循环式活性污泥法在污水处理中的应用研究
发表时间：2019-05-09T12:51:18.707Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年1期作者：张福亿
[导读] 对循环式活性污泥法的生产运行情况进行分析，为广大同仁们提供有益的借鉴和思考。
浙江杭州 310000
摘要：文章从循环式活性污泥法的基本特征和工作原理入手，结合具体的工作案例，对循环式活性污泥法的生产运行情况进行分析，为广大同仁们提供有益的借鉴和思考。
关键词：循环式活性污泥法；污泥有机负荷；溶解氧；污泥浓度
引言
污水处理厂是解决城市水污染问题最有效、最重要的措施。污水处理设施可以减轻水污染，保护水生态平衡，有利于城市经济和环境的发展。日益严格的环境标准要求在污水处理过程中不断取得进展，特别是对氮磷元素的处理，导致水体富营养化，这就要求进一步提高处理效率和出水水质。污水处理一般包括三级处理：一级处理主要去除粗颗粒和悬浮物；二级处理主要去除部分悬浮物和可溶性有机物；三级处理主要进一步去除和消毒不溶性有机物、磷、氮和其他物质。污水中的ER营养素。在三级处理中，氮的去除主要是通过硝化细菌的作用，最终将硝酸盐氮转化为氮，磷的去除依赖于不同环境中的聚磷细菌对磷的吸收和释放，以及污泥的排放，以达到GOA的目的。循环活性污泥法是一种具有脱氮除磷功能的改良SBR工艺。通过反复进水、曝气、沉淀、倾析等过程，去除污水中的部分胶体和溶解有机物。此外，污泥回流可以防止污泥膨胀，污泥中的过量磷可以在选择区释放，也可以在兼氧区辅助反硝化。该池能降解有机物，达到良好的脱氮除磷效果，生产工艺具有处理效果好，不需一、二沉池，节约建设用地和运行资金，对负荷波动适应性强，有效控制污泥膨胀，操作简单等优点。已广泛应用于城市污水处理厂。
1、CAST工艺
循环活性污泥法是在序批式活性污泥法（SBR）的基础上发展起来的一种新工艺。CAST工艺将生物选择器与传统的序批式活性污泥反应器相结合，水处理的目的是利用不同微生物在不同有机负荷条件下的生长速率差异以及微生物对废水中磷的去除机理，生产工艺具有不同的基体浓度和较高的磷去除率，污泥负荷和较强的抗冲击能力是城市生活污水和工业废水的有效处理工艺。生产反应池通常由生物选择区、兼性区和好氧区三部分组成。各区域的功能如下：（1）生物选择区，位于反应池前部，通过污泥回流，反应区处于高负荷阶段。这有利于细菌胶束的生长，完成活性污泥优势菌株的筛选，抑制丝状菌的生长，有效防止污泥膨胀。在选定的区域内，大量硝酸盐进入回流污泥中，以污水中的有机物为碳源，在厌氧环境下进行反硝化。聚磷菌在厌氧环境中释放磷，为好氧环境中磷的过度吸收创造条件。（2）兼性区；兼性区可以通过微曝气对活性污泥微生物进行反硝化，或者完全不曝气实现生物除磷。兼性氧区的主要目的是减少环境突变对活性污泥活性的影响，使其成为铸态反应器厌氧区向好氧区的过渡阶段。（3）好氧区；好氧区是生产反应池的主要反应区，其作用是有机物降解、硝化和微生物除磷。运行时，在好氧区进行进水、曝气、沉淀、排水循环，污泥由潜水泵循环排放。CAST工艺运行工序见图1。
图1 CAST运行工
生产工艺的主要优点是：1）工艺流程简单，节约用地，土建及设备投资少；2）工艺能缓冲进水水质和水量的波动，适应性强；3）操作简单，能有效控制活性污泥膨胀，不需大量投料。污泥回流和内回流；4）在降解有机物的同时具有良好的脱氮除磷效果，具有较好的传统活性。系统产生的活性污泥比性污泥法产生的活性污泥少。
2、污泥浓度与脱氮除磷效果的关系
进水污泥符合（F/M）是污水处理厂设计和运行的重要指标。当F/M设计值加大时，NH3-N的去除效果会大大下降；当F/M值减小时，相应的NH3-N去除能力会明显提高。这主要是由于当F/M值增加时，碳化反应时间也会随之提高，而硝化反应时间则相对变少，而其反应时间对脱氮效果是造不成直接影响的。在某污水处理厂中，F/M值设定为0.06kgBOD5/（kgMLSS·d），因为它的进水浓度相对较高，且内含的微生物环境复杂，因此，COD设计为250～400mg/L，NH3-N和TP的值设计为25～40mg/L和4～8mg/L，且由于其地理位置的特殊性，在污水处理过程中还会受到海水涨潮的影响。这就要求在进水处理中必须严格控制好MLSS量，以提升循环式活性污泥法的处理能力和抗冲击力。当MLSS量不同时，其对污水厂的水处理能力就会产生直接影响。现通过三种差异化设定来进行具体的应用效果分析：（1）当污泥浓度在2500～3500mg/L，MLVSS/MLSS比值设定在40%左右时。因MLSS值的设定偏低，因此不利于出水NH3-N的有效去除，而要使NH3-N符合出水标准，如曝气时长不能延长时，则应加大DO浓度，一般设定在2.5～4.0mg/L之间即可。反之如曝气量大的过大，也会造成剪切力增强，如不及时进行处理极易使污水中的微生物絮体结构被损坏，对循环式活性污泥法应用的工艺效果产生一定的不利影响，特别是在硝化和反硝化反应过程中，DO浓度直接影响着NH3-N和HTP的去除率。（2）当污泥浓度在4000～5500mg/L，MLVSS/MLSS比值设定在45%左右时。因MLSS设定值有所提升，因而污水中的微生物数量也会随之变多，相对第一种设定则更容易分解出水出达标的NH3-N，且在实际应用中发现，这种设定DO浓度控制的成本并不高，通常在1.0～1.2mg/L之间。更为重要的是，MLSS值的增加，使系统抗异常水样和海水冲击力都有了相应提高，大大增加了体系的稳定性。而DO浓度对TP的去除率也达到了很好的效果。（3）当污泥浓度在6000～8000mg/L，MLVSS/MLSS比值设定在50%左右时。我们都知道DO的浓度低时更有利于提升污泥体系的稳固性，同时体系内的微生物絮体和结构都相对增加并趋于稳定，有利于硝化和反硝化反应及聚磷菌的繁殖。因此，DO值设定最好不大于1.0mg/L。经应用分析得出，装置在低DO浓度、高污染浓度下生产，出水NH3-N和TP两项指标都远超设定标准，取得较好的应用成效，观察可见，这种设定下的出水更