低水溫條件下CAST工藝在城市污水處理廠的應(yīng)用

摘要：本文主要介紹了CAST工藝應(yīng)用于污水處理廠的工藝流程和相關(guān)特點，在低溫條件下的運行成果分析，并且探討了設(shè)計和運行過程當(dāng)中的各種問題，目的就是為北方CAST工藝的城市污水處理廠，在冬季低進水溫度的條件下的應(yīng)用，提供相關(guān)的處理措施。

關(guān)鍵詞：污水處理廠;CAST工藝;進水溫度

中圖分類號：X52 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）04-0-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.060

Abstract：This paper mainly introduces the process flow and relevant characteristics of cast process applied in sewage treatment plant，analyzes the operation results under low temperature conditions，and discusses various problems in the design and operation process，in order to provide relevant treatment measures for the application of North cast process in urban sewage treatment plant under the condition of low water inlet temperature in winter.

Key words：Sewage treatment plant;Cast process;Inlet water temperature

寧遠污水處理廠位于遼寧省中部某城市，該污水處理廠采用“BOT”模式運營，設(shè)計處理規(guī)模為8×104t/d，采用CAST工藝，主要處理市區(qū)南部市政管網(wǎng)內(nèi)的生活污水，由于該城市市政管網(wǎng)屬合流制管網(wǎng)，因此該水廠存在進水濃度偏低，C/N比不均衡、冬季水溫偏低等特點，根據(jù)現(xiàn)階段對市政污水處理廠的監(jiān)管要求，污水處理廠出水必須滿足《市政污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級A類標(biāo)準(zhǔn)。因此，污水處理廠冬季運行參數(shù)的調(diào)整至關(guān)重要。并且經(jīng)過多年的運行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，冬季進水溫度在5～8℃之間運行穩(wěn)定，并且污水處理效果也較為良好，因此，采用CAST工藝對其他北方污水廠進行污水處理，有一定的指導(dǎo)和借鑒意義，下文就展開了相關(guān)的介紹。

1 工藝概述

CAST反應(yīng)池基本可以分為生物選擇區(qū)、缺氧區(qū)和主反應(yīng)區(qū)，分為進水、曝氣、沉淀、潷水、閑置這幾個流程，其作用是將污水中的COD以及含氮和磷的污染物去除，寧遠污水處理廠共設(shè)置2座CAST生物池，分為4組，循環(huán)周期為6h，進水?dāng)嚢?h，曝氣90min，沉淀1h，潷水1h，每天循環(huán)四次。并可根據(jù)進出水水質(zhì)調(diào)整各時序反應(yīng)時間，保證出水穩(wěn)定達標(biāo)。

2 污泥培養(yǎng)馴化過程與結(jié)果分析

2.1 培養(yǎng)馴化期間進水水溫

該污水廠調(diào)試開始為12月初，進水水溫僅有經(jīng)過6℃，活性污泥培養(yǎng)馴化的最佳溫度應(yīng)在15℃以上，但通過增加接種污泥量（接種污泥來源為沈陽某污水處理廠脫水污泥），共計接種含水率80%的污泥1000t;由于進水水質(zhì)和溫度較低，通過控制曝氣量，減少熱量散失，并保證污泥不沉積便可。

2.2 活性污泥培養(yǎng)階段

自活性污泥培養(yǎng)馴化工作開始之日起，工作人員應(yīng)該在每天的早上5：00-8：00期間，對所有的生物池進行沉淀，8：00-10：00之前進行潷水，10：00-14：00進行水曝氣，14：00-17：00進行悶曝。生物選擇器和缺氧區(qū)的攪拌器和主反應(yīng)區(qū)的回流泵也應(yīng)打開，以便使接種的污泥和污水充分混合。這一過程應(yīng)由工作人員手動操作，并且該種工作要持續(xù)一周左右。經(jīng)過一周的時間，可以發(fā)現(xiàn)生物池泥水混合液逐漸由黑色變?yōu)榛液稚?，沉降比達到了4%，污泥的濃度，每毫升也達到了700mg，但是污泥活性及絮凝性都比較差。生物池上的大量泡沫也變得相對較少。

2.3 活性污泥馴化和穩(wěn)定階段

一周之后可以發(fā)現(xiàn)污泥的質(zhì)量得到了明顯的改善中，種數(shù)量由少迅速增多，累積出來大量的累枝蟲。此后污水廠6～8×104t水量運行。通過分析這一期間的水質(zhì)數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)出水pH值略有下降，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的主要原因就是污泥的濃度不高，異養(yǎng)微生物對有機底物的代謝和合成最終會產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳溶于水，使水的pH值大大降低。其次，出水水質(zhì)達到設(shè)計值，這也標(biāo)志著活性污泥培養(yǎng)的逐漸成熟，但石渣和磷的去除率不高。分析表明，主要原因是污泥濃度不高，活性較差。水溫較低時，微生物只具有降解有機物的能力，不能氧化分解大部分氨氮。同時，因為整個系統(tǒng)不去除磷，因此對氮、磷的整體去除能力不夠。

3 運行結(jié)果和分析

通過分析該階段低溫CAST工藝污水處理的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)出水的pH值明顯下降，主要原因就是由于淤泥進行了硝化反應(yīng)，這一過程產(chǎn)生了氫離子，同時硝化化反應(yīng)不夠明顯，消耗很少的氫離子總體上水中有大量的氫離子，剩余引起pH值明顯下降。其次SS、BOD 5的常規(guī)指標(biāo)出水水質(zhì)穩(wěn)定，都達到了國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并且在低溫進水的條件下污水廠運行較為正常，沒有任何污泥膨脹的現(xiàn)象。其主要原因是在靜水中建立了少量的生物選擇區(qū)。當(dāng)污水進入處理系統(tǒng)后，首先進入生物選擇區(qū)。在這一行中，底物濃度很高，絮凝菌對有機物的利用率高于絲狀菌，因此選擇區(qū)內(nèi)的物質(zhì)有利于細菌的快速繁殖，從而克服污泥膨脹的問題。最后，雖然整個污水中的氨氮和總氮都達到了相關(guān)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，但去除效果一般，因為污泥在生物池系統(tǒng)中的齡期相對較長，且曝氣階段的溶解氧含量較高，造成總氮的一般去除效果。

4 運行中出現(xiàn)的問題及解決措施

4.1 污泥培養(yǎng)期間進水BOD低，營養(yǎng)源不足

大多數(shù)污水處理廠第一、二次沉淀的脫水污泥可以為微生物提供足夠的營養(yǎng)，并為微生物膠束的形成提供支持，但是當(dāng)進水溫度在7℃左右，極其不利于活性污泥的培養(yǎng)，因此在此過程當(dāng)中可以通過控制曝氣量和減少曝氣過程的方法，對水的熱量損失進行控制。

4.2 潷水后期有微弱曝氣現(xiàn)象發(fā)生

在潷水液位下降到4.5m左右的時候，生物池當(dāng)中就會發(fā)生微弱的曝氣現(xiàn)象，同時活性污泥也會被攪起，分析其原因，發(fā)現(xiàn)是曝氣結(jié)束的階段，空氣閥門關(guān)閉而生物池處于高液位的狀態(tài)。曝氣管道內(nèi)的殘氣壓力等于高水位的壓力，水位會逐漸降低，空氣會從摻氣水頭中逐漸溢出。此時，應(yīng)在每個生物池的主曝氣管上的空氣閥后面加一個電磁閥，電磁閥需要在通風(fēng)結(jié)束后保持打開狀態(tài)。

4.3 進水跌水充氧情況嚴重

由于粗格柵污水提升至細格柵，細格柵至曝氣沉砂池，曝氣沉砂池至CAST池存在多處跌水曝氣情況，冬季進水溶解氧偏高，再經(jīng)過多次跌水充氧，導(dǎo)致生物選擇區(qū)溶解氧偏高，不利于反硝化反應(yīng)的進行。日常運行過程中，將細格柵進出水閘門和曝氣沉砂池出水閘門人為關(guān)小，提高運行液位，減小跌水高度，降低充氧量，保證了進水?dāng)嚢桦A段生物選擇區(qū)和缺氧區(qū)的溶解氧含量。

4.4 多臺攪拌器發(fā)生故障

在運行的期間發(fā)生了攪拌器故障，將攪拌器取出，檢查后發(fā)現(xiàn)定子被纏繞雜物，導(dǎo)致了溫度升高報警，取出雜物后報警消除。發(fā)生這一現(xiàn)象的主要原因就是由于當(dāng)生物池還沒有封閉式施工，隊伍管理不善，人員將雜物扔到了施工池當(dāng)中，或者是當(dāng)外界風(fēng)力較大時，會將雜物吹到池中所導(dǎo)致的。因此，污水處理廠可以全部更換熱繼電器，并緊固所有的接線就可以避免發(fā)生此類事故。

5 總結(jié)

CAST工藝在冬季低溫條件下就可以良好的滿足城市污水處理的要求，該種方法十分靈活，可以根據(jù)水量和水質(zhì)來調(diào)節(jié)相關(guān)的處理程序。在CAST的使用過程當(dāng)中，工作人員也應(yīng)該注重運行當(dāng)中各種問題的預(yù)防和處理，保證該工藝可以發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

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收稿日期：2020-02-02

作者簡介：金旭東（1987-），男，漢族，本科學(xué)歷，中級工程師，研究方向為污水處理調(diào)試與運營。