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摘要：
结合工程实例，在符合规范、规程要求的前提下，阐述CASS工艺在设计过程中可能存在的问题及其相应的解决措施，通过优化设计，提高污水厂的运行稳定，确保出水达标排放。
关键词：CASS工艺、城市污水、工业废水、优化设计
CASS工艺为循环式活性污泥工艺的简称，由Goronszy教授于ICEASD基础上开发出的改进型SBR工艺，具有投资省、占地少、自动化控制程度高、耐冲击负荷能力强等优点。
1、工程概况:
广东省肇庆市高新区某污水处理厂设计总规模8×104m3/d，占地6.67hm2，其中首期用地4.01hm2，二期用地2.66 hm2。两期处理规模各为4×104m3/d，其中首期工程已于2009年建成运行，并已通过环保验收。二期工程已完成图纸设计，进入施工建设阶段。工艺流程见图1，主要设计参数见表1。
2、污水厂运行状况
该污水厂首期工程自建成以来，整体而言运行状况良好，年出水达标率符合当地环保部门的要求，但是，运行管理过程中仍存在一些不足。为此，在二期扩建工程设计中，针对首期工程运行中曝露出的问题，进行技术分析，并作出相应的调整和完善。主要体现在以下几方面：
2.1、进水水质
该污水厂位于广东省肇庆某国家级技术工业园区，服务区范围内以生活污水为主，约占设计总水量的2/3，同时也收纳工业园内的工业废水，占总水量的1/3。工业废水成份较复杂，包括纺织印染废水、电子元件废水、金属加工废水、化工及皮革废水、铝业废水、生物制药废水等等。其中印染废水、皮革及金属加工废水所占比例较大。
图2 进水CODcr分析示意图
依据污水厂进水水质的分析，详见图2。进水的CODcr有80%的情况在200～400mg/L的正常水平，8%的情况出现CODcr超过400mg/L的情况，极少数情况现进水CODcr超过700mg/L。同时由于进水中有部分经过一级处理的工业废水，进水的BOD5 有80%情况在100mg/L以下，属于生化性较低的污水。TN含量为15mg/l，TP含量為2mg/l，均偏低。此外，难以避免某些工业企业将重污染的废水未经处理直接排入城市下水道中，造成污水厂进水中重金属、重油等含量严重超标。
2.2 污泥回流
首期工程中CASS池污泥回流为单池形式的污泥回流，如1＃CASS池的污泥回流泵仅能将1＃CASS池中的污泥由好氧区回流至厌氧选择区。首期工程设有四个CASS生化反应池，未设配水设施，导致各池的回流污泥只能回到对应反应池。这种回流方式的优点是某一生化池的污泥出现异常，不会影响其他生化池；在运行发现中，当某个CASS池中活性污泥因某些原因而出现活性污泥量不足时，不能及时利用其他CASS池的活性污泥进行补充，以提高生物处理效果。
2.3设备运行状况
若要污水与污泥处理系统的正常稳定运行，工艺配套处理设备的运行稳定是极其重要的前提，由于受投资控制、设备招标中性能参数不齐全等诸多因素的影响，污水厂的设备性能饱受运行管理人员的诟病。这也使得该污水厂在较长的一段调试周期内不能达到环保验收标准。主要体现以下设备：
1）闸门及阀门；CASS池进水、进气的密闭性差。设计采用闸阀，阀门安装于进水、进气的竖管上。调试初期，阀门的密闭性均尚可。运行一定时期后，由于阀门自重较大，并安装有电动装置，使得阀板产生偏向力，阀门不能有效关闭，密闭效果逐渐减弱。使得CASS池在沉淀滗水阶段仍在曝气，污泥难以沉降。
2）带式压滤脱水机
设计采用带式浓缩脱水一体化压滤脱水机，运行出现的问题主要有两个方面，一是脱水机处理能力达不到设计要求的参数。设计脱水机处理能力为40m3/h，而实际只能达到20 m3/h，二是脱水机经常出现故障不能运行，使得CASS不能及时有效排泥，影响生化处理效果。
3）紫外消毒设备
设计采用紫外线消毒的方式，在实际运营上发现紫外线消毒存在紫外灯石英套管滋生苔藓，以及经常出现灯管爆裂及镇流器烧坏的情况。
3、污水厂的优化与完善
3.1针对进水水质变化的优化
由于污水厂进水中生活污水约占60%，工业废水约占40%，且服务范围内现状工业企业行业类型多、跨度大、其中包括电镀、染整、电池、制药、化工等重污染企业，污水水质成分复杂，变化大。虽然环保部门对这些企业加强监控，但污水厂进水偶然还是会出现异常情况。通过现场踏勘和调研重点企业排污口水质、进厂水质、分析其成分，科学地评估和预测污水水质，并充分考虑水质突然恶化的风险。
图3 污水处理应急处理工艺流程图
在不能有效遏制重污染工业废水偷排的情况下，污水厂采取必要的应急措施是必要。优化的方法是在正常处理流程外，增设应急处理单元（见图3中虚线部分）。具体措施为在生化处理单元前设置加药间和物化反应沉淀池，当进厂水质恶化时，启动应急处理单元，以去除进厂水中过高的有机物和有毒、有害物质，保护后续生化处理单元不受侵害。
3.2 CASS池污泥回流控制措施
首期工程中各生化池的回流污泥方式无法相互混合，使回流污泥失去调节和均质的机会。且CASS池前无配水构筑物，不利于各池进水水质的均衡。优化的措施是增设CASS池前配水井，对生化池进水和污泥回流起调节和均质作用。同时改造首期工程污泥回流管，通过控制阀门的调节增强污泥回流方式的灵活性。可有效改善污水厂运行中存在的进水水质不稳定，造成某个CASS池污泥生化性能差的问题。
3.3设备选型的优化
首期工程中设备故障引起污水厂运行不稳定，固然有设备自身性能等方面的因素，但是设计中如何存在一些不足，如CASS池的进水进气阀采用闸阀，安装于竖管上。应该根据CASS工艺自动化程度高的特点，在某些关键设备上应采用性能效果较好的设备，如CASS池进气阀应选用球阀，水平安装于进气管上。
同时针对首期中脱水机处理能力不足的现状，新增的脱水机宜在投资范围内选用处理效果好，运行稳定，并弥补首期工程处理能力的不足。如选用离心脱水机，与带式机相比，离心脱水机优点在于污泥脱水率高、处理量大、占地小、可实现全封闭运行，环境清洁、设备维修量小。
此外选择紫外消毒设备时应应选用单支灯管的UVC输出强度高的灯管，其次应考虑UVC电光转换效率，同时根据污水厂的水量、水质波动较大的情况，应考虑实时调节系统的选择；并采用在线清洗自动控制清洗装置进行清洗，延长灯管的使用寿命。
4、结论
近年来，CASS工艺的设计、运行管理等技术越来越成熟，它具有投资少，占地少，抗冲击负荷大等诸多优点。对城市生活污水处理效果较为理想，出水水质达到国家一级排放标准。结合本工程中存在的问题，提出以下建议：
1）在污水厂设计工艺比选时，应该深入调查并科学地评估和预测污水水质、水量变化情况，充分考虑水质突然恶化的风险。
2）针对污水厂进水中工业废水所占比重大的CASS工艺，设计时宜考虑应急措施方案，避免CASS池中活性污泥中毒瘫痪；
3）合理设置污泥回流方式，结合进水水质、水量变化，灵活选择污泥回流方案，体现CASS工艺自动控制的特点。
4）针对CASS工艺自动化程度高的特点，在关键设备的选型上宜适当提高设备的性能要求。
结合工程实例，在符合规范、规程要求的前提下，阐述CASS工艺在设计过程中可能存在的问题及其相应的解决措施，通过优化设计，提高污水厂的运行稳定，确保出水达标排放。
关键词：CASS工艺、城市污水、工业废水、优化设计
CASS工艺为循环式活性污泥工艺的简称，由Goronszy教授于ICEASD基础上开发出的改进型SBR工艺，具有投资省、占地少、自动化控制程度高、耐冲击负荷能力强等优点。
1、工程概况:
广东省肇庆市高新区某污水处理厂设计总规模8×104m3/d，占地6.67hm2，其中首期用地4.01hm2，二期用地2.66 hm2。两期处理规模各为4×104m3/d，其中首期工程已于2009年建成运行，并已通过环保验收。二期工程已完成图纸设计，进入施工建设阶段。工艺流程见图1，主要设计参数见表1。
2、污水厂运行状况
该污水厂首期工程自建成以来，整体而言运行状况良好，年出水达标率符合当地环保部门的要求，但是，运行管理过程中仍存在一些不足。为此，在二期扩建工程设计中，针对首期工程运行中曝露出的问题，进行技术分析，并作出相应的调整和完善。主要体现在以下几方面：
2.1、进水水质
该污水厂位于广东省肇庆某国家级技术工业园区，服务区范围内以生活污水为主，约占设计总水量的2/3，同时也收纳工业园内的工业废水，占总水量的1/3。工业废水成份较复杂，包括纺织印染废水、电子元件废水、金属加工废水、化工及皮革废水、铝业废水、生物制药废水等等。其中印染废水、皮革及金属加工废水所占比例较大。
图2 进水CODcr分析示意图
依据污水厂进水水质的分析，详见图2。进水的CODcr有80%的情况在200～400mg/L的正常水平，8%的情况出现CODcr超过400mg/L的情况，极少数情况现进水CODcr超过700mg/L。同时由于进水中有部分经过一级处理的工业废水，进水的BOD5 有80%情况在100mg/L以下，属于生化性较低的污水。TN含量为15mg/l，TP含量為2mg/l，均偏低。此外，难以避免某些工业企业将重污染的废水未经处理直接排入城市下水道中，造成污水厂进水中重金属、重油等含量严重超标。
2.2 污泥回流
首期工程中CASS池污泥回流为单池形式的污泥回流，如1＃CASS池的污泥回流泵仅能将1＃CASS池中的污泥由好氧区回流至厌氧选择区。首期工程设有四个CASS生化反应池，未设配水设施，导致各池的回流污泥只能回到对应反应池。这种回流方式的优点是某一生化池的污泥出现异常，不会影响其他生化池；在运行发现中，当某个CASS池中活性污泥因某些原因而出现活性污泥量不足时，不能及时利用其他CASS池的活性污泥进行补充，以提高生物处理效果。
2.3设备运行状况
若要污水与污泥处理系统的正常稳定运行，工艺配套处理设备的运行稳定是极其重要的前提，由于受投资控制、设备招标中性能参数不齐全等诸多因素的影响，污水厂的设备性能饱受运行管理人员的诟病。这也使得该污水厂在较长的一段调试周期内不能达到环保验收标准。主要体现以下设备：
1）闸门及阀门；CASS池进水、进气的密闭性差。设计采用闸阀，阀门安装于进水、进气的竖管上。调试初期，阀门的密闭性均尚可。运行一定时期后，由于阀门自重较大，并安装有电动装置，使得阀板产生偏向力，阀门不能有效关闭，密闭效果逐渐减弱。使得CASS池在沉淀滗水阶段仍在曝气，污泥难以沉降。
2）带式压滤脱水机
设计采用带式浓缩脱水一体化压滤脱水机，运行出现的问题主要有两个方面，一是脱水机处理能力达不到设计要求的参数。设计脱水机处理能力为40m3/h，而实际只能达到20 m3/h，二是脱水机经常出现故障不能运行，使得CASS不能及时有效排泥，影响生化处理效果。
3）紫外消毒设备
设计采用紫外线消毒的方式，在实际运营上发现紫外线消毒存在紫外灯石英套管滋生苔藓，以及经常出现灯管爆裂及镇流器烧坏的情况。
3、污水厂的优化与完善
3.1针对进水水质变化的优化
由于污水厂进水中生活污水约占60%，工业废水约占40%，且服务范围内现状工业企业行业类型多、跨度大、其中包括电镀、染整、电池、制药、化工等重污染企业，污水水质成分复杂，变化大。虽然环保部门对这些企业加强监控，但污水厂进水偶然还是会出现异常情况。通过现场踏勘和调研重点企业排污口水质、进厂水质、分析其成分，科学地评估和预测污水水质，并充分考虑水质突然恶化的风险。
图3 污水处理应急处理工艺流程图
在不能有效遏制重污染工业废水偷排的情况下，污水厂采取必要的应急措施是必要。优化的方法是在正常处理流程外，增设应急处理单元（见图3中虚线部分）。具体措施为在生化处理单元前设置加药间和物化反应沉淀池，当进厂水质恶化时，启动应急处理单元，以去除进厂水中过高的有机物和有毒、有害物质，保护后续生化处理单元不受侵害。
3.2 CASS池污泥回流控制措施
首期工程中各生化池的回流污泥方式无法相互混合，使回流污泥失去调节和均质的机会。且CASS池前无配水构筑物，不利于各池进水水质的均衡。优化的措施是增设CASS池前配水井，对生化池进水和污泥回流起调节和均质作用。同时改造首期工程污泥回流管，通过控制阀门的调节增强污泥回流方式的灵活性。可有效改善污水厂运行中存在的进水水质不稳定，造成某个CASS池污泥生化性能差的问题。
3.3设备选型的优化
首期工程中设备故障引起污水厂运行不稳定，固然有设备自身性能等方面的因素，但是设计中如何存在一些不足，如CASS池的进水进气阀采用闸阀，安装于竖管上。应该根据CASS工艺自动化程度高的特点，在某些关键设备上应采用性能效果较好的设备，如CASS池进气阀应选用球阀，水平安装于进气管上。
同时针对首期中脱水机处理能力不足的现状，新增的脱水机宜在投资范围内选用处理效果好，运行稳定，并弥补首期工程处理能力的不足。如选用离心脱水机，与带式机相比，离心脱水机优点在于污泥脱水率高、处理量大、占地小、可实现全封闭运行，环境清洁、设备维修量小。
此外选择紫外消毒设备时应应选用单支灯管的UVC输出强度高的灯管，其次应考虑UVC电光转换效率，同时根据污水厂的水量、水质波动较大的情况，应考虑实时调节系统的选择；并采用在线清洗自动控制清洗装置进行清洗，延长灯管的使用寿命。
4、结论
近年来，CASS工艺的设计、运行管理等技术越来越成熟，它具有投资少，占地少，抗冲击负荷大等诸多优点。对城市生活污水处理效果较为理想，出水水质达到国家一级排放标准。结合本工程中存在的问题，提出以下建议：
1）在污水厂设计工艺比选时，应该深入调查并科学地评估和预测污水水质、水量变化情况，充分考虑水质突然恶化的风险。
2）针对污水厂进水中工业废水所占比重大的CASS工艺，设计时宜考虑应急措施方案，避免CASS池中活性污泥中毒瘫痪；
3）合理设置污泥回流方式，结合进水水质、水量变化，灵活选择污泥回流方案，体现CASS工艺自动控制的特点。
4）针对CASS工艺自动化程度高的特点，在关键设备的选型上宜适当提高设备的性能要求。