循環(huán)式活性污泥工藝,Cyclic Activated Sludge Technology (CAST),目錄,一、概述,循環(huán)式活性污泥工藝是由美國Goronszy教授開發(fā)出來的。Goronszy教授于1969年從連續(xù)進(jìn)水間歇運行的氧化溝工藝著手從事可變?nèi)莘e活性污泥法的研究和開發(fā)，1978年，又利用活性污泥基質(zhì)積累再生原理，根據(jù)基質(zhì)去除和污泥負(fù)荷的試驗結(jié)果以及污泥活性組成和污泥呼吸之間的關(guān)系，將生物選擇器和序批式活性污泥法結(jié)合開發(fā)成功了循環(huán)式活性污泥法，并于1984和1989年在美國和加拿大取得了專利。,一、概述,CAST工藝的核心為間歇式反應(yīng)器，在反應(yīng)池中活性污泥過程將按照曝氣和非曝氣階段不斷重復(fù)運行。該工藝將曝氣池與沉淀池合二為一，即生化反應(yīng)和泥水分離在同一反應(yīng)池中進(jìn)行。污水分批次進(jìn)入反應(yīng)池，然后按反應(yīng)、沉淀、排出上清液和閑置完成一個操作周期，屬于SBR工藝的一種變型。,一、概述,二、工藝構(gòu)造與原理,A.生物選擇區(qū) B.缺氧區(qū)(預(yù)反應(yīng)區(qū)) C.主反應(yīng)區(qū) 圖1 CAST工藝基本構(gòu)造,二、工藝構(gòu)造與原理,生物選擇區(qū)： 設(shè)置在反應(yīng)器的進(jìn)水處，是一容積較小的污水污泥接觸區(qū)（容積約為反應(yīng)器總?cè)莘e的10%）。進(jìn)入反應(yīng)器的污水和從主反應(yīng)區(qū)內(nèi)回流的活性污泥（回流量約為日平均流量的20%）在此相互混合接觸。廢水中的溶解性可降解有機(jī)物被迅速去除，有機(jī)底物被轉(zhuǎn)化為微生物細(xì)胞內(nèi)物質(zhì) 防止污泥膨脹,二、工藝構(gòu)造與原理,缺氧區(qū)(預(yù)反應(yīng)區(qū)) 兼氧環(huán)境，不僅具有輔助厭氧或兼氧條件下運行的生物選擇區(qū)對進(jìn)水水質(zhì)水量變化的緩沖作用，同時還具有促進(jìn)磷的釋放和強(qiáng)化氮的反硝化作用。 區(qū)域內(nèi)的微量曝氣可以強(qiáng)化反硝化脫氮，也可以調(diào)解為非曝氣進(jìn)行缺氧除磷，主要目的是形成從厭氧區(qū)到好氧區(qū)的過渡，使細(xì)菌受環(huán)境突變的影響減小。并且反硝化會消耗污泥吸附的部分有機(jī)物，對控制污泥的糖量有好處。,二、工藝構(gòu)造與原理,主反應(yīng)區(qū) 最終去除有機(jī)底物的主要場所，有機(jī)物的進(jìn)一步降解穩(wěn)定、硝化和除磷均在此進(jìn)行，最終的泥水分離和出水也在此完成。運行過程中，通常將主反應(yīng)區(qū)的曝氣強(qiáng)度以及曝氣池中溶解氧強(qiáng)度加以控制，以使反應(yīng)區(qū)內(nèi)主體溶液中處于好氧狀態(tài)，保證污泥絮體的外部有一個好氧環(huán)境進(jìn)行硝化；活性污泥結(jié)構(gòu)內(nèi)部則基本處于缺氧狀態(tài)，溶解氧向污泥絮體內(nèi)的傳遞受到限制，而較高的硝酸鹽濃度則能較好地滲透到絮體內(nèi)部，有效地進(jìn)行反硝化，從而使主反應(yīng)區(qū)中同時發(fā)生有機(jī)污染物的降解以及同步硝化和反硝化作用。,三、工藝流程,三、工藝流程,三、工藝流程,進(jìn)水段：CAST進(jìn)水首先在生物選擇區(qū)中與源自上一周期沉淀段的污泥混合，大量的來水在該段內(nèi)形成較大的基質(zhì)濃差梯度，通過滲透酶使來水中的BOD在高濃度污泥條件下很快地被利用，形成良好的缺氧/厭氧環(huán)境。通過調(diào)節(jié)進(jìn)水段的反應(yīng)模式（進(jìn)水時間、進(jìn)水量、缺氧/厭氧反應(yīng)時間）進(jìn)行有效的生物脫氮、除磷。 曝氣段：進(jìn)水段的污水在足夠的曝氣條件下進(jìn)行充分的好氧除碳和生物硝化。,三、工藝流程,沉淀段：不進(jìn)水、不曝氣、不回流，使污水混合液獲得一個靜止的絮凝沉淀環(huán)境。 撇水段：也可稱為潷水段。不進(jìn)水、不曝氣、不回流，通過浮動撇水器(潷水器)將上清液排出，當(dāng)液面降至最低控制水位時，排水停止。 閑置段：進(jìn)水、不曝氣、不回流，視具體運行情況而定，可作為整個CAST運行系統(tǒng)調(diào)節(jié)。,三、工藝流程,圖3 潷水器,四、工藝特點及存在的問題,特點： 1.運行靈活可靠 生物選擇器可以根據(jù)污水水質(zhì)情況，以好氧、缺氧和厭氧三種方式運行。 可調(diào)節(jié)狀態(tài)，發(fā)揮不同微生物的生理特性 能很好緩沖進(jìn)水水質(zhì)、水量的波動 避免產(chǎn)生污泥膨脹，提高了系統(tǒng)的可靠性，出水水質(zhì)較好 抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，工業(yè)廢水、城市污水處理都適用,四、工藝特點及存在的問題,2.可實現(xiàn)脫氮除磷 調(diào)節(jié)生物選擇器可變?nèi)莘e的曝氣和非曝氣順序，提高了生物脫氮除磷效果 缺氧和好氧交替進(jìn)行，能更好地實現(xiàn)脫氮除磷,3.流程簡單，處理構(gòu)筑物少，節(jié)省投資 池子總?cè)莘e減少，土建工程費用低 不需設(shè)獨立的沉淀池及其刮泥設(shè)備,四、工藝特點及存在的問題,四、工藝特點及存在的問題,存在的問題： CAST系統(tǒng)的微生物種群結(jié)構(gòu)與常規(guī)活性污泥法不同，由于對非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)中微生物種群之間的復(fù)雜的生存競爭和生態(tài)平衡關(guān)系至今尚不甚了解，培養(yǎng)困難。 與連續(xù)流污水處理工藝相比，設(shè)備的閑置率較高。 處理水量較大時，應(yīng)充分考慮該工藝的復(fù)雜性。 隨著處理單元數(shù)量增加，其控制量也將成倍增加。,五、應(yīng)用前景,CAST是近年發(fā)展起來的廢水生物處理工藝，其最突出的優(yōu)點就是具有良好的脫氮除磷效果，不易發(fā)生污泥膨脹，而且運行周期短，工藝流程簡單、占地面積小以及無需大量的污泥回流，可大大地節(jié)約能耗，在城市污水的處理中具有廣泛的應(yīng)用價值。 CAST工藝將序批式活性污泥法與生物選擇器予以有機(jī)的結(jié)合，能最大程度地適應(yīng)工業(yè)廢水水質(zhì)水量的波動和有毒物質(zhì)的沖擊，所以在工業(yè)廢水處理方面也具有良好的應(yīng)用前景。,Thank You !,