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（天津钢管集团股份有限公司）
摘 要： 本文在比较了我国城市污水处理几种典型工艺的基础上，概括分析对比了传统活性污泥工艺、SBR及其变型工艺等工艺的优缺点，最终认为CASS工艺比较适合处理城市生活污水。
关键词： 城市生活污水；处理工艺；CASS工艺
1.国内现状
中国尤其严重，是世界13个缺水国家之一，全国600多个城市中目前大约一半的城市缺水，水污染的恶化更使水短缺雪上加霜：我国江河湖泊普遍遭受污染，全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化；90%的城市水域污染严重，南方城市总缺水量的60%---70%是由于水污染造成的；对我国118个大中城市的地下水调查显示，有115个城市地下水受到污染，其中重度污染约占40%。水污染降低了水体的使用功能，加剧了水资源短缺，对我国可持续发展战略的实施带来了负面影响。
2. CASS工艺
2.1概述
循环式活性污泥法（Cyclic Activated Sludge System，简称CASS）是在SBR基础上发展起来的一种新型污水处理工艺。CASS工艺集曝气与沉淀于一池内，取消了常规活性污泥的初沉池和二沉池。CASS工艺分预反应区和主反应区。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，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。CASS工艺集反应、沉淀、排水、功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物則处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。
2.2 CASS工艺的优点
（1）工艺流程简单，占地面积小，投资较低
CASS的核心构筑物为反应池，没有二沉池及污泥回流设备，一般情况下不设调节池及初沉池。因此。污水处理设施布置紧凑、占地省、投资低。
（2）生化反应推动力大
CASS工艺从污染物的降解过程来看，当污水以相对较低的水量连续进入CASS池时即被混合液稀释，因此，从空间上看CASS工艺属变体积的完全混合式活性污泥法范畴；而从CASS工艺开始曝气到排水结束整个周期来看，基质浓度由高到低，浓度梯度从高到低，基质利用速率由大到小，因此，CASS工艺属理想的时间顺序上的推流式反应器，生化反应推动力较大。
（3）沉淀效果好
CASS工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用，沉淀阶段的表面负荷比普通二次沉淀池小得多，虽有进水的干扰，但其影响很小，沉淀效果较好。实践证明，当冬季温度较低，污泥沉降性能差时，或在处理一些特种工业废水污泥凝聚性能差时，均不会影响CASS工艺的正常运行。实验和工程中曾遇到SV高达96%的情况，只要将沉淀阶段的时间稍作延长，系统运行不受影响。
（4）运行灵活，抗冲击能力强
CASS工艺在设计时已考虑流量变化的因素，能确保污水在系统内停留预定的处理时间后经沉淀排放，特别是CASS工艺可以通过调节运行周期来适应进水量和水质的变化。当进水浓度较高时，也可通过延长曝气时间实现达标排放，达到抗冲击负荷的目的当强化脱氮除磷功能时，CASS工艺可通过调整工作周期及控制反应池的溶解氧水平，提高脱氮除磷的效果。所以，通过运行方式的调整，可以达到不同的处理水质。
（5）不易发生污泥膨胀
CASS反应池中存在着较大的浓度递度，而且处于缺氧、好氧交替变化之中，这样的环境条件可选择性地培养出茵胶团细菌，使其成为曝气池中的优势茵属，有效地抑制丝状茵的生长和繁殖，克服污泥膨胀，从而提高系统的运行稳定性。
（6）剩余污泥量小，性质稳定
传统活性污泥法的泥龄仅2～7天，而CASS法泥龄为25～30天，所以污泥稳定性好，脱水性能佳，产生的剩余污泥少。
2.3与其他工艺对比
（1）与传统活性污泥法相比
①建设费用低。省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备建设费用可节省20%—30%。工艺流程简单，污水厂主要构筑物为集水池、沉砂池、CASS曝气池、污泥池，布局紧凑，占地面积可减少35%。（以10万吨的城市污水处理厂为例：传统活性污泥法的总投资约1.5亿，CASS工艺总投资约1.1亿；传统活性污泥法占地面积约为180亩，CASS法占地面积约120亩。）
②运行费用省。由于曝气是周期性的，池内溶解氧的浓度也是变化的，沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低，重新开始曝气时，氧浓度梯度大，传递效率高，节能效果显著，运行费用可节省10%—25%。
③有机物去除率高，出水水质好，不仅能有效去除污水中有机碳源污染物，而且具有良好的脫氮除磷功能。（对城市污水，进水COD为400mg/L时，出水小于30mg/L以下。）
④管理简单，运行可靠，不易发生污泥膨胀，污水处理厂设备种类和数量较少，控制系统简单，运行安全可靠。
⑤污泥产量低，性质稳定，便于进一步处理与处置。
（2）与SBR或CAST相比
①CASS反应池由预反应区和主反应区组成，预反应区控制在缺氧状态，因此，提高了对难降解有机物的去除效果。
②CASS进水是连续的，因此进水管道上无电磁阀等控件元件，单个池子可独立运行，而SBR或CAST进水过程是间歇的，应用中一般要2个或2个以上交替使用，增加了控制系统的复杂程度。
③CASS每个周期的排水量一般不超过池内总水量的1/3，而SBR则为1/2—3/4；CASS抗冲击能力较好。
④CASS比CAST系统简单。
3.结论
通过对城市污水处理工艺的调查研究和比较，除了了解了各项工艺的优缺点，国内的城市污水处理现状外，最终认为CASS工艺处理城市污水具有较大的优势，适合处理各个规模城市生活污水。同时政府应也给予了污水处理行业优惠的政策，使得生活污水达标处理，污泥最终处置向无害化、资源化方向迈进，建设起了环保型的污水处理厂，并加强了水环境的宣传提高全民水的忧患意识。
参考文献
[1] 王燕飞，水污染控制技术。化学工业出版社 2008.
[2] 成官文，水污染控制工程。化学工业出版社 2009.
[3] 金兆丰、余志荣，污水处理组合工艺及工程实例。化学工业出版2002.
摘 要： 本文在比较了我国城市污水处理几种典型工艺的基础上，概括分析对比了传统活性污泥工艺、SBR及其变型工艺等工艺的优缺点，最终认为CASS工艺比较适合处理城市生活污水。
关键词： 城市生活污水；处理工艺；CASS工艺
1.国内现状
中国尤其严重，是世界13个缺水国家之一，全国600多个城市中目前大约一半的城市缺水，水污染的恶化更使水短缺雪上加霜：我国江河湖泊普遍遭受污染，全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化；90%的城市水域污染严重，南方城市总缺水量的60%---70%是由于水污染造成的；对我国118个大中城市的地下水调查显示，有115个城市地下水受到污染，其中重度污染约占40%。水污染降低了水体的使用功能，加剧了水资源短缺，对我国可持续发展战略的实施带来了负面影响。
2. CASS工艺
2.1概述
循环式活性污泥法（Cyclic Activated Sludge System，简称CASS）是在SBR基础上发展起来的一种新型污水处理工艺。CASS工艺集曝气与沉淀于一池内，取消了常规活性污泥的初沉池和二沉池。CASS工艺分预反应区和主反应区。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，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。CASS工艺集反应、沉淀、排水、功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物則处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。
2.2 CASS工艺的优点
（1）工艺流程简单，占地面积小，投资较低
CASS的核心构筑物为反应池，没有二沉池及污泥回流设备，一般情况下不设调节池及初沉池。因此。污水处理设施布置紧凑、占地省、投资低。
（2）生化反应推动力大
CASS工艺从污染物的降解过程来看，当污水以相对较低的水量连续进入CASS池时即被混合液稀释，因此，从空间上看CASS工艺属变体积的完全混合式活性污泥法范畴；而从CASS工艺开始曝气到排水结束整个周期来看，基质浓度由高到低，浓度梯度从高到低，基质利用速率由大到小，因此，CASS工艺属理想的时间顺序上的推流式反应器，生化反应推动力较大。
（3）沉淀效果好
CASS工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用，沉淀阶段的表面负荷比普通二次沉淀池小得多，虽有进水的干扰，但其影响很小，沉淀效果较好。实践证明，当冬季温度较低，污泥沉降性能差时，或在处理一些特种工业废水污泥凝聚性能差时，均不会影响CASS工艺的正常运行。实验和工程中曾遇到SV高达96%的情况，只要将沉淀阶段的时间稍作延长，系统运行不受影响。
（4）运行灵活，抗冲击能力强
CASS工艺在设计时已考虑流量变化的因素，能确保污水在系统内停留预定的处理时间后经沉淀排放，特别是CASS工艺可以通过调节运行周期来适应进水量和水质的变化。当进水浓度较高时，也可通过延长曝气时间实现达标排放，达到抗冲击负荷的目的当强化脱氮除磷功能时，CASS工艺可通过调整工作周期及控制反应池的溶解氧水平，提高脱氮除磷的效果。所以，通过运行方式的调整，可以达到不同的处理水质。
（5）不易发生污泥膨胀
CASS反应池中存在着较大的浓度递度，而且处于缺氧、好氧交替变化之中，这样的环境条件可选择性地培养出茵胶团细菌，使其成为曝气池中的优势茵属，有效地抑制丝状茵的生长和繁殖，克服污泥膨胀，从而提高系统的运行稳定性。
（6）剩余污泥量小，性质稳定
传统活性污泥法的泥龄仅2～7天，而CASS法泥龄为25～30天，所以污泥稳定性好，脱水性能佳，产生的剩余污泥少。
2.3与其他工艺对比
（1）与传统活性污泥法相比
①建设费用低。省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备建设费用可节省20%—30%。工艺流程简单，污水厂主要构筑物为集水池、沉砂池、CASS曝气池、污泥池，布局紧凑，占地面积可减少35%。（以10万吨的城市污水处理厂为例：传统活性污泥法的总投资约1.5亿，CASS工艺总投资约1.1亿；传统活性污泥法占地面积约为180亩，CASS法占地面积约120亩。）
②运行费用省。由于曝气是周期性的，池内溶解氧的浓度也是变化的，沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低，重新开始曝气时，氧浓度梯度大，传递效率高，节能效果显著，运行费用可节省10%—25%。
③有机物去除率高，出水水质好，不仅能有效去除污水中有机碳源污染物，而且具有良好的脫氮除磷功能。（对城市污水，进水COD为400mg/L时，出水小于30mg/L以下。）
④管理简单，运行可靠，不易发生污泥膨胀，污水处理厂设备种类和数量较少，控制系统简单，运行安全可靠。
⑤污泥产量低，性质稳定，便于进一步处理与处置。
（2）与SBR或CAST相比
①CASS反应池由预反应区和主反应区组成，预反应区控制在缺氧状态，因此，提高了对难降解有机物的去除效果。
②CASS进水是连续的，因此进水管道上无电磁阀等控件元件，单个池子可独立运行，而SBR或CAST进水过程是间歇的，应用中一般要2个或2个以上交替使用，增加了控制系统的复杂程度。
③CASS每个周期的排水量一般不超过池内总水量的1/3，而SBR则为1/2—3/4；CASS抗冲击能力较好。
④CASS比CAST系统简单。
3.结论
通过对城市污水处理工艺的调查研究和比较，除了了解了各项工艺的优缺点，国内的城市污水处理现状外，最终认为CASS工艺处理城市污水具有较大的优势，适合处理各个规模城市生活污水。同时政府应也给予了污水处理行业优惠的政策，使得生活污水达标处理，污泥最终处置向无害化、资源化方向迈进，建设起了环保型的污水处理厂，并加强了水环境的宣传提高全民水的忧患意识。
参考文献
[1] 王燕飞，水污染控制技术。化学工业出版社 2008.
[2] 成官文，水污染控制工程。化学工业出版社 2009.
[3] 金兆丰、余志荣，污水处理组合工艺及工程实例。化学工业出版2002.