cast法生化处理工艺介绍

CASS工艺污水处理流程
CASS工艺简介
• 1 工艺说明 • CASS法是在间歇式活性污泥法（SBR法）的基 础上演变而来的，它是在CASS反应池前部设置 了生物选择区，后部设置了可升降的自动滗水 装置。其工作过程可分为曝气、沉淀和排水三 个阶段，周期循环进行。污水连续进入预反应 区，经过隔墙底部进入主反应区，在保证供氧 的条件下，使有机物被池中的微生物降解。根 据进水水质可对运行参数进行调整。
SBR处理工艺流程
• 一种具有代表性的SBR工艺流程是：通过格栅预处理的 废水，进入集水井，由潜污泵提升进入SBR反应池，采 用水流曝气机充氧，处理后的水由排水管排出，剩余污 泥静压后，由SBR 池排入污泥井，污泥作为肥料。 • 时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，如SBR 运行周期由进水时间、反应时间、沉淀时间、滗水时间、 排泥时间和闲置时间，可以适当灵活调节。 • 沉淀排水时间(Ts+D）一般按2至4小时设计。闲置时间 (Tx)一般按0.5至1小时设计。设定反应时间为(Tf) 。一个 周期所需时间T≥Tf+Ts+D+Tx • 具体的时间分配例子如运行周期12小时，其中进水2小 时、曝气4至8小时、沉淀2小时、排水1小时。
Cast池生化处理工艺流程图
Cast生化处理池
cast法生化处理工艺介绍
• CAST工艺是一种“充水和排水”活性污泥法， 废水按一定周期循环处理，CAST工艺是SBR工 艺的改进型，其每一个循环有下列各个附段组 成：充气／曝气、充水／沉淀、撇水、闲置。 各个阶段组成一个循环，并不断重复循环，开 始时，由于充水，池中水位由某一最低水位开 始上升，在经过一定时间的曝气和混合后，停 止曝气，以使活性污泥进行絮凝并在一个静止 的环境中沉淀,在完成沉淀阶段后，由一个移 动式撇水堰排出已处理的上清液，使水位下降 至池子设定的最低水位，然后再重复上述全过 程。
CAST整个工艺过程遵循生物的“积累一再生” 原理
Cast工艺wk.baidu.com的计算
Cast工艺 的计算
Cast工艺 的计算
Cast工艺 的计算
CAST污水处理工艺和SBR工艺对比
• CAST污水处理工艺是近年来在传统SBR工艺上发起 来的一种新型工艺，它是利用不同微生物在不同负 荷条件下生长速率差异和污水生物除磷脱氮机理， 将生物选择器与传统SBR反应器相结合的产物。这 种工艺综合了推流式活性污泥法的初始反应条件 （具有基质浓度梯度和较高的絮体负荷）和完全活 性污泥法的优点（较强的耐冲击负荷能力），无论 对城市污水还是工业废水都是一种有效的方法，有 效地防止污泥膨胀。另外如果选择器的厌氧的方式 运行，则具有生物除磷作用，而且在进水污染物浓 度很低的情况下，CAST污水处理工艺可有效的防止 污泥膨胀。而传统的SBR污水处理工艺则因没有内 回流而使处理更为简化。
CASS工艺与传统活性污泥法的比较
• 工艺比较 • ①建设费用低。省去了初次沉淀池、二次沉淀池及 污泥回流设备，建设费用可节省20％—30％。工艺 流程简单，污水厂主要构筑物为集水池、沉砂池、 CAS曝气池、污泥池，布局紧凑，占地面积可减少 35％。 （以10万吨的城市污水处理厂为例：传统活 性污泥法的总投资约1.5亿，CASS法总投资约1.1亿； 传统活性污泥法占地面积约为180亩，CASS法占地 面积约120亩。） ②运行费用省。由于曝气是周期 性的，池内溶解氧的浓度也是变化的，沉淀阶段和 排水阶段溶解氧降低，重新开始曝气时，氧浓度梯 度大，传递效率高，节能效果显著，运行费用可节 省10％—25％。
cast法生化处理工艺介绍
• CAST法的池子分三个区，即首选择区，兼氧区， 主曝气区；在选择区中，废水中的溶解性有机 物质能通过酶反应机理而迅速去除，选择区可 以恒定容积，也可以变容积运行，多池系统的 进水配水池也可用作选择区，回流污泥中的硝 酸盐可在此选择区中得到反硝化，选择区的最 基本功能是防止产生污泥膨胀；兼氧区内微量 曝气，亦可调节曝气区进行缺氧除磷；主曝气 区内主要进行降解有机物和硝化，同时也进行 着硝化--反硝化过程
SBR工艺的概况与现代应用
• SBR工艺,是一种比较成熟的污水处理工艺。常见的工艺 过程分五个阶段：进水、曝气反应、沉淀（沉降）、滗 水（出水）、闲置（静置或称待机）。 • 1914年，由英国学者阿登（Ardern）和洛基特（Locket） 发明。英国的萨尔福德（Salford） 市建造了世界上第一 个间歇式活性污泥法污水处理厂。1915年，美国密尔瓦 基市建造了一座类似的活性污泥法污水处理厂。 • 1970年代末，美国人借助自动化技术，重新研究SBR工 艺。1980年，美国印地安那州建成了世界上第一个自动 化控制的SBR 法污水处理厂。 • 应用SBR工艺最先进的澳大利亚，先后建成SBR 工艺污 水处理厂600 余座，还兴建日处理量21 万吨大型SBR工 艺污水处理厂
• CAST反应池分为生物选择区、预反应区和 主反应区，如图1所示，运行时按进水-曝气、 沉淀、撇水、进水-闲置完成一个周期， CAST的成功运行可将废水中的含碳有机物 和包括氮、磷的污染物去除，出水总氮浓 度小于5mg/L。
Cast法 工作原理
• )生物选择器设在池子首部，不设机械搅拌装置，反应 条件在缺氧和厌氧之间变化。生物选择区有三个功能： a．絮体结构内底物的物理团聚与动力学和代谢选择同 步进行；b．选择器被隔开，保证初始高絮体负荷，以 及酶快速去除溶解底物；c.通过选择器的设计，还可以 创造一个有利于磷释放的环境，这样促进聚磷菌的生长 [1]。生物选择区的设置严格遵循活性污泥种群组成动力 学的有关规律，创造合适的微生物生长条件，从而选择 出絮凝性细菌。活性污泥的絮体负荷S0/X0(即底物浓度 和活性微生物浓度的比值)对系统中活性污泥的种群组 成有较大的影响，较高的污泥絮体负荷有助于絮凝性细 菌的生长和繁殖。
• 经过缺氧-好氧-厌氧环境，尤其在非曝气阶段0.5h-1.0h内 污泥层以胞内在生物选择高负荷下储存或吸收的碳为碳源， 进行反硝化，在污泥沉淀过程中也有一定的反硝化作用。 • b．磷的去除。生物除磷是依靠聚磷菌的作用实现的，生 物选择器不曝气这样反应环境非常迅速地从缺氧环境转化 为厌氧环境，当选择器处于厌氧环境，聚磷菌依靠水解体 内的聚磷(Poly-P)水解释放出正磷酸盐，同时产生能量以吸 收水中的溶解性有机底物，并将其在体内合成为细胞学储 备物质PHB；在主反应区为好氧环境时，聚磷菌以游离氧 为电子受体，将细胞储备物质氧化，并利用该反应所产生 的能量，过量地在污水中摄取磷酸盐并合成为ATP，其中 一部分转化为聚磷贮存能量，为下一周期的厌氧释磷做准 备。由于好氧段的吸磷量要远大于厌氧段的释磷量，所以 通过剩余污泥的排放可达到除磷目的。
SBR处理工艺优点
• 构筑物数量少、造价低：不需要设初沉 地，也不需要二沉地，污泥回流设施、 调节池、初沉池也可省略，便于操作和 维护管理。避免了传统厌氧反应器处理 效率低、占地大的缺点。 • 结构简单：组合式构造方法，利于废水 处理厂的扩建和改造。 • 处理后出水水质好：良好的自控系统, 良好的脱氮除磷效果，废水达标排放, 有数据称CODCr平均去除率能达到 94 % 以上，强于单级好氧处理工艺。 • 特别适用在难生化降解的废水处理：解 决了UASB等高效厌氧反应器，容易在出 现水解酸化阶段酸性积累从而抑制产甲 烷段处理效率的问题。 • 占地少，能耗低，投资省，运行管理方 便
Cast法 工作原理
• 。CAST工艺中活性污泥不断地在生物选择器中 经历高絮体负荷阶段，这样有利于絮凝性细菌 的生长，提高污泥活性，并通过酶反应快速去 除废水中的溶解性易降解底物，从而抑制了丝 状细菌的生长和繁殖，避免了污泥膨胀的发生。 同时当生物选择器处于缺氧环境时，回流污泥 存在的少量硝酸盐氮(约为N3-N=20mg/L)可得 到反硝化，反硝化量可达整个系统硝化量的 20%[2]。当选择器处于厌氧环境时，磷得以有 效地释放，为生物除磷做准备。
CASS工艺简介
• CASS工艺分预反应区和主反应区。在预反应区内， 微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大 部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积 累过程，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质 起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑 制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经 历一个较低负荷的基质降解过程。CASS工艺集反应、 沉淀、排水、功能于一体，污染物的降解在时间上 是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌 氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用， 同时还具有较好的脱氮、除磷功能。经过模拟试验 研究，CASS工艺已成功应用于生活污水、食品废水、 制药废水的治理，并取得了良好的处理效果
SBR处理工艺缺点
• 严重依靠现代自动化 控制技术。 • 自动化程度要求较高， 操作、管理、维护， 对操作管理人员素质 要求较高。 • 如采用人工操作，会 出现因进出水工序操 作繁锁，曝气板容易 堵塞
cast法生化处理工艺介绍
• CAST工艺(Cyclic Activaled Sludge Technolohy) 是一种循环活性污泥法，CAST系统是一个间 隙式反应器，在此反应器中活性污泥法过 程按曝气和非曝气阶段不断地重复进行， 该法将生物反应过程和泥水分离过程在一 个池子中进行
Cast及SBR处理工艺视图
cast法生化处理优点
• 池子中设有吸附选择器以防止污泥膨胀； • 能实现过度生物除磷并可在系统中进行过程 优化； • －能实现同时硝化／反硝化(Simultaneous mitrification/denitrification)去除污水中总氮 • 在同一池子中进行生物过程和泥水分离过程， 无需设置初沉池和二沉池； • －CAST工艺系统操作简单，明了； • －运行灵活，在出现水力冲击负荷时，可简 单地通过改变操作循环而予以缓冲；
SBR处理工艺
• SBR污水处理工艺，即序批式活性污泥法， 全称为序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process），简 称SBR工艺 • 它是基于以悬浮生长的微生物在好氧条件 下对污水中的有机物、氨、氮等污染物进 行降解的废水生物处理活性污泥法的工艺。 按时序来以间歇曝气方式运行，改变活性 污泥生长环境的，被全球广泛认同和采用 的污水处理技术
• 2)预反应区为水力缓冲区，大小与高峰流量 有关，若在非曝气阶段，不进水可将其省 去。 • 3)主反应区在可变容积完全混合反应条件 下运行，完成含碳有机物和包括氮、磷的 污染物的去除。运行时通过控制溶解氧的 浓度使其从0缓慢上升到2.5mg/L来保证硝化、 反硝化以及磷吸收的同步进行
• a．硝化反硝化。同步反硝化意味着在不专门为硝酸盐 的去除设混合装置或正常缺氧混合程序的条件下，硝化 与反硝化同时在同一反应器发生[4]。通常认为在系统中， 氮去除机制与在微生物絮体内由于受扩散限制引起的溶 解氧(DO))的浓度梯度有关，这样硝化菌存在于高溶解氧 区或正氧化还原点位(OPR)，相反反硝化菌在溶解氧降 低区或负氧化还原点位(OPR)下活性十足[5]。CAST工艺 运行中控制供氧强度以及混合液溶解氧的浓度使其从0 逐渐上升到2.5mg/L左右，这样使活性污泥絮体的外周 保持一个好氧环境进行硝化，由于氧在活性污泥絮体内 的传递受到限制，而具有较高浓度梯度的硝酸盐则能较 好地渗透到絮体内部有效地进行反硝化。另外，该工艺 曝气与非曝气交替进行，从而使泥水混合液通过主反应 区，顺序
cast法生化处理优点
• 基建费用低，池容积小于传统活性污泥法 中初沉，曝气及二沉池的总和； • －处理出水无需砂滤池或絮凝滤池等处理 即可达到很高的出水水质要求。
• 概括：该工艺投资和运行费用低、处理性 能高，尤其是优异的脱氮除磷效果，已广 泛应用于城市污水和各种工业废水的处理 中。
Cast法 工作原理