CN108483650A - 一种cast强化脱氮除磷的处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种CAST强化脱氮除磷的处理工艺。工艺方法包括：污水进入CAST生物选择区，与一定比例的主反应区回流液混合均匀，流入预处理区进行厌氧释磷，然后流入主反应区进行处理；主反应区进水时开启曝气和混合液回流，进水期间的曝气为微曝气；进水结束后回流同步结束，主反应区继续微曝气一定时间后开始无限制曝气。曝气结束后，对主反应区依次进行沉淀、滗水和排泥程序。该工艺通过主反应区溶解氧从低到高的梯度增加，配合反应时间控制，提高同步硝化反硝化效果，达到氮磷强化去除目的。该工艺方法相比传统的CAST工艺方法，脱氮除磷的效率更高，稳定性更强，尤其适用于南方城镇污水厂低负荷进水的水质条件。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，涉及一种CAST强化脱氮除磷的处理工艺。
背景技术
CAST循环式活性污泥法是SBR工艺的一种变形，由于CAST工艺即具有SBR工艺投资省、占地小、自动化程度高、运行管理灵活等优点，又在SBR工艺的处理功能上加强了脱氮除磷功能，因此在我国南方城镇污水厂尤其是中小规模的污水厂广泛得到应用。
但是随着国家对城镇污水厂出水指标的要求趋严，加上大多数中小规模的南方城镇污水厂存在低负荷进水水质的特点，传统CAST工艺在应用时脱氮除磷效果往往不理想，尤其是TN和TP指标，通常会存在出水临界或者超标情况，加上部分南方城镇污水厂的进水中含有工业废水，更加导致了实际处理效果的不稳定。
南方城镇污水厂的低负荷进水水质的影响，主要是进水中的有机物负荷较低，造成碳氮比和碳磷比不足，在传统CAST工艺的实际应用中，容易造成曝气过量、脱氮除磷效率低等问题，造成工艺控制困难，TN和TP达标压力较大。
CAST工艺在南方城镇污水厂的实际运用中，脱氮除磷的难点在于既受限于CAST工艺的自身局限，又受低负荷进水水质的影响。传统CAST工艺混合液的回流比例较低，一般为进水的20%～25%，在该回流比例下，有利于提高生物选择区和反应区的活性污泥负荷，经过不断厌氧好氧的循环，有助于聚磷菌在系统中的生长和积累。但在实际运行中，脱氮除磷功能仍受污泥浓度影响较大。低负荷进水造成污泥浓度提升困难，导致回流污泥量的不足。且CAST工艺在低负荷进水时容易造成曝气过量问题，造成生物选择区和预反应区的厌缺氧环节易受到回流混合液携带的溶解氧影响，即消耗了有限的碳源，又将部分在生物选择区和预反应区的脱氮除磷功能转移到主反应区，导致主反应区处理能力的不足。
国内的许多学者因此对CAST工艺进行了改进。公告号CN106830317A《一种污水处理系统和方法》和公告号CN107601669A《一种基于MBBR工艺升级扩容生化池的方法》，均采用投加悬浮填料，提高对CODCr、NH3-N、TN的处理效果；公告号105906054A《低C/N比循环式活性污泥法脱氮工艺》，采用梯度搅拌、曝气方式，加强TN的处理效果。这些改进主要是通过增加填料，形成生物膜，以增加污泥浓度，或者在主反应区加强反硝化功能，从而达到加强TN处理效果的目的，但是没有同步考虑对TP的去除强化，TP往往还需要新上一些深度处理设施实现，从而增加了改造成本。对一些环保形势严峻地区的南方城镇污水厂，由于进水水质负荷较低，出水指标往往在临界状态或者超出指标不多，但是又存在用地紧张，改造费用和停水时间的困难，因此发明一种可以强化CAST脱氮除磷，改造费用较低、改造时间较短的工艺方法十分必要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种CAST强化脱氮除磷的处理工艺，能够在南方城镇污水厂低负荷进水水质条件下，强化CAST工艺脱氮除磷效果，实现达标排放，且改造成本比较经济。
本发明采用的技术方案是：一种CAST强化脱氮除磷的处理工艺，包括以下步骤：
（1）进水，经过预处理的污水进入CAST生物选择区，与主反应区一定比例的回流液混合均匀，流入预处理区进行厌氧释磷，然后流入主反应区进行反硝化；进水期间，开启主反应区的微曝气和混合液回流，主反应区的溶解氧浓度控制要求≤0.5mg/L，营造主反应区的反硝化环境和控制混合液回流携带的溶解氧，进水结束时回流也同步结束。（2）曝气，进水到CAST主反应区到设计最高水位，停止进水和混合液回流，继续进行微曝气，溶解氧控制在0.5mg/L以下15min～30min，加强反硝化脱氮；微曝气结束后开始无限制曝气，曝气到主反应区溶解氧浓度达到2～3mg/L，保持15min～30min，保障主反应区CODCr、氨氮的去除和聚磷菌的充分吸磷；（3）沉淀，停止曝气，实现CAST主反应区静置沉淀，泥水进行分离。（4）滗水，通过滗水器，将CAST主反应区上清液排出，滗水至设计最低水位。（5）闲置，根据实际处理水量和运行顺序安排闲置，闲置期间进行排泥。
所述的步骤（1）中，进水和回流液在生物选择区混合均匀后，通过隔墙底部一个过水孔流入预反应区，在预反应区停留后通过隔墙顶部一个过水孔流入主反应区。
所述的步骤（1），（2）中，进水期间和曝气阶段的微曝气期间，主反应区的溶解氧控制在0.5mg/L以下。
所述的步骤（2）中，曝气阶段微曝气的持续时间，设定最低时间15min和最高时间30min。当持续时间超过15min，由主反应区硝酸盐在线监测仪传感器模拟量信号反馈给PLC控制中心，当PLC判断小于事先设定的参照值时，PLC向鼓风机控制器发出调节频率的指令信号，实施无限制曝气。
附图说明
图1为本发明一种CAST强化脱氮除磷的处理工艺的平面示意图。
图2为本发明一种CAST强化脱氮除磷的处理工艺的运行序批图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式设计一种CAST强化脱氮除磷的处理工艺，该方法采用CAST生物选择池、预反应区和主反应区对城镇污水进行处理，经本发明处理后，CAST工艺能够强化脱氮除磷，实现达标排放。
平面示意图如图1所示，运行序批图如图2所示。包括以下步骤：（1）进水，经过预处理的污水进入CAST生物选择区，与主反应区一定比例的回流液混合均匀，流入预处理区进行厌氧释磷，然后流入主反应区进行反硝化；进水期间，开启主反应区的微曝气和混合液回流，主反应区的溶解氧浓度控制要求≤0.5mg/L，营造主反应区的反硝化环境和控制混合液回流携带的溶解氧，进水结束时回流也同步结束。（2）曝气，进水到CAST主反应区到设计最高水位，停止进水和混合液回流，继续进行微曝气，溶解氧控制在0.5mg/L以下15min～30min，加强反硝化脱氮；微曝气结束后开始无限制曝气，曝气到主反应区溶解氧浓度达到2～3mg/L，保持15min～30min，保障主反应区CODCr、氨氮的去除和聚磷菌的充分吸磷；（3）沉淀，停止曝气，实现CAST主反应区静置沉淀，泥水进行分离；（4）滗水，通过滗水器，将CAST主反应区上清液排出，滗水至设计最低水位；（5）闲置，根据实际处理水量和运行顺序安排闲置，闲置期间进行排泥。
下面通过一个具体的实例来进一步说明本发明。实例为某南方城镇污水厂采用本
发明的方法改造的CAST处理工艺，日处理规模为20000m3/d。
本实例中的进水水质特征为：CODcr=80～230mg/L,NH3-N=9～35mg/L,TN=23～75mg/L,TP=1～5mg/L,SS=40～220mg/L，pH=6.5～8mg/L。
采用本发明的方法对污水的处理说明如下：经过预处理的污水进入CAST生物选择区，与主反应区混合回流液混合，回流比60%，再进入预处理区进行厌氧释磷，然后进入主反应区进行处理；主反应区在进水即开启曝气和混合液回流，进水期间的曝气为微曝气，溶解氧浓度控制要求≤0.5mg/L，控制主反应区为反硝化环境和控制回流混合液携带的溶解氧，进水结束混合液回流也结束；进水结束后继续微曝气溶解氧控制在0.5mg/L以下15min～30min，加强反硝化脱氮，在主反应区硝酸盐在线监测仪传感器模拟量信号反馈给PLC控制中心，当PLC判断小于事先设定的参照值时，PLC向鼓风机控制器发出调节频率的指令信号，实施无限制曝气，直到主反应区溶解氧浓度达到2～3mg/L，保持15min～30min，保证
对主反应区氨氮的去除和聚磷菌的充分吸磷；同时，在曝气期间，主反应区溶解氧从低到高的梯次增加，在池内实现了同步硝化反硝化。曝气结束后，对主反应区依次进行沉淀、滗水、闲置排泥程序。
采用本发明的方法处理的最终出水，指标CODcr≤50mg/L，NH3-N≤5mg/L，TN
≤15mg/L，TP≤0.5mg/L，可以满足《城镇污水厂污染物排放标准》（GB18918－2002）一级A排放的水质指标要求。
Claims (6)
1.一种CAST强化脱氮除磷的处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）进水,经过预处理的污水进入CAST生物选择区，与主反应区一定比例的回流液混合均匀，流入预处理区进行厌氧释磷，然后流入主反应区进行反硝化，进水期间，开启主反应区的微曝气和混合液回流，主反应区的溶解氧浓度控制要求≤0.5mg/L，营造主反应区的反硝化环境和控制混合液回流携带的溶解氧，进水结束时回流也同步结束；（2）曝气，进水到CAST主反应区设计最高水位，停止进水和混合液回流，继续进行微曝气，溶解氧控制在0.5mg/L以下15min～30min，加强反硝化脱氮，微曝气结束后开始无限制曝气，曝气到主反应区溶解氧浓度达到2～3mg/L，保持15min～30min，保障主反应区CODCr、氨氮的去除和聚磷菌的充分吸磷；（3）沉淀，停止曝气，实现CAST主反应区静置沉淀，泥水进行分离；（4）滗水，通过滗水器，将CAST主反应区上清液排出，滗水至设计最低水位；（5）闲置，根据实际处理水量和运行顺序安排闲置，闲置期间进行排泥。
2.根据权利要求1所述的一种CAST强化脱氮除磷的处理工艺，其特征在于，进水和回流混合液在生物选择区混合均匀后，通过隔墙底部一个过水孔流入预反应区，在预反应区停留后通过隔墙顶部一个过水孔流入主反应区。
3.根据权利要求1所述的一种CAST强化脱氮除磷的处理工艺，其特征在于，主反应区的混合液回流量与进水水量的比例为50%～80%。
4.根据权利要求1所述的一种CAST强化脱氮除磷的处理工艺，其特征在于，进水期间和曝气阶段的微曝气期间，主反应区的溶解氧控制在0.5mg/L以下。
5.根据权利要求1所述的一种CAST强化脱氮除磷的处理工艺，其特征在于，曝气阶段的无限制曝气期间，主反应区溶解氧浓度达到2～3mg/L。
6.根据权利要求1所述的一种CAST强化脱氮除磷的处理工艺，其特征在于，曝气阶段微曝气的持续时间，设定最低时间15min和最高时间30min，当持续时间超过15min，由主反应区硝酸盐在线监测仪传感器模拟量信号反馈给PLC控制中心，当PLC判断小于事先设定的参照值时，PLC向鼓风机控制器发出调节频率的指令信号，实施无限制曝气。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180904 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |