CASS工艺设计方法

1、1.1计算BODN亏泥负荷NsBODN亏泥负荷是CASS工艺的主要设计参数，其计算公式为:刀1式中：Ns BOD-亏泥负荷，kgBOD5/(kgMLSSd)，生活污水取0.050.1kgBO凶(kgMLSS d)，工业废水需参考相关资料或通过试验确定；K2有机基质降解速率常数，L/(mg d);Se混合液中残存的有机物浓度，mg/L ;n有机质降解率，;?混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值，一般在生活污水中，？ = 0.75。2式中：MLVS混合液挥发性悬浮固体浓度，mg/L;MLSS混合液悬浮固体浓度，mg/L ;1.2 CASS也容积计算CASS也容积采用BOD污泥负荷进展计

2、算，计算公式为：式中：V CASS池总有效容积，m3;Q污水日流量，m3/d ;Sa、Se进水有机物浓度和混合液中残存的有机物浓度，mg/L ;X混合液污泥浓度MLSS，mg/L ;NsBODN亏泥负荷，kgBOD/(kgMLSS d);?混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值。1.3容积校核CASS也的有效容积由变动容积和固定容积组成。变动容积Vi指池设计最高水位和滗水器排放最低水位之间的容积；固定容积由两局部组成，一局部是平安容积V2，指滗水水位和泥面之间的容积， 平安容积由防止滗水时污泥流失的最小平安距离决定；另一局部是污泥沉淀浓缩容积V3，指沉淀时活性污泥最高泥面至池底之间的

3、容积。CASS池总的有效容积：V= nixVi+ V2 + V3 4式中：V CASS池总有效容积，m3;Vi-变动容积，m3；V2-平安容积，m3；V3-污泥沉淀浓缩容积， m3；ni-CASS池个数。设池最高液位为 H一般取35m丨，H由三个局部组成：H=Hi+ H2 + H3 5式中：Hi 池设计最高水位和滗水器排放最低水位之间的高度，m；H2滗水水位和泥面之间的平安距离，一般取i.52.0m ；H3-滗水完毕时泥面的高度，m ；其中:w -Q"1% k x A 6式中：A单个CASS池平面面积，m2 ；n2-一日循环周期数；H3= HXXXSVXiO 3 7式中：X最高液位时

4、混合液污泥浓度,mg/L ；污泥负荷法计算的结果，假设不能满足出闭-Hi+ H3，那么必须减少 BOD-亏泥负荷,增大CASS也的有效容积，直到条件满足为止。1.4设计方法分析从上述设计方法的描述中可以看出，现行的CASS工艺设计具有以下几个方面的特点: 1、设计方法简单，设计参数单一，在传统的以污泥负荷为主要设计参数的活性污泥设计法 根底上，采用容积进展校核，以保证滗水过程中的污泥不流失。5 %设计。2、设计只针对主反响区容积，而生物选择区容积那么是按照主反响区容积的 3、污泥负荷法设计重点针对有机物质的降解，对脱氮未加考虑，难以满足污水排放对于氮 的要求，故此方法具有片面性，难以满足高氨氮

5、污水处理后达标排放。2 CASS工艺设计方法改良 2.1主反响区容积设计主反响区设计采用泥龄法，并用污泥负荷进展校核，其设计步骤如下:1、计算硝化菌的最大比增长速率当污水pH和DO都适合于硝化反响进展时，计算亚硝酸菌的比增长速率公式为:式中：0,max硝化菌的最大比增长速率,d-1 ；9 / 9T硝化温度，C;2、计算稳定运行状态下的硝化菌比增长速率式中：回一一硝化菌的比增长速率，d-1 ；N硝化出水的 NH3-N浓度，mg/L;Kn饱和常数，设计中一般取1.0mg/L。3、计算完成硝化反响所需的最小泥龄叭二 'P z 10式中 &：最小泥龄，d;少一一硝化菌的比增长速率，d1

6、。4、计算泥龄设计值占：本处采用Lawrenee和McCarty在应用动力学理论进展生物处理过程设计时提出的平安系数Sf概念，Sf可以定义为：Sf=&： 11式中：日：一一设计泥龄，d;Sf使生物硝化单元在 pH值、溶解氧浓度不满足要求或者进水中含有对硝化有抑制作用的有 毒有害物质时仍能保证到达设计所要求的处理效果。美国环保局建议一般取1.53.0。5、 计算以VSS为根底的含碳有机物COD的去除速率活性异养菌生物固体浓度 X1可用下式计算：Pa d丄(g. _'1十亿必上12式中：X1活性异养菌生物固体浓度，mg/L;Yh异养菌产率系数，gVSS/gCOD或gVSS/gBOD

7、bH异养菌源代分解系数，d 一1;50 进水有机物浓度，mgCOD/L或mgBOD/L;51 出水有机物浓度，mgCOD/L或mgBOD/L;设计泥龄，d;t 水力停留时间，d;1 +虬活性生物固体表观产率系数，Yh,net将含碳有机物的去除速率定义为：-= 疋13那么可以得到下式：1/日上=YH,NETqH 14曝气池混合液 VSS由三局部组成：活性生物固体、微生物源代分解残留物和吸附在活性污泥上面不能为微生物所分解的进水有机物，VSS浓度可以表示为：15式中：X VSS浓度，mg/L ;S基质浓度变化， mgCOD/L或mgBOD/L;Yh以VSS为根底的产率系数，gVSS/gCOD或 g

8、VSS/gBODb以VSS为根底的活性污泥分解系数，d-1 ；以VSS为根底的浓度为 X的有机物去除速率可以表示为：1/ c = YH,NETqOBS 166、 计算生化反响器水力停留时间t£ £f = t 口 _ 丄177、主反响区容积：Vn= Q t 18式中：Vn主反响区容积，m3；Q进水流量，m3/d ;&有机负荷校核有机负荷F/M :F3 °M卩用19式中：？MLVSS/MLSS 般取 0.7。根据相关试验结论， 假设F/M不在0.180.25 kgCOD/(kgMLSSd),那么需改变泥龄， 进展重 新设计。10、氨氮负荷校核氨氮负荷SNRSM

9、R =丄V ”歹20式中：N主反响区产生NO3-N总量TKN, mg/L。根据相关试验结论，假设SNR>0.045 kg NH3-N/(kgMLSS d)，那么需增大泥龄，进展重新设计。2.2预反响区容积设计预反响区的功能设计为反硝化，其设计步骤如下：1、计算反硝化速率 SDnr反硝化速率可以根据试验结果或文献报道值确定，也可以按下面的方法计算：温度 20C时：Sdnr ( 2 0) = 0.3F/M + 0.02921温度 TC时：Sdnr (p Sdnr (2 0) (5' 2 0 )( B为温度系数，一般取 1.05) 222、缺氧池的MLVSS总量为：La= QNd/ S

10、dnr (T) 23式中：Nd反硝化去除的 NO3-N, kgN/d。3、缺氧池的容积:Van=1000La/X? 244、缺氧池的水力停留时间:tA= Van/Q 255、系统的总泥龄:2.3反响器尺寸确实定CASS反响器尺寸确实定主要是确定反响器的高度和面积，以满足泥水别离和滗水的需要。由于预反响区始终处于反响状态，不存在泥水别离的问题，且预反响区底部通过导流孔与主反响区相连，其水面高度与主反响区平齐，因此计算出主反响区的设计高度也同时计算出了预反响区的水面高度。所以反响区尺寸确实定主要是主反响区尺寸确实定。CASS池的泥水别离和SBR样，生物处理和泥水别离结合在 CASS池主反响区中进展

11、，在曝 气等生物处理过程完毕后，系统即进入沉淀别离过程。 在沉淀过程初期，曝气完毕后的剩余混合能量可用于生物絮凝过程，至池子趋于平静正式开场沉淀一般持续10min左右，沉淀过程从沉淀开场后一直延续至滗水阶段完毕，沉淀时间为沉淀阶段和滗水阶段的时间总和。SVI等因素有污泥泥面的位置那么主要取决于污泥的沉降速度，污泥沉速主要与污泥浓度、 关，在CASS系统中，污泥的沉降速度 vs可简单地用下式计算：vs= 650/( XtXSV) 27式中：vs污泥沉速(m/h);Xt在最高水位时浓度(kg/m3)，为平安计，采用主反响区中设计值X, 般取30004200mg/L;SVI污泥沉降指数(mL /g)

12、。为防止在滗水过程中将活性污泥带出系统，需要在滗水水位和污泥泥面之间保持一最小的平安距离Ha为保持滗水水位和污泥泥面之间的最小平安距离，污泥经沉淀和滗水阶段后， 其污泥沉降距离应 迩H+Hs,期间所经历的实际沉淀时间为(ts+ td 10/60)h，故可得下式:vs*ts+ td 10/60)=出+Hs 28式中：出一一最高水位和最低水位之间的高度差，也称滗水高度(m), AH 一般不超过池子总高的40%，与滗水装置的构造有关，一般其值最大在2.02.2m左右；ts沉淀时间；td滗水时间。联立式6.47和(6.48)即可得：29式中：AV周期进水体积(m3)；A池子面积(m2);Ht最高水位(

13、m);式中沉淀时间ts、滗水时间td可预先设定，根据水质条件和设计经历可选择一定的SVI值，平安高度Hs 般在0.60.9m左右。AV由进水量决定，这样式(29)中只有池子高度 Ht和面 积A未定。根据边界条件用试算法即可求得式 (29)中的池子高度和面积。高度Ht和面积A确实定方法为：先假定某一池子高度Ht,用式(29)求得面积A,从而可求得滗水高度 AH,如滗水高度超过允许的围，那么重新设定池子高度，重复上述过程。在求得Ht和池子面积 A后，即可求得最低水位 Hb：Hb= Ht H= Ht AV/A 30最高水位时的MLSS浓度Xt,最低水位时的 MLSS浓度那么可相应求得：Xb= XtXHt/Hb 31最低水位时的设计 MLSS浓度一般应不大于 6.0kg/m3。2.4剩余污泥计算每日从系统中排出的 VSS重量为L：L= X? (Van + Vn) / 0 32式中：L每日从系统中排出的 VSS重量，kg/d。2.5需氧量计算1、BOD的去除量：Oi =