CAST 工艺与城市污水处理

□ 付 强

一、CAST工艺简述

二十世纪七十年代美国开发了序批式活性污泥法（SBR），在流程中只采用一个基本单元，将调节池、曝气池和二沉池的功能集中于一池，进行水质质量调节、有机物和固液分离等，典型的SBR反应器的运行过程为进水——曝气——滗水——待机。而CA ST工艺按充水——排水以及曝气——非曝气顺序不断进行重复处理，是SBR工艺的一种改进。

CA ST工艺在SBR工艺的基础上，增加了选择器及污泥回流设施，并对时序做了调整，从而提高了SBR工艺的可靠性及效率。CA ST工艺每一操作循环由进水曝气、进水沉淀、滗水、闲置四个阶段组成，每个阶段组成一个循环，并不断重复。循环开始时，由于充水池中的水位由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，以使活性污泥进行凝絮，并在一个静止的环境及其应用特性中沉淀。在完成沉淀后，由移动式滗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，然后再重复上述过程，为保持池子中有一个合适的污泥浓度，需根据产生的污泥量排出相应的剩余污泥，排出剩余污泥一般在沉淀结束后进行。

二、CAST工艺的组成及作用

（一）生物选择器

在CA ST工艺中设有生物选择器，在此选择中，废水中的溶解性有机物物质能通过酶反应机理而迅速去除，选择器可恒定容积也可变容积运行，多池系统的进、配水池也可用作选择器。污泥回流液中所含有的硝酸盐可在此选择器中得以反硝化，选择器的最基本功能是调节活性污泥的絮体负荷，防止产生污泥膨胀。

（二）主曝气区

在CA ST工艺的主曝气区进行曝气供氧，主要完成降解有机物和同时硝化、反硝化的过程。

（三） 污泥回流、剩余污泥排放系统

在CA ST池子的末端设有潜水泵，通过此潜水泵不断地从主曝气区抽送污泥至生物选择器中，所设置的剩余污泥泵在沉淀阶段结束后将工艺过程中产生的剩余污泥排出系统。

（四）滗水装置

在池子的末端设有由电机驱动的可升降的滗水堰，以排出处理后的污水，滗水装置及其他操作过程，如溶解氧和排泥等均实行中央自动控制。

现以绥芬河市为例，对CA ST工艺在城市污水处理中的作用加以简单介绍。

三、绥芬河城市污水处理厂简述

绥芬河市污水处理厂现日处理能力为2万t/天，远期目标2020年达到4万t/天，主要处理绥芬河市城市污水，使之出水指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(G B18918－2002)中的一级排放标准中的B标准，这样可起到保护生态环境的作用。

水处理工艺流程的选择是工程建设成败的关键，处理工艺是否合理直接关系到水处理系统的处理效果、处理水的水质、运行稳定性、建设投资、运行成本等。因此，必须结合实际情况，综合考虑各方面因素，慎重选择适宜的处理工艺流程，以达到最佳的处理效果和经济效益。

CA ST工艺的特点：1.去除CO D、BO D、SS、氨氮、P效率高。2.能承受较大幅度的流量和有机负荷冲击。3.占地少，投资低，可靠性好，运行费用较低。4.可有效地控制活性污泥膨胀。5.系统组成简单，运行灵活。6.与传统活性污泥法相比，CA ST系统产生较少的活性污泥，因此污泥处理成本相对较低。与A2/O工艺和氧化沟工艺相比，建设运行费用、用地面积都较少；运行操作简单、灵活；处理能力和适应水质能力都较强。

活性污泥驯化措施有以下几条

一是以牡丹江市污水处理厂的泥饼作为活性污泥的菌种，将泥水混合液提升至反应池，同时开动搅拌器，启动一台鼓风机，保持低风量曝气。

二是曝气池的D O（溶解氧）浓度控制在2～4mg/l，可为微生物的生长提供充分的氧量。

三是反应池水位达到滗水器的最低出水高度时，进行2h曝气、1h静置，然后提升没有菌种的污水至反应池，进水的同时排出静置上清液，排液时间为0.75～1h。

四是排液后继续提升污水，重复上一步骤。

五是10天后，污泥浓度达到1000mg/l时，各反应池在出水时开回流泵，每次回流30min，以保证大部分污泥留在反应池内进行驯化。

六是在活性污泥驯化的成熟阶段，全部池体注满混合液后按2万t/d流量，曝气2h、沉淀1h、排水1h重复操作。

经过30天的调试，该系统日趋完善，出水清澈透明、感观好，水质得到改善，而且污泥的沉降性能良好，SV%（污泥沉降比） 达15%，M LSS（活性污泥浓度） 达1500mg/l，运行情况见下表。

从表中可知，出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（G B189192002） 中的Ⅰ级B标准。运行数据表明，主要水质参数去除率均较高，CA ST工艺在该污水处理厂的启动运行效果良好。

四、存在问题及对策

一是在沉淀阶段，池底泥面升高，初期出水特别清澈，流量大时污泥成层外溢。这是由于SV＞90%、SV I＞20mg/l，污泥中丝状菌占优势，导致污泥膨胀，这也是污水处理厂最常见的问题。应提高曝气量，减少进水，降低污泥负荷，加大排泥，可快速改善污泥膨胀状态及出水水质。

二是CA ST池内泡沫不易多，且呈现茶色或土色。这是由于污泥老化，污泥龄过长，解絮污泥附于泡沫上。应适当增加排泥，减少回流量。

三是CA ST池有臭味且污泥发黑。这是由于D O（溶解氧）不足，有机物厌氧分解析出硫化氢，其与铁反应生成硫化铁（FeS）。需增加供氧量，使池内出水D O高于2mg/l并加大污泥回流。

污水厂运行效果表

四是每个工作周期内，排水开始时池内液位最高，排水结束时，液位最低。液位的变化取决于排水比，而排水情况又与反应池的静沉淀层有关。运行时，要随时根据水位、水量的变化，调整鼓风机的风压以及污泥排放和回流的量，摸索出有关的控制参数，提高处理效率，达到高效、低耗的目的。

五、结束语

经过几个月的运行，绥芬河污水厂已走上正轨，出水清澈、达标后直接排入小绥芬河。污泥经浓缩脱水后作为堆肥直接施用于农田、林地及草场。这样，既促进了农牧业的发展，又避免了污泥的二次污染，达到变废为宝，保护环境的目的。事实证明，CA ST工艺是一种理想的脱氮除磷工艺，对于改善城市水质，保护环境起到了重要的作用。