污水处理CASS池设计计算

1、25生物反应池（CASS反应也）2.5.1 CASS反应池的介爼CASS是周期性循环活性号泥法的简称,是间啟式活性方泥法的一种变革, 并保留了其它间就式活性污泥法的优点，是近年来国际公认的生活污水Kilt污 水处理的先进工艺。CASS I艺的核心为CASS池,其基本錯枸是：在SBR的基础上，反应池沿 池长方向设廿为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后册为主反应区，其 主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。整f工艺的曝气、沉谴、排水等il 程在同一池子内周期循坏运行，省去了常规活性污泥法中的二沉池和污泥回流系 筑,同时可连续进水，间斷排水。CASSI艺与传统活性污泥法的相比，具有以下优点:

2、建设费用低。省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回浹设备，建设费用可 节省20%30%。工艺流程简单，污水主要沟筑物为集水池、沉砂池、CASS 曝气池、污泥池，布局紧凑，占地面枳可减少35%；运转费用省。由于曝气是周期性的，池内溶解氧的浓度也是变化的，沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低，重新开始曝气时，氧浓度檢度大，传递效率高， 节能效果显著,运转费用可节省10%25%；有机物去除率高。出水水质好，不仅能有效去除污水中有机碳源斥染物，而 且具有良好的18氮除隊功能;管理简单，运行可靠，不易发生西泥働胀。污水处理厂设备种类和数量较少,控制系统简单，运行安全可靠;污泥产量低，性质稳定。2.5.2 CASS

3、反应池的玻it廿算图2-4 CASS工艺原理图(1 )基本设计参数考虑tSifn沉砂池可去除部分有机物及ss,取cod,bod5inh3-n,tp去除率为20%, SS去除率为35%O此时进水水质:COD=380mg/Lx (1-20% ) =304mg/LBOD5=150mg/Lx (1-20% ) =120mg/LNH3-N=45mg/Lx (1-20% ) =36mg/LTP=8mg/Lx (1-20% ) =6.4mg/LSS=440mg/Lx (1-35% ) =286mg/L处理规模：Q=14400m3/d,g变化系数1.53混合液悬浮固体浓BH MLSS )： Nw=3200mg

4、/L反应池有效水深H 般25m,本水厂设计选用4.0m排水比：=!=0.4m 2.5BOD-污泥负荷(或称BOD-SS负荷率)(Ns)NsBOD-污泥负荷(或称BOD-SS负荷率),kgBODs/(kgMLSSd)；K2一有机基质降解速率常数，L/(mg d),生活污水«取值X围为0.0168-0.0281, 本水取值0.0244；n一有机基质降解率，%;Sa _ Sen=Saf一混合液中挥发性悬浮固体与总悬浮同体浓度的比值，一般在生活西水中，f值为0.7-0.&本水设廿选用0.75o代人数值，得吓曽“.7%,之后把本数值代人得4罟厶0.2kgBODs/(kgMLSS d)(

5、3)曝气WB)Ta= 1.8h24S()_24x120NniNw 0.2x2.5x3200X式中 Ta曝气时I可，hSo进水平 ft BOD5, mg/L mflf 水比 1/m = 1/2.5肌一混合液悬浮Q体浓K ( MLSS )： X = 3200mg/L(4)沉淀时间Ts活11污泥界面的沉降速度与MLSS浓度、水温的关系，可以用下itiSfiit算。Vmax = 7.4x104xtxXo 占(MLSS W 3000)优质资料Vraax= 4.6x10W126(MLSS 3000)式中VmL活性污泥界面的初始沉降速度。t水温，°CXo沉降开始时 MLSS 的浓度，Xo = N.

6、tV=3200mg/L,«Vmax= 4.6x104x3200,J6=1.76 m/s沉淀时BTsffl下式it算A =1.58h 取 Ts=1.5h式中 Tl沉淀时间，hH反应池内水深，m£安全高厦，® 1.2m(5)排水时间T°及闲置时同Tf根据城市污水处理厂运行经验,本水厂设置排水时间Td取为o5h,闲置时间 取为0.1ho运行周期 T= Ta +Ts+TD+Ti=4h每日运行周期«n=64(6) CASS池容枳VCASS池容枳采用容枳负荷it算法确定，并用排水休枳进行夏核。(i )果 用容枳负荷法计算：$ _Qx (Sa - Se)Ne

7、 x Nw x f式中：Q城市污水设廿水量，m3/d ； Q=14400m3/d；Nw混合液MLSS n泥浓度(kg/m3)，本设it取3.2 kg/m3；Ne BODs 污泥负荷(kg BOD/kg MLSS d),本设 it 取 0.2kgBODs/kgMLSS d；Sa进水 BODs 浓 ® ( kg/ L ),本设 it Sa = 120 mg/L；Se出水 BODs 浓 ® ( kg/ L ),本设 it Se = 10 mg/L；f混合液中挥发性悬浮固休浓度与总悬浮同体浓度的比值，本设计取 0.75；优质资料= 3300/14400 x(12010)>&l

8、t;10刁0.2x3.2x0.75本水厂设计CASS池四座，毎座容枳V.=825m34(ii )排水体枳法进行复核单池容枳为 V,. = Q =2x14400=1500 ( m3 ) nN 6x4反应池总容枳 v =4V. =4x1500 =6000 ( m3)式中单池容枳，m3n周期数；mflf 水比 1/m = 1/2.5N池 U;0平均日流量，由干排水怵枳法it算所得单池容枳大于容枳负荷法廿算所得,因此单池容枳 应按最大容枳值计，否则将不满足水量运行要求，则单池容枳VF1500m3,反应 池总容枳V=6000m3o(7 ) CASS池的容枳负荷CASS池工艺是连续进水，同Bi排水，池内有

9、效容枳由变动容枳(V和同 定容枳组成,变动容枳是指池内设it最高水位至耀水器最ftt水位之间高度(HJ 决定的容枳，固定容枳由两部分组成，一是活性污泥最高泥面至池底之间高度 (已)决定的容枳(Vs),另一部分是撇水水位和泥面之间的容枳,它是航止撇 水时污泥流失的最小安全距离(也)决定的容枳(V2 )。CASS池总有效容枳V(m )： V = mx (V1+V2 + V3)(i )池内设廿最高水位至皑水机排放最低水位之间的高度，H, ( m )；Q xHH=-1 NxV式中：N一日内循坏周期数，N=6；H也内最高液位H ( m ),本设it H=4.0mo14400x4Bl H=1.0/7?6

10、X 6000 (ii )滝水结東时泥面高度,Halm)已知撇水水位和泥面之间的安全距离，出二£=1.2m ；H3=H-(Hl+H2)=4-1.6-1.2=1.2m(iii) SVI污尿体枳播数,(ml/g)SVIh H'HxNw代人Hit, « SVI=i- = 93(ml/g), lit数值反映岀活性舀泥的礙聚、 4x3.2沉降性能良好。(8 ) CASS ifi外形尺寸(i ) LxBxH=式中:B» 宽，m, B:H=12, ® B=8m, 8/4=2,满足要求;L=一-一 = 6000 =46,8/7?, ® L=47m.L/B

11、=47/8=5.8,L:B=46, i 足 NxBxH 4x8x4要求。(ii ) CASS 池总高，H。( m )取池体超高 0.5m, N H0=H + 0.5 = 4.5m(iii )攒生物选择EL1t (m)CASS池中间设1 £隔墙,将池体分漏成愧生物选择区(预反应区)和主反 应区两部分。靠进水端为生物选择区，其容枳为CASS池总容枳的10% £右，另 一部分为主反应区。选择器的类别不同，对选择器的容枳要求也不同。L, = 10%L=10%x47=4.7m(iv )反应池液位控制,7? 12 5 1排水结東 NEK 水位人=4x-L = 4xL = 2.4 (m)

12、m2.5基准水I5h2为4.0m；超高0.5m；保护水深=1.2mo污泥层高度久=h -s = 2.4-l.2 = 1.2 ( m )«：撇水水位和泥面之间的安全距离，H2=hs=1.2m+70 nr/4.7 n1/E-仪反应(Z主反应区1一出枱OCD匸 一X-图2-5 CASS外形尺寸图(9) 连通孔口尺寸隔墙底部设连通孔，连通两区水流，因单18% 8m,根据设it规X要求，此时连通孔的数量取为3。(i )连通孔面枳AA 按 Titaffit »：A. =!+ BxLxH< x 24xnxNxU丿 U式中：UJL口 流速，® U=70m/h将各数值代入，廿

13、算得:144001宀A, =(+ 8x4.7xl.6)= 0.86w224x6x4x7070(ii )孔口尺寸设it孔口沿墙均布，孔口宽®® 0.7m,孔高为0.86/0.8=1.2m0为：0.7mx1.2m(10) 复核出水濬解性B0D5处理水中非濬解UBODs的值：D0Ds=7.1bXaCeCe一处理水中悬浮同体浓® 10mg/LXa一活性傲生物在处理水中的所占比例取0.4b缺生物自身氧化速率普通负荷：0.4高负荷:0.8 延时曝气系貌：0.1本设it ® 0.4D0Ds=7.1 x 0.075x0.4x10=2.13m g/L故水中濬解性DODs要

14、求小于10-2.13=7.87 mg/L而该设廿岀水溶解fl D0D5ss >_24S06一24 + 57>24x120 24 + 0.0244x 32OOx 0.75 x 1.8 x 6=4.38 mg/L设it结果满足设廿要求。(11)11算剰余污泥量理论分析，知温度较低时，产生生物污泥量较多。本设it最冷时是冬季平均最冷富度SO .2光。0.2T时活性污泥自身氧化系数：Kd (0.2) =Kd (20) O' 2<，=0.06x1.04(02-201=0.028列余生物污泥量：AXv=YQs°-s1000Kd,02)V,16fSnN=0.6x14400

15、x 一丄録-0.028x1500x x0.75x x61000100024x4=817.52kg/d剌余非生物污泥量:AXs=Q(1-fbf)xS_S=14400x(1-0.7x0.75 )x3=1887.84kg/d公式中，fb一a水VSS中可生化部分比例，取"0.7;Co设 it 进水 SS, m3/d；Ce设廿出水SS, m3/d；剰余污泥总量：X= Xv+ Xs=817.52+1887.84=2705kg/d 剰余污泥浓度Nr：Nr=巴丄=- = 5333mg / L = 5.333kg/F 1-21-0.49705剰余污泥含水率按99.3% it算，湿污泥量为4 = 510

16、.4m3/.75.3(12)复核污泥龄B产!丫心-心式中：G 污爲龄Y污泥产率系数，一般为0.4 0.8取0.5Kd衰额系数，一朋为 0.04 0.075 ® 0.07代人数恥宀_ 1_ 0.5x0.2-0.07=33d«化所需最小污泥龄：0C.N = ( 1/)x1.103,5-T'xfs氏N一制化所需最小西泥齢L；“ 一%化细菌的增长速率d= T=0.2摄氏度时，取为0.35；fs一安全系数：为保込岀水氨氮小与5mg/L ® 2.3 3.0； ® 2.3；T一污水ig®：取冬季最不利ifi ® 0.2摄氏度。彳"

17、(”“)x1.103 Wfs=(1/0.35)x1.10354,21 x2.3=28d经校核,污泥龄满足晞化要求。(13 )需氧量设廿需氧量色祐氧化有机物需氧量，污泥自身需氧量、氨氮创化需氧量及出 水带走的氧量。设it需氧量考虑最不利悄说，按夏季时高水泪廿算设廿需氧量。(i )氧化有机物需氧量，污泥自身需氧量O以毎去除1 kg BOD需要0.48 kgCL的经验法it算。Oa=a'Q(So-Se) + b'VN=0.48x 14400 x(120 - 10)xIO-3 + 0.14 x 6000 x 3200 xIO-3=3448(kg Odd)式中Oa需氧量，kg 02/d

18、；H活11污泥攒生物每代»1 1 kg BOD需氧量，一般生活西水取为0.42 kg - 0.53kg,本 Sit® 0.48 kg；夕一1kg活性丙泥每天自身氧化所需要的氧量，一般生活污水取为0.11 kg-0.188kg,本 Sit® 0.12 kgo(ii )氨氮琦化需氧量Ob按下式it算；O严4.570他-叽)-0.12 啤=4.57x14400x ( 36-5 ) x10'3-0.12x-33= 1801(kg02/d)式中4.57-氨氮的氧当量系数；N<进水总凯氏氮浓度，g/L；血一出水总凯氏氮浓度，g/L；Xy系统毎天排岀的制余污泥量，

19、kg/d；总需氧量0口 = Oa +0, =3448 +1801 = 5249 kg/d=21 &7 kg/h(14 )标准需氧量标准需氧量廿算公式：cccAORxC 加SOR=a (陋血门一0><1024'7亠)Csb(T|=Cs(T) (、+电)2.026x 10420_ 21(1-6)1 79 + 21(1-耳)Pa"-1.013X10'式中SOR水ia20t,气压1.103x105pa时,转杨到曝气池混合液的总氧量,kg/h；AOR一在实际条件下，转杨到曝气池混合液的总氧量，kg/h；Cs.20)一20t时氧在清水中施和溶解度，®

20、 Cal20l=9.17mg/L；Q一杂fit影喑修正系数,取值X围a =0.78-0.99,本例选用0.90；P一含盐量修正系数,本例取0=0.95；P一气压修正系数;Pa所在地区大气压力，Pa；T一设廿污水iS®,本设廿考虑最不利水温，夏季T=27.3T；Csb（T）设it水温条件下曝气也内平均溶解氧18和度mg/L；Cm设it水温条件下氧在清水中饱和溶解度，水温27.3 T时,Ct8.02；Pb一空气扩散装置处的绝对压力,Pa, Pb=P+9.8x103H；P大气压力，P=1.013x105；H 一空气扩散装置淹没深度，取0孔曝气装置安装在距池底0.5m处，淹 没深度3.5m；

21、0,气泡离开水面时，氧的百分比，%;Ea空气扩散装置氧转杨效率，本设计选用水下射渣式扩散装置，氧转務效率&按26% it算;C曝气池内平MJ8解氧浓度，® C=2mg/Lo工程所在地（XX地区）海抜高a 110m,大气压力p为0.99x1 05Pa,压力修正系無P1.013xl050.99x10s"1.013 xlO5=0.90Pb=P+9.8x103H=1.013x1 05+9.8x103x3.5=1.356x105 ( P3)Ot=21(1-S79 + 21(l-E,)x100%=16.4%Csb ( 27.3) =Cs(27.3)2.066 x10s)=8.0

22、2x込斗空）2.066 xlO5 42=8.40mg/L标准需氧量SOR：S0r_A OR xC$（20） a（妙C 场 20） C）xl024xl0mx。）218.7x8.020.90 x （0.95 x 0.90 x 8.40 - 2） x 1.024（273"2O）=316.3 kg/h空气扩散装置的(ft气量，可通il下式确定：G=理-=316,3 =4055m3/h0.3Ea0.3x0.26(15)空气管系统设廿曝气系貌管道布置方武为，相邻的两个廊道的陶晴上设两根干管，共四根 干管，在毎根干管上设5条配气竖管，全曝气池共设4x5=20条配气竖管。毎根 竖菅的配气量为:出兰=202.75 m3/h20曝气池平面面枳为：4x8x(47-4.7) = 1353.6m3毎个空气扩散器的服务面枳按1.0m3it, 需空气扩散器的总数为:空354个1.0为安全廿，本设廿果用140