摘要：CASS工藝發展至今，工藝高氨已在城市污水和工業廢水處理領域逐步得到應用。處理但是氮污，CASS工藝設計方法的水的設計研究卻發展緩慢，目前還處于經驗階段，脫氮研究如何改進CASS工藝設計方法,將其用于高氨氮污水的工藝高氨處理，充分發揮CASS工藝脫氮除磷效果好、處理耐沖擊負荷能力強、氮污防止污泥膨脹、水的設計建設費用低和管理方便等優點，脫氮對于促進CASS工藝的工藝高氨發展和改善水體環境具有現實意義。

關鍵詞：CASS工藝 高氨氮污水 脫氮 設計

　　CASS工藝發展至今，處理已在城市污水和工業廢水處理領域逐步得到應用。氮污但是水的設計，CASS工藝設計方法的脫氮研究卻發展緩慢，目前還處于經驗階段，究其原因有兩點：一是專業技術人員比較側重于主要設備（如潷水器）和自控系統的研究開發，而忽略了對CASS工藝設計方法的研究；二是CASS工藝乃至所有的間歇式活性污泥工藝的反應過程都比較復雜，其部分生物作用機理至今仍在研究之中。

　　高氨氮污水對于環境的危害日益引起人們的重視，國內外目前對于應用CASS工藝處理高氨氮污水的研究還處于起步階段，處理效果也不理想，脫氮率較低。研究如何改進CASS工藝設計方法,將其用于高氨氮污水的處理，充分發揮CASS工藝脫氮除磷效果好、耐沖擊負荷能力強、防止污泥膨脹、建設費用低和管理方便等優點，對于促進CASS工藝的發展和改善水體環境具有現實意義。

　　1.現行的CASS工藝設計方法

　　1.1 活性污泥工藝設計計算方法

　　 活性污泥工藝的設計計算方法有三種：污泥負荷法、泥齡法和數學模型法。三種方法各有其特點，分述如下：

　　1、污泥負荷法

　　污泥負荷法是目前國內外最流行的活性污泥設計方法，幾十年來，污泥負荷法設計了成千上萬座污水處理廠，充分說明其正確性和適用性。

　　污泥負荷法也有其弊端，主要表現為：一是污泥負荷法設計參數的選擇主要依靠設計者的經驗，這對于經驗較少的設計者來講相當困難；二是對脫氮要求未加考慮，影響了設計的精確性和可靠性。

　　2、泥齡法

　　泥齡法是經驗和理論相結合的設計計算方法，比污泥負荷法更加精確可靠；泥齡法可以根據泥齡的選擇，實現工藝的硝化和反硝化功能；同時，泥齡參數的選擇范圍比污泥負荷法窄，設計者選擇起來難度較小。

　　泥齡法的設計參數大多是根據國外污水試驗得出的，需結合我國的城市生活污水水質加以修正，這是其目前應用的困難所在。

　　3、數學模型法

　　1986年，原國際水污染與控制協會IAWPRC提出了活性污泥1號數學模型，其后十幾年里，隨著數學模型的完善，越來越多的活性污泥系統開始采用它進行工程設計和優化。

　　數學模型在理論上是比較完美的，但具體應用則存在不少問題，主要是由于污水處理的復雜性和多樣性，模型中所包含的大量工藝參數需要根據具體的水質進行調整和確定，這需要大量的工程積累，即使簡化了的數學模型，應用也相當困難。到目前為止，數學模型在國外尚未成為普遍采用的設計方法，而在我國還停留在研究階段。

　　1.2 目前CASS工藝設計計算方法

　　 CASS工藝屬于活性污泥法范疇，但由于其運行方式獨特，與傳統活性污泥法又有很大的差別。在同一周期內，池內的污水體積、污染物的濃度、DO和MLSS時刻都在發生變化，是一種非穩態的反應過程。

　　目前CASS工藝設計采用污泥負荷法，該方法不考慮反應池內基質濃度、MLSS和DO含量在時間上的變化，只考慮進出水有機物的濃度差，并忽略同一反應周期內沉淀、潷水和閑置階段的生物降解作用，采用與傳統活性污泥法基本相同的計算公式。

　　CASS工藝采用污泥負荷法進行設計時，除反應池容積計算與傳統活性污泥法不同，其它如反應池DO和剩余污泥排放量等計算方法與傳統活性污泥工藝相同，因此，本節著重介紹CASS工藝反應池容積的計算方法。

　　1.2.1 計算BOD-污泥負荷（N_s）

　　BOD-污泥負荷是CASS工藝的主要設計參數，其計算公式為：

　　（1）

　　式中： Ns——BOD-污泥負荷，kgBOD₅/(kgMLSS·d)，生活污水取0.05～0.1

　　kgBOD₅/(kgMLSS·d)，工業廢水需參考相關資料或通過試驗確定；

　　 K₂——有機基質降解速率常數，L/(mg·d)；

　　 S_e——混合液中殘存的有機物濃度，mg/L；
η——有機質降解率，％；

　　ƒ——混合液中揮發性懸浮固體濃度與總懸浮固體濃度的比值，一般在生活污水中，ƒ＝0.75。

　　（2）

　　式中： MLVSS——混合液揮發性懸浮固體濃度，mg/L；

　　 MLSS——混合液懸浮固體濃度，mg/L；

　　1.2.2 CASS池容積計算

　　CASS池容積采用BOD-污泥負荷進行計算，計算公式為：

　　（3）

　　式中：V——CASS池總有效容積，m³；

　　Q——污水日流量，m³/d；

　　 S_a、S_e——進水有機物濃度和混合液中殘存的有機物濃度，mg/L；

　　X——混合液污泥濃度（MLSS），mg/L；

　　 Ns——BOD-污泥負荷，kgBOD₅/(kgMLSS·d)；

　　 ƒ——混合液中揮發性懸浮固體濃度與總懸浮固體濃度的比值。

　　1.2.3 容積校核

　　 CASS池的有效容積由變動容積和固定容積組成。變動容積（V₁）指池內設計最高水位和潷水器排放最低水位之間的容積；固定容積由兩部分組成，一部分是安全容積（V₂），指潷水水位和泥面之間的容積，安全容積由防止潷水時污泥流失的最小安全距離決定；另一部分是污泥沉淀濃縮容積（V₃），指沉淀時活性污泥最高泥面至池底之間的容積。

　　 CASS池總的有效容積：

　　V＝n₁×（V₁＋V₂＋V₃） （4）

　　式中：V——CASS池總有效容積，m³；

　　V₁——變動容積，m³；

　　V₂——安全容積，m³；

　　V₃——污泥沉淀濃縮容積，m³；

　　n₁——CASS池個數。

　　設池內最高液位為H（一般取3～5m），H由三個部分組成：

　　H＝H₁＋H₂＋H₃ （5）

　　式中：H₁——池內設計最高水位和潷水器排放最低水位之間的高度，m；

　　 H₂——潷水水位和泥面之間的安全距離，一般取1.5～2.0m；

　　H₃——潷水結束時泥面的高度，m；

　　其中：

　　（6）

　　式中： A——單個CASS池平面面積，m²；

　　 n₂——一日內循環周期數；

　　H₃＝H×X×SVI×10^－3 （7）

　　式中：X——最高液位時混合液污泥濃度，mg/L；

　　污泥負荷法計算的結果，若不能滿足H₂≥H－（H₁＋H₃），則必須減少BOD-污泥負荷，增大CASS池的有效容積，直到條件滿足為止。

　　1.2.4 設計方法分析

　　從上述設計方法的描述中可以看出，現行的CASS工藝設計具有以下幾個方面的特點：

　　1、設計方法簡單，設計參數單一，在傳統的以污泥負荷為主要設計參數的活性污泥設計法基礎上，采用容積進行校核，以保證潷水過程中的污泥不流失。

　　2、設計只針對主反應區容積，而生物選擇區容積則是按照主反應區容積的5％設計。

　　3、污泥負荷法設計重點針對有機物質的降解，對脫氮未加考慮，難以滿足污水排放對于氮的要求，故此方法具有片面性，難以滿足高氨氮污水處理后達標排放。