中国科技期刊数据库 工业 A 2017 年 2 月 06 77 CAST 工艺在污水处理中应用的现状及对策 李鑫鹏 重庆钢铁股份有限公司安全环保部，重庆 摘要：CAST 工艺（循环活性污泥法）被认为是国内外先进的废水工艺之一。本文简要介绍了 CAST 的工艺流程及其在国内外的应用和发展前景，从理论和实际调控中分析了该工艺的技术特点、影响因素，存在的问题并提出了改进措施。 关键词：污水处理；CAST 工艺；脱氮除磷 中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1671-5799（2017)02-0077-03 CAST 工艺是一种循环式活性污泥技术，由美国的 于上世纪 80 年代中后期将生物选择器与序批式活性污泥法工艺有机结合而发明。它是 SBR 工艺的一种变型，因其投资和运行费用低，能有效的防止污泥膨胀以及进行脱氮除磷，被认为是国内外先进工艺之一，在国内外越来越受关注。本文通过收集资料法对 CAST 工艺的运行机制、影响因素及其国内外应用和发展状况进行了调查，并结合作者在污水厂工作的经验，分析了该工艺存在的问题并提出了相应对策。 1 1 T CAST 工艺 流程及特点 1 1T .1 CAST 工艺流程 CAST 工艺集初沉、曝气、二沉等工艺于一体， 系统是一个间歇式反应器， 在此反应器中，活性污泥法过程按曝气与非曝气阶段不断重复进行，将生物反应过程和泥水分离过程集中在一个池子中进行，废水按一定的周期和阶段得到处理。

每个循环由进水段、曝气段、沉淀段、撇水段、闲置段组成。CAST 系统一般至少设 2 个池子，使整个系统能接纳连续的进水，在设有 4 个池子的 CAST 系统中，通过选择各个池子的循环过程可以产生连续的进出水。每个 CAST 池由三个区域组成， 即生物选择区、预反应区和主反应区。生物选择区设置的最基本功能是防止污泥膨胀， 在生物选择区中，废水中溶解性有机物质通过酶反应机理而迅速被颗粒污泥吸附去除， 回流污泥中的硝酸盐可在此选择区中得以反硝化； 预反应区微量曝气， 基本处于缺氧状态， 有机物在此反应区内得到初步降解， 同时也可去除部分硝态氮； 主反应区为好氧曝气区， 是降解有机物的主要场所，同时也起反硝化作用[1] 。 T 1.2 CAST 工艺 的特点 1.2.1 造价低，占地少 CAST 工艺省去了常规的初沉池、二沉池及污泥回流泵房等，与普通曝气发节省占地面积 30%，节省投资 20%以上[2] 。 1.2.2 耐冲击负荷能力强 首先，CAST 工艺的反应器为间歇进水、排水，本身就耐冲击负荷；其次，主反应池可变容积，污水逐渐进入池中，并在池中呈现完全混合状态，使工艺能较好地缓冲进水水量和水质的波动；再次，生物选择区对进水基质的快速吸附和吸收作用，很大程度上可降低进水负荷的波动对 CAST 主反应区的影响[1] 。

1.2.3 能有效防止污泥膨胀 生物选择器应用生物竞争机制，选择性地发展菌胶团细菌，有效地抑制丝状菌的生长和繁殖，改善污泥沉降性能，可避免污泥膨胀问题出现。该工艺的污泥产生量较小，沉淀过程在静止环境中进行，无污泥上浮现象[1] 。 1.2.4 生物除磷功能显著 在生物选择区的厌氧环境中，聚磷菌完成厌氧放磷，同时大量吸附和吸收易降解溶解性有机物，为后续的好氧放磷储存大量的营养物质。在主反应区的好氧环境中，聚磷菌完成好氧吸磷。而 CAST 工艺的曝气一非曝气运行方式使得污泥反复经历好氧一缺氧一厌氧的过程，这对聚磷菌的生长是十分有益的，只要适当控制 DO 浓度，即可获得良好的除磷效果[3] 。 1.2.5 同步硝化和反硝化高效 CAST 系统的一个重要特性是在工艺过程中不设缺氧混合阶段的条件下，高效地同步硝化和反硝化。在污水处理过程中，CAST 系统首先由生物选择器的选择功能筛选出絮凝性污泥， 只要控制系统的供氧强度以及曝气池中溶解氧的浓度（DO 为 0～2.5 mg/L），使溶解氧不足以穿透污泥絮体，这样在污泥絮凝体表面形成好氧环境，在絮凝体内部造成缺氧微环境，实现硝化和反硝化同步进行，从而深度脱氮。

对于传统活性污泥法而言，如需反硝化，则必须增设缺氧段，同时增设内回流系统，而 CAST 工艺却可以在一个池子内同时完成硝化反硝化，大大简化了工艺流程，节省了占地面积。 1.2.6 运行管理简单，运行费用低 CAST 工艺采用高效率曝气系统且无需进行大量污泥回流和内回流，能耗较低；自动化程度高，管理方便，脱氮除磷不需要另加药剂，运行费用省 25%左右。 1.2.7 模块结构，容易改扩建 CAST 系统采用组合模块结构，布局紧凑，分期建设和该扩建方便。当需扩大规模时，只需增加 CAST 池单元，无需对整个系统进程较大改动。 2 T CAST 工艺在国内外的应用研究现状 及发展前景 2.1 T CAST 工艺在国外的应用 CAST 工艺从研发成功至今，由于其投资和运行费用低、处理性能高，并以其优异的脱氮除磷功能而得到越来越多的重视。该技术已广泛应用于德国、英国、北美、亚洲部分地区和澳大利亚等地区的城市污水和多种工业废水处理工程中。目前，在世界上己建成的 300 余座采用 CAST 工艺的污处理厂中，有 200 多座处理城市生活污水[4] 。如澳大利亚的 污水处理厂（10 万 m3 /d)，Black Rock 污水处理厂（21 万 m3 /d)和美国的 污水处理厂（4.7 万 m 3 /d)、（5 万 m3 /d)污水处理厂等。

比较著名的泰国曼谷市污水处理厂，处理规模 20×l04 m 3 /d，其 CAST 工艺布置异常紧凑，按模块化设计，占地仅为 150×150m2 ，其处理效果相当明显。 2 2T .2 CAST 工艺在国内 废水处理中 的应用 国内对 CAST 的研究和应用从 90 年代开始，近年来也被逐步应用于我国的工业废水和城市污水处理。但是，在我国污水处理设施中 CAST 工艺被采用比例不高。根据我国在建及已建城市污水处理厂情况的统计资料，截至到 2008 年 3月底，我国污水处理设施已投产总数为 1321 座，在建污水