CAST污水处理工艺

CAST污水处理工艺（精选4篇）

CAST污水处理工艺 第1篇

山西大医院属于大型综合医院,医院污水来源及成分复杂,含有病原性微生物、有毒、有害的物理化学污染物和放射性污染物等,具有空间传染、急性传染和潜伏性传染等特征。主要指医院门诊、病房、手术室、各类检验室、病理解剖室、放射室、洗衣房、太平间等所有与医院运营相关处排出的诊疗、生活及粪便污水。一类污染物及放射性废水经预处理达标后方可排入本污水处理站。此外,生活污水经化粪池、餐厅废水经隔油池后和医疗废水一并进入医院污水处理站处理。处理工艺采用CAST工艺。

本污水处理站处理规模为1 500 m3/d(近期),2 500 m3/d(远期)。

本污水处理站出水水质执行GB 18466-2005医疗机构水污染物排放标准中的排放标准(近期),预处理标准(远期)。

污水处理工艺流程框图见图1。

1CAST工艺简介

CAST工艺是循环活性污泥技术。其主要原理是:把序批式活性污泥法(SBR)的反应池沿长度方向分为两部分,前部为预反应区,后部为主反应区。在预反应区内,微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物,经历一个高负荷的基质快速积累过程,对进水水质、水量、pH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用,可有效防止污泥膨胀;随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程,完成对污水中有机物质的降解。CAST工艺同时能够比较充分发挥活性污泥的降解功能,也能够减轻二沉淀池的负荷,有利于提高二沉池固液分离效果。

2CAST工艺设计

2.1 设计基础数据

设计流量按照最高日最高时流量进行设计,设计流量为104.17 m3/h;设计进水水质依据参照同类型综合医院废水水质。近期设计出水水质执行GB 18466-2005医疗机构水污染物排放标准中的排放标准。

污水设计进出水主要水质见表1。

2.2 CAST生物池主要构造

CAST生物池由预反应区和主反应区组成。

预反应区,两座,单池基本尺寸为L×B×H=10.0 m×1.5 m×4.5 m,其中有效水深4.0 m,超高0.5 m;预反应区底部设有DN300放空管,顶部设有DN300溢流管和DN200回流污泥管,预反应区与主反应区的隔墙上底部开有800 mm×700 mm连通孔。

主反应区,两座,单池基本尺寸为L×B×H=13.5 m×10.0 m×4.5 m,其中有效水深4.0 m,超高0.5 m,每池设置2台搅拌机、1台Abstract:虹吸式滗水器、1台回流污泥泵、1台剩余污泥泵、1套膜式曝气系统。同时主反应区内还设置有DO测定仪、污泥浓度(MLSS)计、酸度(pH)计、超声波水位计。

2.3 预反应区设计

由于山西大医院运行初期,下游市政污水处理厂建设不完善,无法接纳污水。排放水需直接排入水体,故本工程对脱氮除磷的要求较高,所以预反应区根据活性污泥反应动力学原理进行设计,运行条件按厌氧环境考虑,在预反应区内考虑了较显著的反硝化作用(回流污泥混合液中通常含2.0 mg/L左右的硝态氮)。同时预反应区利用了活性污泥的快速吸附作用而加速对溶解性底物的去除,并对难降解有机物起到良好的水解作用,还可使污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放。污泥回流量按最大时处理量的20%考虑,污水水力停留时间按1.0 h计。

为了使回流污泥和污水进行充分混合,形成均匀的厌氧环境,在预反应区内设置2台潜水搅拌器,该搅拌器属于高转速(705 r/min)、小叶轮(370 mm)类型,具有较好的混合搅拌功能,考虑到厌氧环境对磷的释放影响较大,故在预反应区内还设置有DO在线测定仪,其输出信号接入CAST反应池PLC子站,PLC子站根据DO值的大小及变化,对回流污泥量进行在线调节,以达到最佳的厌氧环境以利于磷的释放。同时PLC总站可绘制预反应区进水水量、进水水质、污泥回流量与DO的关系曲线,对运行工作起到高效、优质的指导作用。

2.4 主反应区设计

为降低管理难度和污水处理成本,故设计中采用了泥龄较长,污泥负荷较低的延时曝气方式,设计泥龄为15.7 d,污泥负荷取0.088 kg BOD5/kg MLSS。

由于采用了延时曝气方式,故污泥产泥率比较低,取值为0.945 kg SS/kg BOD5,每日剩余污泥产量为3 510 kg,剩余污泥经主反应区内的剩余污泥泵抽升至污泥池。污泥池内设置有潜水搅拌器以保持池内有氧状态,防止磷的析出。

由于主反应区具有同步硝化和反硝化功能,反硝化主要是在泥水分离阶段使污泥结构内部处于缺氧状态而实现的,因此,PLC子站将根据CAST生物池内的DO值,对生物速率、曝气时间、曝气量、排泥速率等重要运行参数进行在线调节。

排水装置选型时,考虑到运行自动化程度较高,选用虹吸式滗水器,电磁阀控制虹吸排气管的开启,PLC控制。

曝气设备采用了较先进的超微孔膜式曝气盘,具有较高的氧转移效率,在水深为4.0 m的清水中膜式曝气盘具有25%的氧转移效率;同时盘式曝气器比较节能,具备防堵塞与自清洗功能。

为使曝气系统正常运行,鼓风机房内设3台可调导叶片的单级高速罗茨鼓风机(2用1备),鼓风机设计风量为Q=13.87 m3/min,设计风压50 000 Pa。考虑到反应池为变容运行方式,水位变幅达2.0 m,为减少能耗、降低成本,其中两台为电机采用变频运行方式,同时空气管路独立设置,互不干扰。

2.5 工作周期设计

CAST生物池以一定的时间序列运行,运行过程包括进水—曝气、静止沉淀、排水排泥、闲置四个阶段,不同的运行阶段的运行方式可根据需要进行调整。本工程CAST生物池每日工作24 h,分为6.0个工作周期,每周期工作时间为4.0 h,其中进水—曝气3.0 h,静止沉淀0.5 h,排水排泥0.5 h。在同一时间各池的工作时序均不同,不会发生重叠,同一时间只有一个反应池滗水,自动控制及操作管理较简单,具体工作时序见表2。

进水曝气阶段CAST主反应区内边充水边曝气,同时池内的回流污泥泵连续不断的向预反应区回流污泥。此时有机污染物被微生物氧化分解,同时污水中的氨氮通过微生物的硝化作用转化为硝态氮。

静止沉淀阶段CAST主反应区不充水也不曝气,此时微生物利用水中剩余的DO进行氧化分解,生物池逐渐由好氧状态向缺氧状态转变,开始进行反硝化反应,活性污泥逐渐沉到池底,上层水逐渐变清。

排水排泥阶段CAST主反应区的滗水器开始工作,自上而下逐渐排出上清液,同时池内的剩余污泥泵向污泥调节池输送剩余污泥。此时,生物池逐渐由缺氧状态过渡到厌氧状态,继续进行反硝化反应。

实际运行过程中,由于滗水器的滗水能力是按最不利的情况进行设计选型的,而这种最不利情况不易出现,故实际滗水时间通常要比设计滗水时间短,其剩余时间通常用于CAST主反应区内污泥的闲置,以恢复污泥的吸附能力。

3结语

本文介绍的CAST工艺设计方法及设计参数取值已应用于太原飞机场污水处理厂,由于一些客观原因,山西大医院污水处理站正处于紧张的建设之中,而相同工艺、相近规模的太原飞机场污水处理厂(4 500 m3/d)已建成并已完成试运行,其各项指标值均满足设计要求,试运行效果见表3。

实践证明,上述设计方法及参数取值是合理可行的,同时也说明CAST工艺是适合山西大医院污水处理的一种新型工艺。

摘要：针对山西大医院综合医疗大楼污水处理工程中采用的CAST工艺进行了介绍,分别阐述了CAST设计基础数据,生物池构造,工作周期设计等内容,并结合其他应用实例运行结果指出该工艺合理可行,值得推广。

关键词：污水处理,CAST工艺,工作周期

参考文献

[1]邓新平,曾小林.水处理常见方法阐述[J].山西建筑,2010,36(8):190-191.

[2]张统.SBR及其变法污水处理技术与回用技术[M].北京:化学工业出版社,2000.

[3]GB 8978-1996,污水综合排放标准[S].

CAST污水处理工艺 第2篇

摘要：舒兰市污水处理厂设计规模为2 104m3/d,占地面积为2.6104m2,采用间歇序批式生化反应池(CAST)工艺对污水进行处理.CAST工艺采用一组4格反应池,运行6个小时为一周期,每周期分为:进水、曝气、沉淀、滗水4个工况,按时间顺序间歇运行,不仅可以根据水量、水质调节循环周期及曝气时间,而且可以通过调节排泥时间控制排泥量.笔者详细介绍了各处理单元的`设计、布置及运行特点.作 者：刘禹利 栗野 接忠敏 句伟 俞双 董艳红 LIU Yu-li Li Ye JIE Zhong-min JU Wei YU Shuang DONG Yan-hong 作者单位：刘禹利,LIU Yu-li(吉林省梅河口市城建档案馆,梅河口,135000)

栗野,接忠敏,句伟,俞双,董艳红,Li Ye,JIE Zhong-min,JU Wei,YU Shuang,DONG Yan-hong(中国市政工程东北设计研究总院,长春,130021)

简介CAST工艺特点及管理 第3篇

1 CAST工艺的优点

(1) 占地面积少, 我厂地面积约250亩, 现已建成20万吨/天的工艺设施, 还预留10万吨/天的发展用地, 同是我司赤坎厂采用A2/O工艺, 一、二期 (各5万吨/天) 建设, 即两期建成10万吨/天的工艺设施, 就用去240多亩, CAST工艺在用地节约方面明显特出。

(2) 处理能耗低, 我厂运行CSAT工艺污水处理能耗为0.17度电/吨, 我司赤坎厂A2/O工艺, 污水处理能耗为0.24度电/吨, 原因A2/O工艺处理时间在8-10小时, 而CSAT工艺能耗处理时间为2小时。

(3) 系统组成简单, 运行灵活。CSAT工艺一个系列为四个独立池组成, 每池都具备入水、处理、沉淀、滗水全过程, 即每个池都相当一个小的污水厂, 操作灵活, 且维修方便、不影响整体生产。

(4) 去除COD、BOD、SS、氨氮、磷效率高, CSAT工艺既有各传统工艺分各区域段功能, 又有作为整体统一完成各功能效果, 处理效率较高。

(5) 抗冲击负荷高。CSAT工艺是一个个独立单体, 各池工艺参数调整和控制比传统工艺整体控制容易、灵活多, 可根据进水水质情况迅速调整池中MLSS、DO、进水速度或提前完成进水闷曝等, 具有对较高浓度污水处理能力。

2 CAST工艺作用的原理

CAST工艺是循环式活性污泥法的工艺, 是SBR工艺的一种变型, 该工艺由四个单池组成一个生产系列, 每个单池都具有独立完成污水处理功能, 工作周期为四小时, 即进水曝气2小时、沉淀1小时、滗水1小时, 四个单池实现连续和循环式生产。CAST工艺也是通过控制微生物不断经过厌氧、缺氧、好氧的生物环境, 实现生物降解、脱氮过程 (有机物降解、硝化/反硝化) , 生物除磷过程 (释磷、吸磷) , 达到净化水质效果。

3 CAST工艺反应池结构和作用

CAST工艺污水处理最明显特点, 是在一个反应池中完成污水处理所有过程, 包括有机污染物的生物降解、脱氮、除磷和泥水分离。每个反应池结构分为三个区, 即生物选择区、兼氧区和主反应区, 各区作用为:

3.1 生物选择区

是厌氧部分, 在反应池子前端, 由5-7个格池组成, 利用水流速度和从格池上端下端过水时翻动, 实现入水与回流污泥的搅拌混合, 从而形成一个厌氧环境, 促使聚磷菌磷释放和聚磷菌生长。同时生物选择区也是一个高污泥浓度区, 有利于生物降解, 有效抑制丝状细菌的生长和繁殖, 避免污泥膨胀的发生。

3.2 兼氧区

为水力缓冲区, 该区主要通过DO控制, 进行硝化菌反硝化作用, 实现生物脱氮, 同时聚磷菌在该区继续磷的释放, 硝化菌也开始硝化作用。

3.3 主反应区

是生物降解、污水净化主要反应区域, 是CAST工艺核心区, 通过不同时段、不同DO控制, 实现反应池缺氧-好氧-厌氧环境变化, 使反应池作为一个整体完成硝化、反硝化、磷的吸收及去除等功能同步进行, 最终通过静沉、滗水, 完成整个工艺处理过程。

4 我厂CAST工艺设计参数 (表1)

5 CAST工艺管理

CAST工艺自动化程度高, 工艺控制相对比较复杂, 为了确保CAST工艺脱氮除磷效果, 生产管理非常关键。

5.1 DO控制

CAST工艺作为一个整体, 整个处理周期为四小时, 其中污水净化处理时间只有进水、曝气两小时, 时间非常短。另反应池分为三个区, 各区功能不同, 都是通过DO控制实现环境功能, 因此对于CAST工艺, DO参数设计和控制非常关键, 可通过不同区域、不同时段DO参数控制, 实现CAST池区域效应和整体系统效应的脱氮除磷功能, 大大提升CAST工艺污水处理能力。我厂CAST工艺DO参数控制情况如下:生物选择区DO控制在0.3mg/L以下, 预反应区DO控制在0.3-0.5mg/L, 主反应区DO控制根据两小时进水情况, 分成每半小时为一段的四阶段控制, 第一段DO控制0.3-0.5mg/L;第二段DO控制0.5-1.0mg/L;第三段DO控制1.0-1.5mg/L;第四段DO控制1.5-2.0mg/L。目的是确保降解有机物、硝化/反硝化、生物除磷等多种生化过程在很多时段是同时进行, 厂亦可根据水质情况, 控制进水速度, 实行提前完成进水, 进行生产闷曝等处理方式, 其对处理高浓度、难降解污水效果非常有效。

5.2 污泥浓度控制

污泥浓度偏高, 污泥易老化, 不利于生物体系除磷, 消耗溶解氧增加, 增大处理能耗。污泥浓度偏低, 抗冲击能力下, 易造成污泥解体活性降低, 不利氨氮去除。合理污泥浓度控制, 有利于DO控制和整个体系工艺平稳, 确保污泥活性。我厂进水复杂、进水浓度较高, COD一般都在250-400 mg/L之间, 且异常进水也多, 对系统冲击、伤害较大, 所以污泥浓度控制稍高些, 一般控制在4000-5000 mg/L, 对确保系统抗冲击能力、保持微生物活性和完成生物脱氮除磷效果等方面都表现不错, 运行效果也非常好。

5.3 工艺巡查重点

(1) 进水情况:颜色、气味、泡沫、PH值。

(2) 各池曝气情况:DO控制当时时段是否在控制范围, 污泥是否翻起及程度。

(3) 各池污泥活性情况:泥色、气味、浓度、碎体、处理效果。

(4) 沉淀、滗水情况:沉淀速度、颗粒大少、水清澈度、滗水时泥是否易翻起。

5.4 员工执行力

由于CAST工艺自动化程度高, 控制时段及点较多, DO参数控制要求又严格, 而且在整个生化处理两小时中, 是一边进水一边曝气动态过程, 加上正在曝气各池是联通供气、液位高低不同, 所以DO参数控制比较不易, 因此对员工能力要求较高。为确保CAST工艺处理效果, 我厂一直来都针对CAST工艺特点和工艺要求培训员工, 目的提高员工对CAST工艺理解能力和操控能力, 更好地贯彻落实工艺意图, 确保CAST工艺生产运行执行力。

6 结语

通过霞山水质净化厂多年的运行和研究发现, 系统的DO及MLSS控制非常关键, 对污水处理效果影响很大。把MLSS控制在4000-5000mg/L, 污泥负荷控制在0.032-0.058kg BOD5/ (kg MLSS.d) , DO控制在2.0 mg/L以下的工艺条件, 对我厂CAST工艺运行效果非常很好:COD、BOD5和SS去除率为92%~96%, 总氮为90%~95%以上, 磷为88%~92%左右。我厂CAST工艺完全是通过工艺控制方法, 实现生物脱氮除磷效果, 满足出水排放标准要求, 且在出水清澈度上效果非常优秀。

摘要：介绍CAST工艺特点, 在湛江市霞山水质净化厂应用情况。结合该厂实际运行情况, 阐述CAST工艺的生产与管理。

关键词：CAST工艺,DO,污泥浓度

参考文献

[1]张建丰编著.活性污泥法工艺控制[M].中国电力出版社.

[2]胡庆新编著.初级污水处理工[M].广东省环境保护产业协会.

[3]李军, 杨秀山, 彭永臻.微生物学与水处理[M].化学工业出版社.

[4]刘灿生, 黄毅主编.给水排水工程施工手册[M].中国建筑工业出版社.

[5]林荣忱主编.污废水处理设施运行管理[M].北京出版社.

[6]张自杰主编.废水处理理论与设计[M].中国建筑工业出版社.

CAST污水处理工艺 第4篇

循环式活性污泥法 (CAST) 是SBR的一种变型, 因具有投资及运行费用低, 运行简单, 可以进行同步硝化反硝化等特点在众多污水处理工艺中脱颖而出。CAST工艺集进水、反应、沉淀和排水功能为一体, 其反应池分为两部分, 前部为生物选择区, 后部为主反应区, 并增加了从主反应区到生物选择区的回流系统。2个反应区中的微生物处于好氧、缺氧、厌氧交替的状态, 所以可以达到对污染物的去除, 同时还具有较好的脱氮除磷功能[1]。

DO是影响CAST工艺除污效果的主要因素之一, 污水中DO的浓度对于CAST池内COD以及氮磷等主要污染物的去除有重要的影响, 确定合适的DO浓度对提高CAST工艺除污效果和实现节能降耗都具有重要的意义。

1 DO对污水中COD去除的影响

污水中的COD主要是在CAST池的主反应区内被降解。由于活性污泥中降解有机物的微生物大多数为好氧菌, 所以CAST池内的DO含量对COD的去除有重要影响。随着污水中DO浓度的提高, COD的去除率上升。也就是说, 在不影响脱氮除磷的条件下, DO越充足, 微生物降解有机物的速率越高, COD的去除效果也越好[2]。

2 DO对污水脱氮的影响

在CAST工艺中共有3种脱氮模式, 一种是传统脱氮模式, 一种是同步硝化反硝化脱氮模式, 另一种是短程硝化反硝化脱氮模式。

2.1 传统的脱氮模式

传统的脱氮模式是先完成硝化反应再进行反硝化。在该模式下, 污水中的NH4+-N在亚硝化细菌的作用下转化为NO2--N。如果氧气充足, 菌胶团处于好氧状态, 硝化细菌会将NO2--N转化为NO3--N。在CAST工艺的沉淀阶段, 反硝化细菌会将一部分NO2--N和NO3--N转化为N2并从污水中去除[3]。但在此状态下反硝化进行的不彻底, 剩余硝态氮会进入下一周期的进水曝气阶段进行反硝化。所以出水中含有大量NO3--N, 总氮去除率较低[4]。

2.2 同步硝化反硝化脱氮模式

另一种模式是同步硝化反硝化。在该模式下, CAST池在进水曝气阶段将DO控制在较低水平, 菌胶团内部主要处于厌氧和缺氧状态, 适合反硝化细菌进行反硝化, 同时菌胶团外部的硝化细菌会利用好氧环境进行硝化反应[5]。在满足污染物去除的前提下, DO浓度越低越有利于形成缺氧微环境, 同步硝化反硝化效果越好。但是如果DO浓度过低会限制氨氮的氧化, 造成用于反硝化的底物不足而影响脱氮效果。因此从满足出水要求和节能降耗两方面考虑, 主曝气阶段的DO应控制在2.0 mg/L~3.0 mg/L[6]。

2.3 短程硝化反硝化脱氮模式

还有一种脱氮模式是短程硝化反硝化, 其实现的关键是短程硝化, 在硝化阶段实现亚硝酸盐的积累[7]。在DO较低时, 亚硝化细菌对DO的亲和力比硝化细菌强, 此时硝化细菌受到抑制而使亚硝化细菌占据主导位置, 这就抑制了NO2--N向NO3--N转化, 使NH4+-N主要转化为NO2--N。实现短程硝化可比全程硝化节省25%的氧, 还可以在反硝化时降低有机碳源总需求量[8], 这对低碳氮比废水的脱氮处理是非常有利的。

总之, 亚硝化细菌和硝化细菌都是好氧菌, 提高DO浓度有助于氨氮的去除。但是反硝化细菌是厌氧菌, 较高的DO将抑制其反硝化作用, 使水中NO2--N和NO3--N不能转化为气态氮而去除, 造成出水总氮增加。因此, 在CAST池的实际运行过程中, 在保证污水可以达标排放的情况下可尽量降低DO的浓度, 有利于实现同步硝化反硝化, 提高污水的脱氮效果[9]。如果再对运行的工艺参数进行优化, 还可在CAST池内同时实现传统硝化反硝化、同步硝化反硝化和短程硝化反硝化。将传统硝化反硝化、同步硝化反硝化和短程硝化反硝化有机结合起来的脱氮模式称为耦合脱氮模式。耦合脱氮模式在CAST池的现实应用中取得了良好的效果, 显著提高出水水质[10]。

3 DO对污水除磷的影响

聚磷菌能够在厌氧时利用体内多聚磷酸盐分解产能, 并吸收易降解有机物在体内形成聚合物PHB, 同时释放磷。在好氧状态下利用PHB产生能量形成糖原, 维持自身需求并过量吸磷[11]。在CAST工艺的整个周期中, 适合聚磷菌释磷的环境主要是前端的生物选择区和主反应区的非曝气阶段。而聚磷菌的吸磷是在主反应区的曝气阶段。在CAST池内制造良好的厌氧、好氧交替的环境对聚磷菌除磷有重要的意义[12]。

由于聚磷菌除磷需要厌氧、好氧交替的环境, 所以CAST池内DO浓度对除磷效果会产生直接影响。在生物选择区, 较高的DO对除磷不利, DO的存在会破坏生物选择区的厌氧环境, 不利于聚磷菌的释磷。在主反应区, 较高的DO浓度使聚磷菌体内PHB消耗过多而影响其吸磷[13]。而且, 在曝气阶段较高的DO浓度也会破坏非曝气阶段的厌氧环境, 影响聚磷菌的厌氧释磷。由于CAST工艺需要从主反应区向生物选择区回流污泥, 如果主反应区的DO浓度较高, 会使较多的DO随回流污泥进入生物选择区, 破坏生物选择区的厌氧环境。研究表明, 聚磷菌在厌氧环境中释磷越充分, 在好氧环境中对磷的吸收量越大[14]。如果CAST池的厌氧环境受到破坏, 会影响其对污水中磷的去除。

综上所述, 较高的DO浓度对CAST池内聚磷菌的除磷不利, 所以, 在不影响聚磷菌好氧吸磷, 以及不影响污水中其它污染物去除的前提下, 降低污水中的DO浓度, 能够增强CAST池对污水中磷的去除效果。

4 结语

由于CAST内的污水是依靠活性污泥中的好氧和厌氧微生物去除的, 所以污水中的DO浓度对污染物的去除效果有重要的影响。维持恰当的DO浓度, 不仅可以提高污染物的去除效果, 还能节约能源, 降低处理成本。对于COD和NH4+-N, 提高污水中DO浓度有利于提高它们的去除率, 但是过高的DO会破坏CAST池的厌氧环境, 不利于反硝化过程, 也不利于聚磷菌的厌氧释磷。所以过高的DO不利于TN和TP的去除。从有效去除污染物和节能降耗两方面考虑, 应将曝气时CAST池主反应区的溶解氧控制在2 mg/L~3 mg/L的范围内。

摘要：主要介绍了CAST工艺的特点, DO对CAST池主要污染物去除的影响。提高CAST池内DO浓度有利于COD和氨氮的去除, 但过高的DO不利于脱氮除磷。选择恰当的DO浓度, 既节能, 又提高了污水处理效果。