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目前，我国许多城镇生活污水碳源很低，导致现有的污水处理厂不能稳定运行，出水总氮很难达标。CAST工艺是一种SBR改进工艺，因其脱氮除磷能力强，占地面积小，抗冲击负荷能力强，不易发生污泥膨胀等诸多优势，近年来在我国应用广泛。但CAST工艺不适合处理碳源很低的污水，低碳源的污水会使CAST工艺脱氮能力下降。当今，针对处理低碳源污水尤其是碳源很低（COD<150mg/L）的污水处理技术研究较少，本课题开发了一种新型的CAST改良工艺——复合型CAST工艺，其特点在于将悬浮污泥和附着污泥融合一体，课题研究的目的在于对某低碳源污水处理厂的原有CAST工艺进行改造升级，同时，也为其他低碳源污水处理厂CAST工艺改造提供参考。本课题以某县低碳源的生活污水为处理对象，进行中试试验，针对复合型CAST工艺的启动、运行条件的优化和处理效能等方面进行研究，研究的主要成果简述如下：复合型CAST工艺启动采用污泥接种启动法，经过30天的污泥培养驯化，悬浮污泥浓度1600mg/L左右，填料挂膜较好，形成2mm左右的生物膜，系统出水COD在45mg/L左右，氨氮在1.5mg/L左右，总氮在8.5mg/L左右，总磷在0.4mg/L左右，系统启动阶段完成。复合型CAST工艺最佳运行工况：进水1h，曝气1.5h，沉淀1h，滗水0.5h；最佳污泥回流比为20%；最佳曝气方式：曝气阶段前30min，控制DO在2-3mg/L，曝气阶段中间30min，控制DO在1-2mg/L，曝气阶段后30min，控制DO<0.5mg/L。采暖期和非采暖期在最佳运行条件下，复合型CAST工艺出水COD、氨氮、总氮、总磷和SS均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准，复合型CAST工艺处理低碳源污水脱氮能力强，其脱氮机理是传统硝化反硝化与同步硝化反硝化相结合的脱氮模式，并且同步硝化反硝化途径占优。此外，复合型CAST工艺应用于某污水处理厂工艺改造有很好的经济效益。