高效污水处理工艺—(CASS)

一、CASS工艺，全称为Cyclic Activated Sludge System（周期循环活性污泥系统）

是一种基于序批式活性污泥法（SBR）发展而来的改进型污水处理技术。该工艺由Goronszy教授在ICEAS工艺的基础上进一步研发而成，旨在提高污水处理效率并扩大其应用范围。CASS工艺的核心特点是将传统的SBR反应池沿长度方向分为两个主要区域：前部为生物选择区或预反应区，后部为主反应区。在主反应区的后部还装有可升降的滗水装置，这一设计使得系统能够在连续进水的同时实现间歇性的排水，保持了SBR工艺周期循环运行的特点，但克服了其不能连续进水的限制。

CASS工艺因其结构紧凑、操作灵活、能有效去除BOD、COD、氮、磷等污染物，且不需要单独的二沉池和复杂的污泥回流系统，而被广泛应用于大、中、小型污水处理项目中。此外，该工艺在节能降耗方面也展现出优势，适合于处理一般城市污水以及某些工业废水。

二、CASS（周期循环活性污泥系统）工艺作为一种高效的污水处理技术，具有以下优势和特点：

1. 广泛的适用性：适用于大型、中型及小型污水处理工程，适用范围比传统SBR工艺更广泛，能够满足不同规模的处理需求。

2. 连续进水设计：与SBR工艺的间歇式进水不同，CASS工艺支持连续进水，更符合实际污水排放的连续性，同时保持了序批式操作的灵活性，易于与前端处理构筑物匹配，并简化控制系统。

3. 高度自动化：自动化程度高，可通过控制系统实时监测和调整工艺参数，减少人工干预，提高运行的稳定性和效率，降低管理难度和运行成本。

4. 占地小、投资低：工艺流程简单，设备集成度高，减少了占地面积和建设投资。

5. 优秀的处理效果：通过优化曝气和排水模式，有效去除污水中的有机物、氮、磷等污染物，具有良好的生化反应推动力和沉淀效果，尤其在脱氮除磷方面表现出色。

6. 运行灵活性和耐冲击性强：能够灵活调整运行策略以应对水质水量的变化，具有较强的抗冲击能力，适合处理水质波动大的污水。

7. 节能降耗：间歇曝气和集中排水方式降低了能耗，减少了运行费用，同时通过优化操作策略，如控制溶解氧水平，进一步节能。

8. 不易发生污泥膨胀：通过优化的曝气策略和独特的工艺流程，减少了污泥膨胀的风险，保证了处理系统的稳定运行。

9. 高度集成化和一致性：在某些应用领域（如射频前端电路制造），CASS工艺通过表面加工技术实现高度集成化，确保了组件的一致性和性能。

10. 沉淀效果优异：滗水装置的使用能均匀排出处理后的水，减少对沉淀污泥的干扰，保证了良好的出水水质。

这些优势和特点使得CASS工艺成为一种高效、经济、且适应性强的污水处理解决方案。

 

三、CASS工艺的基本运行流程：

1. 进水/曝气阶段：污水连续或间歇地进入反应池的预反应区，此区域设置在池的前端，有助于快速吸附并降解污水中的大部分可溶性有机物。同时，曝气装置启动，向反应池内供氧，促进好氧微生物的活性，使有机污染物被微生物氧化分解。在此过程中，污水中的氨氮也会通过硝化作用转化为硝酸盐(NO3-)。

2. 沉淀阶段：曝气停止后，反应池进入静置沉淀状态。微生物因失去曝气搅拌而逐渐沉降至池底，形成活性污泥层，上层水体变得清澈。此阶段有利于泥水分离，为后续的排水做准备。

3. 滗水（排水）阶段：沉淀完成后，位于反应池末端的滗水装置开始工作，缓慢上升，将上层清澈的水体排出系统，实现污水的净化。滗水期间，虽然活性污泥不直接参与排水，但通过回流系统，部分污泥中的硝酸盐可在生物选择区或缺氧条件下进行反硝化，同时进行磷的释放，为后续的磷去除创造条件。

4. 闲置/待机阶段：排水完毕后，系统进入短暂的闲置期，准备迎接下一个工作周期。此阶段可用来调整池内的环境条件，如通过短时间曝气补充溶解氧，为下一个周期的曝气阶段做准备，同时也可避免活性污泥的流失。

整个CASS工艺通过上述周期性的操作，不仅有效地去除了污水中的有机物，还实现了较好的氮、磷营养元素的去除（即脱氮除磷功能），这是通过在不同阶段控制反应池内的溶解氧水平来实现的。CASS工艺凭借其高效的处理能力和操作灵活性，在污水处理领域得到了广泛应用。

 

四、CASS工艺中应用的设备包括但不限于以下：
1. 污水提升泵：负责将收集到的污水从初级处理设施（如格栅、集水池）提升至CASS反应池，确保污水能够克服重力流入反应池。
2. 格栅：安装在污水入口处，用于拦截和去除污水中较大的悬浮固体，如垃圾、树叶等，保护后续处理设备免受损害。
3. 曝气设备：如鼓风机和曝气管/盘/头，用于向CASS池内注入空气，保证水中溶解氧充足，促进好氧微生物的生长和有机物的氧化分解。
4. 滗水机（撇水机）:安装在CASS池的末端，用于在沉淀阶段后将上清液自上而下均匀排出，同时尽量减少活性污泥的流失。
5. 排泥泵：用于定期排除CASS池底部积累的剩余污泥，通常包括潜水式排泥泵，将污泥输送到污泥处理单元（如污泥浓缩池、脱水机）进行进一步处理。
6. 控制系统：包括自动化控制系统和仪表（如pH计、溶解氧仪、液位控制器等），用于监控和调控各阶段的运行参数，如曝气时间、滗水时间、闲置时间等，以确保处理效率和稳定性。
7. 污泥回流系统：虽然CASS工艺相比传统SBR工艺的污泥回流量较小，但仍然需要一定的回流设施来维持系统内的微生物平衡。
8. 管道和阀门：连接上述各设备，用于污水、空气、污泥的输送和控制，确保流程的顺畅。

这些设备共同协作，实现了CASS工艺的周期性运行，从而高效处理污水并达到排放标准。

五、CASS工艺中的生物选择区的主要作用：

1. 快速吸附作用：生物选择区利用从主反应区回流的高浓度活性污泥与进水混合，能够迅速吸附并去除污水中易降解的有机物质，减轻后续处理负荷。
2. 难降解有机物的水解：此区域为难降解有机物提供了初步的水解环境，通过微生物的酶促作用，将大分子有机物转化为小分子，提高其在后续好氧处理阶段的可生物降解性。
3. 硝态氮和亚硝态氮的去除：通过活性污泥的回流，生物选择区内的微生物能够对已硝化的氮素（硝态氮和亚硝态氮）进行一定程度的去除，为后续的反硝化过程做好准备。
4. 缓冲作用：对于水质和水量的波动，生物选择区能够起到缓冲作用，稳定进入主反应区的污水特性，确保处理效果的稳定。
5. 磷的释放：在相对厌氧或兼氧的条件下，生物选择区促进了污泥中磷的释放，增加磷的可生物利用性，为后续的磷去除（如通过化学沉淀）创造有利条件。
6. 促进生物多样性：通过提供不同的环境条件（如氧含量的差异），生物选择区有助于维持和促进微生物种群的多样性，提高系统的整体处理效能和抗冲击能力。

生物选择区是CASS工艺中一个非常关键的设计环节，有助于提高污染物去除效率，增强系统的稳定性和处理弹性，实现高效污水处理重要基础。

 

五、生物选择区的设计优化提高CASS处理效率
1. 尺寸与比例设计：合理确定生物选择区与主反应区的体积比例，通常生物选择区占总池体积的一定比例（例如10%-20%），以确保有足够的空间进行初期的有机物吸附、难降解物质的初步分解及磷的释放，同时不影响主反应区的处理能力。
2. 溶解氧控制：在生物选择区维持较低的溶解氧水平（厌氧或兼氧状态），有利于促进磷的释放、难降解有机物的转化及反硝化作用，同时避免了在该区域内过度的好氧代谢消耗过多的溶解氧，确保主反应区有充足的氧气进行高效的硝化作用。
3. 污泥回流比：适当调整污泥回流比，回流到生物选择区的高浓度活性污泥富含微生物，能快速吸收和转化进水中的污染物，同时有助于维持生物选择区内的微生物种群结构，提高系统对污染物的去除效率。
4. 水流分配：优化进水和回流水的分配方式，确保污水与回流污泥充分混合，促进污染物的有效接触和降解，同时减少短路现象，提高整个反应池的混合均匀性。
5. 预处理配合：在生物选择区之前设置有效的预处理设施，如格栅、沉淀池或初沉池，以去除大颗粒杂质，减轻生物选择区的负担，使其能更专注于处理溶解性有机物和营养物质。
6. 生物膜辅助：在某些情况下，可以通过设计促进生物膜的形成，增加生物量和生物多样性，提高对污染物的吸附和转化能力。、

通过以上设计优化措施，生物选择区不仅能有效减轻主反应区的处理压力，还能提升整个CASS工艺对有机物、氮、磷等污染物的去除效率，进而提高污水处理的整体性能和稳定性。

 

七、污泥回流装置在CASS工艺中的作用:

1. 维持污泥浓度：通过污泥回流，可以调节生物反应池中的污泥浓度。当由于污泥沉降性不佳导致活性污泥浓度下降时，增加污泥回流量可以保持所需的混合液悬浮固体（MLSS）浓度，这对于维持稳定的生化反应至关重要。

2. 促进生物再生：回流到生物反应池前端的污泥经历了从好氧到厌氧再到好氧的循环，这个过程促使污泥内部的微生物经历内源呼吸期，从而恢复或强化其活性。这种状态下，污泥具有更好的吸附、凝聚、沉降及降解性能，加速了活性污泥反应进程，提高了处理效率和效果。

3. 改善营养平衡：污泥回流还携带了微生物分解过程中产生的硝酸盐和磷酸盐等营养物质回到生物反应区，有助于维持池内碳、氮、磷等营养元素的平衡，这对促进微生物的生长和提高氮、磷去除效率特别重要。

4. 控制污泥龄：通过调整污泥回流比，可以间接控制生物反应池内污泥的平均停留时间（即污泥龄）。合适的污泥龄有助于维持微生物种群的稳定性和活性，对去除难降解物质尤其重要。

5. 防止污泥流失：在排水阶段，通过保持适当的污泥回流量，可以减少活性污泥随上清液排出，防止有价值的微生物资源损失，保持系统内的生物量稳定。

6. 强化生物除磷和脱氮：特别是在CASS工艺中，污泥回流有助于在生物选择区促进磷的释放，在主反应区进行硝化和反硝化过程，提高整个系统的脱氮除磷能力。

污泥回流装置通过精确调控回流量，对维持和优化生物反应池内的微生物活动、提高污染物去除效率、稳定处理效果等方面起着决定性作用。

 

八、污泥回流装置维持污泥浓度的方法:

1. 动态调整回流量：根据生物反应池中混合液悬浮固体（MLSS）浓度的变化，自动或手动调节污泥回流泵的流量。当MLSS浓度低于设定值时，增加回流量，补充流失的活性污泥，反之则减少回流量，以维持曝气池中适宜的微生物浓度。

2. 控制回流比：回流比（R）是指回流污泥量与生物反应池出水量之比。保持一个合适的回流比是维持曝气池中污泥浓度的关键。在处理负荷或进水水质变化时，及时调整回流比，可以确保生物反应池内微生物数量的稳定，即使在进水污染物浓度波动时也能维持处理效率。

3. 污泥浓度监测：通过在线仪表实时监测曝气池中的MLSS浓度，为回流调整提供准确的数据支持。这有助于快速响应系统变化，确保回流控制的精准性。

4. 优化污泥回流策略：根据具体工况，采取不同的回流策略。例如，在进水流量和水质变化不大时，可保持回流流量（Qr）恒定；而在进水条件波动较大时，调整回流比（R）保持相对稳定，确保MLSS浓度不受影响。

5. 双道或多道回流系统：在一些大型或复杂系统中，可能会设计有多级回流，分别针对不同目的（如硝化、反硝化或除磷）进行精细调控，从而更精确地维持各区域的污泥浓度，提高处理效率。

6. 预防污泥流失：通过优化滗水器设计、控制排水速率和时间，减少在排水阶段活性污泥的流失，也是维持曝气池中污泥浓度稳定的一个重要方面。

污泥回流装置能够有效地控制曝气池中微生物的数量，确保处理过程中活性污泥浓度的稳定，从而维持污水处理系统的高效运行。

 

九、CASS工艺的进水和曝气阶段的要求和特点：
1. 进水阶段：
连续进水：CASS工艺允许连续进水，即使在沉淀和排水阶段也不例外，这得益于其独特的池体结构和运行模式，能够在处理的不同阶段同时接纳新污水。
生物选择区前置：污水首先流入生物选择区，这里设计用于快速吸附和初步降解部分有机物，同时促进磷的释放和难降解物质的转化，减轻主反应区的负荷。
流量控制：需要根据设计的处理能力和当前系统状态调整进水流量，以避免因进水过快导致的混合液悬浮固体（MLSS）浓度稀释或处理效果下降。
2. 曝气阶段：
曝气强度和时间控制：曝气强度和时间需根据进水水质（如COD、氨氮浓度）、处理目标以及微生物活性进行调整。一般曝气时间为几个小时，以确保足够的氧气供应，支持硝化反应和其他好氧生物过程。
节能优化：曝气系统应设计有节能措施，如采用变频调节、根据DO（溶解氧）反馈控制曝气量，以减少能耗。
曝气模式：曝气不仅仅是提供氧气，还影响污泥的悬浮状态和混合效果。合理的曝气分布能促进微生物与污染物的有效接触，提高处理效率。
硝化与反硝化：在特定的曝气控制策略下，CASS工艺还能实现同步硝化反硝化（如果设计中包含厌氧或缺氧段），进一步提高氮的去除率。
CASS工艺的进水和曝气阶段要求高度的灵活性和精确控制，适应水质变化，通过生物选择区的前置和优化的曝气管理提升整体处理效率和稳定。

 

十、连续进水对CASS工艺有积极影响:

1. 维持系统平衡：连续进水有助于维持反应器内水流动力学的稳定，即使在沉淀和排水阶段也有助于保持系统内水位和流态的一致性，减少了处理过程中的波动。
2. 提高抗冲击负荷能力：连续进水使得进水污染物负荷分布更加均匀，有利于系统抵抗短期内水质和水量波动的冲击，提高了处理过程的整体稳定性和可靠性。
3. 优化微生物环境：尽管在沉淀和滗水阶段的基质降解数量较少，但连续进水可以为微生物提供持续的食物来源，有助于维持微生物种群的活性和多样性，特别是在生物选择区，有助于筛选和培养出更适应水质的微生物种群。
4. 促进硝化与反硝化过程：对于配置有相应功能区的CASS系统，连续进水配合合理的曝气控制，可以促进硝化和反硝化过程的连续进行，提高氮的去除效率。
5. 提高处理效率：连续进水有助于维持较高的污泥浓度和良好的生物活性，尤其是在高负荷运行时，能够有效去除污染物，保证出水水质的稳定达标。
6. 减少操作复杂性：相比于间歇进水，连续进水简化了操作管理，降低了因进水间歇引起的设备启停频率，减少了维护需求，提高了自动化控制的可行性。

连续进水是CASS工艺设计中的一项重要特性，它有助于维持系统的长期稳定运行，提高处理效率，增强系统对水质变化的适应性，简化操作。

 

 

十一、在CASS工艺中，监测溶解氧（DO）的特征值是确保工艺高效稳定运行的关键之一。以下是监测DO的几个要点：
1. 安装位置：DO传感器应安装在曝气池的有效工作区域，远离进出水口和池壁，以避免水流扰动和死角影响测量准确性。理想的位置是曝气区域中心，确保读数能代表整个曝气区的平均溶解氧水平。
2. 设定目标范围：根据CASS工艺的要求，一般将曝气阶段的DO目标值设定在2-4 mg/L，以满足好氧微生物的活动需求，促进有机物的降解和硝化反应。
3. 实时监控：使用在线DO仪连续监测，确保溶解氧水平保持在设定范围内。现代DO仪通常具备自动记录和报警功能，当DO值偏离设定范围时，可及时发出警报，便于操作人员调整。
4. 定期校准：定期对DO仪进行校准，确保测量结果的准确性。校准频率依据使用说明书和实际工况而定，一般建议每月至少校准一次。
5. 关联控制：高级的CASS系统会将DO仪与鼓风机控制系统联动，根据DO的实际值自动调节曝气量，以维持恒定的DO水平，达到节能和优化运行的目的。
6. 数据分析：记录并分析DO的变化趋势，结合其他参数（如COD、氨氮、MLSS等）综合判断系统的运行状态。DO的异常波动可能指示进水水质变化、曝气效率下降或微生物活性改变等问题。
7. 异常响应：如发现DO长时间低于或高于设定值，需及时调查原因，可能是曝气设备故障、污泥老化、进水负荷突变或温度影响等，需针对性地采取措施调整。

通过以上方法，可以有效监测和控制CASS工艺中的溶解氧特征值，确保工艺的高效稳定运行。

 

 

 

十二、在CASS中实现精确控制曝气时间的方法：
1. 自动化控制系统：采用先进的自动化控制系统，集成PLC（可编程逻辑控制器）或DCS（分布式控制系统），可以按照预设程序自动控制曝气设备的开关，确保每个工艺阶段的曝气时间准确无误。
2. 溶解氧（DO）在线监测：通过在曝气池中安装DO传感器，实时监测溶解氧浓度，并将数据反馈给控制系统。根据DO水平动态调整曝气强度和时间，既能满足微生物对氧气的需求，又能避免过度曝气，节约能源。

3. 进水水质监测与调整：进水COD（化学需氧量）和BOD（生化需氧量）等指标直接影响所需曝气量。通过在线监测进水水质，根据污染物负荷自动调整曝气时间，可以实现更为精准的曝气控制。
4. 历史数据分析：根据历史运行数据，建立曝气时间与处理效果之间的关系模型，通过机器学习或人工经验调整曝气策略，以应对季节性或周期性的水质变化。
5. 分段控制：在CASS工艺的不同阶段（如曝气、沉淀、滗水等），曝气需求不同。通过分段控制曝气时间，如在高负荷的曝气阶段增加曝气时间，在沉淀和滗水阶段减少或停止曝气，可以更精确地匹配工艺需求。
6. 智能算法应用：应用先进的控制算法，如PID（比例-积分-微分）控制或更复杂的自适应控制算法，可以根据实时数据动态调整曝气策略，提高控制精度。
7. 定期校验与维护:定期对曝气设备和控制系统进行校验和维护，确保设备运行正常，减少因设备故障导致的控制偏差。

上述方法的运用，CASS工艺能实现曝气时间精确控制，优化处理效果，同时提高能源利用效率。

 

 

 

十三、CASS工艺结合其独特的循环模式，通过以下几种方式实现高效节能：
1. 连续进水与间歇排水：CASS工艺在反应池前端设置生物选择区，后部为主反应区并配备滗水装置，实现连续进水和间歇排水。这种模式减少了由于间歇进水导致的水力冲击，同时在排水阶段继续进水，保证了处理的连续性和稳定性，减少了能耗。
2. 曝气控制优化：通过DO在线监测与控制，精准调整曝气量，仅在需要时提供足够的氧气，避免不必要的曝气能耗。在不同的工艺阶段（如曝气、沉淀、闲置和排水）调整曝气策略，确保曝气效率最大化。
3. 生物脱氮除磷一体化：CASS工艺在一个反应器中完成有机物降解、硝化、反硝化和除磷等多个过程，减少了单独设置反应池的需要，节省了建设成本和运行能耗。
4. 时间序列控制：利用时间序列对曝气、沉淀、滗水等步骤进行精确控制，确保每个阶段的最优化。例如，在沉淀和滗水阶段降低或关闭曝气，减少能耗。
5. 生物选择器作用：生物选择区的设置有助于筛选出絮凝性能良好的微生物，抑制丝状菌过度生长，减少污泥膨胀问题，维持系统的高效稳定，减少因系统不稳定导致的额外能耗。
6. 自动控制系统：集成自动控制系统，如PLC和SCADA系统，根据进水水质、处理效果和历史运行数据自动调整工艺参数，实现智能化管理，进一步提高运行效率和节能效果。
7. 回流比调节：合理调节污泥回流量，优化生物反应条件，提高处理效率，同时控制好氧和缺氧状态的转换，促进氮、磷的去除，减少不必要的能耗。
8. 节能设备应用：采用高效节能的曝气设备，如微孔曝气器、涡轮曝气机等，以及低功耗的水泵和搅拌设备，从硬件层面减少能源消耗。

 

十三、CASS工艺相比于SBR工艺，具有的优势：
1. 连续进水与独立运行：CASS工艺的进水过程是连续的，不需要像SBR那样设置电磁阀等复杂的控制元件来控制进水的间歇性。单个CASS池即可独立运行，而SBR工艺通常需要两个或更多池子交替使用以实现连续处理。
2.难降解有机物去除效率：CASS工艺的反应池由预反应区和主反应区组成，这样的设计有助于对难降解有机物的去除效果更佳，提高了处理效率。
3. 曝气与节能:  CASS工艺通过生物选择器和优化的曝气控制，能更精准地匹配曝气需求，减少不必要的曝气，从而节约能源。而SBR工艺的曝气通常是间歇且全池曝气，有时可能不够经济。
4. 排水优化：CASS工艺采用可升降的滗水器，排水过程平稳，随水面下降均匀排出，减少了对底部沉淀污泥的扰动，有利于保持污泥的沉降性能，而SBR工艺排水时可能对污泥层造成较大扰动。
5. 占地面积：由于CASS工艺的连续进水和优化的处理流程，往往能更有效地利用空间，相比之下，可能需要较少的占地面积。
6. 操作管理：CASS工艺的自动化程度较高，通过智能控制系统可以灵活调整各处理阶段，减少人工干预，降低了操作复杂度和管理成本。
7. 脱氮除磷能力：CASS工艺通过合理安排曝气和非曝气阶段，能够在单一反应器中实现较好的氮、磷去除效果，而SBR虽然也能通过调整操作实现脱氮除磷，但在实际操作中可能需要更精细的控制。

CASS工艺在提高处理效率、节省能耗、减少占地面积、简化操作管理以及提高系统灵活性等方面展现出优于SBR工艺的特点，特别适合于那些追求高效、节能和管理便捷的污水处理项目。

 

 

十四、根据水质调整CASS工艺的运行参数:
1. 监测水质指标：首先，要持续监测进水的水质参数，包括但不限于化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、氨氮(NH?-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、悬浮固体(SS)以及溶解氧(DO)等，以便准确评估水质状况。
2. 分析水质变化：分析水质参数的变化趋势，判断是否有异常波动或长期变化。了解水质变化的原因，比如季节性影响、工业废水混入、雨水冲刷等，这对于调整工艺参数至关重要。
3. 调整曝气策略：如果进水有机负荷增加，可能需要增加曝气时间或提高曝气强度，确保足够的溶解氧供应给微生物降解有机物。若水质中氮、磷含量高，可以通过调整曝气与非曝气阶段的时间比例，创建缺氧和好氧环境，促进硝化和反硝化作用，以及磷的吸收与释放。
4. 调整水力停留时间（Hydraulic Retention Time, HRT）：根据进水负荷调整整个处理周期的长度，以确保充分的生物处理时间。高浓度污水可能需要延长HRT，而低浓度污水则可适当缩短。
5. 调节回流污泥量：通过改变污泥回流量，可以控制生物反应池内的污泥龄和微生物种群，对于维持系统的稳定性和处理效率至关重要。高有机负荷或高氮磷去除需求时，可能需要增加回流比。
6. 优化滗水时机与速率：根据沉淀性能调整滗水开始时间与速度，避免影响沉淀池内的泥水分离效果，特别是在水质波动较大时，适当调整滗水策略可以减少SS的排放。
7. 实时监控与反馈调整：利用自动化控制系统，根据在线监测的水质数据实时调整上述参数，确保出水水质达标，同时优化运行成本。
8. 定期评估与调试：定期评估工艺效能，根据长期运行数据和出水水质报告，适时进行工艺参数的微调或重新设定，确保系统长期高效稳定运行。

以上步骤，可以确保CASS工艺能够根据进水水质的变化灵活调整，保持高效稳定污水处理效果。

 

 

 

十六、CASS工艺的一个显著特点是它通常不需要额外添加大量的化学药剂来实现良好的氮、磷去除效果，这是由于其独特的运行机制能够自然地实现生物脱氮除磷。但是，根据具体的进水水质和处理要求，有时可能需要考虑以下几种药剂的使用：
1. 碱度调节剂：在某些情况下，如果污水中的碱度不足以支持硝化过程（硝化细菌需要消耗碱度），可能需要添加石灰水（Ca(OH)?）或其他碱性物质来补充碱度，以维持适宜的pH值，确保硝化反应顺利进行。
2. 铁盐或铝盐：尽管CASS工艺主要依赖生物除磷，但在进水含磷浓度特别高或需要达到非常严格的除磷标准时，可能需要辅助投加铁盐（如FeCl?）或铝盐（如PAC，聚合氯化铝）来强化除磷效果，通过化学沉淀进一步去除水中的磷。
3. 碳源：在进行反硝化过程以去除硝酸盐时，如果系统内碳源不足，可能需要外加碳源（如甲醇、醋酸钠等），以提供反硝化细菌所需的电子供体，促进反硝化反应。
4. 消毒剂：出水前为了满足消毒要求，可能需要投加氯气、次氯酸钠或紫外线等消毒剂，以杀灭水中的病原微生物。

CASS工艺的设计理念是尽量减少化学药剂的使用，依赖生物处理过程达到较好的水质净化效果。然而，根据实际进水条件和出水标准的严格程度，适当调整和使用药剂是优化处理效果的可行手段。在决定是否添加药剂及其类型和剂量时，应基于详细的水质分析和工艺调试结果。

十七、判断CASS（Cyclic Activated Sludge System，周期循环活性污泥系统）工艺中处理效果是否衰减，通常需要综合分析以下几个关键指标和现象：
1. 出水水质指标：监测并比较进出水水质指标，如化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、氨氮(NH?-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和悬浮固体(SS)等。若出水水质持续或频繁超过设计排放标准，表明处理效果不佳。
2. 沉淀效果：观察沉淀阶段的泥水分离情况，若沉淀池表面负荷过高，导致出水携带大量悬浮物，或者沉淀效率降低，说明沉淀功能可能失效。
3. 曝气效率：检查溶解氧(DO)水平，若曝气阶段DO值低于设定值或波动大，可能是曝气系统故障或曝气量不足，影响硝化和反硝化过程。
4. 污泥性质：观察污泥沉降比(SV)、污泥指数(SVI)和污泥体积指数等，异常的污泥膨胀、沉降性能变差或活性降低，可能意味着污泥老化、中毒或营养失衡。
5. 生物相观察：定期检查生物相，如活性污泥中的微生物种类和数量变化，变形菌门等优势菌群比例的显著变化可能指示工艺状态异常。
6. 周期运行稳定性：分析各个工作周期（曝气、沉淀、滗水等）的运行时间是否与设计相符，周期性混乱或不规律可能是控制系统故障或运行参数设置不当的迹象。
7. 异味和泡沫：异常的臭味或大量泡沫出现，可能是有机负荷过高、曝气过量或有毒物质进入系统的表现。
8. 设备检查：定期检查曝气设备、滗水器、回流泵等关键设备的运行状态，损坏或效率下降会影响整个工艺的处理效果。

通过这些综合分析，可以及时发现并诊断CASS工艺中可能的失效原因，并采取相应的调整和维修措施，以恢复系统的正常处理效能。

 

 

十八、CASS工艺其主要应用领域包括：

1. 生活污水处理：适用于处理家庭、公共设施、商业区等场所产生的生活污水。CASS工艺能够有效去除生活污水中的有机物、氮、磷等污染物，确保出水达到国家或地方排放标准。

 

2. 工业废水处理：适用于食品加工、造纸、化工、纺织等行业的工业废水处理。针对不同行业废水的特性，CASS工艺需适当调整，以适应不同的污染物浓度和成分。

3. 雨水排放处理：在雨水排放系统中，CASS工艺能有效控制初期雨水污染，减少污染物随雨水直接排放到自然水体，保障雨水排放质量符合环保要求。

4. 小规模分散式处理：适用于中小型污水处理厂、工业园区污水处理站及分散式污水处理设施，尤其适合那些土地资源相对充裕、需要阶段建设和扩建的地区。

5. 城镇污水处理：在城镇污水处理厂中，CASS工艺常用于日处理能力从几千吨到几十万吨的项目，通过模块化设计，可灵活应对不同规模的处理需求。

6. 适应多种气候条件：CASS工艺设计适用于寒带、温带、亚热带和热带等各种气候条件，具有广泛的地理适应性。

7. 升级改造项目：CASS工艺也常用于现有污水处理设施的升级改造，以提高处理效率、节省能耗或增强脱氮除磷能力。

CASS工艺以其独特的优势，成为了一种广泛应用于生活和工业污水处理领域的综合性解决方案，尤其适合那些寻求高效、经济、且易于操作和维护的污水处理系统。

 

十九、CASS工艺的主要成本优势体现的方面：

1. 构筑物投资减少：CASS工艺集曝气、沉淀等功能于一体，省去了传统工艺中的一沉池、二沉池及相关的配套设施，这直接降低了土建和设备的投资成本。

2. 占地面积小：由于流程紧凑，CASS工艺所需占地面积较小。例如，有数据显示，对于同样规模（如10万吨/天）的城市污水处理项目，CASS工艺的占地面积约为120亩，而传统活性污泥法则需要约180亩，这在土地成本较高的地区尤为重要。

3. 总投资金额降低：以10万吨/天处理规模的城市污水处理厂为例，传统活性污泥法的总投资约为1.5亿元人民币，而采用CASS工艺总投资可降至约1.1亿元人民币，节省了约27%的投资。

4. 自动化程度高：CASS工艺便于实现高度自动化控制，虽然初期自动化设备投入可能较高，但长远看能降低运营成本，提高管理效率。

5. 灵活性和扩展性：CASS工艺易于模块化设计和扩建，对于未来处理量的增加或水质变化有很好的适应性，这意味着初始投资可以根据实际需求更加灵活地规划。

具体项目的投资成本还会受到多种因素的影响，包括但不限于地理位置、地形条件、施工难度、设备选型、原材料价格变动、设计标准等，因此上述数据仅供参考，每个项目的实际情况可能会有所不同。在进行具体项目规划时，应基于详细的可行性研究和成本估算来进行决策。

 

 

二十、评估CASS工艺处理效果的步骤和指标：

1. 出水水质监测：定期采集并检测出水样本，主要关注以下几个关键指标： 化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）：反映有机物的去除效率。 氨氮（NH?-N）和总氮（TN）：评估硝化和反硝化过程的有效性。 总磷（TP）：衡量除磷效果。悬浮固体（SS）：反映固液分离的效率。 pH值：确保系统处于适宜的微生物活动范围。

2. 对比进水与出水水质：对比进水与出水水质的变化，计算去除率，如COD去除率、BOD去除率等，以量化处理效果。

3. 生物相观察：定期检查活性污泥中的微生物种类和数量，健康的生物相是系统高效运行的标志。

4. 污泥性能指标：监测污泥沉降比（SV）、污泥体积指数（SVI）和污泥密度指数（SDI），以评估污泥的沉降性能和活性。

5. 运行参数记录：记录并分析曝气时间、曝气量、混合液悬浮固体浓度（MLSS）、水力停留时间（HRT）、污泥龄（SRT）等关键运行参数，确保它们处于最佳操作范围内。

6. 周期性运行分析：观察和记录每个运行周期（如进水、曝气、沉淀、滗水和闲置阶段）的时长和效果，评估周期内处理效率的稳定性。

7. 能耗与药剂消耗：记录电耗、化学药剂（如混凝剂、消毒剂）消耗量，评估运行经济性。

8. 长期跟踪与优化：持续跟踪处理效果，对出现的问题进行及时调整和优化，如调整曝气策略、回流比或运行周期等。

9. 满足排放标准：最终，评估处理后的水质是否满足当地的环保排放标准或特定的回用水要求，如《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）。

 

综合评估，全面了解CASS工艺的处理效率、稳定性和经济性，指导日常运营和未来的工艺优化。

 

 

二十一、CASS工艺虽然主要侧重于污水的生物处理，实现污染物的去除，但它也为资源回收提供了一定的基础和可能性。资源回收主要体现在以下几个方面：
1. 中水回用：经过CASS工艺处理后的污水，其水质达到了一定的标准，可作为“中水”进行回用。这种处理后的水可以用于城市绿化灌溉、道路清扫、景观补水、工业冷却水补充等非饮用目的，减少了对新鲜水资源的需求，实现了水资源的循环利用。
2. 污泥资源化：CASS工艺过程中产生的剩余污泥含有丰富的有机质和营养元素，可通过污泥稳定化（如厌氧消化）进一步处理，产生沼气作为可再生能源。沼气可用于发电、供暖或作为燃料。同时，消化后的污泥可作为肥料或土壤改良剂，实现有机质和营养元素的农田回归。
3. 营养元素回收：在特定条件下，CASS工艺可以通过优化操作（如改变曝气模式、调整运行周期）促进磷和氮的高效去除，并探索从污水中直接回收磷（如通过结晶法）和氮（通过气体形式回收）的技术，尽管这些技术在CASS工艺中的直接应用尚不普遍，但代表了未来资源回收的发展方向。
4. 能源效率提升：通过优化曝气系统和设备选择，CASS工艺能提高曝气效率，减少能耗，间接促进能源节约，这也是资源高效利用的一种体现。
  CASS工艺虽主要聚焦于污水处理，但通过其处理过程及后续的污泥管理和资源转化，促进了水资源和能源的循环利用，体现了污水处理向资源回收和可持续发展方向的迈进。

  

 

二十二、CASS（Cyclic Activated Sludge System，周期循环活性污泥系统）工艺非常适合应用于城乡一体化污水处理中，因为其具有以下特点和优势：

 

1. 适应性强：CASS工艺能有效处理不同浓度和性质的污水，无论是城市生活污水还是农村地区的分散式污水，都能通过调整运行周期和操作参数来应对水质波动，实现稳定处理效果。

 

2. 占地少：相比传统活性污泥法，CASS工艺集反应、沉淀、排水于一体，省去了二沉池和独立的污泥回流系统，大大节省了土地资源，这对于城乡一体化污水处理项目中的空间限制尤为有利。

 

3. 运行成本低：CASS工艺的自动化程度较高，设备简单，维护方便，能耗相对较低，减少了人力和电力消耗，有利于在资金和维护能力较弱的乡村地区推广。

 

4. 易于管理与维护：CASS系统的模块化设计使其易于扩展和调整，便于根据城乡发展和人口增长情况分期建设或调整处理规模，同时便于远程监控和智能化管理。

 

5. 脱氮除磷效果好：通过调整曝气和沉淀阶段，CASS工艺能有效促进硝化和反硝化过程，以及磷的生物吸收与释放，满足日益严格的氮磷排放标准。

 

6. 资源回收潜力:  虽然CASS工艺主要关注污水处理，但结合其他预处理和后处理技术，如污泥厌氧消化产生的沼气利用，可进一步推动资源回收和能源循环。

 

综上所述，CASS工艺因其高效、灵活、节能和易于管理的特性，非常适合应用于城乡一体化污水处理中，不仅能满足不同区域的污水处理需求，还能促进资源的有效利用和环境的可持续发展。