王永
徐州大众水务运营有限公司，江苏省徐州市 221000
摘要： CASS工艺作为污水处理间歇运行模式的一种，其应用虽为广泛但市场占有率并不高。本文主要通过介绍徐州市三八河污水处理厂三期的CASS工艺实际运行情况,对调试和自控运行过程的优化管理进行了探讨,供相关设计及运行管理人员参考。
关键词： CASS；中控系统；运行模式；防呆措施
引言： CASS（Cyclic-Activated-Sludge-System）周期循环活性污泥法的简称。 其在构成中,基本的结构是在序批式活性污泥法的基础上形成的一种。CASS工艺曝气池由三个反应区（选择区、次反应区和主反应区）组成。其工作过程可分为曝气、沉淀和排水三个阶段，周期循环进行。
徐州市三八河污水处理厂设计日处理总规模12万吨，分三期建设。其中一期工程设计规模3万吨/日、二期工程设计规模4万吨/日，一、二期主体工艺采用AAO工艺；三期工程于2018年3月建设,设计规模5万吨/日，主体工艺为CASS工艺，尾水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标准。其工艺流程简图如下：
进水→粗格栅→ 进水泵房→细格栅→曝气沉砂池→ CASS 池 → 转盘滤池→接触消毒池→排水
该工程自2019年3月建成并正式投运以来，经历过进水水质严重超标，及汛期水量暴涨等冲击，运行整体表现平稳，出水稳定达标。通过与三八河污水处理厂一二期工程主体采用AAO工艺比较，CASS工艺优缺点均比较明显。
1、工艺主要优点
1.1 工艺流程简单，占地面积小
CASS的核心构筑物为反应池，没有二沉池及污泥回流设备，污水处理设施布置紧凑、占地省、投资低。
1.2 生化反应推动力大
CASS工艺属理想的时间顺序上的推流式反应器，生化反应推动力较大。
1.3 沉淀效果好
CASS工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用，沉淀阶段的表面负荷比普通二次沉淀池小得多，沉淀效果较好。
1.4 运行灵活，抗冲击能力强
CASS工艺可以通过调节运行周期来适应进水量和水质的变比。当进水浓度较高时，也可通过延长曝气时间实现达标排放，达到抗冲击负荷的目的。
1.5 不易发生污泥膨胀
CASS反应池处于缺氧、好氧交替变化之中，这样的环境条件有效地抑制丝状菌的生长和繁殖，克服污泥膨胀，从而提高系统的运行稳定性。
1.6 适用范围广，适合分期建设
对大型污水处理厂而言，CASS反应池设计成多池模块组合式，单池可独立运行。如果处理水量需增加，可复制CASS反应池。
2、工艺主要缺点
2.1 控制方式较为单一
目前在实际应用中的CASS工艺基本上都是以时序控制为主的，不具有因进水水质变动宽幅调节机制。
2.2 自动化程度高，对自控系统可靠性能要求高。
2.3 对设备质量要求较高，尤其是经常启闭的电动阀门等设备。
3、运行管理上的一些探索
鉴于CASS工艺的自身特点，为了更好地发挥其优势，减少其潜在缺点带来的影响，我们在对三期工程进行调试的时候，开始尝试通过中控系统对工艺运行进行挖潜改进。
3.1 运行模式上的重新设计
三期工程共2组4格池子，原设计四个池子交替运行，基本做到连续进水和连续排水，单周期运行时长为4小时，其中进水-曝气2小时（重合）、沉淀1小时和滗水1小时。由于运行初期管网排水量不足，实际处理水量较小，仅约60%负荷。我们将运行模式改成依次进水、曝气、沉淀和滗水各1小时，仿CAST工艺运行。这样解决了低负荷运行时曝气量过剩问题，水量则通过设置提升泵的开启台数和运行频率来调整。为了便于后期运行管理，尤其是面对水量水质的较大幅度波动，即可满负荷又可极低负荷连续稳定运行的要求，通过摸索促成了一种自控模式设计的实现：实际操作中将池子的运行时序设置成1-3-2-4（1、2为Ⅰ组，3、4为Ⅱ组，它们两组对应不同的风机，单独曝气），将程序设计成每过1小时触发下一个池子周期运转（进水-曝气-沉淀-滗水，表现为1#池进水1小时后，3#池开始进水...进水动作作为一个周期的开始），这样解决了池子之间周期切换问题。其中进水时长、曝气起止时间、沉淀时间、滗水时间均可通过中控界面上对话框根据实际需要进行参数修改（曝气时间既可以和进水时间重叠也可以不重叠）。只要保证曝气时长为1小时或2小时（主要确保风机连续运转），总时间为4小时即可。这样，只需一个中控对话界面，通过设置运行参数，就可迅速平顺切换运行模式，解决不同负荷下不同水量的自动运行问题。
3.2 采取防呆措施解决设备故障时异常排水问题
CASS工艺自动化程度相对较高，运行过程中无法避免会出现电气设备故障，尤其是气、水电动阀门。设备故障直接会导致系统运行异常，更存在超标尾水排放的巨大风险。基于此，在通过时序控制设备运转的基础上，再将系统中过程仪表采集到的数据充分利用起来，与设备联动。如滗水器的动作，除滗水时长和池内液位控制外，我们将对应的CASS池内污泥浓度计关联起来，设置滗水时污泥浓度指数上限，有效规避了进气电动阀故障导致持续曝气，污泥无法沉降出水浑浊和污泥层高致出水跑泥的问题。
另外，CASS池曝气虽然为固定时长，属于模糊控制，但根据经验，池内溶解氧的峰值水平会有一个范围，我们在中控导入一个报警信号，如某池溶解氧在周期内达不到峰值，将提示采取人工干预，处理完后才可以正常滗水。这对于通过跟踪进水水质数据调整曝气量算是个补救措施。
除了出水超标风险，日常运行中，为防止设备故障导致生产事故发生，我们在三期工程自控系统里还加入了一些系统防呆措施。譬如细格栅故障堵塞会导致污水溢流，通过设置栅前液位与提升泵联动解决；尾水泵房液位过高，自动停止滗水等应急措施均通过自动控制实现。
结语：
CASS工艺的日益广泛应用，得益于自动化技术发展及在污水处理工程中的应用。整套控制系统采用现场可编程控制（PLC）与微机集中控制相结合，丰富了运行控制方式，促进现场工艺调整的便捷性。这同时也是对自控系统的完善程度提出了更高要求，和对设备质量的严苛考验。
此外，针对越来越多的污水处理企业要求更高层次的精细化管理，落实到工艺控制上，还有很长的路要走，需要更多的同行广泛而深入地研究。
参考文献
1、李宏, 张鹏, 徐学军. CASS工艺运行管理经验浅谈[J]. 西南给排水, 2012, 34(2):73-75.
2、李镇秋.污水处理厂CASS工艺的调试及运行方式
研究[J]. 环境与发展, 2018, 30(4): 58-58.