循環(huán)式活性污泥CAST工藝

循環(huán)式活性污泥工藝,Cyclic Activated Sludge Technology (CAST),目錄,一、概述,循環(huán)式活性污泥工藝是由美國Goronszy教授開發(fā)出來的。Goronszy教授于1969年從連續(xù)進水間歇運行的氧化溝工藝著手從事可變容積活性污泥法的研究和開發(fā)，1978年，又利用活性污泥基質積累再生原理，根據(jù)基質去除和污泥負荷的試驗結果以及污泥活性組成和污泥呼吸之間的關系，將生物選擇器和序批式活性污泥法結合開發(fā)成功了循環(huán)式活性污泥法，并于1984和1989年在美國和加拿大取得了專利。,一、概述,CAST工藝的核心為間歇式反應器，在反應池中活性污泥過程將按照曝氣和非曝氣階段不斷重復運行。該工藝將曝氣池與沉淀池合二為一，即生化反應和泥水分離在同一反應池中進行。污水分批次進入反應池，然后按反應、沉淀、排出上清液和閑置完成一個操作周期，屬于SBR工藝的一種變型。,一、概述,二、工藝構造與原理,A.生物選擇區(qū) B.缺氧區(qū)(預反應區(qū)) C.主反應區(qū) 圖1 CAST工藝基本構造,二、工藝構造與原理,生物選擇區(qū)： 設置在反應器的進水處，是一容積較小的污水污泥接觸區(qū)（容積約為反應器總容積的10%）。進入反應器的污水和從主反應區(qū)內回流的活性污泥（回流量約為日平均流量的20%）在此相互混合接觸。廢水中的溶解性可降解有機物被迅速去除，有機底物被轉化為微生物細胞內物質 防止污泥膨脹,二、工藝構造與原理,缺氧區(qū)(預反應區(qū)) 兼氧環(huán)境，不僅具有輔助厭氧或兼氧條件下運行的生物選擇區(qū)對進水水質水量變化的緩沖作用，同時還具有促進磷的釋放和強化氮的反硝化作用。 區(qū)域內的微量曝氣可以強化反硝化脫氮，也可以調解為非曝氣進行缺氧除磷，主要目的是形成從厭氧區(qū)到好氧區(qū)的過渡，使細菌受環(huán)境突變的影響減小。并且反硝化會消耗污泥吸附的部分有機物，對控制污泥的糖量有好處。,二、工藝構造與原理,主反應區(qū) 最終去除有機底物的主要場所，有機物的進一步降解穩(wěn)定、硝化和除磷均在此進行，最終的泥水分離和出水也在此完成。運行過程中，通常將主反應區(qū)的曝氣強度以及曝氣池中溶解氧強度加以控制，以使反應區(qū)內主體溶液中處于好氧狀態(tài)，保證污泥絮體的外部有一個好氧環(huán)境進行硝化；活性污泥結構內部則基本處于缺氧狀態(tài)，溶解氧向污泥絮體內的傳遞受到限制，而較高的硝酸鹽濃度則能較好地滲透到絮體內部，有效地進行反硝化，從而使主反應區(qū)中同時發(fā)生有機污染物的降解以及同步硝化和反硝化作用。,三、工藝流程,三、工藝流程,三、工藝流程,進水段：CAST進水首先在生物選擇區(qū)中與源自上一周期沉淀段的污泥混合，大量的來水在該段內形成較大的基質濃差梯度，通過滲透酶使來水中的BOD在高濃度污泥條件下很快地被利用，形成良好的缺氧/厭氧環(huán)境。通過調節(jié)進水段的反應模式（進水時間、進水量、缺氧/厭氧反應時間）進行有效的生物脫氮、除磷。 曝氣段：進水段的污水在足夠的曝氣條件下進行充分的好氧除碳和生物硝化。,三、工藝流程,沉淀段：不進水、不曝氣、不回流，使污水混合液獲得一個靜止的絮凝沉淀環(huán)境。 撇水段：也可稱為潷水段。不進水、不曝氣、不回流，通過浮動撇水器(潷水器)將上清液排出，當液面降至最低控制水位時，排水停止。 閑置段：進水、不曝氣、不回流，視具體運行情況而定，可作為整個CAST運行系統(tǒng)調節(jié)。,三、工藝流程,圖3 潷水器,四、工藝特點及存在的問題,特點： 1.運行靈活可靠 生物選擇器可以根據(jù)污水水質情況，以好氧、缺氧和厭氧三種方式運行。 可調節(jié)狀態(tài)，發(fā)揮不同微生物的生理特性 能很好緩沖進水水質、水量的波動 避免產(chǎn)生污泥膨脹，提高了系統(tǒng)的可靠性，出水水質較好 抗沖擊負荷能力強，工業(yè)廢水、城市污水處理都適用,四、工藝特點及存在的問題,2.可實現(xiàn)脫氮除磷 調節(jié)生物選擇器可變容積的曝氣和非曝氣順序，提高了生物脫氮除磷效果 缺氧和好氧交替進行，能更好地實現(xiàn)脫氮除磷,3.流程簡單，處理構筑物少，節(jié)省投資 池子總容積減少，土建工程費用低 不需設獨立的沉淀池及其刮泥設備,四、工藝特點及存在的問題,四、工藝特點及存在的問題,存在的問題： CAST系統(tǒng)的微生物種群結構與常規(guī)活性污泥法不同，由于對非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)中微生物種群之間的復雜的生存競爭和生態(tài)平衡關系至今尚不甚了解，培養(yǎng)困難。 與連續(xù)流污水處理工藝相比，設備的閑置率較高。 處理水量較大時，應充分考慮該工藝的復雜性。 隨著處理單元數(shù)量增加，其控制量也將成倍增加。,五、應用前景,CAST是近年發(fā)展起來的廢水生物處理工藝，其最突出的優(yōu)點就是具有良好的脫氮除磷效果，不易發(fā)生污泥膨脹，而且運行周期短，工藝流程簡單、占地面積小以及無需大量的污泥回流，可大大地節(jié)約能耗，在城市污水的處理中具有廣泛的應用價值。 CAST工藝將序批式活性污泥法與生物選擇器予以有機的結合，能最大程度地適應工業(yè)廢水水質水量的波動和有毒物質的沖擊，所以在工業(yè)廢水處理方面也具有良好的應用前景。,Thank You !,