循环式活性污泥法在污水处理中的应用研究

王俊青 苏镇海

摘要：本文主要介绍了城市污水处理中循环式活性污泥处理方法的实际应用情况。城市污水处理是一项重要的工作，将循环式活性污泥法应用于城市污水和工业废水的处理中能够极大的提高处理效率。本文通过研究国内CAST的特点和实际生产的运行情况，分析CAST 优化构想，以期为设计人员提供一定的借鉴。

关键词：循环式活性污泥法;污水处理;污泥有机负荷

1.循环式活性污泥法的基本特点和工作原理

1.1循环式活性污泥法的基本特点

简单来说，循环式活性污泥法的生产工艺是对污染物进行一定程度的降解和处理，通过好氧、缺氧和厌氧等流程的交替变化对污泥进行处理。循环式活性污泥法的主要特点包括以下几点。第一，活性污泥法的工艺流程较为简单，操作中涉及到的构筑物数量较少，因此便于操作，适用于大部分城市的污水处理工作。第二，循环式活性污泥法具有与较为明显的优势，这种优势表现在活性污泥法的荷载力较强，曝气池可以实现完全混合式和推流式两种形式，并且具有较大的盛水量，因而也具有更大的抗冲击负载能力，防止污水水质出现较大的波动。第三，循环式活性污泥法进行污水处理的时候能够实现较快的脱氮除磷效果，通过调节曝气和间歇的时间，能够促进污水的反应速度，加速好氧和厌氧交替发生，极大的提高脱氮除磷效果，从而抑制不利菌群的声场。最后，循环式活性污泥法对于设备的损耗较为严重，因此处理污水的成本较高。在应用活性污泥处理法的时候，不需要随时运转相关设备，因而存在较高的闲置率，需要经常性的进行维修养护。

1.2循环式活性污泥法的工作原理

循环式活性污泥法简称CAST，是一种基于传统SBR工艺进行优化改良的新手段。与传统的SBR工艺相比，循环式活性污泥法增加了生物选择区和污泥回流等工序，从而增加了污泥厌氧区、减氧区和好氧区的空间，结合原有的A2/O工艺与SBR工艺中的优势部分，能够使循环式活性污泥法的生物脱氮除磷效果更加显著，通过分析不同微生物在不同负荷环境下的状况，依照其增殖速度的区别进行废水脱氮除磷工序。图一所示为循环式活性污泥法的工艺流程。循环式活性污泥法在实际引用的时候可以根据各个地区的实际情况进行周期设定，一般情况下设定周长为四个小时。进水曝气阶段设定为两个小时，在这一阶段完成生物降解过程，接着沉淀一小时之后对污泥进行分离处理耗时约为一小时。为了保障污水处理工作的工作效率和有序进行，一般采用循环连贯生产的方式，四个处理池连续工作。具体的工艺流程如图一所示。

2.CAST工艺机理

CAST最主要的工艺点在于整个工艺都处在同一个反应器当中，整个有机污染物的生物降解和泥水分离的工程都在这一个反应器中实现。在反应器内有三个分区，分别是生物选择区、兼氧区以及主反应区，所占容积比例为1：5：30。图二所示为CAST的工艺平面布置设计。

2.1生物选择区

生物选择区又称为厌氧区，在生物选择区内将DO浓度控制在0.3mg/L以下从而形成厌氧环境。在生物选择区内，大量回流的污泥与需要处理的污水进行混合，能够有效降低污泥的负荷，避免污泥过度膨胀。在生物选择区内能够对难以降解的有机物进行酸化水解，在厌氧条件下回流污泥中的聚磷菌能够充分发挥作用。

2.2兼氧区

在兼氧区内一般将DO浓度控制在0.3mg/L至0.5mg/L之间，这样能够使回流污泥中产生大量的硝酸盐和亚硝酸盐，从而在反硝化菌环境作用下形成生物脱氮作用。此外由于聚磷菌继续持续释放磷，使得硝化菌产生硝化作用。

2.3主反应区

在主反应区内主要有三个环节，从进水到曝气阶段到沉淀阶段再到滗水阶段，整个是时间开工至在四小时左右。在进水曝气阶段，是反应器接收污水的阶段，时间为两个小时，此时反应池内的活性污泥处于高浓度、高活性阶段。通过硝化、反硝化以及除磷等反应阶段，实现对污水的有效处理。从进水再到曝气开始，需要将DO浓度逐渐从0mg/L逐渐增加至2.5mg/L，通过微生物供养促进污水反应处理，从而实现净化水质的目的。在沉淀阶段需要关闭所有的曝气装置，使整个处理池和装置处于静沉状态，相当于SBR工艺中的二沉池。这一环节应用活性污泥绒粒子的重力沉淀效力将污水进行分离，排出剩余活性污泥以保障微生物的状态。沉淀后的污泥浓度较高，能够达到7000mg/L至14000mg/L之间，具有较高的利用价值。在滗水阶段需要应用反应池内可升降的滗水器将处理后的污水排出，一般采用中央自动控制的手段进行溶解氧、排泥等操作过程。

2.4DO浓度控制对CAST工艺的影响

在进行污水处理的过程中，通过生物选择区、兼氧区和反应区三个功能区实现污水的脱氮除磷工作。使用循环式活性污泥法的时候，在工艺控制上与传统的A2/O工艺具有共同点，都需要实行分区控制方法实现不同的处理目的。在CAST工艺中对DO浓度的要求非常高，极大的影响着微生物菌体的种类和絮体结构。曝气控制过程中将将DO浓度控制在0.3mg/L以下，兼氧区将将DO浓度控制在0.5mg/L以下，反应区的DO浓度需要特殊进行分阶段控制，前30min内控制在0mg/L至0.5mg/L之间，后30min控制在0.5mg/L至1mg/L之间，此后一小时内将DO浓度控制在1mg/L至2mg/L之间。

3.小结

城市污水处理能够极大的减少环境污染，实现城市节能减排。在进行污水处理工艺的选择时应该综合各种处理工艺的特点进行比较，选择成本花销较小、技术便于操作，运营维护费用较低的污水处理方法。本文主要介绍了循环式活性污泥法的基本特点和工作原理，以期促进这一技术的应用与推广。

参考文献

[1] 刘立云.循环式活性污泥法在污水处理中的应用[J].能源与节能，2011，（5）：53-54，61.

[2] 赵孜.循环式活性污泥法处理污水工艺研究[J].云南环境科学，2005，24（1）：44-45，26.

[3] 黄瑾.循环式活性污泥工艺（CASS）设计优化及运行[J].中国给水排水，2012，28（14）：61-64.

（1.作者單位：南京中电环保固废资源有限公司;2.中电环保股份有限公司）