蘇 靜

大連市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，遼寧 大連 116023

CAST工藝是在SBR工藝的基礎(chǔ)上改進(jìn)的一種新工藝，它比傳統(tǒng)的SBR系統(tǒng)增加了選擇器和污泥回流設(shè)施，并對(duì)時(shí)序做了一些調(diào)整，從而大大提高了工藝的可靠性及效率。經(jīng)過國(guó)內(nèi)外多年的實(shí)踐運(yùn)行并不斷調(diào)整，如今已經(jīng)是一種技術(shù)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定的污水處理工藝，廣泛應(yīng)用于城市污水和各種工業(yè)廢水的處理。

1 CAST工藝概述

循環(huán)式活性污泥法（Cyc1ic Activated S1udge Techno1ogy，簡(jiǎn)稱CAST）是由美國(guó)Goronszy教授開發(fā)出來的，該工藝的核心為間歇式反應(yīng)器，在此反應(yīng)器中按曝氣與不曝氣交替運(yùn)行，將生物反應(yīng)過程與泥水分離過程集中在一個(gè)池子中完成，屬于SBR工藝的一種變型[1]。

采用CAST工藝處理廢水時(shí)，廢水按一定周期循環(huán)處理，每一個(gè)循環(huán)由充氣/曝氣、充水/沉淀、撇水、閑置四個(gè)階段組成，不斷重復(fù)循環(huán)。CAST工藝的池子分3個(gè)區(qū)，即選擇區(qū)、兼氧區(qū)、主曝氣區(qū)。多池系統(tǒng)的進(jìn)水配水池可作為選擇區(qū)，選擇區(qū)的基本功能是防止產(chǎn)生污泥膨脹，回流污泥中的硝酸鹽可在此進(jìn)行反硝化。在選擇區(qū)中，廢水中的溶解性有機(jī)物質(zhì)能通過酶反應(yīng)機(jī)理而迅速去除，選擇區(qū)可以恒定容積，也可以改變?nèi)莘e運(yùn)行；兼氧區(qū)內(nèi)進(jìn)行微量曝氣，調(diào)節(jié)曝氣區(qū)可進(jìn)行缺氧除磷；主曝氣區(qū)內(nèi)主要進(jìn)行降解有機(jī)物和硝化，同時(shí)也進(jìn)行硝化—反硝化過程。

2 CAST工藝的特點(diǎn)[2]

1）出水水質(zhì)好，有機(jī)物去除率高，具有良好的除磷脫氮效果，BOD去除率達(dá)到95%；

2）對(duì)沖擊負(fù)荷的適應(yīng)性強(qiáng)，適于水質(zhì)、水量變化較大的中、小污水處理廠，也適應(yīng)高濃度污水處理；

3）活性污泥性能好，因設(shè)有回流系統(tǒng)，在厭氧區(qū)有效地抑制了絲狀菌的大量繁殖，克服了污泥膨脹；

4）投資和占地面積小，沒有初沉池、二沉池和刮泥系統(tǒng)，因而減少了用地和投資；

5）能耗低，CAST技術(shù)是一種延時(shí)曝氣系統(tǒng)，氧利用率高，運(yùn)行費(fèi)用低；

6）運(yùn)行靈活可靠，可以根據(jù)水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)整，方便靈活。

3 CAST工藝在大連城市污水處理廠的運(yùn)行現(xiàn)狀

CAST工藝在大連城市污水處理廠中的應(yīng)用比較廣泛，大連泉水污水處理廠、凌水污水處理廠、老虎灘污水處理廠和普蘭店污水處理廠的污水處理工藝均為CAST工藝，4家污水處理廠的處理能力為19.5萬t/日，占大連市城鎮(zhèn)污水處理廠處理能力的23.7%。

4家污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)的實(shí)測(cè)結(jié)果見表1。與設(shè)計(jì)指標(biāo)相比，除凌水污水處理廠總氮的實(shí)測(cè)值高于設(shè)計(jì)指標(biāo)外，其他污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)都滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求。

表1 主要污染物進(jìn)水水質(zhì)mg/L

凌水 設(shè)計(jì) 400 200 200 - 25 6實(shí)測(cè) 201 59.2 76.2 34.0 40.3 3.82老虎灘 設(shè)計(jì) 350 150 240 24 - 3實(shí)測(cè) 169 51.8 58.2 23.5 30.5 2.87普蘭店 設(shè)計(jì) 350 200 220 25 - 4實(shí)測(cè) 275 84.2 53 23.9 27.0 0.55

圖1 泉水污水處理廠主要污染物處理效率

圖2 凌水河污水處理廠主要污染物處理效率

圖3 老虎灘污水處理廠主要污染物處理效率

圖4 普蘭店污水處理廠主要污染物處理效率

采用CAST工藝處理城市污水效果良好，泉水、凌水、老虎灘、普蘭店污水處理廠主要污染物的出水平均濃度均達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。4個(gè)污水處理廠相比較，老虎灘污水處理廠對(duì)各項(xiàng)主要污染物的處理效率相對(duì)較低，只有SS和NH3-N的處理效率達(dá)到90%以上，TN的處理效率不足60%。

各項(xiàng)主要污染物中，NH3-N的處理效率最高，4家污水處理廠的年均處理效率都達(dá)到了90%以上，COD、BOD、SS的處理效率也較好，均能達(dá)到80%以上，TN和TP的處理效率差異較大，處于50%～90%之間?？傮w看來，CAST工藝對(duì)TN的處理效率普遍低于NH3-N的處理效率，主要的限制因素是回流比和污泥齡[3]。在傳統(tǒng)運(yùn)行模式下，回流比越高，回流到缺氧區(qū)的硝酸鹽濃度就越高，反硝化的硝酸鹽量就越高，越能充分發(fā)揮CAST工藝預(yù)反應(yīng)區(qū)的脫氮作用。同樣的，泥齡越長(zhǎng)，越有利于硝化菌的生長(zhǎng)繁殖，從而獲得較好的硝化效果。但是在污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行中，提高回流比會(huì)增加運(yùn)行成本，而泥齡太長(zhǎng)又不利于除磷，因此，好氧區(qū)NH3-N的去除速率較快造成硝態(tài)氮的積累，從而導(dǎo)致TN的處理效率比NH3-N低。

時(shí)間分布上，1～12月各主要污染物的處理效率沒有明顯差異，說明溫度的變化對(duì)CAST工藝的處理效果影響不大，該工藝對(duì)溫度的適應(yīng)性較強(qiáng)，適宜在北方地區(qū)推廣使用。

4家污水處理廠出水水質(zhì)及年均處理效率見表2，各主要污染物月處理效率見圖1～圖4。

表2 主要污染物出水水質(zhì)及年均處理效率

老虎灘出水濃度（mg/L）25.8 6.3 4.0 0.87 13.1 1.11處理效率（%） 84.7 87.8 93.2 96.3 57.0 61.4普蘭店出水濃度（mg/L）28.4 8.5 8.8 1.65 3.5 0.09處理效率（%） 89.7 89.9 83.5 93.1 87.2 84.1一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)值（mg/L） 60 20 20 8 20 1.5

4 結(jié)論

CAST工藝在大連城市污水處理廠中的應(yīng)用比較廣泛，污水處理的效果良好，除凌水河和老虎灘的TN、TP外，對(duì)主要污染物的處理效率均達(dá)到80%以上，4家污水處理廠主要污染物的平均出水濃度均達(dá)到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。該工藝對(duì)TN的處理效率不高的主要限制因素是回流比和污泥齡，但CAST工藝對(duì)溫度的適應(yīng)性較強(qiáng)，適宜在北方地區(qū)推廣使用，具有一定的實(shí)用和推廣價(jià)值。

[1]王寶貞，王琳.水污染治理新技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2004：57-65.

[2]周愛玲，牛永杰.CAST污水處理工藝[J].河北化工，2010，33(1)：52-53.

[3]張磊，王少坡，李玉友，于靜潔，劉艷輝，孫力平.CAST工藝常規(guī)模式下脫氮性能研究[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2010，4(12)：2683-2686.