荷对整个系统造成重大打击，如果进水水质短时间内浓度过高或含有毒害物质，只会对某一格产生影响，不会影响其他池的运行;合建选择区则可以更好的保障系统的均衡性。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，可以采用分设选择区，而水质稳定的地区，建议采用合建选择区的方式。

　　5结束语

　　综上所述，长沙星沙污水处理厂二期工程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。另外对水中细小纤维状漂浮物的去除采取了更换新型旋转网式清污机的解决方法，以及对分建和合建生物选择区方式的建议，有一定的借鉴意义，值得推广应用。

　　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.

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