CAST工艺在城镇污水处理厂中的应用分析

2CAST工艺的应用现状

2.1微生物间的复杂关系有待研究

与常规活性污泥法相比，在CAST工艺系统中微生物种群结构存在一定的差异性，菌群一般是由硝化菌、聚磷菌、反硝化菌和异养型好氧菌等构成。对非稳态CAST工艺而言，微生物种群间存在着相对比较复杂的生存竞争关系，需要对其进行深入研究和探析。

2.2生物脱氮效率有待提升endprint

首先，硝化反应无法完全进行。实际上，消化细菌属于化能自养菌，而大部分有机物的降解需要异养细菌才可以完成。如果把两种细菌混合在一起进行培养，在一定程度上抑制了消化菌的生长，无法形成优势种群，从而使消化反应无法顺利进行。其次，反硝化反应不彻底。在城镇污水處理厂中引入CAST工艺，其中有大概20%的硝态氮会在回流污泥过程中完成反硝化反应，无法达到理想的脱氮效果。

2.3控制方式较为单一

在城镇污水处理厂中，大多数的CAST工艺都是以时序控制为主，其控制方式具有明显的劣势。因为污水的水质是不断变化的，依靠单一的控制方式无法达到比较理想的污水处理效果。

3CAST工艺的优点

（1）工艺流程简单，布置紧凑，运行灵活，处理效果好，可在不增加大量投资的条件下，实现深度除磷脱氮的目的。

（2）工程投资低。因无需初沉池及二沉池，混凝土用量和土建投资低。系统中无需设置庞大的刮泥机、大量搅拌机以及庞大的污泥回流和内回流泵，故系统机械设备投资低。

（3）工艺系统运行费用低。由于污泥回流比较低（通常为日平均流量的30%），无需搅拌设备，故节省大量能耗，另外通过实现深度反硝化可以回收氧量，故系统可最大程度地降低能耗和运行成本。

（4）抗冲击负荷和适应能力强。系统通过选择器可以自动抑制丝状污泥和微生物的增殖，具有很高的工艺稳定性。系统具有抗有机和水力冲击能力。通过调节各个阶段循环时间即可适应实际进水负荷的变化，适应水质水量的变化能力强。CAST工艺的另外一个重要特点是所有的活性污泥在任何时间都处于一个反应池中，能保证有机物的降解、硝化等生物处理过程的正常进行。

（5）自动化程度高，管理简便。整个工艺系统的操作完全自动化，维护费用及人员费用能降到最低。

4工程实例分析

4.1准能污水处理厂概况

准能污水处理厂坐落于内蒙古自治区准格尔旗薛家湾镇，总占地面积77400余m2。随着地方经济的快速发展和准能集团生产规模的扩大，准能污水处理厂长期处于超负荷状态，为了有效解决污水问题，该污水处理厂于2008年、2016年先后两次进行了改扩建工程建设，均以CAST为主体工艺，处理规模40000m3/d，设计出水水质为《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，总投资1.8亿元。

4.2设计进出水水质

准能污水处理厂选择了CAST工艺，处理能力达到了40000m3/d，总变化系数为1.41，二期污水处理规模得到了平均分布（分别为20000m3/d），总变化系数为1.49。根据准能污水处理厂的实际情况和运行参数，将冬季污水处理的水温控制在13℃。

4.3污水处理工艺流程

准能污水处理厂采用CAST工艺（循环式活性污泥法），总体工艺流程包括预处理段（粗格栅、细格栅、沉砂池）、生物处理段（CAST工艺）、深度处理段（高效沉淀池+D型滤池）、污泥处理段以及生物和化学相结合的除磷措施。

入网污水经各分支排水管网进行收集，然后汇流至准能污水处理厂，通过粗格栅机、细格栅机、超细格栅机、桥式吸砂机、砂水分离器去除进水中较大的漂浮物和粒径较大的砂粒。筛选后的水流入CAST池中的生物选择区，在该区污水原水会与池内的污泥进行接触并混合回流污泥，既可防止污泥膨胀，又可使活性污泥中含有的过量的磷得到有效释放，为后续主曝气区超量生物吸磷创造条件。

主曝气区是污水处理的核心，采用管式曝气系统，为活性污泥微生物提供氧量，主要完成硝化、反硝化过程，生物除磷、脱氮和去除有机污染物；通过生物处理之后的污水由集水池提升泵提升到高效沉淀池，其主要功能是化学除磷、脱氮，去除污水中污染物，然后进入D型滤池，进一步去除水中残留的有机物、微小悬浮物，降低出水浊度，最后进入消毒池投加二氧化氯对其进行消毒处理，消毒后的中水回用于国华准格尔发电厂作为生产补充用水。CAST池所产生的剩余污泥通过剩余污泥泵将其运送至污泥脱水间进行离心脱水，脱水后的污泥运送到指定地点或直接进行污泥处置。

4.4污水处理效果

准能污水处理厂根据设计进水水质、水量状况，所选CAST工艺技术先进与成熟、处理效果好、运行安全可靠、高效节能、经济合理，出水水质相对稳定，满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，处理后的中水主要回用至国华准格尔发电厂，部分用于薛家湾地区园林绿化用水（此项目正在实施中）。

准能污水处理厂不仅承担着本公司职工生活区的污水处理任务，还承担着薛家湾城镇居民区、企事业单位、公建、公共生活服务设施等的生活污水处理任务，准能集团在自身发展的过程中，不断加强与地方政府的合作，努力实现污染物减排和地区环境保护，为准格尔旗环保事业及黄河流域治理做出了重大贡献，创造了良好的社会效益，同时实现中水复用，创造了经济效益，使得环境效益、社会效益、经济效益共赢。

5结语

随着社会经济和城镇化建设的快速发展，对于城镇污水处理提出了较高的要求，使城镇排水管网建设、污水处理设备以及水质指标等备受关注。为了更好地提高城镇污水处理厂的处理效果，CAST工艺得到了广泛应用，可以有效去除污水中的BOD、SS、COD、氨氮、总磷、总氮等污染物质，而且可以承受较大幅度的有机负荷和流量冲击，与传统活性污泥法相比，该工艺运行操作简单、灵活，占地面积少，使用过程中所产生的活性污泥比较少，所得水质满足国家的标准规范。

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