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应效率和反应器成败的关键。事实上，一个设计合理的厌氧处理系统可以在停留时间 非常短和负荷比好氧处理高的条件下，获得较高的可生物降解有机物的去除效果。
2.2 UASB 工艺发展
随着技术的发展，对UASB的生化动力学及其在工艺上的优越性有了更深的了解
[4]
。随着人们对UASB研究的深入，新型的UASB工艺不断出现，其变型工艺有EGSB
工艺、AF+UASB工艺、水解+UASB工艺、以及UASB+CASS工艺等[1]。
2.3 UASB-CASS工艺[3]
2.3.1 UASB 反应原理
图 1 是 UASB 反应器及其设备的图示。UASB 反应器废水被尽可能均匀的引入反 应器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床，厌氧反应发生在废水 与污泥颗粒的接触过程。在厌氧状态下产生的沼气(主要是甲烷和二氧化碳)引起内部 的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利。在污泥内形成的—些气体附着在污泥颗 粒上，附着和没有附着的气体向反应器顶部上升。上升到表面的污泥碰击三相分离器 气发射板的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥 床的表面，附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。置于 集气室单元缝隙之下的挡板的作用为气体反应器和防止沼气气泡进入沉淀区，否则将 引起沉淀区的紊动，会阻碍颗粒沉淀。包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过分离 器缝隙进入沉淀区。由于分离器的斜壁沉淀区的过流面积在接近水面附近增加，因此 上升流速在接近排放点降低。由于流速降低污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀。累积 在相分离器下的污泥絮体在一定程度将超过其保持在斜壁上的摩擦力，将滑回到反应 区，这部分污泥又可与进水有机物发生反应。 2.3.2 CASS 反应原理
循环活性污泥系统简称为 CASS(Cyclic Activated Sludge System)工艺，是一种在 SBR 工艺和氧化沟技术的基础上开发出的新工艺。CASS 池是系统的核心。污水中的 大部分污染物在此降解、去除。他将生物反应过程和泥水分离过程集中在同一个池内 进行。CASS 反应池分为生物选择区、兼氧区和好氧区。选择区的基本功能是防止污 泥膨胀，污水中溶解性有机物能够通过酶反应而被污泥颗粒吸附除去，回流泥中的硝 酸盐可在该选择区内得以反硝化；在兼氧区内，有微量曝气，基本处于缺氧状态，有 机物在此区内得到初步降解，并可去除部分硝态氮；好氧区为曝气区，主要进行硝化
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和降解有机物，同时也有硝化和反硝化过程。CASS 池是一个间歇反应器，在此反应 器内不断重复地进行曝气和非曝气过程。污水按一定周期和阶段得到处理，每一循环 有下列各个阶段组成：进水/曝气/污泥回流阶段——完成生物降解过程；非曝气/沉淀 阶段——实现泥水分离；滗水/剩余污泥排泥阶段——排出上清液；闲置阶段——活 性污泥恢复活性阶段。
沼气管
出水堰 集气室
三相
气体 分离 反应 器 池
颗粒 污泥 层
进水 管
图 1 厌氧 UASB 反应器示意图
上述各阶段组成一个循环操作周期；根据污水水量和浓度，它的运转方式可采取
6 周期/天、4 周期/天、3 周期/天的形式，每周期可采取 4、6、8 小时。循环过程中， 首先，充气和污泥回流，CASS 池内的水位随进水由初始设计的最低水位上升到最高 设计水位当经过一定时间曝气和混合后停止曝气。在静止的条件下使活性污泥紊凝并 进行泥水分离。沉淀结束后通过移动堰表面滗水器排出上清液并使水位降低到初始设 计水位，然后恢复运行。必须定时排泥，排出剩余污泥的过程一般在沉淀结束后进行， 污泥浓度可达到 10g/L，所排出的剩余污泥量比传统的活性污泥工艺少的多。 2.3.3 UASB-CASS工艺流程[4]
酒厂废水首先进入调节沉淀池除去部分颗粒物，经调节水量、pH 值，均化水质， 然后进入 UASB 反应器，在此降解了大部分难降解有机物，提高废水的可生化性， 出水再与工程所产生的无污染污水混合后进入 CASS 池，以去除可生物降解的污染物 后达标排放。
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沼气 废水 格栅 调节沉淀池 一级 UASB 二级 UASB 第 4 页 共 39 页
鼓风机
CASS
外运 板框压滤 污泥池 排放
图 2 UASB-CASS 工艺流程图
2.3.4 UASB-CASS 工艺原理说明 本废水处理系统采用厌氧处理制取沼气，好氧
处理达标排放的技术路线。 (1)调节沉淀池：首先采用将废水中较大的颗粒物去除，调节 pH 值，作为预处理
工序，为后续生化处理工序创造条件，同时削减部分有机污染物。
(2)厌氧处理采用两级UASB反应器：UASB反应器主体为无填料的容器，废水由 反应器底部进入，其中含有大量厌氧污泥。由于废水以一定的流速自下向上流动以及 厌氧过程产生大量沼气的搅拌作用，废水与污泥充分混合，有机质被吸附分解[5]。又 由于反应器中可以形成沉淀性能非常好的颗粒污泥，能够允许较大的上升流速和很高 的容积负荷，两级UASB处理对CODCr的去除率可以高达 95%，BOD5去除率高达 96%， 是CODCr、BOD5的主要去除场所。
(3)好氧处理采用CASS反应池：由于厌氧处理出水可生化性很差，必须对好氧工 艺加以强化，方可实现达标，根据对可生化性较差的废水进行好氧处理多年的应用与 研究经验，采用CASS工艺是一种合适的选择。CASS工艺的曝气与非曝气阶段不断重 复，将生物反应过程和泥水分离过程结合在一个池子中进行[2]。其流程由进水、反应、 沉淀、闲置等基本过程组成，实行连续进水、静态沉淀和间歇排水，对污染物质降解 经历着“好氧—缺氧—厌氧”交替运行的过程，加之采用延时曝气与生物选择，有效 地促进了难降解有机物的好氧生化。 2.3.5 UASB-CASS 工艺的主要特点
(1)采用 UASB—CASS 工艺处理酒精废水具有工艺简单，运行可靠，节省投资， 日常维护简单等特点，工程运行实践表明，该工艺运行稳定，各项污染物指标能够达
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到 GB8978—1996《污水综合排放标准》二级标准的要求。
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(2)UASB反应器的启动是整个工程能够顺利运行的关键[3]，启动过程分成两个主 要阶段进行：首先采用低浓度进水且保持进水浓度不变，逐渐增加进水量以提高有机 负荷直至达到设计进水量；然后保持进水量不变，逐渐增加废水浓度以提高有机负荷 直至达到设计进水浓度。当UASB反应器达到了设计的水质水量，反应器中形成颗粒 污泥则进入稳定运行期。
(3)酒厂废水经厌氧处理可产生大量的沼气，每吨醪液厌氧发酵约可获得沼气 22m3。产生的沼气通入锅炉内燃烧。每利用 1m3沼气相当于产生 0.5 元的收益，具有 良好的经济效益。
3 UASB-CASS 工艺设计计算
3.1 格栅的设计[4]
3.1.1 格栅的作用
格栅是由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成。倾斜安装在进水的渠道， 或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质[5]。
在排水工程中，格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物， 并保证后续处理设施能正常运行。 3.1.2 格栅的类型及应用
根据污染物清除方式，有人工清除格栅和机械清除格栅两类。
a 人工清除格栅
这类格栅是用直钢条制成的，一般与水平面成 45°~60°倾角安放，倾角小时，清 理较省力，但占地则较大。一般用于中小型城市的生活污水处理厂或所需截留的污染 物较少时。 b 机械格栅
机械格栅倾角一般为 60°~70°，有时为 90°，机械清渣格栅过水面积 ，一般应不 小于进水管渠有效面积的 1.2 倍。
格栅栅条的断面形状有圆形，矩形及方形，圆形的水利条件较方形好，但刚度较 差。目前多采用断面形式为矩形的栅条。 3.1.3 格栅的计算
污水处理规模较大时（每月拦截的渣量大于 0.2），一般采用机械清渣。
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A 设计参数
a 一般在污水处理系统前设置的格栅，其栅条间隙为： 人工清除时，25~40mm； 机械清除时，16~25mm； 最大间隙，40mm。
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b 栅渣的数量及性质，当无实测资料时，可采用格栅间隙 16~25mm，0.05~0.10m2栅 渣?1000m2污水；
格栅间隙 30~50mm，0.01~0.03m2 栅渣/1000m2 污水栅渣含水率一般取 80℅，容重 960kg/m2；
c 格栅安装倾角一般为 45°~75° 过栅流速一般采用 0.6~1.0m/s 格栅前水流速度一般为 0.4~0.9m/s 通过格栅的水头损失一般采用 0.08~0.15m
隔栅的剖面图和俯视图如图 3
H1 h h2 h1
B1 α L1 500 H1/tgα 1000 L2 图 3 格栅
洋河酒厂目前日废水排放量为 2400t/d，厂区正在扩建，预计未来排放量为 5000 t/d 左右。 因洋河酒厂排放污水量较小且所需截留的污染物较少，污水处理车间属小
型车
间，所以采用人工清理格栅。
栅渣的数量及性质，因无实测资料，可采用格栅间隙 16~25mm，0.05~0.10m2栅
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