循环式活性污泥法应用中存在问题及改进措施

2． 5 其他问题
CAST 工艺在实际应用中还存在生产监控的自动化水平不
生物反应，且 在 一 些 重 要 参 数 的 取 值 范 围 上 高 值 与 低 值 相 差 数 倍，存在一定的任 意 性 和 操 作 困 难，缺 乏 明 确 的 依 据。 针 对 这 种 现状，廖钧等人在认真分析的基础上提出了一种新的方法［4］，经
吸泥装置由 吸 泥 泵、吸 泥 管 路、排 泥 管 路、空 气 反 冲 洗 管 路 等 组 成。本吸泥装 置 采 用 钢 平 台 工 作 桥 结 构，在 工 作 桥 上 设 有 吸 泥 泵，吸泥泵开启即可将污泥吸出。这与比传统机构相比重量大大 减轻，且维护简单方便、运行费用低。通过在实际工程中的使用， 效果较好。
高、关键产品的质量不过关等问题，需要引起足够重视。CAST 工 艺的关键设备有潜水搅拌器、潜污泵、曝气器、滗水器及一些在线 监测仪表等，该工 艺 主 要 依 靠 设 备、仪 表、仪 器 来 实 现 各 种 功 能，
实践效果较好，本处不再赘述。
因此对设备的安全可靠性要求很高。但从国内目前的情况来看，
特别说明的是，以上各方法计算出来的都是主反应池的有效 这些设备虽然都已规模生产，且价格低廉，但质量和进口设备还
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第 39 卷 第 7 期 2013年3 月
山西建筑
SHANXI ARCHITECTURE
Vol． 39 No． 7 Mar． 2013
文章编号： 1009-6825（ 2013） 07-0128-02
循环式活性污泥法应用中存在问题及改进措施
申军波
（ 中冶京诚工程技术有限公司动力与水资源所，北京 100176）
［J］． 给水排水，1999，25( 11) : 10-13．
2． 4 潜污泵排泥效果不佳
典型的 CAST 工艺中，距离池底一定高度（ 通常在距离找坡 后的池底板 200 mm 左右） 安装曝气管道及曝气器，曝气管道均布 于整个 池 底。而 主 反 应 池 内 的 污 泥 是 通 过 设 置 在 池 子 中 部 1 处 ～ 2 处点状分布的排泥泵或回流泵加压外排或回流的。由于 搅拌器的固定安装以及曝气管道为固定安装且满池底均布，因此
容积，不是总反应池的有效容积，因为其中不包括生物选择区、缺 有较大差距，不能很好的满足生产需要，对设计工作也造成一定
氧区的有效容积。
影响。如国产球冠形微孔曝气器的氧转移效率较低最高不超过
2． 3． 2 生物选择区、缺氧区、主反应池的容积确定不科学
沈耀良等人研究指出处理城市污水时，循环式活性污泥系统 中生物选择器、缺氧区和主反应区的容积比一般为 1∶ 5∶ 30，具体 可根据水质和“模块”试验加以确定［2］。但据国外经验，采用循环 式活性污泥法处理城市污水时生物选择器、缺氧区和主反应区的 容积比推荐使用经验值为 1∶ 2∶ 17［5］。而且又有人研究认为如果不
沉淀在池底的污泥由吸泥管排至池外的污泥池或回流中。整个
2． 3． 1 主反应池的设计计算方法不科学
目前 CAST 工艺的设计计算方法主要有以下几种： 1） 我国 GB 50014-2006 室外排水设计规范推荐的方法； 2） 日本下水道事业团 主编的《序批式活性污泥设计指南》推荐的方法； 3） 以沉降性能为 制约因素，并吸收了德国 ATV 标准 A131E 单级活性污泥法污水 处理厂的设计中相关内容的方法。上述设计计算方法各式各样， 但有一个共同特点，那就是假设非曝气（ 沉淀和滗水） 阶段不发生
从现在实际运行的工程来看，多是间断进水，即选用 CAST 工 艺的更多一些。总 之，在 论 及 循 环 式 活 性 污 泥 法 时，除 了 应 区 分 其具体的进水—反应—沉淀—排水的运行周期，还应注意英文缩 写上的差异。
2． 2 污泥回流系统是否连续工作存有争议
沈耀良等人在对循环式活性污泥法（ 以下简称 CAST 工艺） 进行描述时认为： 沉淀、排（ 滗） 水期间，污泥回流系统照常工作， 由于反应器在运行过程中的最高水位和滗水时的最低水位是设 计确定的，因而在滗水期间进行污泥回流不会影响出水水质［2］。 但周雹认为沉淀、排（ 滗） 水期间，污泥回流系统应停止工作。笔 者认为，为了保证泥水分离的效果，在沉淀、排（ 滗） 水期间应停止 主反应池的进水、曝气和污泥回流［3］。理由有二： 一是在此阶段， 由于停止曝气，主 反 应 池 处 于 缺 氧 状 态，污 泥 能 够 很 好 的 进 行 反 硝化除氮，可以不再回流至前端的厌氧、缺氧区进行反硝化； 二是 因为不再进水，也不需要回流污泥发挥生物选择的作用。从目前 的实际工程设计来看，也多是按照沉淀、排（ 滗） 水期间应停止主
［3］ 周 雹． 活性污泥工艺简明原理及设计计算［M］． 北京: 中 国建筑工业出版社，2005．
［4］ 廖 钧，杨 庆，彭永臻． CAST 工艺设计计算方法探讨［J］． 给水排水，2011，37( 4) : 28-32．
［5］ 许 劲，孙俊贻． 循环式活性污泥法工程设计方法探讨［J］． 给水排水，2007，33( 2) : 34-38．
处理量 /105 t·d － 1 4． 20 3． 00 2． 50 1． 00 1． 20 1． 00 1． 00 0． 80 0． 50 0． 20 0． 05 0． 02 0． 21 0． 05 0． 07
CASS 工艺保留了 ICEAS 工艺的优点，都是连续进水，间歇排 水。由于 CASS 工艺在沉淀阶段仍然进水，其沉淀过程只能是非 理想状态的半静止沉淀，泥水分离效果不太稳定。CAST 工艺在 沉淀阶段不进水，污 泥 在 沉 降 过 程 中 无 进 水 水 力 干 扰，属 于 理 想 沉淀，泥水分离效果更稳定，在运行上也更加灵活，这是 CAST 与 CASS 最大的不同点。CAST 反应池在时间上为理想推流，有机物 去除率高。而由于连续进水，CASS 部分丧失经典 SBR 工艺理想 推流的优点，也同时丧失高去除率和对难降解物质去除的特点。
缺氧区（ 或称预反应区） ，但出于保证泥水分离效果及节能的考虑，
针对这种情况，笔 者 建 议 改 变 原 来 的 潜 水 泵 吸 泥 排 泥 方 式，
在沉淀、排（ 滗） 水期间应停止主反应池的进水、曝气和污泥回流。 设吸泥装置，即设穿孔吸泥管均匀布置于池底部，采用吸泥泵将
2． 3 反应池容积的确定方法不科学
生物选择区
缺氧区
滗水器
进水
主反应区
出水 空气
回流污泥 图 1 循环式活性污泥法反应器示意图
该工艺由于 设 置 了 生 物 选 择 器，能 有 效 控 制 污 泥 膨 胀。 因 此，选择器的设置是循环式活性污泥法区别于其他 SBR 工艺的显 著特点。该工艺以序批的曝气—非曝气方式间歇运行，将生物反 应过程和泥水分离结合在一座池中进行，属于 SBR 工艺的一种变 型，是计算机控制 系 统 的 应 用。其 投 资 和 运 行 费 用 低、操 作 灵 活 稳定、具有脱氮除 磷 功 能 及 抗 冲 击 负 荷 能 力。 目 前，该 工 艺 在 国 内外广泛应用于城市污水和各种工业废水的处理，有近 400 多个 各种规模的采用此工艺的污水处理厂在世界各地运行，特别是在 澳大利亚、美国和加拿大等国家的应用发展速度较快。该工艺 20 世纪 90 年代初引入中国，表 1 汇总了部分采用循环式活性污泥法 工艺的污水处理厂［1］。
摘 要： 分别介绍了循环式活性污泥法的特点及工作原理，对循环式活性污泥法在设计、运行中存在的若干问题进行了分析，并提
出了相应的解决方法，对促进该工艺的实际推广应用具有积极意义。
关键词： 循环式活性污泥法，CAST 工艺，城市污水，工程设计
中图分类号： X703
文献标识码： A
循环式活性污泥法自 20 世纪 90 年代被引进以来，凭借其所 具有的系统组成简单、运行灵活、可靠性好等优点，迅速在城市污 水处理行业中得到了广泛应用，特别是在中小型污水处理厂中显 得尤为突出。伴随着循环式活性污泥法的广泛应用，该方法在应 用中存在的一些问题逐渐得到暴露，值得认真分析、研究，并在后 续实践中加以改进。
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申军波： 循环式活性污泥法应用中存在问题及改进措施
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反应池的进水、曝气和污泥回流来设计的，出水水质较好。
靠每个池内设置的排泥泵或回流泵很难做到均匀浓度的排泥或
有人据此认为可以不设缺氧区，笔者认为不妥。因为虽然在 污泥回流，基本上在水泵周围沉积的污泥排走后就只是排反应池
CAST 工艺的污水处理厂，尽快总结适合我国国情的 CAST 工艺关
用［J］． 上海电力学院学报，2009，25( 3) : 232-236．
键参数取值，以科学的指导设计工作。最后要注意，在具体应用 ［2］ 沈耀良，王宝贞． 循环活性污泥系统( CASS) 处理城市废水
时，应对具体水质水量进行具体分析，适当调整推荐比值。
反应池内发生着同步硝化反硝化，但因其效果有限。而且在主反 内的污水了。这样离潜污泵较远位置的污泥，特别是沉积在池底
应池在曝气阶段，如不进行污泥回流，或者说硝化液回流脱氮，整 曝气管下部的污泥，既不易被曝气时的空气吹起，又不易被水泵
个系统的脱氮效果很难保证。所以为了保证除氮效果，必须设置 吸走，同时又不能使用刮泥机来刮泥，易发生污泥腐化。
设预反应区，则生物选择区宜占总反应体积的 10% ～ 15% 。前一个 技术在我国应用的技术关键主要是在对已建成的具体工程进行
推荐值的生物选择区容积偏小； 后一个推荐值的缺氧区容积偏小。 认真调研总结的基础上，进一步完善工艺设计方法及研究其设计 对于以上这些研究成果，笔者认为： 两组推荐经验值都没有 的有关参数，同时提高自动控制装置的可靠性及运行和操作管理
18% ，而进口超微孔膜式曝气管的氧转移效率为 32% ，如果选用 进口设备，在鼓风机的设备选型上将节约很多成本。
3 结语
在水环境的 污 染 情 况 急 剧 恶 化 的 今 天，循 环 式 活 性 污 泥 法 （ CAST 工艺） 作为一种具有竞争力的污水处理工艺，无论在城市 污水还是在工业废水的处理中都具有良好的应用前景。目前该