工業開發區污水處理廠CASS工藝設計

隨著人們環保意識的提高和國家環保政策的進一步實施，開發區污水處理廠成為各地工業開發區建設中最重要的項目之一。由於開發區規模、不同行業比例、企業數量和常駐人口隨時間變化較大，設計參數很難把握。為保證達標排放，污水處理廠多採用「厭氧+好氧」工藝，而CASS工藝是較多採用的一種。

1.工藝原理

CASS（Cyclic Activated Sludge System）工藝是近年來國際公認的生活污水及工業廢水先進處理工藝，屬序批式活性污泥法。該工藝利用活性污泥底物積累再生理論，根據底物去除與污泥負荷及活性污泥組成和污泥呼吸速率之間的關係，將生物選擇器與SBR（Sequencing Batch Reactor）工藝有機結合1。

常見開發區CASS工藝污水處理流程如下圖所示：

2.工藝計算

2.1硝化泥齡θco

QMAX最大設計流量；S0進水BOD濃度，mg/L；Se出水BOD濃度，mg/L；t設計最低溫度。

2.2反應泥齡試算值θ`cf

2.3反應泥齡θcf

2.4污泥濃度N

主反應區高液位時污泥濃度：Nh=ST/V，一般在3.5g/L左右

主反應區低液位時污泥濃度：Nl=h*Nh/(h-Δh)，一般在5.5-6.5g/L左右

ST反應器總污泥量，kg；V主反應器容積，m3；H反應器有效高度，m；Δh潷水深度，m。

2.5反應器外形尺寸L×B

L池長，；B池寬，m；Fi單池有效面積，m2；n池數，座；建議將長寬比應控制在2：1左右。

2.6連通孔尺寸

改良SBR池預反應區和主反應區間設置連通孔，連通孔數量選擇如下表

每個連通孔面積

U空口流速,m/h;n，反應池池數，個;n1連通孔個數，個。

2.7設計需氧量

a碳的氧當量，1.466；BOD每天去除BOD的量，kg/d；b氨氮的氧當量,4.6；NH每天去除總氮的量，kg/d；c細菌細胞的氧當量，1.42；P活性污泥含氮量，12.5；d反消化回收氧係數,2.90；Vss每天排出的活性污泥量,kg/d；N0反消化氨氮量，kg/d，建議取0。

為確保設計安全，建議不去除Vss所含氧氣的量。其它參數計算公式，可參考相關設計手冊。

3.工藝設計

3.1池數選擇

反應器池數選擇時應儘可能同時滿足以下條件：

n≥2；

n=k1TC；

n=k2Tc/Tch；

n=k3Tc/To

池數和周期排水時間乘積最好是周期長的整倍數。

k1，表面活性劑的影響係數，0.8-0.85；k2，含鹽量的影響係數，0.9-0.97；k3，當地大氣壓的影響係數，當地大氣壓與標準大氣壓的比值。Tch，潷水時間，h；To，好氧反應時間，h；Tc，周期時長，h

建議選取4座，對於日處理規模大於5萬噸的污水廠，不建議採用CASS工藝。

3.2運行周期

天津市市政工程設計研究院的周雹老師建議，最小周期應不小於4h。常用周期數與周期長如下表所示：

4池6小時的運行模式會出現曝氣池數變化的情況，應儘力避免。從多個工業開發區污水廠CASS池的運行情況來看，即使是較難處理的印染廢水，採用4小時一周期仍可以達標排放。

3.3配水系統

常見的配水方式有對稱配水、配水井配水和非對稱配水。建議採用配水渠配水。該方式佔地省，結構簡單，配水比較均勻。

3.4池體形式

CASS池選擇區和缺氧區佔總反應池的比例，建議採用1：5：30的經驗參數3，多個採用此參數設計的污水廠均運行良好。此外，可在主反應區前段設置一個2米寬的曝氣選擇區，根據來水水質情況，適時變為缺氧區或曝氣區，從而達到更好的處理效果。

3.5污泥迴流和污泥排出系統

污泥迴流時間建議按1-2小時，污泥迴流比控制在20%-40%（最高150%）。污泥排出按10-30min設計。在實際運行中可能存在污泥量較理論計算過大的情況，建議將污泥迴流管道和污泥排出管道連接，迴流泵在潷水期間作為排出泵使用。

3.6運行方式

因為開發區來水水量隨開發區建設和生產模式有很大變化，採用時間間隔控制CASS池運行並不現實。建議在CASS池缺氧段內設置超聲波液位計，根據液位計反饋控制各池運行。

4.工程實例

某市食品工業開發區污水廠採用「水解酸化+CASS」工藝，執行一級B排放標準，污泥經化學除磷脫水後外運。工藝流程圖如下所示：

4.1CASS池設計

CASS池採用4池4小時一周期，污泥指數120，高液位污泥濃度6.33g/L,低液位4.63g/L，污泥負荷0.18 kgBOD5/kgMLSS·d，水力停留時間17.8h，污泥迴流比40%，單池長40m，寬22m，有效水深5m。

4.2運行效果