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CAST工艺(Cyclic Activated Sludge Technology)是基于SBR的技术特点,结合生物选择原理开发的一种新型工艺。由于该工艺能为同步硝化反硝化(SND)提供有利工艺条件而实现高效脱氮,因此不仅具有良好去除有机物和氮、磷的巨大的功能,而且具有流程短、效率高、占地省的突出特点。本文进行了CAST工艺的试验研究。通过静态试验,寻找到最佳水力停留时间(HRT)为6h,确定整个周期为8h。在静态试验基础上,改变主要影响因子C/N、MLSS和DO的不同水平,进行了平行试验和三因素,三水平的正交试验;得出显著性因子顺序为DO、C/N、MLSS并确定了最佳工艺参数水平。结合正交试验结果,进行了粪水模拟试验,结果为:当进水COD在800～1200mg/L,氨氮在高浓度水平的85～120mg/L即系统内氨氮容积负荷在0.086～0.12 kgNH3-N/(m3·d)范围时,氨氮去除率达到80%以上,亚硝态氮和硝态氮积累率较低,系统总氮平均去除率稳定在75%以上,说明CAST工艺的SND对氨氮、总氮的去除效果均非常好。碱度试验说明SND有利于降低系统内碱度的投加量。不同DO下的污泥沉降性能分析, SVI值在85～158ml/g,表明CAST工艺能较好克服污泥膨胀。通过分析,进一步提出了CAST工艺实现SND脱氮的两种形式的设想,一是在脉冲进水的方式中,由于进水强度小,能避免高COD碳氧化对氨氮硝化作用的抑制;在氨氮被氧化后,又能不断为反硝化提供碳源,使反硝化反应在低DO下成为可能。二是在生物选择阶段,絮状菌成为了优势菌种,使有机物被絮状菌大量吸附存储,缓解了碳氧化菌和硝化菌间的竞争性抑制,存储的有机物又为反硝化提供了碳源。对以上设想本研究通过试验进行了初步的证实。本研究对CAST工艺同步硝化反硝化(SND)处理高COD高氨氮污水进行了的有益的探索;为该工艺在小型分散点源污水处理中的实际应用奠定了基础;并在实验的基础上,丰富了CAST工艺脱氮机理研究。