涂翔
武汉天河国际机场动力能源保障部 湖北 武汉 430000
摘要：CASS工艺是循环式活性污泥法(CyclicActivatedSludgeSystem)的简称，它是在SBR序列间歇式活性污泥法工艺的基础上，增加了预反应区，从而大大提高了SBR工艺的可靠性及效率。因此本文就上述论点浅析某厂CASS工艺自控调试运行相关应用实例，具体见下文：
关键词：CASS工艺;运行周期;间歇运行;连续运行;自控组态;
引言
CASS工艺是目前国内中小型污水处理规模的工艺选项，其应用系统案例分析较少本文主要仅针对工艺中连续运行应用调试内容的介绍和分析工艺控制稳定运行调试所需条件以及自控部分。
1.主要工艺简介：
1.1CASS工艺的特色
CASS工艺可同步进行硝化和反硝化。CASS工艺可实现对磷的去除。
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图1CASS工艺池图
1.2某厂采用CASS工艺设计
（未考虑污泥处置情形）工艺设计内容：根据所选用污水处理工艺，本工程采用工艺流程见下图：
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图2工艺流程设计
主要工艺池CASS池包括：CASS池分为3个区，分别为：选择区、接触区和反应区，共4座CASS池。每座工艺尺寸：26.3m×10.0m×5.0m，有效水深4.5m，由于水池较宽，不适合采用可提升曝气装置，拟采用微孔曝气。参考设计参数：设计流量：6000m3/d运行周期：6h[其中进水1.5小时，曝气3小时（进水0.5小时后开始曝气），沉淀1.5小时，滗水（闲置）1小时]水力停留时间：12h污泥回流比：20～50%设计水温：最低15℃，最高30℃污泥龄：18d污泥浓度：4000mg/L污泥负荷：0.13kgBOD5/kgMLSS·d充水比：0.33主要设备及参数（以一座池计）①旋转式滗水器数量1台，滗水能力500m3/h，滗水高度1.5～2.5m配备功率0.75kW；微孔曝气盘；数量250个；规格尺寸9″；单盘供风量0～3m3/h；充氧率25％～35％；服务面积；0.6～6个/m2。
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图3微孔曝气盘
回流污泥泵数量6台，流量50.0m3/h.扬程7.0m④剩余污泥泵数量6台，流量40.0m3/h.扬程15.0m⑤潜水搅拌机数量12台，配备功率2.2kW；设计参考运行方式：根据设定程序，间歇运行，通过CASS池的溶解氧调节曝气量的大小，溶解氧控制在2.0mg/L左右；选择区的潜水搅拌机在进水和污泥回流时运行，保持污泥悬浮、混合；污泥回流泵与进水的同步运行。
2.生产工艺自控调试运行应用的方法
活性污泥的类型包括：黄褐色（或铁红色）絮绒状颗粒，一般直径有0.02-2mm，含水率99.2%-99.8%，密度因含水率不同而不同，一般在1.002-1.006g/cm3范围内，比表面积大，大约20-100cm2/mL。
3.常用检测指标判断值
活性污泥一般稳定值在20%-30%之间。静置1小时后，在温度、溶解氧值处于动态平衡值时，该指标会趋于稳定。
4.常用控制微生物数量指标
溶解氧（DO）及溶解氧消耗速率：活性污泥系统曝气池中的溶解氧浓度一般要维持在2－4mg/L，不宜低于1mg/L。曝气池可根据池形不同需区分厌氧区、有氧区、混合区及底角区（主要指曝气布管交叉未涉及区域和接近进出水设备的交叉区域以及水面池边缘角点有氧区无法供给部分）；人工采样和固定仪器采样的不同，以SBR间歇工艺为例，人工采样多采用曝气开启一段时间后采样在有氧区水面以下50-60公分；（由于池面大部分未铺设桥架，采样区域多集中在工艺池周边区域或者进出水区域），获得数值更易判断厌氧DO值。
5.菌种培养与驯化
5.1菌种驯化的适应期
理论方法：投配比F/M（kgBOD或COD/kgMLSS·d）可通过调整F/M的值来使活性污泥停留在我们需要的阶段。
5.2活性污泥的培养驯化的方法：
（1）本工艺采用的活性污泥的培养
间歇培养法：接种同类处理厂的污泥和大粪来加快培养速度。将污水引入曝气池单池50~70%，曝气一段时间（4~6h），再静置2~2.5h，排水30％左右，再进水重复操作。
（2）药品投放系统
需要有药品投放的设备与设施；如：药品投放厂房；药品投放专业设备和储存药品的箱、桶等；其中，药品投放专业设备以本工艺为例：参考设计A样：一体化加药装置；数量2套；制备能力Q=1000L/h；整机功率N=2.8kW；计量泵；数量4台；流量范围100～1000L/h；功率0.75kW；
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参考改造设计B样：计量泵；数量2台GB0600、Q600L/S、H70m、N0.55KW、承插连接，含安全阀、背压阀、脉冲阻尼器等配套阀件；超声波液位计2台UTG-2000,量程0-5m,带4-20mA信号输出；搅拌装置碳钢防腐4台；Y型过滤器De32，UPVC2个；转子流量计De32，0-1000L/S，UPVC；1个。
(2)药品本身的多样性和储藏条件及保存的问题
常规药品：酸类物质；面粉（小麦）；碱类物质；甲醛；次氯酸钠；盐酸；PAC；PAM等；采购成本及限制条件：批量采购生产、运输、储存、成本等；药品存放的储藏环境和使用期限要求；
6.主要设备类的使用方法：
6.1主要机械设备
包括旋转式滗水器、搅拌器、潜污泵、砂水分离器、粗细格栅设备、罗茨鼓风机等。
①采用旋转式（浮筒推杆式）滗水器优点：可变频控制；设备生产成本较低；易安装固定；②采用搅拌器的优点;水力混合时间加快；提高有氧曝气扩散区域，能减少有氧区中厌氧局部点；减少排泥管道周边的阻力；增加控制系统的点位；缺点；两侧布置易于维护不利于水面中心区域搅动；单面朝向机械转动人工调节周期长；电机功率需定制调整适应设计值；
③采用潜污泵的优点：增加排泥/回流；
排泥量通过污泥沉降比来控制。一般的，在温度较低的冬春季节，污泥龄控制在15d；在温度较高的夏秋季节，污泥龄控制在12d。
6.2电子低压模拟设备
（相对于自控数字设备）性能、故障率及其报警特点等目前国内低压配电柜柜机多为国产组装、热继、辅助、触电器、闭合开关多为进口或合资产品。
6.3常规电子设备
优点：成本可控、更换组装配件易、线路清晰；缺点：通用性差，部分设计自控产品与主自控不兼容，数据不匹配、稳定性差、表现为零配件出现故障，没有备用选项，导致主设备停用，报警方式多集中在热继吸合故障选项对于其他配件故障无法产生报警效果。
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图6梯形图（LAD）
优点：可以将现场所有设备运行状态及现场仪器仪表数据统一汇集到上位机监控组态软件界面。同时将工艺流程更加清晰展示。实现在上位机上操作就能控制现场设备运行状况。同时可以将数据统一收集并保存
缺点：数据导出过于繁琐，由于数据记录采用每秒记录一次，一次性最多只能导出600条记录。界面太小，不能将所有设备的运行状况同时显示在同一界面。设备报警记录和提示记录不能分开记录。操作界面色调单一只有平面效果界面，无3D效果。
6.4自动化数据采集数据分析软件
包括大数据采集、大数据的储存和数据分析方式、大数据的安全等；现场所有数据通过PLC上传到上位机中，组态软件则通过读取上位机中PLC数据库。将数据统一显示。通过每一秒的数据读取，将数据反映在组态软件的坐标轴上。组态软件上所有数据的导出及显示，必须在用户登录的情况下才能完成。
6.5自动化报警
现场报警方式和报警点输出、报警数据的传送、集中报警的报警来源（配电报警和机械设备报警）报警方式和处理特点、报警自检等
现场报警方式有通过设备热继电器的通断来实现，罗茨鼓风机，变频送水泵则通过电柜中ABB变频器的综合故障报警来实现，工频送水泵则通过电柜中软起来实现故障报警。现场东方泵业污水提升泵则通过厂家自带的综合故障报警器实现报警。所有现场报警点通过接入PLC中，将报警信号传进上位机。组态软件通过PLC数据库，在界面中显示报警信号。通过组态软件的报警设置将数据库中报警信号点编辑声音报警弹窗提示及自动记录报警信息来实现最后的界面显示。
结语
综上所述，初步实现自控运行目标；自动化运行控制范围达到90%以上；自动化调试正常运行时间达到1年以上；自动化运行适时调整可满足工艺调整；自动化运行中的不足：菌种培养的监测各项指标复杂，判断难点多；菌种驯化的适应期无法通过自控来提前判断只能通过人为调整设定后再切换至自控调整对专业人员专业技术和经验要求高；监控组态软件缺点：数据导出过于繁琐，由于数据记录采用每秒记录一次，一次性最多只能导出600条记录。
界面太小，不能将所有设备的运行状况同时显示在同一界面。设备报警记录和提示记录不能分开记录。操作界面色调单一只有平面效果界面，无3D效果；药剂投放半自动化控制的原因，系统无法做到对药品的识别，选择，投放量，投放时间的精确控制，没有及时反馈出水效果的设备；工艺控制调整中难点；排泥的难点；自动化报警问题汇总：电子低压模拟设备（相对于自控数字设备）通用性差，部分设计自控产品与主自控不兼容，数据不匹配、稳定性差、表现为零配件出现故障，没有备用选项，导致主设备停用，报警方式多集中在热继吸合故障选项对于其他配件故障无法产生报警效果；
参考文献：
[1]《中华人民共和国环境保护法》1989年12月26日
[2]《中华人民共和国水污染防治法》1996年5月15日
[3]《建设项目环境保护管理条例》国务院令第253号1998年11月
[4]《关于进一步做好建设项目环境管理工作的几点意见》国家环保局环监（93）第015号
[5]?《室外排水设计规范》(GB50014-2006)（2011年版）。
[6]?《城市排水工程规划规范》（GB50138-2000）。
[7]?《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）。
以及国家、地方现行的其它有关法律、法规和规范。