齐齐哈尔市是我国纬度较高的城市之一,气温较低并且冰封期长。整个城市只有一座10万m3/d的城市污水处理厂和一个20万m3/d的氧化塘。随着城市面积的不断扩大,城市污水量日益增加,高峰时水量远远超过了氧化塘所能承受的负荷。经过经济技术论证污水处理厂的二期工程选择了CASS工艺。目前,CASS工艺多用于工业废水的处理和纬度较低的城市污水处理。CASS工艺在寒冷地区应用的具体运行参数和运行方式需要进一步研究。本课题的研究以城市生活污水为处理对象,构建CASS工艺的小试系统以模拟齐齐哈尔市南郊污水处理厂的二期工艺,通过试验研究,考察运行参数的改变对CASS工艺处理效果的影响,以得到CASS工艺在寒冷地区运行的优化参数,掌握CASS工艺特性,探寻其降解有机物及脱氮除磷的规律。试验调节了进水历时、污泥回流比、曝气时间、反应区配比、充水比、污泥龄、溶解氧这7个因素。试验结果显示COD和氨氮受各因素的影响最小,两者的去除效率都很高并且十分稳定。总氮和总磷的去除效果受各因素的影响较大,其中污泥回流比、曝气时间和曝气末段溶解氧对总氮的去除效果影响最大,污泥龄和曝气末段溶解氧对总磷的去除效果影响最大。生物脱氮除磷是两个相互冲突的过程,综合各个因素的影响最优运行参数为:进水历时4h,污泥回流比100%,曝气时间2h(进水2h后开始曝气),生物选择区、预反应区和主反应区的容积比例1:8:27,污泥龄15d,曝气末段溶解氧3.0mg/L。在该运行条件下温度降到10℃左右时出水各项指标仍可以稳定达标。对整个周期连续取样,试验结果表明进水不曝气的2h中整个反应器中的硝酸盐氮得到了大量的去除。另外硝酸盐氮浓度的降低使得聚磷菌可以更充分的进行释磷,主反应区也发生了明显的释磷现象,最终污泥的释磷量达到进水总磷含量的9.5倍。长时进水短时曝气的运行模式有利于硝化细菌的生长。