CASS工艺毕业设计文献综述

燕山大学本科毕业设计（论文）文献综述课题名称：2万吨/日城市污水处理厂CASS工艺设计学院（系）：环境与化学工程学院年级专业：13级环境工程学生姓名：刘欣超指导教师：张晓春完成日期：2017.03.19目录一．CASS工艺国内外现状...............................................................................3二．研究主要成果..............................................................................................42.1CASS工艺原理介绍......................................................................42.2CASS工艺运行..............................................................................5三．发展趋势......................................................................................................6四．存在的问题..................................................................................................7五．参考文献......................................................................................................8一．CASS工艺国内外现状CASS(cyclicactivatedsludgesystem)也称CAST（technaoloy）或CASP（process），是循环活性污泥系统的一种形式，是SBR工艺的一种改进型，是在其他的循环活性污泥技术如IDEA(intermittentlydecantedextendedaeration),IDAL(intermittentlydecantedaeratedlagoons),ICEAS(intermittentlycyclicextendedaerationsystem)的基础上发展而来。1969年，Goronszy教授从连续进水间歇运行的氧化沟工艺入手，进行可变容积活性污泥法的研究和开发，1975年将连续进水间歇运行的工艺应用于矩形鼓风曝气池，并由美国川森维柔公司申请专利并推广应用，1978年将生物选择器和SBR工艺有机结合，成功开发出CASS工艺。目前，在美国、加拿大、澳大利亚等国家，已经有270多个污水处理厂应用此工艺，其中城镇污水处理厂200多家，工业废水处理厂70多家，国内也已经有了相关应用。二．研究主要成果2.1CASS工艺原理介绍CASS工艺是将序批式活性污泥法(SBR)的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的滗水装置,实现了连续进水间歇排水的周期循环运行,集曝气、沉淀、排水于一体。工艺是一个好氧/缺氧/厌氧交替运行的过程,具有一定脱氮除磷效果,废水以推流方式运行，而各反应区则以完全混合的形式运行以实现同步硝化、反硝化和生物除磷。其工艺流程如图1.CASS工艺流程图所示。图1.CASS工艺流程图工艺的主体是CASS反应池，每个CASS反应器由3个区域组成即生物选择区、兼氧区和主反应区，如图2所示。图2.CASS反应池工作原理生物选择区是设置在CASS前端的小容积区域,容积约为反应器总容积的10%,水力停留时间为0.5～1.0h,通常在厌氧或兼氧条件下运行。生物选择器是根据活性污泥反应动力学原理而设置的,进入反应器的污水和从主反应器内回流的活性污泥在此混合接触,创造合适的微生物生长条件并选择出絮凝性细菌,有效地抑制丝状菌的大量繁殖,改善沉降性能,防止污泥膨胀;可通过酶反应机理快速去除废水中的溶解性物质(累积在微生物体内)并对难降解的有机物起到较好的水解作用；同时使污泥中的磷在厌氧条件下有效地释放。由于回流污泥中存在少量硝态氮,生物选择器中还会发生反硝化作用。兼氧区能辅助生物选择区实施对进水水质水量变化的缓冲作用,还能促进磷的进一步释放和强化反硝化作用。主反应区是去除营养物质的主要场所,通常控制氧化还原电位ORP在100mV～150mV，溶解氧DO在0～2.5mg/L。使主反应区内溶液处于好氧状态，活性污泥内部基本处于缺氧状态,使主反应区同时发生硝化、反硝化作用和磷的吸收。2.2CASS工艺运行CASS工艺运行可以分为4个阶段。充水曝气阶段边进水边曝气并将主反应区的污泥回流至预反应区的生物选择器。在该阶段曝气系统向反应池内供氧，一方面满足好氧微生物对氧的需要，另一方面有利于活性污泥与有机物的混合与接触，从而使有机污染物被微生物氧化分解。同时污水中的氨氮也通过微生物的硝化作用转化为硝态氮。充水沉淀阶段停止曝气进行泥水分离但不停止进水，且污泥回流也不停止停止，曝气后微生物继续利用水中剩余的溶解氧进行氧化分解。随着溶解氧含量的降低，好氧状态逐渐向缺氧转化并发生一定的反硝化作用。滗水阶段沉淀阶段完成后，置于反应池末端的滗水器在程序控制下开始工作，自上而下逐层排出上清液。排水结束后，滗水器将自动复位。排水过程中，反应池底部污泥层内由于较低的溶解氧含量而发生反硝化作用。反应器在滗水阶段需停止进水，若处理系统有两个或两个以上CASS池，当一个池处于滗水阶段时可将原水引入其他CASS池。为了提高污泥浓度，加强反硝化及聚磷菌的过量释磷，污泥回流系统照常运行。闲置阶段闲置阶段的时间较短，主要是为了保证滗水器在此阶段内回复到原始位置，防止污泥流失。若在此阶段进行适量的曝气，则有利于恢复污泥的活性。正常的闲置期通常在滗水器恢复待运行状态4min后开始。三．发展趋势CASS工艺具有以下特点1.不设独立的二沉池和刮泥系统，活性污泥始终保持在一个反应器中完成生物反应和泥水分离过程，为生物选择器而设置的污泥回流系统回流比仅为20%。2.根据生物选择原理而设置的生物选择器，能使进水中大量溶解性基质通过快速酶去除机理得以吸附和吸收，而且有利于磷的释放和反硝化作用，抑制丝状菌的大量繁殖，增强系统运行的稳定性。3.对水量、水质的适应性较强，反应器可变容积运行而且还可通过调节曝气循环过程、调整曝气时间和强度来适应进水负荷的变化。4.根据生物反应动力学原理，使废水在反应器各区间呈现整体推流而在各区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。5.通过对溶解氧(生物反应速率)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，使之具有良好的脱氮除磷效果。在CASS工艺的发展中，比较突出的研究发展方向有（1）新型曝气设备及滗水器的研制；(2)自动控制系统的研究及开发；(3)CASS工艺脱氮除磷机理、有机物去除机理的研究；(4)特种废水处理工艺设计及运行参数的确定。四．存在的问题CASS工艺固然具有一系列的优点，但是同样存在一些不足之处。1.微生物种群间的复杂关系有待进一步研究CASS系统的微生物种群结构与常规活性污泥法不同，菌群主要由硝化菌、反硝化菌、聚磷菌和异氧型好氧菌组成。目前对非稳态CASS系统中微生物种群之间的复杂的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一些分析探讨，而理清微生物种群之间的关系对CASS工艺的优化运行是大有好处的。2.生物脱氮除磷效率难以提高在运行的过程中，由于硝化反应的不完全和反硝化的不彻底，脱氮的效率难以提高，而除磷过程又受到回流混合液中硝态氮的影响，除磷不完全3.控制方式有待提升目前CASS的控制基本以时序控制为主，但是污水水质并非固定不变的，所以以在线监测的污水水质为指标控制更为合适。五．参考文献1孙大群等循环活性污泥系统（CASS）长春工程学院学报2001.022张统CASS工艺处理小区污水及中水回用给水排水20013黄政新CASS法循环式活性污泥法污水处理设备设备管理与维修20024魏先勋环境工程设计手册湖南科学技术出版社2002.075魏勇.闪红光循环式活性污泥法（CASS）的研究进展2004.086杨亚静.李亚新CASS工艺的理论与设计计算科技情报开发与经济2005.047张胜华等循环式活性污泥法的优化设计及应用中国给水排水2006.018罗柏华CASS工艺在生活污水处理中的应用中国科技信息2006.049曲本亮.李瑜周期循环式活性污泥法在生活污水处理中的应用环境保护与循环经济2008.04.0410黄瑾循环式活性污泥工艺CASS设计优化及运行中国给水排水2012.0711王海莉等CASS法工艺在小城镇污水处理中的应用河北企业201312YuLanWang等Comparativeperformancebetweenintermittentlycyclicactivatedsludgemembranebioreactorandanoxic/aerobic-membranebioreactor.BioresourceTechnology2009.04.1113YaY.Wang等Impactofoperatingconditionsonnitrogenremovalusingcyclicactivatedsludgetechnology.JournalofEnvironmentalScienceandHealth2010.01.2814LuWang等Aninsightintotheremovaloffluoroquinolonesinactivatedsludgeprocess:SorptionandbiodegradationcharacteristicsJournalofenvironmentalsciences2016.10.0815LeiWu等Enhancednitrogenremovalunderlow-temperatureandhigh-loadconditionsbyoptimizationoftheoperatingmodesandcontrolparametersintheCASTsystemformunicipalwastewater2017.03.19指导教师审阅签字：年月日