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CAST工艺在城镇污水处理厂中的应用分析

北极星环保网来源:科技创新导报 屈秀娟2017/12/13 10:35:58我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:CAST工艺 污水处理 活性污泥法

北极星环保网讯:在城市建设发展过程中,污水问题成为影响城市发展速度的主要因素,因此需要对城镇污水处理给予高度的重视,以更好地满足城市环境发展需求。在城镇污水处理厂中CAST工艺得到了广泛应用,其是在SBR工艺的基础上研发出来的一种新工艺,增设了污泥回流设施和选择器,从而确保了城镇污水处理的效果。本文将以神华准能集团有限责任公司污水处理厂(以下简称准能污水处理厂)为例,对CAST工艺的方法、基本流程和所取得的效果进行分析,以更好地提高城镇污水处理厂的经济效益。

关键词:CAST工艺,城镇污水处理厂,应用效果

CAST工艺是近些年来新研发出来的一种循环式活性污泥法,其是在SBR工艺的基础上增加了污泥回流、生物选择区,因此在城镇污水处理厂中得到了广泛应用。CAST工艺最主要的特点就是能够将主反应区处理后得到的部分剩余污泥输送回流至前端选择器中,并且在不进水的条件下进行沉淀,从而确保主反应区排水的稳定性。同时,缺氧区的设置也可以有效地提高CAST工艺的脱氮除磷效果。

1CAST工艺概述

1.1CAST工艺概念

循环式活性污泥法简称为CAST工艺,其又可以被称之为周期循环活性污泥工艺。CAST工艺基本上是在一个反应器中完成的,并根据曝气/曝气沉淀、出水等顺序循环工作,并且每个池子交替间歇运行,是对SBR工艺的有效改造和完善。CAST工艺是在SBR工艺的基础上增设了污泥回流设施和生物选择器,同时对其时序进行了相应的调整,不仅提高了污水处理的可靠性,而且还提高了城镇污水处理的效果。

1.2CAST工艺工作原理

在一个反应器中CAST工艺可以完成有机污染物的泥水分离和生物降解过程。实际上,可以把CAST工艺划分为四个阶段,分别为进水-曝气阶段、沉淀阶段、滗水阶段、闲置阶段。

(1)进水-曝气阶段。在CAST工艺中,进水和曝气是同时进行的,其一般是从主反应区把污泥回流到预反应区中,该阶段的回流比为30%。该阶段需要曝气系统持续曝气,这样不仅可以确保活性污泥与有机物充分混合,从而加快微生物对有机污染物的氧化分解,而且还能确保好氧微生物对氧的基本需求。

(2)沉淀階段。该阶段需要停止曝气操作,并借助池中残留的溶解氧,微生物可以继续对有机物进行氧化分解。当微生物活动一段时间后,池内溶解氧的含量将会逐渐减少,并从好氧状态逐渐转变成缺氧状态,随后就发生了硝化反应。同时,该阶段整个池内一直保持静止状态,并且依靠重力作用完成泥水分离过程。

(3)滗水阶段。沉淀阶段结束之后,位于CAST池尾部的滗水器将会自动降下,并把上清液从上到下逐渐排出,当排水逐渐完成时滗水器将会自动上升至开始的位置。该阶段完成污泥回流过程,从而使生物选择区污泥的浓度明显提升,促进硝化反应进行,同时该阶段也完成了磷的释放过程。

(4)闲置阶段。其主要是为了使滗水器回到最初位置,避免曝气阶段污泥进入滗水器中,对水质的整体质量产生影响。同时,该阶段也可以使污泥的吸附能力得到恢复。

1.3CAST工艺的特点

CAST工艺最重要的特征是不设独立的沉淀池及其刮泥系统,在CAST工艺中,活性污泥始终保持在一个池子中进行生物反应和泥水分离,因此,CAST系统能节约大量基建投资和运行费用。当由于进水流量和水质发生变化而影响污泥性质时(如絮凝效果等),可简单地通过调节变化进水和曝气循环过程,而使系统重新恢复正常状态,开发CAST工艺的主要目标是尽可能降低设备投资,简化工艺流程及其操作过程,提高系统的可靠性和运行的灵活性。

CAST工艺的特点主要可归纳为几点:(1)池子总容积减少,土建工程费用降低;(2)能很好地缓冲进水水量和水质的波动,雨季无需设置调节池,进水的波动可用改变曝气时间的简单方法即可予以缓冲;(3)处理效果好,排出的剩余污泥稳定化程度较高;(4)无需调协二沉池和庞大的回流污泥泵站;(5)占地面积少;(6)无污泥膨胀,污泥指数不超过50~70mL/g;(7)自动化程度高,人工操作简单,但管理运行较复杂,与之相关的设备质量要求较高,应有较高的设备维护水平及能力。

1.4CAST工艺主要设备

1.4.1生物选择器

CAST工艺中主反应区前端设置生物选择器,这样废水中溶解性有机物质就可以借助酶反应机理给予有效的去除。对于污泥回流液中的硝酸盐能够在选择器中进行反硝化作用,并对活性污泥的絮体负荷进行了有效的调节,避免出现污泥膨胀,提高系统运行的稳定性。

1.4.2主曝气区

主曝气区在CAST工艺中主要是曝气供氧,并完成对有机质的有效降解,从而促进硝化、反硝化过程的顺利进行。

1.4.3污泥回流、剩余污泥排放系统

通常情况下,剩余污泥泵、回流污泥泵设置在CAST池的中段,借助回流污泥泵将主曝气区静沉时的污泥抽送至生物选择器,沉淀阶段结束后产生的剩余污泥排出至污泥脱水系统进行离心脱水。

1.4.4滗水装置

在CAST池的末端,配备了滗水器,可以通过电机驱动按照设定时间自动进行升降,从而使处理后的污水得到有效的排出。

延伸阅读:

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