低水温条件下CAST工艺在城市污水处理厂的应用

摘要：本文主要介绍了CAST工艺应用于污水处理厂的工艺流程和相关特点，在低温条件下的运行成果分析，并且探讨了设计和运行过程当中的各种问题，目的就是为北方CAST工艺的城市污水处理厂，在冬季低进水温度的条件下的应用，提供相关的处理措施。

关键词：污水处理厂;CAST工艺;进水温度

中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）04-0-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.060

Abstract：This paper mainly introduces the process flow and relevant characteristics of cast process applied in sewage treatment plant，analyzes the operation results under low temperature conditions，and discusses various problems in the design and operation process，in order to provide relevant treatment measures for the application of North cast process in urban sewage treatment plant under the condition of low water inlet temperature in winter.

Key words：Sewage treatment plant;Cast process;Inlet water temperature

宁远污水处理厂位于辽宁省中部某城市，该污水处理厂采用“BOT”模式运营，设计处理规模为8×104t/d，采用CAST工艺，主要处理市区南部市政管网内的生活污水，由于该城市市政管网属合流制管网，因此该水厂存在进水浓度偏低，C/N比不均衡、冬季水温偏低等特点，根据现阶段对市政污水处理厂的监管要求，污水处理厂出水必须满足《市政污水处理厂污染物排放标准》中一级A类标准。因此，污水处理厂冬季运行参数的调整至关重要。并且经过多年的运行调查发现，冬季进水温度在5～8℃之间运行稳定，并且污水处理效果也较为良好，因此，采用CAST工艺对其他北方污水厂进行污水处理，有一定的指导和借鉴意义，下文就展开了相关的介绍。

1 工艺概述

CAST反应池基本可以分为生物选择区、缺氧区和主反应区，分为进水、曝气、沉淀、滗水、闲置这几个流程，其作用是将污水中的COD以及含氮和磷的污染物去除，宁远污水处理厂共设置2座CAST生物池，分为4组，循环周期为6h，进水搅拌2h，曝气90min，沉淀1h，滗水1h，每天循环四次。并可根据进出水水质调整各时序反应时间，保证出水稳定达标。

2 污泥培养驯化过程与结果分析

2.1 培养驯化期间进水水温

该污水厂调试开始为12月初，进水水温仅有经过6℃，活性污泥培养驯化的最佳温度应在15℃以上，但通过增加接种污泥量（接种污泥来源为沈阳某污水处理厂脱水污泥），共计接种含水率80%的污泥1000t;由于进水水质和温度较低，通过控制曝气量，减少热量散失，并保证污泥不沉积便可。

2.2 活性污泥培养阶段

自活性污泥培养驯化工作开始之日起，工作人员应该在每天的早上5：00-8：00期间，对所有的生物池进行沉淀，8：00-10：00之前进行滗水，10：00-14：00进行水曝气，14：00-17：00进行闷曝。生物选择器和缺氧区的搅拌器和主反应区的回流泵也应打开，以便使接种的污泥和污水充分混合。这一过程应由工作人员手动操作，并且该种工作要持续一周左右。经过一周的时间，可以发现生物池泥水混合液逐渐由黑色变为灰褐色，沉降比达到了4%，污泥的浓度，每毫升也达到了700mg，但是污泥活性及絮凝性都比较差。生物池上的大量泡沫也变得相对较少。

2.3 活性污泥驯化和稳定阶段

一周之后可以发现污泥的质量得到了明显的改善中，种数量由少迅速增多，累积出来大量的累枝虫。此后污水厂6～8×104t水量运行。通过分析这一期间的水质数据，可以发现出水pH值略有下降，导致这一现象的主要原因就是污泥的浓度不高，异养微生物对有机底物的代谢和合成最终会产生二氧化碳，二氧化碳溶于水，使水的pH值大大降低。其次，出水水质达到设计值，这也标志着活性污泥培养的逐渐成熟，但石渣和磷的去除率不高。分析表明，主要原因是污泥浓度不高，活性较差。水温较低时，微生物只具有降解有机物的能力，不能氧化分解大部分氨氮。同时，因为整个系统不去除磷，因此对氮、磷的整体去除能力不够。

3 运行结果和分析

通过分析该阶段低温CAST工艺污水处理的数据，发现出水的pH值明显下降，主要原因就是由于淤泥进行了硝化反应，这一过程产生了氢离子，同时硝化化反应不够明显，消耗很少的氢离子总体上水中有大量的氢离子，剩余引起pH值明显下降。其次SS、BOD 5的常规指标出水水质稳定，都达到了国家的相关标准，并且在低温进水的条件下污水厂运行较为正常，没有任何污泥膨胀的现象。其主要原因是在静水中建立了少量的生物选择区。当污水进入处理系统后，首先进入生物选择区。在这一行中，底物浓度很高，絮凝菌对有机物的利用率高于丝状菌，因此选择区内的物质有利于细菌的快速繁殖，从而克服污泥膨胀的问题。最后，虽然整个污水中的氨氮和总氮都达到了相关的设计标准，但去除效果一般，因为污泥在生物池系统中的龄期相对较长，且曝气阶段的溶解氧含量较高，造成总氮的一般去除效果。

4 運行中出现的问题及解决措施

4.1 污泥培养期间进水BOD低，营养源不足

大多数污水处理厂第一、二次沉淀的脱水污泥可以为微生物提供足够的营养，并为微生物胶束的形成提供支持，但是当进水温度在7℃左右，极其不利于活性污泥的培养，因此在此过程当中可以通过控制曝气量和减少曝气过程的方法，对水的热量损失进行控制。

4.2 滗水后期有微弱曝气现象发生

在滗水液位下降到4.5m左右的时候，生物池當中就会发生微弱的曝气现象，同时活性污泥也会被搅起，分析其原因，发现是曝气结束的阶段，空气阀门关闭而生物池处于高液位的状态。曝气管道内的残气压力等于高水位的压力，水位会逐渐降低，空气会从掺气水头中逐渐溢出。此时，应在每个生物池的主曝气管上的空气阀后面加一个电磁阀，电磁阀需要在通风结束后保持打开状态。

4.3 进水跌水充氧情况严重

由于粗格栅污水提升至细格栅，细格栅至曝气沉砂池，曝气沉砂池至CAST池存在多处跌水曝气情况，冬季进水溶解氧偏高，再经过多次跌水充氧，导致生物选择区溶解氧偏高，不利于反硝化反应的进行。日常运行过程中，将细格栅进出水闸门和曝气沉砂池出水闸门人为关小，提高运行液位，减小跌水高度，降低充氧量，保证了进水搅拌阶段生物选择区和缺氧区的溶解氧含量。

4.4 多台搅拌器发生故障

在运行的期间发生了搅拌器故障，将搅拌器取出，检查后发现定子被缠绕杂物，导致了温度升高报警，取出杂物后报警消除。发生这一现象的主要原因就是由于当生物池还没有封闭式施工，队伍管理不善，人员将杂物扔到了施工池当中，或者是当外界风力较大时，会将杂物吹到池中所导致的。因此，污水处理厂可以全部更换热继电器，并紧固所有的接线就可以避免发生此类事故。

5 总结

CAST工艺在冬季低温条件下就可以良好的满足城市污水处理的要求，该种方法十分灵活，可以根据水量和水质来调节相关的处理程序。在CAST的使用过程当中，工作人员也应该注重运行当中各种问题的预防和处理，保证该工艺可以发挥其应有的作用。

参考文献

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收稿日期：2020-02-02

作者简介：金旭东（1987-），男，汉族，本科学历，中级工程师，研究方向为污水处理调试与运营。