申请日2008.09.24
公开(公告)日2009.08.05
IPC分类号C02F9/14; C02F3/30; C02F1/52
摘要
本实用新型公开了一种恒水位CAST污水处理系统，所述系统包括：CAST池，用于对污水进行处理;信号采集装置，用于采集所述CAST池中污水的溶解氧和氧化还原电位信息，并将所采集的信息发送到控制装置;控制装置，用于对所述污水的处理过程进行控制。本实用新型分多次进水的运行方式与自控系统的集成，充分利用了原污水中的有机碳源，最大程度上的节省了外投碳源量，在保证出水水质的基础上节省了能源。另外本实用新型还具有工艺简单、运行成本低、均化水质、运行管理灵活、耐冲击负荷强、占地面积少和不易发生污泥膨胀等优点。
权利要求书
1、一种恒水位CAST污水处理系统，其特征在于，所述系统包 括：
CAST池，用于对污水进行处理;
信号采集装置，用于采集所述CAST池中污水的溶解氧和氧化还 原电位信息，并将所采集的信息发送到控制装置;
控制装置，用于对所述污水的处理过程进行控制。
2、如权利要求1所述的恒水位CAST污水处理系统，其特征在 于，所述信号采集装置包括：
溶解氧传感器，放置在所述CAST池内，用于采集所述CAST池 中污水的溶解氧信息;
氧化还原电位传感器，放置在所述CAST池内，用于采集所述 CAST池中污水的氧化还原电位信息。
3、如权利要求1所述的恒水位CAST污水处理系统，其特征在 于，所述控制装置包括：
进水量和进水时间控制单元，用于设定进水量和进水时间，控制 污水进入CAST池;
曝气时间控制单元，用于根据采集的溶解氧和氧化还原电位信息 控制曝气时间;
沉淀时间控制单元，用于设定沉淀时间，控制所述污水进行沉淀。
4、如权利要求3所述的恒水位CAST污水处理系统，其特征在 于，所述进水量为所述CAST池容积的四分之一，进水时间为1h。
5、如权利要求4所述的恒水位CAST污水处理系统，其特征在 于，所述曝气时间为2h。
6、如权利要求5所述的恒水位CAST污水处理系统，其特征在 于，所述沉淀时间为1h。
7、如权利要求3所述的恒水位CAST污水处理系统，其特征在 于，所述控制装置还包括活性污泥排放控制装置，用于控制剩余活性 污泥的定期排放。
8、如权利要求1至6任一项所述的恒水位CAST污水处理系统， 其特征在于，所述系统还包括预处理装置，用于对所述污水进行预处 理。
9、如权利要求8所述的恒水位CAST污水处理系统，其特征在 于，所述预处理装置包括：
格栅，用于从污水中去除较粗大悬浮物;
沉砂池，用于从污水中去除比重较大的颗粒。
说明书
一种恒水位CAST污水处理系统
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种恒水位 CAST污水处理系统。
背景技术
CAST(Cyclic Activated Sludge Technology，循环式活性污泥法) 是在常规SBR(Sequencing Batch Reactor，序批式活性污泥法)工艺 和ICEAS(Intermittent Cyclic Extended Aeration System，间歇循环延 时曝气活性污泥法)工艺基础上发展起来的。随着脱氮除磷要求的提 高，常规SBR工艺和ICEAS工艺难以满足要求，同时完全混合流态 对防止污泥膨胀不利，也影响了运行的可靠性，于是开发出CAST工 艺。
CAST反应池内分为选择区和主反应区，反应池的运行操作与 SBR类似，由进水、反应、沉淀、滗水、闲置五个阶段组成。
进水期：进水期与其它SBR工艺不同，改良的CAST法系统的 污水原水是间断流入反应池前部的选择区与从反应池后部的反应区 不断回流的污泥混合，使污泥吸收易溶性基质中的易降解部分，并促 使絮凝性微生物生长，污水在选择区厌氧状态下停留的一段时间后从 选择区与反应区隔墙下部的入口以低速流入反应区，这样避免了水力 短路。
反应期：污水进入反应区池内发生生化反应，在该阶段可以只混 合不曝气，或既混合又曝气，使污水处在反复的好氧-缺氧中，反应 期的长短一般由进水水质及所要求的处理程度而定。在反应时同时进 水，充水/曝气时间一般占每一循环周期的50%，如采用4h循环周期， 则充水/曝气为2h。
沉淀期：在此阶段反应器内混合液进行固液分离，因该阶段在完 全静止情况下进行，表面水力负荷和固体负荷低，沉淀效率高于一般 沉淀池的沉淀效率。沉淀时间一般采用1h左右，形成絮凝层，上层 为上清液，高水位时MLSS(Mixed Liquor Suspended Solids，混合液 悬浮固体物)约为3.5～4.0g/L，沉淀后的剩余污泥浓度可达7～12g/L。
排水期：当池水位升到最高水位时，沉淀阶段结束，设置在反应 池末端的表面滗水器开动，将上清液缓缓滗出池外，当池水位降到低 水位时停止滗水。
闲置期：一般设计中不设置这个阶段，但当水量和水质变化需要 调节运行周期时，可视具体情况确定是否安排。
CAST工艺通常采用4h一个周期，其中2h同时进水反应，1h沉 淀，1h滗水。在进水反应时段，池中连续曝气，但曝气量要严格控 制，确保反应时段前1h池中溶解氧小于0.5mg/L，后期溶解氧达到 2mg/L。
池首端设置生物选择器是CAST工艺的最大特点。通常采用缺 (厌)氧选择器，在生物选择的同时，还发挥脱氮除磷功能。缺(厌) 氧选择器的容积通常为主反应池容积的5%～10%，如果仅起选择器作 用取小值，如要求生物除磷则取大值。污水首先进入选择器，从主反 应区回流的污泥也同时进入，回流量一般为20%，也可根据需要适当 增大。缺(厌)氧选择器内不曝气，只搅拌，把原污水和回流污泥混 合均匀，使菌种与原污水中的有机物和氮、磷充分接触，选择器内的 溶解氧为0mg/L，为反硝化和聚磷菌超量释磷创造最佳环境。主反应 池进入沉淀、滗水阶段，选择器也同时停止进水、回流污泥和搅拌， 全池都处于静止沉降状态。由于选择器的混合液在沉淀排水时段不进 入主反应池，所以不要求整流，只要求原污水和回流污泥在选择器中 充分混合反应，在水流上不要形成短路直接进入主反应池，才能有效 发挥选择器的作用。
生物脱氮过程主要分为两部分，即通过硝化作用将氨氮转化为硝 酸盐氮，再通过反硝化技术将硝酸盐氮转化为氮气从水中逸出。传统 的污水生物脱氮技术如A/O、A2/O工艺、其运行过程的可控性较差， 且氮的去除率很难达到80%以上。传统的CAST工艺单池是间歇进水 间歇出水，滗水之后出水标高与进水时的标高存在高差ΔH，一般为 1～2m，由于该变水头存在，使得前阶段的提升高度增大。同时由于 氧转移效率与水深有关，水深越深，氧转移效率越高。CAST池内水 深逐渐加大，氧转移效率也是逐渐增大，而恒水位CAST工艺的反应 池内水位始终恒定，因此氧转移效率也稳定。从这两方面比较，恒水 位CAST工艺的能耗比CAST工艺省。此外传统CAST工艺虽然可控 性好，脱氮效果好，但存在着运行操作繁琐、自动化程度要求高的缺 点，并且传统CAST工艺在反硝化过程中需要投加碳源。要达到深度 脱氮的目的需增加运行费用。
实用新型内容
本实用新型要解决的问题是提供一种恒水位CAST污水处理系 统，充分利用原污水中的有机物作为反硝化碳源进行反硝化，并通过 实时过程控制合理分配每一阶段硝化、反硝化的时间，能够在节省运 行费用的条件下达到深度脱氮的目的。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案提供一种恒水位CAST 污水处理系统，所述系统包括：
CAST池，用于对污水进行处理;
信号采集装置，用于采集所述CAST池中污水的溶解氧和氧化还 原电位信息，并将所采集的信息发送到控制装置;
控制装置，用于对所述污水的处理过程进行控制。
其中，所述信号采集装置包括：
溶解氧传感器，放置在所述CAST池内，用于采集所述CAST池 中污水的溶解氧信息;
氧化还原电位传感器，放置在所述CAST池内，用于采集所述 CAST池中污水的氧化还原电位信息。
其中，所述控制装置包括：
进水量和进水时间控制单元，用于设定进水量和进水时间，控制 污水进入CAST池;
曝气时间控制单元，用于根据采集的溶解氧和氧化还原电位信息 控制曝气时间;
沉淀时间控制单元，用于设定沉淀时间，控制所述污水进行沉淀。
其中，所述进水量为所述CAST池容积的四分之一，进水时间为 1h。
其中，所述曝气时间为2h。
其中，所述沉淀时间为1h。
其中，所述系统还包括活性污泥排放装置，用于定期排放剩余的 活性污泥。
其中，所述系统还包括预处理装置，用于对所述污水进行预处理。
其中，所述预处理装置包括：
格栅，用于去除污水中可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬 浮物，并保证后续处理设施能够正常运行;
沉砂池，用于去除污水中砂子、煤渣等比重较大的颗粒，以免这 些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。
与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有如下优点：
(1)处理效率高、运行稳定：相对于传统CAST工艺而言，恒 水位CAST工艺具有高效稳定的除磷脱氮效果。分多次进水的运行方 式与自控系统的集成，充分利用了原污水中的有机碳源，最大程度上 的节省了外投碳源量。
(2)采用自控策略控制生物脱氮过程中的好氧曝气时间，从根 本上解决了曝气时间不足所引起的硝化不完全或曝气时间过长所带 来的运行成本的提高和能源的浪费。并且能够根据原水水质水量的变 化实时控制各个生化反应所需投加的药剂量、反应时间，实现具有智 能化的控制，保证出水水质的前提下降低成本。
(3)节能：CAST工艺单池是间歇进水间歇出水，滗水之后出 水标高与进水时的标高存在高差ΔH，一般为1～2m，由于该变水头 存在，使得前阶段的提升高度增大。同时由于氧转移效率与水深有关， 水深越深，氧转移效率越高。CAST池内水深逐渐加大，氧转移效率 也是逐渐增大，而恒水位CAST工艺的反应池内水位始终恒定，因此 氧转移效率也稳定。从这两方面比较，恒水位CAST工艺的能耗比 CAST工艺省。
(4)占地面积小：相对A2/O工艺而言，采用恒水位CAST工艺 处理污水的污水处理厂占地面积小，不另建初沉池、二沉池和回流泵 站。占地面积的减少直接导致工程总投资的减少，一是土地征用费用 减少，二是地基处理费用减少。
(5)运行灵活：恒水位CAST工艺分为进水/排水/沉淀、反应、 沉淀三个阶段，进水、沉淀、排水同时进行，这个阶段持续时间为 1h，在这个过程中有同步硝化反硝化的产生。同时该工艺根据实际需 要可以对以下参数进行调整：1)充水比;2)曝气时间;3)沉淀时 间;4)反应周期;5)气量;其可以根据来水中BOD5、TN、TP的 情况调整运行状态，改善运行效果，降低能量消耗。
(6)维护简便：恒水位CAST工艺的出水通过空气堰滗水器， 常动部件是空气管上的电动阀;SBR工艺的出水通过摇臂式、套筒式 和虹吸式滗水器，常动部件是整个滗水器;A2/O工艺的二沉池有刮 吸泥机，常动部件也是整个刮吸泥机，还包括回流设施。因此，在设 备维护方面，恒水位CAST工艺要简单得多。
(7)整个工艺由自控系统完成，管理操作方便，费用低、耐冲 击负荷强和不易发生污泥膨胀。
