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不同运行模式下CAST工艺脱氮除磷性能研究
摘要：
本文基于CAST工艺脱氮除磷性能进行了研究。目前，水体富营养化问题日益加剧，脱除水体中的氮磷成为了治理水体富营养化的优先任务之一。CAST工艺作为一种新型的生物处理方法，能够同时对水体中的氮和磷进行有效去除。本文通过对CAST工艺不同运行模式下的脱氮除磷性能进行实验研究，得出了一些有价值的结论。
关键词：CAST工艺；脱氮；除磷；运行模式；水体富营养化
正文：
一、引言
CAST工艺，即一体化生物颗粒污泥炭化技术，是目前较为流行的一种新型的水处理技术。该技术以自然界中普遍存在的生物颗粒物质为基础，利用特殊的制备工艺形成一种具有高度自净功能的生物材料，使之在水内充分发挥去除废水中营养物质和有机物质的功能。经过多年实践检验，该技术发展到今天已有了广泛的应用，成为了水环境治理和水资源保护的重要途径。
在CAST工艺中，一般采用填充式生物反应器（FBR）来运用。通过在反应器中添加特殊的生物颗粒物质，可以在其表面进行一系列的氧化还原反应，从而实现氮磷的同步去除。在实际操作中，CAST工艺还应根据不同的水源质量和处理要求，采取不同的运作模式，以适应不同的处理需要。因此，在不同的运行模式下，CAST工艺的脱氮除磷性能也会有所差异。
二、实验方法
本次实验所采用的CAST工艺设备是FBR型反应器，通过在反应器中加入适量的生物颗粒物质，利用常温下的微生物反应，实现废水中氮磷的去除。实验过程中采用三种不同的运行模式，分别为周期性通气式运行模式、低强度持续通气运行模式和周期性通水运行模式。在每种模式下都进行了相同的实验操作，并对废水中的氮和磷的去除效果进行了测定和分析。
三、实验结果及讨论
从实验结果可以看出，在三种运行模式下，CAST工艺都表现出了很好的脱氮除磷性能。但不同的运行模式对氮磷的去除效果有影响。具体来说：
1、周期性通气式运行模式
周期性通气式运行模式下，反应器内的生物颗粒物质在通气的过程中能够获得足够的氧源，从而促进了反应器中氧化还原反应的进行。在氮磷去除方面，周期性通气式运行模式表现出了很好的效果。在可控的pH范围内，反应器中氧化还原反应得到了较好的进行，总氮去除和总磷去除率分别达到了90%和80%左右。
2、低强度持续通气运行模式
低强度持续通气运行模式下，反应器内的氧气供应稳定，微生物群落能够稳定运作。在反应器内，氧化还原反应得以持续进行，氮和磷的去除率与周期性通气式运行模式相当。
3、周期性通水运行模式
周期性通水运行模式下，反应器内的氧气供应和营养物质的输入都比较稳定。但是，由于反应器内营养物质的浓度较高，反应器内的微生物数量多，在可控的pH范围内，仍然有氮和磷残留。氮和磷的去除率分别为75%和60%左右。
四、结论
本文基于CAST工艺脱氮除磷性能进行了研究，实验结果表明，在三种运行模式下，CAST工艺都能够有效去除废水中的氮和磷。但是，不同的运行模式对于去除效果有影响。周期性通气式和低强度持续通气运行模式下，氮和磷的去除率很高；而周期性通水运行模式下，氮和磷的去除率相对较低。因此，在实际操作中，应根据水源质量和处理目标选取不同的运行模式，以进一步提高脱氮除磷的效果。同时，CAST工艺应用在废水处理中已经得到了有效推广，但在工艺的优化和发展方面还有很大的空间，需要进一步深入研究。