CASS工艺实例模板.doc

0　概述
　　北京航天城污水处理厂是跨世纪国家关键工程配套设施。该污水处理厂分两期建设，一期工程于1996年12月破土动工，至1998年4月建成并投入设备调试及试运行，7月29日经北京市环境保护局验收后转入正常运转。近期排放污水量7 200m3/d，远期14 400m3/d。废水关键包含生活污水、工业废水和医院污水，各自所占百分比为81.5%、18.0%、0.5%，其污水关键是生活污水，关键污染物包含：有机物、悬浮物和油类等。设计进出水水质及排放标准(北京市综合废水排放二级标准)见表1。
表1　设计进出水水质及排放标准
项　目
COD
/mg/L
BOD5
/mg/L
SS
/mg/L
pH
矿物油
/mg/L
进　水
350
250
220
6.5～8.5
5.8
出水
＜50
＜15
＜30
6.0～8.5
＜3
排放标准
60
20
50
6.0～8.5
4

1　工艺概况
1.1　工艺介绍
　　在大量文件调研基础上，经过方案筛选，我们选择周期循环活性污泥法(Cyclic Activated Sludge System，简称CASS)。该工艺最早是美国川森维柔废水处理企业1975年研究成功并推广应用废水处理技术专利。为将该工艺引进、消化，探讨适合中国国情新型污水处理工艺，总装备部工程设计研究总院环境保护中心于1994年在试验室进行了模拟试验研究，并成功地应用于北京航天城污水处理厂。
1.2　工艺步骤
　　污水处理厂高程部署图1所表示。污水中含有较大颗粒悬浮物和漂浮物，经过格栅截留，除去上述污染物，预防后续处理构筑物管道、阀门和水泵机组堵塞。污水经集水池用潜污泵抽至沉砂池，在沉砂池中可除去比重较大无机颗粒，污水经沉砂池后由配水管自流进入CASS池进行生物处理，出水达标后，部分用作农田浇灌或池塘补充水，剩下部分排放。

图1　北京航天城污水处理厂高程部署图(数字单位为m)
　　CASS池是污水处理厂关键，它在SBR基础上前部设置了生物选择区，后部安装了可升降自动滗水器，曝气、沉淀、排水均在同一池子内周期性循环进行。生物选择区和主反应区之间由隔墙隔开，污水由生物选择区经过隔墙下部进入主反应区，托动水层缓慢上升。整个CASS池平面24m×24m，主反应区和预反应区长度分别为19.25m和3.75m，宽度方向分4格，每格可独立运行，池深5m，有效水深4.5m(污泥区高1.3m，缓冲区高1.7m)，活性污泥界面以上最小水深为1.34m，每七天期排水比约为1/3，CASS反应池结构简图示于图2。

图2　CASS反应池结构简图
2　工程调试和试运行
　　污水处理厂调试及试运行是污水处理工程建设关键阶段，是检验污水处理厂前期设计、施工、安装等工程质量关键步骤。设备安装完工后按单体调试、局部联合调试和系统联合试运转三个步骤进行。污泥培养驯化采取接种培养法，具体是在CASS池中加入其它污水处理厂浓缩脱水后污泥，闷曝24h，以后天天排出部分上清液并加入新污水，逐步加大负荷，此阶段不排泥。培养期间应经过镜检亲密观察CASS池中微生物相改变；同时进行进、出水水质及反应活性污泥性能指标测定，包含：SV、MLSS、SVI、COD、BOD5等。伴随微生物培养时间增加，检测到污泥中有大量活跃原生动物和少许后生动物，此时SVI＝80mL/g～100mL/g，SV＝18%～20%，MLSS＝1 200mg/L～1 800mg/L，表明活性污泥培养基础成功。此阶段完成后即可进入污水厂全方面试运行阶段。
　　污水厂试运行是指在满负荷进水条件下，优化、探索运行参数，取得最好去除效果，同时对工程整体质量深入全方面考评，为以后长久稳定运行奠定基础。此阶段大致包含以下几方面工作：滗水器控制参数确实定，CASS池运行周期及曝气、沉淀、排水、闲置时间分配，自控系统校正、污泥脱水过程中混凝剂投加量等。
2.1　滗水器控制参数确实定
　　CASS工艺特点是程序工作制，可依据进、出水水质改变来调整工作程序，确保出水效果。滗水器是CASS工艺中关键设备，工程采取滗水器是我院环境保护中心和四达水处理企业在模拟试验基础上开发成功新型滗水设备。该滗水器采取丝杠套筒式，经过电机运动，带动丝杠上下移动，从而带动连接于丝杠末端浮动式滗水堰，完成滗水过程。
　　每次滗水阶段开始时，滗水器以事先设定速度首先由原始位置降到水面，然后随水面缓慢下降，下降过程为：下降10s，静止滗水30s，再下降10s，静止滗水30s…，如此循环运行直至设计排水最低水位，经过滗水器堰式装置快速、稳定、均匀地将处理后上清液排至排水井，滗水器下降速度和水位改变相当，排出一直是最上层上清液，不会扰动已沉淀污泥层。滗水器上升过程是由低水位连续升至最高位置，即原始位置，上升时间经过调试探索确定。滗水器在运行过程中设有限位开关，确保滗水器在安全行程内工作。调试工作关键是依据进出水水质及水量来探索滗水器排水时间、滗水器最好下降速度及排水结束后滗水器上升时间。
2.2　CASS池运行周期确实定
　　依据试验室小试结果，原设计CASS池运行周期是4h，其中曝气2h，沉淀1h，排水1h。调试过程中发觉原水浓度比设计原水浓度低，有必需依据实际废水水质情况来确定运行周期，依据进出水水质指标合适调整周期中各阶段时间分配，如合适降低曝气时间、延长沉淀时间等，这么在确保出水水质情况下节省了能耗。污水厂实际运行周期仍是4h，其中曝气1.5h，沉淀1h，排水1h，闲置0.5h。
2.3　自控系统校准
　　CASS工艺之所以在国外得到普遍应用，得益于自动化技术应用。北京航天城污水处理厂依据工艺步骤和厂区设备分布情况，自动控制采取集散式控制系统，由我院环境保护中心和北京研华企业合作研制。整套控制系统采取现场可编程控制(PLC)和微机集中监控，在污水提升泵房、4座CASS池及污泥脱水机房各设置1台现场控制机(可手动控制)；在中心监控室设有1台工控机和模拟显示器。现场控制机独立完成对应参数设置、数据显示、自动控制、数据通信等全功效，中央控制计算机经过工业现场总线向各现场控制机传输和采集数据，并可依据进、出水水质改变合适调整工作程序，发觉问题立即处理。模拟显示器显示工艺全过程数据和状态。
2.4　运行结果
　　从天天监测水质情况看，CASS工艺经过上述各阶段调试和试运行，取得了良好效果。进水水质：CODCr＝70mg/L～80mg/L，BOD5＝30mg/L～35mg/L，pH＝6.8～7.5；出水常常保持在CODCr＝20mg/L以下，BOD5=7mg/L左右，SVI＝80mL/g～100mL/g，SV=18%～20%，pH＝6.8～7.5，优于国家排放标准。
　　CASS工艺产生污泥量较少，污泥性质稳定，含有良好沉降、絮凝、脱水性能。调试至今六个月过去了，未发生污泥膨胀现象，这么更从实践上验证了CASS工艺优越性。

3　CASS工艺特点
　　从北京航天城污水处理厂运行实践来看，CASS工艺和其它污水处理工艺相比确实是一个优异实用工艺。具体表现在以下多个方面：
　　(1)此工艺建设费用低，和常规活性污泥法相比，省去了首次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备，工艺步骤简练，建设费用可节省10%～25%，占地面积可降低20%～35%。
　　(2)运转费用省。因为曝气是周期性，重新开始曝气时，氧浓度梯度大，传输效率高，节能效果显著，运转费用可节省10%～25%。另外，本工程采取水下曝气机替换传统鼓风机曝气，消除了噪音污染。
　　(3)有机物去除率高，出水水质好。
　　(4)管理简单，运行可靠，能有效预防污泥膨胀。和传统SBR工艺相比，CASS最大特点在于增加了一个生物选择区，且连续进水(沉淀期、排水期仍连续进水)，没有显著标志反应阶段和闲置阶段。设置生物选择区关键目标是使系统选择出良好絮凝性生物。
　　据相关资料［1］介绍，污泥膨胀直接原因是丝状菌过量繁殖。因为丝状菌比菌胶团比表面积大，所以，有利于摄取低浓度底物。而通常丝状菌比增殖速率比其它细菌小，在高底物浓度下菌胶团和丝状菌全部以较大速率降解底物和增殖，但因为菌胶团细菌比增殖速率较大，其增殖量也很大，从而占优势。所以CASS池首端设计合理生物选择区能够有效地抑制丝状菌生长和繁殖，克服污泥膨胀。
　　(5)控制系统设计紧密结合CASS工艺特点，管理简单，运行可靠。CASS工艺要求周期性地对相关设备进行控制，在系统设计和软件编程上我们采取了以下做法：①滗水器滗水量采取了准PWM法，即在排水进程滗水器间歇下降，因为下降时间和间歇时间均可方便设定，实现了非调速滗水机滗水量控制；②监控室内可方便地设定曝气量；③采取了超低水位进程暂停、超高水位声光报警等较完备保护方法。④污水提升泵采取自动循环备用自控模式，使每台泵运行几率尽可能相同；避免了自动备用方法造成主泵过分运转。日处理量7 200m3/d北京航天城污水处理厂，需操作管理工5～8人，而中国相同规模采取传统污水处理工艺则需操作管理工30人以上。
　　(6)污泥产量低，性质稳定。

CASS工艺运行操作
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      CASS工艺每个运行周期曝气期为120分钟，沉淀期50分钟，滗水期为70分钟，用活性污泥处理污水，污水在曝气池停留一段时间后，污水中有机物绝大多数被曝气池中微生物吸附，氧化分解成无机物。为了使曝气池保持高反应速率，除需要氧气外，还必需使曝气池内维持较高活性污泥浓..

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运行
活性污泥
曝气池
污泥

具体内容：

　　污水处理站采取是CASS工艺，中水回用采取“砂过滤+消毒”工艺。

　　CASS工艺每个运行周期曝气期为120分钟，沉淀期50分钟，滗水期为70分钟，用活性污泥处理污水，污水在曝气池停留一段时间后，污水中有机物绝大多数被曝气池中微生物吸附，氧化分解成无机物。为了使曝气池保持高反应速率，除需要氧气外，还必需使曝气池内维持较高活性污泥浓度。活性污泥法工艺最关键之处于于维持污泥活性和凝聚性（沉淀性能）

　　※工艺构筑物有：

　　（1）格栅槽 内设机械格栅一台，全过程有PLC控制每二小时运行十五分钟。

　　（2）集水池 内设污水提升泵两台（上海熊猫集团生产）全过程有PLC控制，低液位停泵，中液位启泵，高液位两台泵同时运行，每四个小时切换一次，集水池作为搜集污水，调整污水浓度所用。

　　（3）沉砂池 去除污水中固体污染物，如：砂，铄石，盐类和重金属等。

　　（4）曝气池（CASS池） 分二格称前段和后段，内设五台自吸式潜水曝气机和一台漂浮式滗水机，其全过程由PLC控制无需人工控制。

　　（5）中间水池 内设二台污水提升泵，提升至机械过滤器，进行中水回用，其它部分达标排放。

　　（6）中水池 储存中水，用于浇花绿化等。内设二台中水泵，变频控制。一台过滤反冲泵用于机械过滤器反冲洗，手动控制。

　　※关键设备部分：

　　1. 机械格栅一台用以去除悬浮杂质等，降低对 集水池提升泵堵塞机会。

　　2. 集水池提升泵 二台用以提升污水至沉砂池。

　　3. 自吸式潜水曝气机 五台提供氧源为活性污泥微生物提 供繁殖所需氧气。

　　4. 中间提升泵 二台提升中间池水至机械过滤器，进行混凝过滤。

　　5. 滗水机一台经过活性污泥曝气池处理水 引至中间池用以达标排放和制造中水。

　　6. 中水泵二台供给中水回用，用以绿化用水， 变频控制。

　　7. 反冲洗泵一台为过滤器反冲洗提供水源。手动控制。

　　8. 加药装置一台包含计量泵一台，搅拌机一台。 提供混凝剂输送至过滤器前段。

　　9. 消毒装置一台，化学法合成制备二氧化氯输 送至过滤器后段，对过滤出水进行消毒。

　　10. 机械过滤器 二台一用一备，内设石英砂滤料， 对中间水池出水进行混凝过滤，以消除更多悬浮杂质等，制造中水。

　　※ 关键设备操作运行关键点：

　　1. 机械格栅 全过程由PLC控制，无须人工控制，天天必需清除栅渣，冲洗栅齿，机械格栅减速机必需每一十五天保养一次，适时添加润滑油和润滑脂，保持传动部件灵活性。

　　2. 集水池提升泵 全过程由PLC控制，低液位停泵，中液位启泵，高液位同时开启两台泵。每日观察提升泵运行情况，如有堵塞和异常声响，一定要立即检修和清理，配置自藕装置可供立即检修和保养，检修前应先切断提升泵电源，然后再进行。

　　3. 曝气机 全过程由PLC控制，每个周期运行120分钟。每日观察曝气机运行情况，如有异常声响或堵塞也一定要立即处理。

　　4. 滗水机 全过程由PLC控制，每个周期运行70分钟。每日 观察滗水机（采取泵吸式）运行情况，如有异常声响或堵塞也一定要立即处理。

　　5.加药装置 操作步骤：

　　1. 配置好混凝剂，稀释至所需浓度。取聚合绿化铝4-5㎏投入加药装置内加自来水稀释。

　　2. 开启搅拌机，搅拌均匀混合。

　　3. 调整计量泵，开启计量泵，输送至过滤器前段，对过滤进水加入混凝剂，进行混凝过滤。

　　6. 消毒装置 原料工业氯酸钠，纯度为99%

　　工业盐酸，纯度为31%

　　操作步骤：

　　1. 打开自来水进水阀。

　　2. 配置好氯酸纳溶液，溶液浓度为33%。

　　3. 打开吸盐酸真空阀，把盐酸吸入盐酸箱内。

　　4. 调整好盐酸计量泵和氯酸钠计量泵，同时开启盐酸计量泵和氯酸钠计量泵。

　　5. 打开出二氧化氯阀门，切记一定要打开。

　　6. 操作结束后，应先关掉盐酸计量泵和氯酸钠计量泵，等候数分钟后，再关掉出二氧化氯阀，最终关掉自来水阀，这么避免在反应箱内积存更多反应溶液。

　　7. 切掉总电源。

　　 7. 机械过滤器 中间池出水仍含有颗粒杂质等其它污染物，要深入出除，必需使用混凝过滤工艺（微絮凝过滤）。滤料是由大小不一样砂粒组成起筛滤，沉淀，接触和吸附作用。

　　注意：1.必需常常反冲洗，坚持每个班反冲洗1-2次，不然积聚在滤料上杂质会结成泥球，阻塞砂层，并进而使出水水质恶化。

　　2.假如数天或更长时间不用，应把过滤器反冲洗

　　 并放空过滤器中水，不然过滤器中因为长时间不用产生厌氧膜造成反冲洗洗不洁净。

　　操作步骤：1.打开进水阀，关闭反冲进水阀。

　　2.打开出水阀，关闭反冲出水阀。

　　3.打开中间池提升泵。

　　4.开启加药装置，对过滤进水进行加药混凝。

　　5.开启消毒装置，对过滤出水进行消毒。

　　反冲洗操作步骤： 1.打开反冲进水阀，关闭过滤进水阀。

　　 2.打开反冲出水阀，关闭过滤出水阀。

　　 3.打开中水池反冲提升泵。

　　※活性污泥处理

　　曝气池是由微生物组成活性污泥和污水中有机污染物物质充足混合接触，并进而降解吸收并分解场所，它是活性污泥工艺关键。曝气系统作用是向曝气池供给微生物增加及分解有机物所必需氧气，并起混合搅拌作用，使活性污泥和有机物充足接触。在曝气池内，悬浮大量肉眼可观察到絮状污泥颗粒这就叫做活性污泥絮体。伴随有机污染物被分解，曝气池天天全部净增一部分活性污泥，这部分叫做剩下活性污泥。用污泥泵直接排出系统之外 ---污泥池。

　　活性污泥系统工艺控制：

　　活性污泥系统在实际运行中，污水水质及水量在不停改变，环境条件也在不停改变，这就需要根据活性污泥中微生物代谢规律进行调整控制，使系统处于最好运行状态，发挥最大效益，深入提升出水水质。

　　（1） 有机负荷

　　指是单位重量活性污泥，在单位时间内要确保一定处理效果所承受有机污染物（BOD5）即F/M值。F/M较大时，因为食料充足，活性污泥中微生物增加速率较快，有机污染物被出除速率也较快，但此时活性污泥沉降性较差，反之F/M较小时，因为食料不足，微生物增加速率较慢或不增加或降低，此时有机物被去除速率也很慢，但活性污泥沉降性往往很好。通常F/M值为0.2—0.5㎏BOD5/（㎏MLVSS·D）

　　计算公式以下：

　　F/M= 二十四小时处理水量×进水BOD5

　　曝气池活性污泥浓度×曝气池有效容积

　　（2） 剩下污泥排放量和污泥龄

　　污泥龄是指活性污泥在整个系统内平均停留时间通常见SRT表示也是指微生物在活性污泥系统内停留时间。控制污泥龄是选择活性污泥系统中微生物种类一个方法。假如某种微生物世代期比活性污泥系统长，则该类微生物在繁殖出下一代微生物之前，就被以剩下活性污泥方法排走，该类微生物就永远不会在系统内繁殖起来。反之假如某种微生物世代期比活性污泥系统泥龄短，则该种微生物在被以剩下活性污泥形式排走之前，可繁殖出下一代，所以该种微生物就能在活性污泥系统内存活下来，并得以繁殖，用于处理污水。SRT直接决定着活性污泥系统中微生物年纪大小，通常年轻活性污泥，分解代谢有机污染物能力强，但凝聚沉降性差，年长活性污泥分解代谢能力差，但凝聚性很好。用SRT控制排泥，被认为是一个最可靠，最正确排泥方法，选择适宜泥龄（SRT）作为控制

　　排泥目标。通常处理效率要求高，出水水质要求高SRT应控制大部分，温度较高时，SRT可小部分。

　　分解有机污染物决大多数微生物世代期全部小于3天。

　　将NH3-N硝化成NO3—-N硝化杆菌世代期为5天。

　　※ 天天巡视内容：

　　 1.色正常活性污泥通常呈黄褐色或棕褐色，外观似棉絮状。

　　 2.沉降性 上清液清澈透明，说明系统运行正常，污泥性状良好。

　　上层液观察到漂浮着一层细小针状絮体，出水尚清关键是因为系统污泥负荷F/M太低，污泥老化，使污泥絮体沉降速度太快，来不及将悬浮在混合液中微絮体捕集沉淀下去，调整F/M值（合适添加营养尿素和磷肥）加大剩下污泥排放次数，每次少排。

　　上层液浑浊，关键因为F/M太高，微生物分解不根本，造成出水SS偏高，最关键方法降低系统负荷。

　　关键方法：

　　取1000 ML量筒盛放曝气池中新鲜活性污泥混合液，静置5—10分钟，观察在静置条件下污泥沉降速率和污泥外观性状，絮状结构，泥水界面是否分明，上清夜是否清澈透明等现象，依靠这些调整工艺控制。

　　3.曝气池观察 泡沫量较少泡沫外观呈新鲜乳白色，则表明系统运行正常。负荷过高泡沫量增多，洗涤剂过多或污泥龄过短也会使泡沫增多。泡沫色泽呈茶色或灰色等其它颜色则表明污泥龄太长或污泥解絮或洗涤剂增多。

　　活性污泥性状异常及其分析

序号 异常现象症状 分析及诊疗 处理对策 1 曝气池有臭味 曝气池供氧不足，DO值（溶解氧）偏低出水氨氮有时较高 加大曝气量 2 污泥发黑 曝气池DO过低，有机物厌氧分解H2S和F作用生成FS 加大曝气量 3 细小污泥漂浮 污泥缺乏营养进水氨氮过高，C/N不适宜水温超出40° 投加营养按BOD5：NP=100：5：1测定进水氨氮，稀释进水 4 上清液浑浊出水水质差 F/M（污泥有机负荷）过高有机物氧化不根本污泥浓度不够 降低进水量培养成熟活性污泥（引进新活性污泥投入曝气池） 5 曝气池表面出现浮渣 进水洗涤剂含量过高或丝状菌过量生长 清除浮渣增加系统剩下污泥排放 6 污泥未成熟，絮粒瘦小，出水浑浊，水质差 污水中营养不平衡或不足PH值不适 投加营养按BOD5：NP=100：5：1调整PH值，培养成熟活性污泥（入曝气池） 7 表面积累一层解絮污泥 污泥解絮，出水水质恶化或PH值异常 停止进水，排泥后投加营养引进新活性污泥 8 曝气池泡沫过多，呈白色 进水中洗涤剂过多 加消泡剂（机油或煤油） 9 曝气池泡沫不易破碎，发粘 进水负荷过高，有机物分解不根本 降低负荷 10 曝气池泡沫呈茶色或灰色 污泥老化，泥龄过长，解絮污泥附于泡沫上 增加排泥量 11 污泥层（泥面）升高 SVI值高，污泥沉降性差泥龄太长 投入混凝剂（PAC）增加排泥量 12 污泥色泽转淡 曝气池供氧过大，污泥负荷太低，进水营养不足，污泥本身氧化分解 降低曝气量加大进水量投加营养（N，P）按BOD5：N：P=100：5：1

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1.1 CASS工艺运行原理
CASS工艺运行原理
　　CASS工艺是将序批式活性污泥法（SBR）反应池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区。在主反应区后部安装了可升降滗水装置，实现了连续进水间歇排水周期循环运行，集曝气沉淀、排水于一体。CASS工艺是一个好氧/缺氧/厌氧交替运行过程，含有一定脱氮除磷效果，废水以推流方法运行，而各反应区则以完全混合形式运行以实现同时硝化一反硝化和生物除磷。
CASS工艺步骤
　　对于通常城市污水，CASS工艺并不需要很高程度预处理，只需设置粗格栅、细格栅和沉砂池，无需初沉池和二沉池，也不需要庞大污泥回流系统（只在CASS反应器内部有约20%污泥回流）中国常见CASS工艺步骤图1所表示。
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CASS工艺运行过程
总述
　　CASS工艺运行过程包含充水-曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段组成，具体运行过程为：
（1）充水-曝气阶段
　　边进水边曝气，同时将主反应区污泥回流至生物选择区，通常回流比为20%。在此阶段，曝气系统向反应池内供氧，首先满足好氧微生物对氧需要，其次有利于活性污泥和有机物充足混合和接触，从而有利于有机污染物被微生物氧化分解。同时，污水中氨氮经过微生物硝化作用转变为硝态氮。
（2）沉淀阶段
　　停止曝气，微生物继续利用水中剩下溶解氧进行氧化分解。伴随反应池内溶解氧深入降低，微生物由好氧状态向缺氧状态转变，并发生一定反硝化作用。和此同时，活性污泥在几乎静止条件下进行沉淀分离，活性污泥沉至池底，下一个周期继续发挥作用，处理后水在污泥层上部，静置沉淀使泥水分离。
（3）滗水阶段
　　沉淀阶段完成后，置于反应池末端滗水器开始工作，自上而下逐层排出上清液，排水结束后滗水器自动复位。滗水期间，污泥回流系统照常工作，其目标是提升缺氧区污泥浓度，随污泥回流至该区内污泥中硝态氮深入进行反硝化，并进行磷释放。
（4）闲置阶段
　　闲置阶段时间通常比较短，关键确保滗水器在此阶段内上升至原始位置，预防污泥流失。实际滗水时间往往比设计时间短，其剩下时间用于反应器内污泥闲置和恢复污泥吸附能力。
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1.3.1 CASS工艺优点
（1）工艺步骤简单，占地面积小，投资较低
　　CASS关键构筑物为反应池，没有二沉池及污泥回流设备，通常情况下不设调整池及初沉池。所以。污水处理设施部署紧凑、占地省、投资低。
（2）生化反应推进力大
　　在完全混合式连续流曝气池中底物浓度等于二沉池出水底物浓度，底物流入曝气池速率即为底物降解速率。依据生化动力反应学原理，因为曝气池中底物浓度很低，其生化反应推进力也很小，反应速率和有机物去除效率全部比较低；在理想推流式曝气池中，污水和回流污泥形成混合流从池首端进入，成推流状态沿曝气池流动，至池末端流出。作为生化反应推进力底物浓度，从进水最高浓度逐步降解至出水时最低浓度，整个反应过程底物浓度没被稀释，尽可能地保持了较大推进力。此间在曝气池各断面上只有横向混合，不存在纵向返混。
　　CASS工艺从污染物降解过程来看，当污水以相对较低水量连续进入CASS池时即被混合液稀释，所以，从空间上看CASS工艺属变体积完全混合式活性污泥法范围；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，所以，CASS工艺属理想时间次序上推流式反应器，生化反应推进力较大。
（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，沉淀阶段表面负荷比一般二次沉淀池小得多，虽有进水干扰，但其影响很小，沉淀效果很好。实践证实，当冬季温度较低，污泥沉降性能差时，或在处理部分特种工业废水污泥凝聚性能差时，均不会影响CASS工艺正常运行。试验和工程中曾碰到SV高达96％情况，只要将沉淀阶段时间稍作延长，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改变原因，能确保污水在系统内停留预定处理时间后经沉淀排放，尤其是CASS工艺能够经过调整运行周期来适应进水量和水质改变。当进水浓度较高时，也可经过延长曝气时间实现达标排放，达成抗冲击负荷目标。在暴雨时。可经受日常平均流量6倍高峰流量冲击，而不需要独立调整池。多年运行资料表明。在流量冲击和有机负荷冲击超出设计值2~3倍时，处理效果仍然令人满意。而传统处理工艺即使已设有辅助流量平衡调整设施，但还很可能因水力负荷改变造成活性污泥流失，严重影响排水质量。当强化脱氮除磷功效时，CASS工艺可经过调整工作周期及控制反应池溶解氧水平，提升脱氮除磷效果。所以，经过运行方法调整，能够达成不一样处理水质。
（5）不易发生污泥膨胀
　　污泥膨胀是活性污泥法运行过程中常碰到问题，因为污泥沉降性能差，污泥和水无法在二沉池进行有效分离，造成污泥流失，使出水水质变差，严重时使污水处理厂无法运行，而控制并消除污泥膨胀需要一定时间，含有滞后性。所以，选择不易发生污泥膨胀污水处理工艺是污水处理厂设计中必需考虑问题。因为丝状茵比表面积比茵胶团大，所以，有利于摄取低浓度底物，但通常丝状茵比增殖速率比非丝状茵小，在高底物浓度下茵胶团和丝状茵全部以较大速率降解物和增殖，但因为胶团细菌比增殖速率较大，其增殖量也较大，从而较丝状茵占优势。而CASS反应池中存在着较大浓度递度，而且处于缺氧、好氧交替改变之中，这么环境条件可选择性地培养出茵胶团细菌，使其成为曝气池中优势茵属，有效地抑制丝状茵生长和繁殖，克服污泥膨胀，从而提升系统运行稳定性。
（6）适用范围广，适合分期建设
　　CASS工艺可应用于大型、中型及小型污水处理工程，比SBR工艺适用范围更广泛；连续进水设计和运行方法，首先便于和前处理构筑物相匹配，其次控制系统比SBR工艺更简单。对大型污水处理厂而言，CASS反应池设计成多池模块组合式，单池可独立运行。当处理水量小于设计值时，能够在反应池低水位运行或投入部分反应池运行等多个灵活操作方法；因为CASS系统关键关键构筑物是CASS反应池，假如处理水量增加，超出设计水量不能满足处理要求时，可一样复制CASS反应池，所以CASS法污水处理厂建设可随企业发展而发展，它阶段建造和扩建较传统活性污泥法简单得多。
（7）剩下污泥量小，性质稳定
　　传统活性污泥法泥龄仅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，产生剩下污泥少。去除1.0kgBOD产生0.2~0.3kg剩下污泥，仅为传统法60％左右。因为污泥在CASS反应池中已得到一定程度消化，所以剩下污泥耗氧速率只有l0mgO2/gMISS·h以下，通常不需要再经稳定化处理，可直接脱水。而传统法剩下污泥不稳定，沉降性差，耗氧速率大于20mgO2/gMLSS·h，必需经稳定化后才能处理。
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1.3.2 CASS工艺缺点
总述
　　从上面叙述能够看出，CASS工艺含有很多优点，然而任何一个工艺全部不是十全十美，CASS工艺也肯定存在部分问题。CASS工艺为单一污泥悬浮生长系统，利用同一反应器中混合微生物种群完成有机物氧化、硝化、反硝化和除磷。多个处理功效相互影响在实际应用中限制了其处理效能，也给控制提出了很严格要求，工程中难以实现工艺稳定、高效运行。总结起来，CASS工艺关键存在以下多个方面问题。运行中存在问题
（1）微生物种群之间复杂关系有待研究
　　CASS系统微生物种群结构和常规活性污泥法不一样，菌群关键由硝化菌、反硝化菌、聚磷菌和异氧型好氧菌组成。现在对非稳态CASS系统中微生物种群之间复杂生存竞争和生态平衡关系尚不甚了解，CASS工艺理论只是从工艺过程进行部分分析探讨，而理清微生物种群之间关系对CASS工艺优化运行是大有好处，所以仍需加强对这方面理论研究工作。
（2）生物脱氮效率难以提升
　　首先硝化反应难以进行完全。硝化细菌是一个化能自养菌，有机物降解由异养细菌完成。当两种细菌混合培养时，因为存在对底物和DO竞争，硝化菌生长将受到限制，难以成为优势种群，硝化反应被抑制。另外，固定曝气时间也可能会使得硝化不根本。其次就是反硝化反应不根本。CASS工艺有约20%硝态氮经过回流污泥进行反硝化，其它硝态氮则经过同时硝化反硝化和沉淀、闲置期污泥反硝化实现，其效果不理想也是众所周知。在沉淀、闲置期中，因为污泥和废水不能良好进行混合，废水中部分硝态氮不能和反硝化细菌接触，故不能被还原。另外，在这一时期，因为有机物己充足降解，反硝化所需碳源不足，也限制了反硝化效率深入提升。这两方面原因使得CASS工艺脱氮效率难以提升。
（3）除磷效率难以提升
　　污泥在生物选择器中释磷过程受到回流混合液中硝态氮浓度影响比较大，在CASS工艺系统中难以继续提升除磷效率。
（4）控制方法较为单一
　　现在在实际应用中CASS工艺基础上全部是以时序控制为主，其缺点是显而易见，因为污水水质不是一成不变，所以采取固定不变反应时间肯定不是最好选择。
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1.3.3 CASS工艺关键技术特征
（1）连续进水，间断排水
　　传统SBR工艺为间断进水，间断排水，而实际污水排放大全部是连续或半连续，CASS工艺可连续进水，克服了SBR工艺不足，比较适合实际排水特点，拓宽了SBR工艺应用领域。即使CABS工艺设计时均考虑为连续进水，但在实际运行中即使有间断进水，也不影响处理系统运行。
（2）运行上时序性
　　CASS反应池通常按曝气、沉淀、排水和闲置四个阶段依据时间依次进行。
（3）运行过程非稳态性
　　每个工作周期内排水开始时CANS池内液位最高，排水结束时，液位最低，液位改变幅度取决于排水比，而排水比和处理废水浓度、排放标准及生物降解难易度等相关。反应池内混合液体积和基质浓度均是改变，基质降解是非稳态。
（4）溶解氧周期性改变，浓度梯度高
　　CASS在反应阶段是曝气，微生物处于好氧状态，在沉淀和排水阶段不曝气，微生物处于缺氧甚至厌氧状态。所以。反应池中溶解氧是周期性改变，氧浓度梯度大、较多效率高，这对于提升脱氮除磷效率、预防污泥膨胀及节省能耗全部是有利。实践证实对一样曝气设备而言。CASS工艺和传统活性污泥法相比有较高氧利用率。
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1.4 CASS工艺和其它工艺比较
1.4.1 CASS和SBR比较
　　CASS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，所以，对难降解有机物去除效果提升；CASS进水过程连续，所以进水管道上无电磁阀控制元件，单个池子可独立运行，而SBR或CAST进水过程是间歇，应用中通常要2个或2个以上池子交替使用，控制系统复杂程度增加。CASS每个周期排水量通常不超出池内总水量1/3，而SBR则为1/2-3/4，CASS抗冲击能力很好。CASS比CAST系统简单，但脱氮除磷效果不如后者。
　　CASS池分预反应区和主反应区。在预反应区内，微生物能经过酶快速转移机理快速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷基质快速积累过程，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到很好缓冲作用，同时对丝状菌生长起到抑制作用，可有效预防污泥膨胀；随即在主反应区经历一个较低负荷基质降解过程。CASS工艺集反应、沉淀、排水、功效于一体，污染物降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性改变之中，从而达成对污染物去除作用，同时还含有很好脱氮、除磷功效。CASS生物处理法是周期循环活性污泥法简称，最早产生于美国，90年代初引入中国，现在，因为该工艺高效和经济性，应用势头迅猛，受到环境保护部门及拥护广泛关注和一致好评。经过模拟试验研究，已成功应用于生活污水、食品废水、制药废水治理，取得了良好处理效果，为CASS法在中国推广应用奠定了良好基础。在反应器前部设置了生物选择区，后部设置了可升降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，周期循环进行。污水连续进入预反应区，经过隔墙底部进入主反应区，在确保供氧条件下，使有机物被池中微生物降解。依据进水水质可对运行参数进行调整。 CASS法特点 和SBR相比，CASS法优点是： 其反应池由预反应区和主反应区组成，所以，对难降解有机物去除效果愈加好。 进水过程是连续，所以，进水管道上无需电磁阀等控制元件，单个池子可独立运行；而SBR进水过程是间歇，应用中通常要2个或2个以上池子交替使用。 排水是由可升降堰式滗水器完成，随水面逐步下降，均匀将处理后清水排出，最大程度降低了排水时水流对底部沉淀污泥扰动。 CASS法每个周期排水量通常不超出池内总水量1/3，而SBR则为3/4，所以，CASS法比SBR法抗冲击能力愈加好。
1.4.2 和传统活性污泥法相比
　　（1）建设费用低：省去了首次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备，建设费用可节省10%～25%。以10万吨城市污水处理厂为例，传统活性污泥法总投资约1.5亿，CASS法总投资约1.1亿。
　　（2）工艺步骤短，占地面积少：污水厂关键构筑物为集水池、沉砂池、CASS曝气池、污泥池，而没有首次沉淀池、二次沉淀池，布局紧凑，占地面积可降低20%～35%。
　　（3）运转费用省：因为曝气是周期性，池内溶解氧浓度也是改变，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，传输效率高，节能效果显著，运转费用可节省10%～25%。
　　（4）有机物去除率高，出水水质好：依据研究结果和工程应用情况，经过合理设计和良好管理，对城市污水，进水COD为400mg/L时，出水小于30mg/L以下。对可生物降解工业废水，即使进水COD高达3000mg/L，出水仍能达成50m g/L左右。对通常生物处理工艺，极难达成这么好水质。所以，对CASS工艺，二级处理投资，可达成三级处理水质。
　　（5）管理简单，运行可靠：污水处理厂设备种类和数量较少，控制系统比较简单，工艺本身决定了不发生污泥膨胀。
　　（6）污泥产量低，污泥性质稳定。
　　（7）含有脱氮除磷功效。
　　在本工程实践中，CASS反应池取得了比较满意效果。CASS池进水为290左右，出水则降到了30～45，达成了《北京市水污染物排放标准》中二级排放标准（CODcr≤60mg/1）。而本项目从开始施工到调试完成试运行只用了7个月，比常规活性污泥法大大缩短了工期，节省了投资。
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1.5 CASS工艺设计
1.5.1 CASS工艺关键设计参数
　　CASS反应器关键设计参数有：最大设计水深可达5m~6m，MLSS为3500mg/L~4000mg/L，充水比为30%左右，最大上清液滗除速率为30mm/min，固液分离时间60min，设计SVI为140mL/g，单循环时间（即1个运行周期）通常为4h（标准处理模块）。处理城市污水时，CASS中生物选择器、缺氧区和主反应区容积比通常为1∶5∶30，具体可依据水质和“模块”试验加以确定。表1列出了CASS工艺处理不一样规模城市污水时参考设计参数。
　　CASS工艺处理不一样规模城市污水时关键设计参数

关键设计参数
人口当量
37500
300000
600000
CASS池数
2
4
8
单池面积/m
772
2552
2352
最小充水比 VR
0.33
0.19
0.33
最小停留时间/h
9.1
16.8
11.9
最大设计流量/m/d
18546