随着经济和社会的发展，中国水污染问题也日益加重，这引起了人们对中国水资源的担忧。而今中国经济发展要求必须加强污水的处理工作，国家也实施了一系列措施来解决水污染问题。三峡库区区经济欠发达、水环境保护要求高、城市污水处理厂运行负荷率低，这些特点使得城市污水处理变得更加困难。CAST工艺是SBR的一种变体，其具有很多优点，如占地面积小，无需设置初沉池和二沉池，自动化控制水平高，对氮和磷去除效果也较好。由于其自身的优点在库区污水处理事业中将会占有很大的应用前景。本课题来源于国家“水体污染控制与治理科技重大专项”三峡项目中课题二“三峡库区城市污水处理厂功能提升与污泥处理处置技术研究与综合示范”的子课题“三峡库区城市污水处理厂典型工艺功能提升调控技术研究与示范”的专题三：城市污水厂CASS工艺功能提升调控技术研究（课题编号：2009ZX07315－002－01－003）。本课题从CAST工艺进水有机物与总氮异常着手，以期得到进水异常条件下最优调控策略。研究在对李家沱污水处理厂CAST工艺实际运行情况进行调研的基础上，得到关于工艺的基本运行参数，进出水水质特性，并对进水水质分析，发现污水处理厂进水水质波动很大。因此本课题在适当的时候提出，很有必要性。利用置于李家沱污水厂的CAST工艺的中试装置，及在中试装置上安装的pH，DO，ORP等在线监测仪器，通过PLC对反应器进行自动控制。中试实验从模型的建立，反应器的定制，安装，投入运行，污泥培养训化，无冲击正常工况运行到进水有机物与总氮异常冲击进行了系统而深入的研究。通过对CAST几处关键调控参数进行调整（充水比，回流比），对中试实验数据的分析得到出水效果与调控因子之间的方程关系，得出在进水水质异常时水厂正常运行四小时最优运行方案，随后又提出基于六小时模式的研究，并在中试模型上对提出的六小时模式进行实践，经过析因实验分析得到出水效果与调控因子之间的方程关系，最终得到在水质冲击条件下的最优调控方案。四小时模式为水厂正常运行的模式，在有冲击进入时首先就得通过这种模式的处理，很有研究的必要性。其具体为：进水/曝气2h，沉淀1h，排水1h。在四小时模式下，出水水质与其调控因子之间的方程关系为，进水受有机物冲进时实际因子的回归方程表达式为：出水CODcr（mg/L）=-221.3+7.3×A+8.1×B-0.2A×B，式中：A―回流比×100（30、50或70）；B―充水比×100（15、25或35）；进水受总氮冲击时实际因子的回归方程表达式为：TN（mg/L）=29.4+78.4×A-26.7×B，式中：A―（0.15、0.25或0.35）；B―充水比回流比（0.30、0.50或0.70）。六小时模式是在通过析因实验分析了四小时模式时进水水质异常情况下，而提出的调控模式，六小时模式为：进水(1h)、进水/曝气(2h)、微曝气(1h)、沉淀(1h)、滗水(1h)。六小时模式下进水受有机物冲击时实际因子的回归方程表达式为：出水CODcr（mg/L）=-118.85+214.3×A+589.8×B-965.1A×B，式中：A―充水比（0.30、0.50或0.70）；B―回流比（0.15、0.25或0.35）；进水受总氮冲击时出水TN（mg/L）=9.35+30.59×A+25.71×B-98.11A×B，式中：A―回流比（0.30、0.50或0.70）；B―充水比（0.15、0.25或0.35）。研究结果显示在应对进水冲击时，通过降低充水比和提高回流比可以显著地降低冲击负荷对于CAST工艺出水水质的影响，充水比主效应明显强于回流比。在污水处理厂受有机物水质冲击时采用四小时应急模式即可达标排放，如进水受总氮冲击时采用六小时调控模式。但此调节策略需考虑污水厂的实时进水流量和污泥回流设备的工况，并结合曝气系统的工作模式，以获得最佳的综合调控效果。