CAST工艺

• 二、CAST工艺的处理步骤 • 此工艺处理步骤可分为4 个阶段：进水－曝气阶段、曝气 阶段、沉淀阶段、滗水排泥阶段。污水进入CAST 反应池 的同时进行曝气，当水位达到预定水位时即停止进水，进 入曝气阶段；曝气系统向CAST 池内供氧，有机物经微生 物作用被生物氧化。同时进行硝化作用和磷的吸收，停止 供氧后，进入沉淀阶段；活性污泥在静态下，向下沉降， 上层水变清；在污泥沉淀到一定深度后，开始滗水，排出 上层清水，清水可进入三级处理或排放。此时，一个周期 结束，进入下一个周期。 • CAST 系统每周期一般为4 h，可根据水质情况及处理要 求进行调解。若处理水量较大，可多设几座CAST 池，使 系统可以连续进水、出水。
3、CAST与SBR及CASS的区别
• SBR，一类池子反应，好氧，间歇进水、排水，无污泥回 流。 • CAST，两类池子反应，一类为生物选择区，厌氧或兼氧； 一类为主反应区，好氧。间歇进水，间歇排水，污泥回流 至生物选择区。 • CASS，两类池子反应，一类为生物选择区，厌氧或兼氧； 一类为主反应区，好氧。连续进水，间歇排水，无污泥回 流。
• （4）.运行灵活，抗冲击能力强： CAST工艺是按时间顺序 运行的，各阶段的长短均可根据进水、出水水质及污水量的 变化灵活调整，可以在满足排放标准的条件下达到经济运行 的目的。CAST工艺集曝气、沉淀等功能于一体，池容相对 较大，抗水质、水量冲击能力较大。当进行脱氮除磷时，可 通过间断曝气控制反应池的溶解水平，提高脱氮除磷的效果。 • （5）.CAST工艺可应用于大型、中型及小型污水处理工程， 比SBR工艺适用范围更广泛。 • （6）.运行稳定性好。 • （7）.基质去除率较高。 • （8）.剩余污泥量小，性质稳定。
CAST反应池
• 本工艺前置了一道“生物选择区”，形成浓度梯度； 中间设厌氧区，可使磷释放；后设主反应区，主反 应区除去除BOD5 和脱氮外，另有一部分污泥回流 至生物选择区，污泥回流量约为进水量的20 %左右。
• CAST 系统构造较简单，在传统SBR 工艺基础上只增加 二道隔墙将生物选择区、厌氧区及主反应区分隔，污水连 续进入生物池前部的选择区，在该区内污水中的大部分可 溶性BOD 被活性污泥微生物吸附，并一起从选择区进入 厌氧区放磷后，通过厌氧区与主反应区隔墙下部的孔口以 低速进入主反应区。
首先是污水水量、水质变化幅度较大，排水量时变化系数很大， 甚至间断排放，形成水质、水量的冲击。因此所选择的工艺必须 具有较好的经受冲击负荷的能力，适应水质、水量变化较大的冲 击。 其次，污水处理厂工程运行、管理中一般大多没有污水处理专业 人员，对处理工艺原理了解甚少，操作人员普遍技术水平较低， 因此要求所选处理工艺成熟、可靠，工艺流程简单，维护工作量 要小，选用设备的操作与控制要简单，易被操作人员掌握，维修 技术水平要求较低，以便适应管理和操作人员专业知识水平较低 的特点。
• 缺点： • (1) 与连续流污水处理工艺相比,设备的闲置率较高。设备 数量较多,设备投资较高。采用撇水器出水、风量调节阀 调节等,使得CAST 系统的正常运行对设备要求较高。
• (2) 处理水量较大时,应充分考虑该工艺的复杂性。由于工 艺运行、结构受沉降缝和抗浮等因素的限制,生物处理池 的体积每格不宜超过1 万m3 。当水量增加时,处理单元数 也会增加,致使配水、出水、污泥回流和剩余污泥排放等 设备随着单元数而增加,大大的提高了实际运行的复杂程 度。
2、CAST工艺简介
• 一、CAST的基本构造及原理 • CAST 工艺是循环式活性污泥法(Cyclic Autivated sludge technology) 的简称，也成为周期循环活性污泥工艺，即 CASS，属于污染物的生物化学转化技术的应用，工艺的 可靠性及效率较高。经过国内外多年的实践运行，并不断 调整，如今已经是一种技术成熟、运行稳定、应用比较广 泛的污水处理工艺，与SBR工艺相比，增加了生物选择器 和污泥回流装置。
4.同时，经典的SBR反应器也存在一定的问题 比如： 1)对于单一SBR反应器的应用需要较大的调节池； 2)对于多个SBR反应器进水和排水的阀门自动切换 频繁； 3)无法解决大型污水处理项目连续进水、连续出水 的处理要求。 4)设备的闲置率较高
5)污水提升水头损失较大。 正是以上这一系列问题的存在导致了对于SBR反应 器的不断改进和开发。
第三，土地征用费较高，因此要求工程占 地小。 第四，污水处理建筑必须与周围环境相协 调。因此工程尽量采用与周围环境相近的 风格，并进行绿化，不影响园区景观。 第五，为了保护经济开发区内的整体环境， 必须尽力减轻污水处理机械噪音及散发的 异味对环境的影响。因此应选择运行噪声 低、污泥量产生少的工艺方案。 第六，一般资金总额有限，特别关心工程 总投资及其运行成本费用。 根据以上分析，选择推荐SBR法的改进工 艺——改良型CAST工艺。
4、CAST工艺优缺点
优点： •（1）.工艺简单，占地面积小，投资较低：CAST的核心构 筑物为反应池，没有二沉池，一般情况下不设调节池及初沉 池。因此，污水处理设施布置紧凑，占地省和投资低。 •（2）.曝气阶段生化反应推动力大：这有利于减少曝气池 容积，降低工程投资。 •（3）.沉淀效果好：CAST工艺在沉淀阶段几乎整个反应池 均起沉淀作用池，沉淀阶段的表面负荷比沉淀池小得多，没 有进水的干扰，沉淀效果较好。实践证明，当冬季温度较低， 污泥沉降性能差时，或在处理一些特种工业废水污泥凝聚性 能差时，均不会影响CAST工艺的正常运行。CAST反应池 中存在较大的基质浓度梯度，而且处于缺氧、好氧交替变化 之中，这样的环境条件不利于丝状微生物的优势生长，可有 效防止污泥丝状膨胀。
CAST工艺
目录
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常见的活性污泥法及区别 CAST工艺简介 CAST与SBR的区别 CAST工艺优缺点
1、 常见的活性污泥法
• 工业水处理中常见的的活性污泥法有以下 几种及其改型法： • 1、传统活性污泥法 • 2、氧化沟法 • 3、SBR工艺
传统活性污泥法
• 传统活性污泥法及其传统形式改进型，有A/O与 A2/O法。A/O法有两种，一是用于降磷的厌氧－好 氧工艺，一是用于降氮的缺氧－好氧工艺。A2/O法 则是即除氮又除磷的工艺。活性污泥法的最基本流 程是向污水中注入空气进行曝气，并持续一段时间 后，污水中即生成一种絮凝体，这种絮凝体主要由 大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀分离， 并使污水得到澄清，这就是“活性污泥”。活性污 泥法则是以活性污泥为主体的生物处理方法，它的 主要构筑物是曝气池和二次沉淀池，如下图所示：
• 需处理的污水与回流的活性污泥同时进入曝气池，成为混 合液，随着曝气池注入空气进行曝气，使污水与活性污泥 充分混合接触，并供给混合液以足够的溶解氧，在好氧状 态下，污水中的有机物被活性污泥中的微生物群体分解而 得到稳定，然后混合液进入二次沉淀池，在池中，活性污 泥与澄清液分离后，一部分回流到曝气池进行接种，澄清 液则溢流排放，在整个处理过程中，活性污泥不断增长， 有一部分剩余污泥需要从系统中排除。
• 沉淀段 不进水、不曝气、不回流,使污水混合液获得一个静止的絮 凝沉淀环境。 • 撇水段 不进水、不曝气、不回流,通过浮动撇水器将上清液排出, 当液面降至最低控制水位时,排水停止。重复上一周期过 程,如此周而复始。 • 闲置段 进水、不曝气、不回流,视具体运行情况而定,可作为整个 CAST 运行系统调节。 • CAST 系统一般至少设两个池子, 以使整个系统能接纳连 续的进水。在设有4 个CAST 池子的系统中,通过选择各个 池子的循环过程可以产生连续的进出水。
DO浓度在沿池长方 向形成好氧、缺氧和厌氧条件，合理设计可用来脱氮除 磷。
具有推流式的流态特征
采用立式表曝机的卡鲁塞尔氧化沟
(英国ASH Vale 污水处理厂)
OTV-Gruger的三沟式氧化沟(Faabborg污水处理厂)
Orbal型氧化沟
序批式活性污泥法（SBR）
SBR法(Sequencing Batch Reator)，序列间 歇式活性污泥法，采用间歇曝气方式，是 连续式活性污泥法的一种改型，它的反应 机制以及污染物质的去除机制和传统活性 污泥法基本相同，仅运行操作不一样。 SBR的操作模式由进水、反应、沉淀、出 水和待机等5个基本过程组成。
CAST 系统的循环操作过程
• 进水阶段 CAST 进水首先在生物选择区中与源自上一周期沉淀段的 污泥混合,大量的来水在该段内形成较大的基质浓差梯度, 通过渗透酶使来水中的BOD 在高浓度污泥条件下很快地 被利用,形成良好的缺氧/ 厌氧环境。通过调节进水段的反 应模式(进水时间、进水量、缺氧/ 厌氧反应时间) 进行有 效的生物脱氮、除磷。充水之后,在反应时段中进行曝气。 微生物反复在缺氧/ 好氧的环境下,有效地抑制了好氧性丝 状菌的生长,避免了污泥膨胀。 • 曝气段 进水段的污水在足够的曝气条件下进行充分的好氧除碳和 生物硝化。
• 三、处理规模及进出水水质
• 污水处理设计7200m3/ d 。 • 进水水质的主要指标为： COD≤2400mg/ L ， NH3 -N ≤ 80mg/ L，硫化物 ≤ 30mg/ L，挥发酚≤ 30mg/ L ，石油类≤ 1000mg/ L ；出水水质要求 为： COD≤ 60mg/ L , NH3 - N≤15 mg/ L，硫化物 ≤1 mg/ L ，紫外油≤ 10mg/ L 。
氧化沟（OD）
氧化沟是一种改良的活性污泥法，其曝气 池呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥混合液 在其中循环流动，因此被称为“氧化沟”， 又称‘‘环形曝气池”。
1920年，在英国谢非尔德(Sheffield)首次建成氧化沟，采用浆板式曝气机。
氧化沟流程示意图
氧化沟的工艺特点
简化了预处理
氧化沟HRT、SRT较长，有机物可 得到较彻底的去除，排出的污泥已经高度稳定，不需初 沉池和厌氧消化
在一个池子中完成污水的生 化反应、沉淀、排水、排泥， 好氧、兼氧条件下运行。
运行管理
对设备自动控制要求较高， 方便操作。 设备种类和数量较多，元件 要求高，自控水平高。 如用国内元件、时间控制、 则设备构筑物投资较少。 相对较少 相对最少
设 备 投 资 运行费 占 地
在进行工艺方案的选择时，根据项目具体的实际情况，我们主要 考虑以下几方面的因素：
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1、经典SBR反应器原理
进水
曝气
沉淀
排水
排泥
去除碳源的典型的SBR运行程序
2、SBR反应器
3.经典SBR反应器的优点
优点 1、沉淀性能好 2、有机物去除效率高 3、提高难降解废水的处理效率 4、抑制丝状菌膨胀 5、可以除磷脱氮，不需要新增反应器 6、不需二沉池和污泥回流，工艺简单
原因 理想沉淀理论 理想推流状态 多样性的生态环境(出现厌氧、缺氧 和好氧状态多种状态) 选择性准则 生态的多样性(出现厌氧、缺氧和好 氧状态多种状态) 结构本身特点
上述工艺方案各有其特点，比选情况见下表
各工艺方案比选情况一览 比较内容 方案一传统活性污泥 法 方案二氧化沟及其改进法 方案三SBR及其改进法
工艺特点
好氧条件下运行，然 后混合液进入二次沉 污水和活性污泥的混合液在其 淀池，在池中，活性 中不断循环流动，好氧、兼氧 污泥与澄清液分离后， 条件下运行 一部分回流到曝气池 进行接种， 设备及构筑物较多， 运行管理相对复杂及 要求高。 设备种类及数量相对 多，维护要求高 设备、构筑物投资最 高 相对最高 相对居中 管理简单，方便。但由于设备 数量较多，因此维修工作量较 大。 设备数量多，但品种单一，维 护工作量虽较大。 设备、构筑物投资居中 相对较少 相对最多