CAST 工藝與城市污水處理

□ 付 強

一、CAST工藝簡述

二十世紀(jì)七十年代美國開發(fā)了序批式活性污泥法（SBR），在流程中只采用一個基本單元，將調(diào)節(jié)池、曝氣池和二沉池的功能集中于一池，進行水質(zhì)質(zhì)量調(diào)節(jié)、有機物和固液分離等，典型的SBR反應(yīng)器的運行過程為進水——曝氣——潷水——待機。而CA ST工藝按充水——排水以及曝氣——非曝氣順序不斷進行重復(fù)處理，是SBR工藝的一種改進。

CA ST工藝在SBR工藝的基礎(chǔ)上，增加了選擇器及污泥回流設(shè)施，并對時序做了調(diào)整，從而提高了SBR工藝的可靠性及效率。CA ST工藝每一操作循環(huán)由進水曝氣、進水沉淀、潷水、閑置四個階段組成，每個階段組成一個循環(huán)，并不斷重復(fù)。循環(huán)開始時，由于充水池中的水位由一最低水位開始上升，經(jīng)過一定時間的曝氣和混合后，停止曝氣，以使活性污泥進行凝絮，并在一個靜止的環(huán)境及其應(yīng)用特性中沉淀。在完成沉淀后，由移動式潷水堰排出已處理的上清液，使水位下降至池子所設(shè)定的最低水位，然后再重復(fù)上述過程，為保持池子中有一個合適的污泥濃度，需根據(jù)產(chǎn)生的污泥量排出相應(yīng)的剩余污泥，排出剩余污泥一般在沉淀結(jié)束后進行。

二、CAST工藝的組成及作用

（一）生物選擇器

在CA ST工藝中設(shè)有生物選擇器，在此選擇中，廢水中的溶解性有機物物質(zhì)能通過酶反應(yīng)機理而迅速去除，選擇器可恒定容積也可變?nèi)莘e運行，多池系統(tǒng)的進、配水池也可用作選擇器。污泥回流液中所含有的硝酸鹽可在此選擇器中得以反硝化，選擇器的最基本功能是調(diào)節(jié)活性污泥的絮體負荷，防止產(chǎn)生污泥膨脹。

（二）主曝氣區(qū)

在CA ST工藝的主曝氣區(qū)進行曝氣供氧，主要完成降解有機物和同時硝化、反硝化的過程。

（三） 污泥回流、剩余污泥排放系統(tǒng)

在CA ST池子的末端設(shè)有潛水泵，通過此潛水泵不斷地從主曝氣區(qū)抽送污泥至生物選擇器中，所設(shè)置的剩余污泥泵在沉淀階段結(jié)束后將工藝過程中產(chǎn)生的剩余污泥排出系統(tǒng)。

（四）潷水裝置

在池子的末端設(shè)有由電機驅(qū)動的可升降的潷水堰，以排出處理后的污水，潷水裝置及其他操作過程，如溶解氧和排泥等均實行中央自動控制。

現(xiàn)以綏芬河市為例，對CA ST工藝在城市污水處理中的作用加以簡單介紹。

三、綏芬河城市污水處理廠簡述

綏芬河市污水處理廠現(xiàn)日處理能力為2萬t/天，遠期目標(biāo)2020年達到4萬t/天，主要處理綏芬河市城市污水，使之出水指標(biāo)達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(G B18918－2002)中的一級排放標(biāo)準(zhǔn)中的B標(biāo)準(zhǔn)，這樣可起到保護生態(tài)環(huán)境的作用。

水處理工藝流程的選擇是工程建設(shè)成敗的關(guān)鍵，處理工藝是否合理直接關(guān)系到水處理系統(tǒng)的處理效果、處理水的水質(zhì)、運行穩(wěn)定性、建設(shè)投資、運行成本等。因此，必須結(jié)合實際情況，綜合考慮各方面因素，慎重選擇適宜的處理工藝流程，以達到最佳的處理效果和經(jīng)濟效益。

CA ST工藝的特點：1.去除CO D、BO D、SS、氨氮、P效率高。2.能承受較大幅度的流量和有機負荷沖擊。3.占地少，投資低，可靠性好，運行費用較低。4.可有效地控制活性污泥膨脹。5.系統(tǒng)組成簡單，運行靈活。6.與傳統(tǒng)活性污泥法相比，CA ST系統(tǒng)產(chǎn)生較少的活性污泥，因此污泥處理成本相對較低。與A2/O工藝和氧化溝工藝相比，建設(shè)運行費用、用地面積都較少；運行操作簡單、靈活；處理能力和適應(yīng)水質(zhì)能力都較強。

活性污泥馴化措施有以下幾條

一是以牡丹江市污水處理廠的泥餅作為活性污泥的菌種，將泥水混合液提升至反應(yīng)池，同時開動攪拌器，啟動一臺鼓風(fēng)機，保持低風(fēng)量曝氣。

二是曝氣池的D O（溶解氧）濃度控制在2～4mg/l，可為微生物的生長提供充分的氧量。

三是反應(yīng)池水位達到潷水器的最低出水高度時，進行2h曝氣、1h靜置，然后提升沒有菌種的污水至反應(yīng)池，進水的同時排出靜置上清液，排液時間為0.75～1h。

四是排液后繼續(xù)提升污水，重復(fù)上一步驟。

五是10天后，污泥濃度達到1000mg/l時，各反應(yīng)池在出水時開回流泵，每次回流30min，以保證大部分污泥留在反應(yīng)池內(nèi)進行馴化。

六是在活性污泥馴化的成熟階段，全部池體注滿混合液后按2萬t/d流量，曝氣2h、沉淀1h、排水1h重復(fù)操作。

經(jīng)過30天的調(diào)試，該系統(tǒng)日趨完善，出水清澈透明、感觀好，水質(zhì)得到改善，而且污泥的沉降性能良好，SV%（污泥沉降比） 達15%，M LSS（活性污泥濃度） 達1500mg/l，運行情況見下表。

從表中可知，出水水質(zhì)達到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（G B189192002） 中的Ⅰ級B標(biāo)準(zhǔn)。運行數(shù)據(jù)表明，主要水質(zhì)參數(shù)去除率均較高，CA ST工藝在該污水處理廠的啟動運行效果良好。

四、存在問題及對策

一是在沉淀階段，池底泥面升高，初期出水特別清澈，流量大時污泥成層外溢。這是由于SV＞90%、SV I＞20mg/l，污泥中絲狀菌占優(yōu)勢，導(dǎo)致污泥膨脹，這也是污水處理廠最常見的問題。應(yīng)提高曝氣量，減少進水，降低污泥負荷，加大排泥，可快速改善污泥膨脹狀態(tài)及出水水質(zhì)。

二是CA ST池內(nèi)泡沫不易多，且呈現(xiàn)茶色或土色。這是由于污泥老化，污泥齡過長，解絮污泥附于泡沫上。應(yīng)適當(dāng)增加排泥，減少回流量。

三是CA ST池有臭味且污泥發(fā)黑。這是由于D O（溶解氧）不足，有機物厭氧分解析出硫化氫，其與鐵反應(yīng)生成硫化鐵（FeS）。需增加供氧量，使池內(nèi)出水D O高于2mg/l并加大污泥回流。

污水廠運行效果表

四是每個工作周期內(nèi)，排水開始時池內(nèi)液位最高，排水結(jié)束時，液位最低。液位的變化取決于排水比，而排水情況又與反應(yīng)池的靜沉淀層有關(guān)。運行時，要隨時根據(jù)水位、水量的變化，調(diào)整鼓風(fēng)機的風(fēng)壓以及污泥排放和回流的量，摸索出有關(guān)的控制參數(shù)，提高處理效率，達到高效、低耗的目的。

五、結(jié)束語

經(jīng)過幾個月的運行，綏芬河污水廠已走上正軌，出水清澈、達標(biāo)后直接排入小綏芬河。污泥經(jīng)濃縮脫水后作為堆肥直接施用于農(nóng)田、林地及草場。這樣，既促進了農(nóng)牧業(yè)的發(fā)展，又避免了污泥的二次污染，達到變廢為寶，保護環(huán)境的目的。事實證明，CA ST工藝是一種理想的脫氮除磷工藝，對于改善城市水質(zhì)，保護環(huán)境起到了重要的作用。