在污水处理厂中如何有效的使用CAST工艺

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  摘要:本文主要结合笔者多年工作经验,简要的介绍了一下某个污水处理厂CAST(循环活性污泥)工艺,对其调试过程进行了总结,从理论上和实际调控中分析了该工艺的特点,并针对存在的问题提出了改进措施。
  
  关键词:CAST工艺;工程概况;水质分析;对策
  中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:
  
  0概述
  
  CAST工艺主要是处理生活污水和工业废水的先进工艺之一,它是基于常规活性污泥法、间歇活性污泥法、Pas-veer和Carrousse氧化沟等工艺在去除氮磷方面不断改进而研发的新工艺。本文以采用CAST工艺的某污水处理厂为例,介绍CAST工艺在污水处理上的应用情况。
  
  一、CAST工艺原理
  CAST工艺在主反应区(SBR池)的前面设置了生物选择区和接触区。生物选择区可在厌氧或缺氧的条件下运行,能有效抑制丝状菌的膨胀,经预处理的污水和回流的活性污泥首先进入这里进行混合;接触区具有明显的基质浓度梯度,活性污泥能快速吸附和水解水中的有机物,同时回流污泥中的硝酸盐氮经反硝化去除,聚磷得到释放,达到了较好的除磷脱氮效果。CAST反应池的末端安装了可升降的自动撇水装置——滗水器,整个工艺的曝气、沉淀、排水三个过程都在同一池子内周期循环运行,省去了常规活性污泥法的二沉池。各池体交错运行,可间断进水、排水,而总的生产线则保持连续进水、出水。
  
  二、工程概况
  
  该污水处理厂是某市第一家以BOT模式投资经营的污水处理厂,工程总投资为5600万元,设计规模5万t/d,占地面积55685m2,主要收集生活污水,服务人口达13万。进水为合流制污水,关键设备采用进口设备,其余则采用国产或合资优化设备。
  1进出水的主要设计参数(见表1)
  
  
  
  
   图 污水处理工艺流程
  3主要构筑物与设备
  1)粗格栅2台,栅距25mm。
  2)进水泵4台,2台流量为1250m3/h,另2台流量为750m3/h。
  3)细格栅2台,旋转格栅,栅距8mm。
  4)曝气沉砂池1座。
  5)厌氧池1座,长×宽×深=118×8.9×6(m)。
  6)CAST反应池共有4组,长×宽×深=42×29×5.8(m);每组池中有2台回流泵,流量210m3/h;2台排泥泵,流量50m3/h;2400个微孔曝气器,摇臂式滗水器2台。
  7)多级鼓风机3台,每台供风量为85~90m3/min,出口压力为70kPa。
  8)污泥脱水机2台,采用预浓缩脱水带式压滤一体化脱水机,每台功率3.0kW。
  三、活性污泥驯化措施
  1)以某污水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,同时开动厌氧池的水下推流器、搅拌器,启动一台鼓风机,保持低风量曝气。
  2)曝氣池的DO(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。
  3)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。
  4)排液后继续提升污水,重复上一步骤。
  5)10d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。
  6)活性污泥驯化的成熟阶段。全部池体注满混合液后按5万t/d流量,进水1h、曝气2h(进水时开始)、静置1h、排液1h重复操作。
  四、水质验收情况
  经过30d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%,MLSS(活性污泥浓度)达1500mg/L。
  五、存在问题及对策
  1)曝气池的进水口设在池体底端,且出水口附近装有曝气器,当进水阀门打开时,容易对曝气器造成冲击。这是由于反应池在排完上清液后,池体水位由6m降至3.3m,水压明显减少,空气管道气压加大,开启进水阀时,水力冲击较大,对进水口附近的曝气器形成了横向冲击,易使曝气器脱离。因此在进水口处安装一个Z形挡板,可减少水力对曝气器的冲击。
  2)曝气池的进气阀泄漏,会影响沉淀出水,导致出水SS较高,而且鼓风机的出气压力难以根据曝气池工作水位的变化及时调整,以致DO较高(可达8.2mg/L)。因此需利用鼓风机的总进气管阀门对进气量进行调控,以保证各池的DO控制在2~4mg/L。
  3)每个工作周期内,排水开始时反应池内液位最高,排水结束,液位降至最低。液位的变化幅度取决于排水比,而排水情况又与反应池的静沉泥层有关。反应池内的混合液体和基质浓度均发生变化,基质降解是非稳态的。同时由于水位、水量变化,使得鼓风机的出口风压必须进行梯度控制。因此在运行中需摸索有关的控制参数,以便设置为自动控制,提高处理效率,达到高效、低耗的目的。
  4)在培菌过程中发现上清液中有肉眼可见的白色絮状漂浮物,基本不沉淀。这时需要排放大量漂浮物,将失去活性的污泥排走,以降低SS,MLSS控制在1200mg/L左右;反应池在曝气阶段DO控制在2~4mg/L。经3d后,工艺运行状况得到改善,出水SS明显减少。
  六、结束语
  综上所述,CAST工艺具有与传统活性污泥法不同的特点:第一点,工艺运行程序化,曝气、沉淀、排水和闲置阶段根据时间依次进行;第二点整个生产线可以连续进水、排水,而各独立反应池可以间断进水、排水,若单池维修则无需停产;第三点,人工控制较繁杂,特别是培菌阶段。因此建议在培菌之前应完善并使用CAST工艺自动化系统;(4)由于反应池液位高低与工艺周期交替变化,在低水位与高水位状态运行时,空气管道压力变化较大,而且鼓风机出风口压力须根据水位、DO进行梯度控制。因此,在控制过程中需要依靠精确的仪表并摸索控制参数规律,以保证曝气均匀稳定。所以,该工艺是一种较理想的除磷脱氮工艺。
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