Cass工艺在低温条件启动与研究

【摘 要】随着社会经济的发展及人口数量的迅速增长，我国水资源显得格外紧张，而且对污水处理率及处理效果还存在着一定的问题。尤其是在我国的北方，由于冬季气候严寒且又漫长，低温条件严重影响了污水的生物处理效果。本文以CASS工艺为研究对象，通过采用各种水力的不同停留时间来进行研究，重点介绍了CASS工艺处理低温生活污水的可行性，以及低温环境下最佳工程设计参数和要求，为我国寒冷地区的污水治理提供优化基础，同时也为污水处理厂运行管理工作提供帮助。

【关键字】CASS工艺；低温污水；水力停留时间；污泥负荷

低温地区是指北回归线以北的广大地区，由于这些地区有着漫长而又严寒的冬季，因此对于城市污水处理工作带来了较大的困难。当微生物在不适宜的温度条件下长期生存，其生理特性和生活习性将逐步发生转变，使得其吸收运转营养物质的速度减慢，数量降低，合成蛋白质的速率减低，代谢活动减慢等等，这些情况的存在严重影响了微生物的生产，甚至会导致微生物出现大量死亡的情况，这就为微生物污水处理工艺带来了难度。温度对于微生物的生活习性、种族组成和细胞繁殖都有着重大的影响。同时由于在污水治理工作中，严寒地区的排水管散热量较大，给污水处理带来了很大的困难。因此在低温条件下做好污水处理工艺和设计参数与常温条件下进行工作存在着很大的区别。

1、CASS工艺的概念和应用优势

CASS工艺是周期循环活性污泥法其在应用的过程中不但具有较高的投资效益，同时还有着占地面积少、工艺流程简单、操作管理方便、处理效果好等优势，而且根据过去多年的污水处理文献和线管材料总结，CASS工艺对于低温条件下的污水处理有着良好的处理效果。因此，本文充分利用CASS工艺的优势，结合现阶段我国低温地区的实际国情和相关因素进行综合分析，重点阐述了CASS工艺在我国低温地区的应用适应性，同时探讨了低温条件下的相关工程参数和管理运行经验，能够为我国低温环境下的污水治理提供推广和应用基础。

低温对生物处理的影响直接关系着寒冷地区城市污水和各种废水的处理模式和方法，是衡量污水是否能够采用生物处理和采用什么样的生物进行处理的关键。这就需要在工作中结合我国的实际国情，以各种先进的科学技术为依据探讨适合我国寒冷地区污水你处理工艺的方法，这种方法的选择对于缓解低温都去的环境污染和实现经济社会的可持续发展都有着重要的意义。

2、试验装置及流程设计

在上个世纪末期，我国采用实验室进行了两年的系统研究，在研究通过将将国外先进技术引进并且消化，研究出了一种适合我国低温地区国情的污水处理工艺，并且在我国广大低温地区进行推广与应用，为相关工程工作提供了宝贵的设计参数与运行管理经验，使得工作质量与效率得到了较大的提高。

2.1试验工艺流程

在研究的过程中，污水取自总装备部工程设计研究总院家属楼楼生活污水，是通过采用小型的潜污泵进行直接提取到储水箱，而储水箱则是采用PVC专用加工而成，容量设置在180L，同时，在内部设置有自动也为控制装置。

2.2试验装置

其中CASS装置自行设计，材质为有机玻璃，便于观察水流运动状态、曝气强度及活性污泥的絮凝情况。该装置尺寸为：L×B×H=930mm×312mm×410mm，容积118L。

2.3装置自动控制系统介绍

整套实验装置采用PLC程序控制器集中控制。其中储水箱中的水位由液位控制计控制，低水位时，污水提升泵自动开启，向水箱注水，至水箱最高水位时，污水提升泵自动关闭，停止进水。

CASS工艺的特点是程序工作制，其整个工作周期均可由程序控制器完成，无须专人操作。此外，CASS工艺还可根据进、出水水质变化适当调整工作程序，保证出水效果。

3、试验结果与分析

3.1污泥接种与培养

实验所用污泥取自首都机场废水净化站二沉池回流污泥，该污泥性能良好，镜检发现有大量活跃钟虫和少量线虫，污泥上清液清澈透明。将接种污泥投入CASS池并加入部分污水后闷曝24h，此后，逐步加大进水负荷按照CASS池自身运行方式―连续进水、间歇排水逐步培养驯化活性污泥，至生物相重新恢复正常、污泥性能稳定，处理效果良好，表明污泥培养成熟。

3.2COD去除效果分析

3.2.1试验条件

气温：-4～12℃；水温：5～9℃；水力停留时间：HRT=10.8h，16h，20h；周期运行时间：T=215～296min（分曝气、沉淀、撇水、闲置四个阶段）；进水流量：Q=160∽87ml/min；周期处理水量：Q1=34.4∽20.8L；周期排水比：1/3∽1/4。根据试验效果，按水力停留时间（HRT）的不同实验划分为三个阶段（即HRT=108h，16h，20h），其中HRT=20h阶段中曝气时间又分为180min和240min。

3.2.2试验效果与分析

通过实验分析可以得出，当HRT=10.8h时，进出水COD波动较大，进水COD为620～1218mg/L，出水122～211mg/L，去除率在74%～89%之间，出水效果不理想，波动较大。相对应的MLSS=2.487～5.678g/L，变化较大，污泥负荷=0.688～1.10kgCOD也比较高。

当HRT=16.0h时，该阶段进水波动较小，　进水COD为610～930　mg/L，出水COD为90～115mg/L，去除率达85%～91%，出水水质比较稳定。

3.3悬浮物（SS）去除效果分析

一般情况下，传统活性污泥法处理污水的效果随温度的降低而变差，出水质量差的一个重要原因就是二沉池污泥沉降性能不好。从物理现象上看，活性污泥比较细碎，不易形成大块絮凝体，沉淀后的上清液仍有细小的悬浮颗粒随出水带走；从水质特点上分析，低温环境下，水的粘滞性增高，固体颗粒沉降阻力增大，降低了泥水分离效果。

4、CASS工艺需氧量分析

通过相关实验的连续运行进行分析法宣，在一个工作周期的监测工作中，溶解氧发生了明显的变化，同时其可以说是经历了一个―缺氧―厌氧过程，氧浓度梯度大，氧转移效率高，这就说明在污水处理工作中对于生物的脱氧要求以及防治污水膨胀工作都有着重要的意义。通过本实验，我们可以明显的得出在曝气结束，沉淀开始后15分钟内，在这个过程中DO从4.15mg/L迅速下降到0.28　mg/L，同时曝气要求变得到了最低位，同时开始逐步的区域平缓，这就给生物反硝化细菌创造了良好的生存条件，使得这种微生物在目前的环境之中能够有一个较好的生存条件，为其污水反应和处理提供了基础平台。

5、结论

通过实验观察和分析：低温对CASS工艺处理效果有一定影响，在其它条件相同情况下，与常温条件相比，COD去除率约降低5%，这也反映出CASS工艺对温度具有较好的适应能力，与国外文献的介绍是一致的。但低温造成活性污泥沉降性能降低，SV和SVI普遍高于常温条件，可通过提高污泥浓度、降低污泥负荷和适当延长沉淀时间，解决给生产运行带来的困难。