污水处理工艺-CAST.docVIP

cast法生化处理工艺　　CAST工艺(Cyclic Activaled Sludge Technolohy)是一种循环活性污泥法，CAST系统是一个间隙式反应器，在此反应器中活性污泥法过程按曝气和非曝气阶段不断地重复进行，该法将生物反应过程和泥水分离过程在一个池子中进行。 　　CAST工艺是一种“充水和排水”活性污泥法，废水按一定周期循环处理，CAST工艺是SBR工艺的改进型，其每一个循环有下列各个附段组成：充气／曝气、充水／沉淀、撇水、闲置。各个阶段组成一个循环，并不断重复循环，开始时，由于充水，池中水位由某一最低水位开始上升，在经过一定时间的曝气和混合后，停止曝气，以使活性污泥进行絮凝并在一个静止的环境中沉淀,在完成沉淀阶段后，由一个移动式撇水堰排出已处理的上清液，使水位下降至池子设定的最低水位，然后再重复上述全过程。 CAST法的池子分三个区，即首选择区，兼氧区，主曝气区；在选择区中，废水中的溶解性有机物质能通过酶反应机理而迅速去除，选择区可以恒定容积，也可以变容积运行，多池系统的进水配水池也可用作选择区，回流污泥中的硝酸盐可在此选择区中得到反硝化，选择区的最基本功能是防止产生污泥膨胀；兼氧区内微量曝气，亦可调节曝气区进行缺氧除磷；主曝气区内主要进行降解有机物和硝化，同时也进行着硝化--反硝化过程。 CAST循环流程示意 －池子中设有吸附选择器以防止污泥膨胀； －能实现过度生物除磷并可在系统中进行过程优化； －能实现同时硝化／反硝化(Simultaneous mitrification/denitrification)去除污水中总氮； －在同一池子中进行生物过程和泥水分离过程，无需设置初沉池和二沉池； －CAST工艺系统操作简单，明了； －运行灵活，在出现水力冲击负荷时，可简单地通过改变操作循环而予以缓冲； －基建费用低，池容积小于传统活性污泥法中初沉，曝气及二沉池的总和； －处理出水无需砂滤池或絮凝滤池等处理即可达到很高的出水水质要求。 运行中的CAST工艺 土建： 　　　采用CAST工艺来处理废水，配套的土建构筑物，主要有 　　　　集水调节池、曝气池； 　　　　风机房、附属用房（包括值班室、化验室、压滤机房等）。 机械设备： 　　 所有设备主要有机械格栅、潜水泵、风机、撇水器； 　　　微孔曝气器、压滤机、控制柜等。该工艺投资和运行费用低、处理性能高，尤其是优异的脱氮除磷效果，已广泛应用于城市污水和各种工业废水的处理中。 　　1 工作原理 　　CAST反应池分为生物选择区、预反应区和主反应区，如图1所示，运行时按进水-曝气、沉淀、撇水、进水-闲置完成一个周期，CAST的成功运行可将废水中的含碳有机物和包括氮、磷的污染物去除，出水总氮浓度小于5mg/L。 　　 　　1-生物选择器；2-预反应区；3-主反应区 　　图1循环活性污泥技术 　　1)生物选择器设在池子首部，不设机械搅拌装置，反应条件在缺氧和厌氧之间变化。生物选择区有三个功能：a．絮体结构内底物的物理团聚与动力学和代谢选择同步进行；b．选择器被隔开，保证初始高絮体负荷，以及酶快速去除溶解底物；c.通过选择器的设计，还可以创造一个有利于磷释放的环境，这样促进聚磷菌的生长[1]。生物选择区的设置严格遵循活性污泥种群组成动力学的有关规律，创造合适的微生物生长条件，从而选择出絮凝性细菌。活性污泥的絮体负荷S0/X0(即底物浓度和活性微生物浓度的比值)对系统中活性污泥的种群组成有较大的影响，较高的污泥絮体负荷有助于絮凝性细菌的生长和繁殖。CAST工艺中活性污泥不断地在生物选择器中经历高絮体负荷阶段，这样有利于絮凝性细菌的生长，提高污泥活性，并通过酶反应快速去除废水中的溶解性易降解底物，从而抑制了丝状细菌的生长和繁殖，避免了污泥膨胀的发生。同时当生物选择器处于缺氧环境时，回流污泥存在的少量硝酸盐氮(约为N3-N=20mg/L)可得到反硝化，反硝化量可达整个系统硝化量的20%[2]。当选择器处于厌氧环境时，磷得以有效地释放，为生物除磷做准备。 　　2)预反应区为水力缓冲区，大小与高峰流量有关，若在非曝气阶段，不进水可将其省去[1]。 　　3)主反应区在可变容积完全混合反应条件下运行，完成含碳有机物和包括氮、磷的污染物的去除。运行时通过控制溶解氧的浓度使其从0缓慢上升到2.5mg/L来保证硝化、反硝化以及磷吸收的同步进行[3]。 　　a．硝化反硝化。同步反硝化意味着在不专门为硝酸盐的去除设混合装置或正常缺氧混合程序的条件下，硝化与反硝化同时在同一反应器发生[4]。通常认为在系统中，氮去除机制与在微生物絮体内由于受扩散限制引起的溶解氧(DO))的浓度梯度有关，这样硝化菌存在于高溶解氧区或正氧化还原点位(OPR)，相反反硝化菌在溶解氧降低区或负氧化还原点位(OPR)下活性十足[5