CAST工艺脱氮除磷特性生产性试验研究

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期内的变化情况。取样时间为： 0 min，30 min，60 min，90 min，120 min，150 min，180min （ 出水） ， 另外，在选择区中部于 60min （ 刚进满水时） 取选 择区水样。 2. 2 进水水质
试验期间进水水质情况见表 1。
表 1 进水水质表 Tab. 1 Water quality indexes of inlet water （ mg /L）
0. 3 ～ 0. 8kg / ( m3 ·d) ，SRT 为 6 ～ 8d，水温为 15℃ ～ 21℃ 时，CAST 工艺对磷的去除效果良好，TP 平均去除率可达
82. 2% ，出水 TP 平均值为 0. 25mg / L; 选择区 DO 偏高导致磷无法充分释放，改善其厌氧状态有望使磷的去除效果进
①进水流量： 1 800 ～ 2 700m3 / h； ② DO： 进水曝气阶段控制在 0 ～ 0. 5mg / L，曝 气阶段控制在 2 ～ 3mg / L； ③水温： 15℃ ～ 21℃ ； ④ SRT： 6 ～ 8d； ⑤充水比 λ： 0. 30 （ 最低水位 4. 2m，最高水 位 6m）； ⑥曝气时间： 2h （非限制性曝气）； ⑦ MLSS： 3 500 ～ 4 000 mg / L； ⑧ COD 容积负荷： 0. 3 ～ 0. 8kg / （ m3 ·d） ； ⑨周期： 4h。
收稿日期： 2015-11-03 作者简介： 李 璇（1982 － ） ，女，湖南湘潭人，2008 年毕业于东南大
学环境工程专业，硕 士，工 程 师，从 事 环 境 工 程 相 关 工 作。
通讯作者： 刘武平，hs85927@ qq． com。
Batch Reactor） 的基础上结合生物选择器的原理所 开发出来的一种废水处理工艺，该工艺目前被国内 外公认为先进工艺［1］。该工艺以序批曝气 － 非曝 气方式运行，将生物反应过程和泥水分离过程结合 在一个水池中进行，因此它是 SBR 工艺的一种变 型。
控制与资源化研究国家重点实验室，上海 200092）
摘要： 针对目前国内对 CAST 工艺的研究多以模型试验为主，其研究成果往往不能直接应用于实际生产的现状，对处
理城市生活污水的 CAST 工艺进行了生产性试验研究，重点考察其对氮、磷的去除特性。试验结果表明，当 MLSS 为
3 500 ～ 4 000mg / L，周期为 4h，进水曝气阶段 DO 为 0 ～ 0. 5 mg / L ，纯曝气阶段 DO 为 2 ～ 3 mg / L ，COD 容积负荷为
2. 3 检测项目 每一个水样的检测项目包括： CODCr，NH4 -N，
NO3 -N，TN，TP。定期测定 BOD5 。每个周期的泥 水混 合 液 （ 60min 或 90min 时 水 样 ） 另 测 SV， MLSS，SVI。利 用 在 线 仪 表 对 每 个Βιβλιοθήκη Baidu周 期 的 水 温、 DO 和液位等控制参数作记录。 2. 4 试验工况
（1． Jiangsu Fuhuan Environmental Science ＆ Technology Co． ，Ltd，Nanjing 210038，China； 2． South － west Municipal Engineering Design ＆ Research Institute of China Co． Ltd． ，Chengdu 610081，China； 3． Baosteel Engineering ＆ Technology Group Co． ，Ltd． Shanghai 201900，China； 4． State Key Laboratory of Pollution Control ＆ Resource Reuse，Tongji University，Shanghai 200092，China）
一步提高; CAST 对氮的去除效果不明显，NH4 -N 和 TN 的平均去除率分别为 28. 6% 和 20. 7% ，这与污泥颗粒细小及 SRT 较短有着密切关系。
关 键 词： CAST 工艺； 生产性试验； 脱氮； 除磷
中图分类号： X703
文献标识码： A
DOI:10.14034/j.cnki.schj.2016.02.002
Keywords： CAST process； productive test； removal of nitrogen； removal of phosphorus
循 环 式 活 性 污 泥 法 （ Cyclic Activated Sludge Technology， 简 称 CAST 工 艺 ） 是 由 美 国 的 M. C. Goronszy 教 授 及 其 同 事 在 SBR （ Sequencing
3 结果与讨论
3. 1 CAST 工艺对磷的去除情况 3. 1. 1 CAST 对磷的总体去除情况
CAST 工艺对磷的去除情况可从进出水以及选 择区中的磷浓度得知 （ 图 4）。从图中可以看出， CAST 对磷的去除情况良好。进水总磷最大值 2. 62 mg / L，最 小 值 0. 49mg / L，平 均 值 1. 48mg / L； 出
根据强化生物除磷原理8j聚磷菌paos在厌氧阶段依靠糖酵解和将胞内贮存的磷酸盐水解释放以获得能量通过主动运输的方式吸收污水中的有机物并将其转化为聚羟基烷基酸pha贮存于胞内这个过程将导致反应器中磷酸盐的增加也就是通常所说的厌氧释磷
第 35 卷第 2 期 2016 年 4 月
· 试验研究 ·
四川环境
SICHUAN ENVIRONMENT
1. 生物选择区； 2. 厌氧区； 3. 主反应区
图 3 CAST 反应池 Fig. 3 Reaction pool of CAST
2 试验方法
2. 1 取样方法 对于每一个试验周期，在细格栅处取进水，在
主反应区的中间，定时取样，以观察水质在整个周
2期
李 璇等： CAST 工艺脱氮除磷特性生产性试验研究
原污水经过粗格栅和沉砂池后，用泵输送至污 水厂。经转鼓式细格栅去除水中绝大部分固体悬浮 物后，污 水 进 入 CAST 反 应 池 进 行 处 理。每 一 个 CAST 反应池长 45m （ 包括选择区 3m） ，宽 30m， 有效容积 8100m3 。污水首先在生物选择区与来自 于主反应区的回流污泥充分混合，污水中绝大部分 溶解性易降解有机物得以迅速去除，而高浓度底物 条件更有利于絮状菌的生长，因此丝状菌的生长繁 殖得以有效抑制，从而防止了污泥膨胀的发生［6］。 污水经过生物选择区后，通过隔墙底部的方孔进入 主反应区。在主反应区，依次完成曝气、沉淀、滗 水等过程，运行过程示意见图 1。该污水厂 CAST 工艺采用非限制性曝气，污泥回流与进水同步，回 流比 20% ，滗水的同时进行排泥。处理后出水最 终排入长江。而 CAST 反应池排出的剩余污泥则依 次经过污泥浓缩池 （ 重力浓缩），污泥脱水机房 （机械压滤），最终泥饼外运。工艺流程图见图 2。 1. 3 试验 CAST 反应池简介
目前国内外对 CAST 工艺的研究多以小试研究 为基础，而为了将研究成果更快更准确地应用于污 水厂实际生产中，开展了 CAST 工艺的生产性试验 研究工作。重点考察了实际生产条件下，CAST 工 艺对氮、磷的去除特性。
35 卷
1简介
1. 1 污水厂简介 试验在镇江市某污水处理厂展开。该厂是一座
二级污水处理厂，所处理的污水主要是镇江市居民 生活污水，总设计规模为 20 万 m3 / d，一期设计处 理规模 10 万 m3 / d。8 座 CAST 生化反应池为主要 处理构筑物，每 2 座池为一个模块，共分 4 个模 块，按进水 /曝气，曝气，沉淀，滗水的顺序连续 运行。试验在 8 座 CAST 生化反应池中的一个 8#池 中进行，采集约 50 个周期的试验数据。 1. 2 污水厂处理工艺简介
Abstract： Most researches on CAST at present in our country are based on pilot or batch test. As the result，the research
conclusions usually can not be applied to practical production. In this study，based on productive test on CAST treating municipal sewerage was carried out. Removal characteristics of nitrogen and phosphorous are investigated. The result shows that when MLSS was 3 500 ～ 4 000mg / L，periodic time was 4h，DO was 0 ～ 3 mg / L，COD load was 0. 3 ～ 0. 8kg / （ m3 ·d） ，SRT was 6 ～ 8d and temperature was 15℃ ～ 21℃ ，the removal efficiency of phosphorous was good. The average removal rate of TP reached 82. 2% ． The average concentration of effluent TP was 0. 25 mg / L. The DO in biological － selector was too high for the phosphorous to be released fully. The removal effect of phosphorous can be enhanced if anaerobic condition is improved. The removal efficiency of nitrogen was relatively poor. The average removal efficiency of NH4 -N and TN was 28. 6% and 20. 7% respectively，which was closely correlated to the low SVI and short SRT．
Vol. 35，No. 2 April 2016
CAST 工艺脱氮除磷特性生产性试验研究
李 璇1 ，李 亮2 ，刘武平2 ，任明华3，4 ，高乃云4
（1. 江苏省辐环环境科技有限责任公司，南京 210038； 2. 中国市政工程西南设计研究总院 有限公司，成都 610081； 3. 上海宝钢工程技术集团有限公司，上海 201900； 4. 同济大学污染
文章编号： 1001-3644（ 2016） 02-0003-07
Productive Research on Characteristics of Nitrogen and Phosphorous Removal of CAST Technology LI Xuan1 ，LI Liang2 ，LIU Wu-ping2 ，REN Ming-hua3，4 ，GAO Nai-yun4
与 SBR 工艺相比，CAST 能更有效地防止污泥 膨胀以及进行脱氮除磷，运行周期短并且可以连续
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四川环境
进水，所以更 适 合 于 较 大 规 模 的 污 水 处 理［2］。 由 于 CAST 工艺具有很强的经济优势 （ 基建及运行费 用均很低） 且运行管理方便，特别适合我国国情， 近年来，在国内已得到广泛应用［3 ～ 5］。
CODCr BOD5
TN NH4 -N
SS NO3 -N
TP pH
最大值 480 150
32. 08 26. 9 278 4. 11 2. 62 8. 07
最小值 93 62
12. 01 7. 32
39 0. 03 0. 49 7. 09
平均值 197 84
21. 35 18. 92
151 1. 09 1. 48 7. 57
试验 CAST 池 平 面 尺 寸 45 × 30m，有 效 水 深 6m，曝气装置采用穿孔曝气管，滗水装置采用旋 转式滗水机。示意图见图 3。
图 1 CAST 运行过程示意 Fig. 1 Schematic diagram of CAST operation process
图 2 污水厂处理工艺流程 Fig. 2 Process diagram of WWTP