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低碳源城镇污水存在污泥培养困难、活性污泥浓度低、脱氮除磷效果差、运行难度大等问题，对其有效处理一直是城镇污水处理的难点之一。CAST工艺是SBR的工艺的变形，其在国内外的应用十分广泛，具有运行灵活、占地面积小、抗污泥膨胀等特点。某县生活污水的COD浓度很低，属典型的低碳源城镇污水。该县污水处理厂采用以CAST工艺为主的处理工艺，污水处理厂投入使用后，因COD浓度偏低，存在着污泥培养困难、一直未能稳定运行、出水不达标的问题。本课题针对低碳源城镇污水的特点及该厂的污水处理工艺现状，在原CAST工艺的基础上，结合现有CAST工艺存在的问题，提出了采用复合型CAST的工艺改造方案，改造方案实施后，出水水质稳定达标，吨水成本显著降低，该改造工程对低碳源城镇污水的有效处理具有示范作用。本研究对该城镇所排污水进行了详细的水质、水量及污水排放规律的调研，并针对低碳源城镇污水处理厂运行中污泥培养困难的问题，研究通过采用接种活性污泥现场培养的方法，实现了复合型CAST工艺的快速启动，并达到了较稳定的污泥量及较高的污泥活性；对于COD仅为115mg/L左右的低碳源城镇污水，为保证污水厂的稳定运行，本研究采用了了间歇曝气法，并通过调控曝气时间，有效的控制反应区DO浓度的增速；通过对复合型CAST反应池污泥回流比的调控，提高了复合型CAST反应池脱氮除磷效率，出水水质显著提高；鉴于污水处理厂进水COD偏低，污泥生长缓慢、污泥产率较低的特点，通过对污泥龄的调控，进而控制污泥排放量，使复合型CAST反应池内保持适当的污泥浓度。对该污水厂各项污染物的去除效果做了全面的分析，结果表明，改造后的复合型CAST工艺，当DO浓度在3-4mg/L，污泥回流量为20%的时候，各污染物均具有较高的污染物去除率，脱氮与除磷效率大大提高，出水各污染物指标均可稳定达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级B标准。在低碳源的污水处理厂改造并稳定运行的过程中，根据进水水质特点取消了原化学除磷辅助工艺，同时由于排泥量降低等原因，运行成本进一步降低。其成功改造，使复合型CAST工艺为低碳源城镇污水的有效处理提供了技术支撑。