完整的CASS工藝可分為4個階段,以一定的時間序列運行。
1 充水-曝氣階段
邊進水、邊曝氣,并將主反應區的污泥回流至預反應區(生物選擇器)。在該階段,曝氣系統向反應池內供氧,一方面滿足好氧微生物對氧的需要,另一方面有利于活性污泥與有機物的混合與接觸,從而使有機虧染物被微生物氧化分解。同時,污水中的氨氮也通過微生物的硝化作用轉化為硝態氮。
2 充水-沉淀階段
辱止曝氣,進行泥水分離,但不停止進水,且污泥回流也不停止。停止曝氣后,微生物繼續利用水中剩余的溶解氧進行氧化分解,隨著溶解氧含量的降低,好氧狀態逐漸向缺氧轉化,并發生一定的反硝化作用。由于沉淀初期,前一階段曝氣所產生的攪拌作用使污泥發生絮凝作用,隨后以區域沉降的形式沉降,因此,即使在該階段不停止進水,依然能獲得良好的沉淀效果。當混合液的污泥濃度為3500mg/L~5000mg/L,沉淀后污泥濃度可達15000mg/L左右。
3 潷水階段
沉淀階段完成后,置于反應池末端的潷水器在程序控制下開始工作,自上而下逐層排出上清液。排水結束后,潷水器將自動復位。排水過程中,反應池底部污泥層內由于較低的溶解氧含量而發生反硝化作用。CASS反應器在潷水階段需停止進水。若處理系統有兩個或兩個以上CASS池,當一個CASS池處于潷水階段時,可將原水引入其他CASS池;若處理系統只存在一個CASS反應器時,原水可先流入反應器前的集水井中。為了提高污泥濃度,加強反硝化及聚磷菌的過量釋磷,污泥回流系統照常運行。
4 充水-閑置階段
閑置階段的時間一般較短,主要保證潷水器在此階段內上升到原始位置,防止污泥流失。若在此階段進行適量的曝氣,則有利于恢復污泥的活性。正常的閑置期通常在潷水器恢復待運行狀態4min后開始。
CASS工藝的運行就是上述4個階段依次進行并不斷循環重復的過程。典型的運行周期為4h,其中曝氣2h,沉淀1h,潷水1h。
CASS工藝主要技術特征
1 連續進水,間斷排水
傳統SBR工藝為間斷進水,間斷排水,而實際污水排放大都是連續或半連續的,CASS工藝可連續進水,克服了SBR工藝的不足,比較適合實際排水的特點,拓寬了SBR工藝的應用領域。雖然CASS工藝設計時均考慮為連續進水,但在實際運行中即使有間斷進水,也不影響處理系統的運行。
2 運行上的時序性
CASS反應池通常按曝氣、沉淀、排水和閑置四個階段根據時間依次進行。
3 運行過程的非穩態性
每個工作周期內排水開始時CASS池內液位最高,排水結束時,液位最低,液位的變化幅度取決于排水比,而排水比與處理廢水的濃度、排放標準及生物降解的難易程度等有關。反應池內混合液體積和基質濃度均是變化的,基質降解是非穩態的。
4 溶解氧周期性變化,濃度梯度高
CASS在反應階段是曝氣的,微生物處于好氧狀態,在沉淀和排水階段不曝氣,微生物處于缺氧甚至厭氧狀態。因此,反應池中溶解氧是周期性變化的,氧濃度梯度大、轉移效率高,這對于提高脫氮除磷效率、防止污泥膨脹及節約能耗都是有利的。實踐證實對同樣的曝氣設備而言,CASS工藝與傳統活性污泥法相比有較高的氧利用率。