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CAST工艺简介

An important: feature of the CAST process system is anoxic mixing stage is not set in the process conditions, efficient nitrification and denitrification, so as to achieve the purpose of removing nitrogen depth. In one cycle, nitrification and denitrification in aeration stage. Run-time control of dissolved oxygen concentration of oxygen supply intensity and aeration tank, the peripheral floc can guarantee the nitrification an aerobic environment, the dissolved oxygen concentration is controlled, the penetration of oxygen in the sludge flocs internal transfer role is limited, but the higher nitrate concentration (gradient) is better penetrating into the inside of the flocs, therefore in the floc interior can effectively carry out denitrification process. The actual monitoring data also proved that the simultaneous nitrification and denitrification function and.

Keywords: cyclic activated sludge system (CAST) biological selector biological nitrification and denitrification and phosphorus removal

循环式活性污泥法(Cyclic Activated Sludge Technology，简称CAST)是由美国Goronszy教授开发出来的，该工艺的核心为间歇式反应器，在此反应器中按曝气与不曝气交替运行，将生物反应过程与泥水分离过程集中在一个池子中完成，属于SBR工艺的一种变型。

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。

一、工作原理

CAST主要由以下几部分组成：选择区、主反应区、撇水设备、污泥回流和剩余污泥排放设备、控制系统。如下图所示：

1-生物选择器；2-预反应区；3-主反应区

图1循环活性污泥技术

回流污泥泵将主反应区的活性污泥回流到选择器中。在选择器中，基质浓度梯度较大，污泥负荷较高，可有效避免污泥膨胀，提高系统运行的稳定性。另外，通过间歇曝气方式，可使活性污泥周期性地经历好氧和厌氧阶段，生物选择器的设置可以有效的防止污泥的膨胀，抑制丝状菌的繁殖，增强了系统的稳定性。

在循环式活性污泥法中，通过设置选择器可以允许以任意进水速率进水而不会产生污泥膨胀，因此，循环式活性污泥法系统无需设置独立的厌氧搅拌阶段、缺氧搅拌阶段以及进水贮水池等，从而可以大大简化工艺过程，节省工程投资（无需搅拌装置）和能耗。循环式活性污泥法系统较之传统序批式SBR法其工艺设置和操作得到很大程度的简化，为在大中型污水处理厂的应用创造了良好的条件。

在曝气阶段主要完成生物降解过程，在非曝气阶段虽然也有部分生物作用，但主要是完成泥水分离过程。因此，循环式活性污泥法系统无需设置二沉池，可以省去传统活性污泥法中曝气池和二沉池之间的连接管道。完成泥水分离后，利用撇水堰排出每一操作循环中的处理出水。根据活性

污泥实际增殖情况，在每一处理循环的最后阶段（撇水阶段）自动排出剩余污泥。

CAST工艺每一操作循环由下列四个阶段组成：

进水

曝气

沉淀

撇水

闲置 (视具体运行条件而定)

上述各个阶段组成一个循环，并不断重复。循环开始时，开始充水，池子中的水位由某一最低水位开始上升，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，使水位下降至池子所设定的最低水位。完成上述操作阶段后，系统进入下一循环过程，重复以上操作。

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。

（1)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。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。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可得到反硝化，反硝化量可达整个系统硝化量的20%。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。

（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。

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