循環式活性污泥法在污水處理中的應用研究

王俊青 蘇鎮海

摘要：本文主要介紹了城市污水處理中循環式活性污泥處理方法的實際應用情況。城市污水處理是一項重要的工作，將循環式活性污泥法應用于城市污水和工業廢水的處理中能夠極大的提高處理效率。本文通過研究國內CAST的特點和實際生產的運行情況，分析CAST 優化構想，以期為設計人員提供一定的借鑒。

關鍵詞：循環式活性污泥法;污水處理;污泥有機負荷

1.循環式活性污泥法的基本特點和工作原理

1.1循環式活性污泥法的基本特點

簡單來說，循環式活性污泥法的生產工藝是對污染物進行一定程度的降解和處理，通過好氧、缺氧和厭氧等流程的交替變化對污泥進行處理。循環式活性污泥法的主要特點包括以下幾點。第一，活性污泥法的工藝流程較為簡單，操作中涉及到的構筑物數量較少，因此便于操作，適用于大部分城市的污水處理工作。第二，循環式活性污泥法具有與較為明顯的優勢，這種優勢表現在活性污泥法的荷載力較強，曝氣池可以實現完全混合式和推流式兩種形式，并且具有較大的盛水量，因而也具有更大的抗沖擊負載能力，防止污水水質出現較大的波動。第三，循環式活性污泥法進行污水處理的時候能夠實現較快的脫氮除磷效果，通過調節曝氣和間歇的時間，能夠促進污水的反應速度，加速好氧和厭氧交替發生，極大的提高脫氮除磷效果，從而抑制不利菌群的聲場。最后，循環式活性污泥法對于設備的損耗較為嚴重，因此處理污水的成本較高。在應用活性污泥處理法的時候，不需要隨時運轉相關設備，因而存在較高的閑置率，需要經常性的進行維修養護。

1.2循環式活性污泥法的工作原理

循環式活性污泥法簡稱CAST，是一種基于傳統SBR工藝進行優化改良的新手段。與傳統的SBR工藝相比，循環式活性污泥法增加了生物選擇區和污泥回流等工序，從而增加了污泥厭氧區、減氧區和好氧區的空間，結合原有的A2/O工藝與SBR工藝中的優勢部分，能夠使循環式活性污泥法的生物脫氮除磷效果更加顯著，通過分析不同微生物在不同負荷環境下的狀況，依照其增殖速度的區別進行廢水脫氮除磷工序。圖一所示為循環式活性污泥法的工藝流程。循環式活性污泥法在實際引用的時候可以根據各個地區的實際情況進行周期設定，一般情況下設定周長為四個小時。進水曝氣階段設定為兩個小時，在這一階段完成生物降解過程，接著沉淀一小時之后對污泥進行分離處理耗時約為一小時。為了保障污水處理工作的工作效率和有序進行，一般采用循環連貫生產的方式，四個處理池連續工作。具體的工藝流程如圖一所示。

2.CAST工藝機理

CAST最主要的工藝點在于整個工藝都處在同一個反應器當中，整個有機污染物的生物降解和泥水分離的工程都在這一個反應器中實現。在反應器內有三個分區，分別是生物選擇區、兼氧區以及主反應區，所占容積比例為1：5：30。圖二所示為CAST的工藝平面布置設計。

2.1生物選擇區

生物選擇區又稱為厭氧區，在生物選擇區內將DO濃度控制在0.3mg/L以下從而形成厭氧環境。在生物選擇區內，大量回流的污泥與需要處理的污水進行混合，能夠有效降低污泥的負荷，避免污泥過度膨脹。在生物選擇區內能夠對難以降解的有機物進行酸化水解，在厭氧條件下回流污泥中的聚磷菌能夠充分發揮作用。

2.2兼氧區

在兼氧區內一般將DO濃度控制在0.3mg/L至0.5mg/L之間，這樣能夠使回流污泥中產生大量的硝酸鹽和亞硝酸鹽，從而在反硝化菌環境作用下形成生物脫氮作用。此外由于聚磷菌繼續持續釋放磷，使得硝化菌產生硝化作用。

2.3主反應區

在主反應區內主要有三個環節，從進水到曝氣階段到沉淀階段再到潷水階段，整個是時間開工至在四小時左右。在進水曝氣階段，是反應器接收污水的階段，時間為兩個小時，此時反應池內的活性污泥處于高濃度、高活性階段。通過硝化、反硝化以及除磷等反應階段，實現對污水的有效處理。從進水再到曝氣開始，需要將DO濃度逐漸從0mg/L逐漸增加至2.5mg/L，通過微生物供養促進污水反應處理，從而實現凈化水質的目的。在沉淀階段需要關閉所有的曝氣裝置，使整個處理池和裝置處于靜沉狀態，相當于SBR工藝中的二沉池。這一環節應用活性污泥絨粒子的重力沉淀效力將污水進行分離，排出剩余活性污泥以保障微生物的狀態。沉淀后的污泥濃度較高，能夠達到7000mg/L至14000mg/L之間，具有較高的利用價值。在潷水階段需要應用反應池內可升降的潷水器將處理后的污水排出，一般采用中央自動控制的手段進行溶解氧、排泥等操作過程。

2.4DO濃度控制對CAST工藝的影響

在進行污水處理的過程中，通過生物選擇區、兼氧區和反應區三個功能區實現污水的脫氮除磷工作。使用循環式活性污泥法的時候，在工藝控制上與傳統的A2/O工藝具有共同點，都需要實行分區控制方法實現不同的處理目的。在CAST工藝中對DO濃度的要求非常高，極大的影響著微生物菌體的種類和絮體結構。曝氣控制過程中將將DO濃度控制在0.3mg/L以下，兼氧區將將DO濃度控制在0.5mg/L以下，反應區的DO濃度需要特殊進行分階段控制，前30min內控制在0mg/L至0.5mg/L之間，后30min控制在0.5mg/L至1mg/L之間，此后一小時內將DO濃度控制在1mg/L至2mg/L之間。

3.小結

城市污水處理能夠極大的減少環境污染，實現城市節能減排。在進行污水處理工藝的選擇時應該綜合各種處理工藝的特點進行比較，選擇成本花銷較小、技術便于操作，運營維護費用較低的污水處理方法。本文主要介紹了循環式活性污泥法的基本特點和工作原理，以期促進這一技術的應用與推廣。

參考文獻

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（1.作者單位：南京中電環保固廢資源有限公司;2.中電環保股份有限公司）