污水处理CASS池设计计算

2.5 生物反应池（CASS反应池） 2.5.1 CASS反应池的介绍 CASS是周期性循环活性污泥法的简称，是间歇式活性污泥法的一种变革，并保留了其它间歇式活性污泥法的优点，是近年来国际公认的生活污水及工业污水处理的先进工艺。 CASS工艺的核心为CASS池，其基本结构是：在SBR的基础上，反应池沿池长方向设计为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，其主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法中的二沉池和污泥回流系统，同时可连续进水，间断排水。 CASS工艺与传统活性污泥法的相比，具有以下优点： ● 建设费用低。省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备，建设费用可节省20%~30%。工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 简单，污水厂主要构筑物为集水池、沉砂池、CASS曝气池、污泥池，布局紧凑，占地面积可减少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，氧浓度梯度大，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污染物，而且具有良好的脱氮除磷功能； ● 管理简单，运行可靠，不易发生污泥膨胀。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反应池的设计计算 图2-4 CASS工艺原理图 （1）基本设计参数 考虑格栅和沉砂池可去除部分有机物及SS，取COD,BOD5,NH3-N,TP去除率为20%，SS去除率为35%。 此时进水水质： COD=380mg/L×（1-20%）=304mg/L BOD5=150mg/L×（1-20%）=120mg/L NH3-N=45mg/L×（1-20%）=36mg/L TP=8mg/L×（1-20%）=6.4mg/L SS=440mg/L×（1-35%）=286mg/L 处理规模：Q=14400m3/d,总变化系数1.53 混合液悬浮固体浓度（MLSS）：Nw=3200mg/L 反应池有效水深H一般取3-5m,本水厂设计选用4.0m 排水比：λ= = =0.4 (2)BOD-污泥负荷（或称BOD-SS负荷率）（Ns） Ns= Ns——BOD-污泥负荷（或称BOD-SS负荷率）,kgBOD5/(kgMLSS·d)； K2——有机基质降解速率常数，L/(mg·d),生活污水K2取值范围为0.0168-0.0281，本水厂取值0.0244； η——有机基质降解率，%； η= f——混合液中挥发性悬浮固体与总悬浮固体浓度的比值，一般在生活污水中，f值为0.7-0.8,本水厂设计选用0.75。 代入数值，得 η= 91.7%，之后把本数值代入得Ns= =0.2 kgBOD5/(kgMLSS·d) （3）曝气时间TA 式中  TA—曝气时间，h S0—进水平均BOD5，㎎/L m—排水比 1/m = 1/2.5 Nw—混合液悬浮固体浓度（MLSS）：X＝3200mg/L (4) 沉淀时间TS 活性污泥界面的沉降速度与MLSS浓度、水温的关系，可以用下式进行计算。 Vmax = 7.4×104×t×XO -1.7 (MLSS≤3000) Vmax = 4.6×104×XO-1.26(MLSS≥3000) 式中  Vmax—活性污泥界面的初始沉降速度。 t—水温，℃ X0—沉降开始时MLSS的浓度，X0＝Nw=3200mg/L， 则 Vmax = 4.6×104×3200 -1.26  = 1.76  m/s 沉淀时间TS用下式计算 取TS=1.5h              式中  TS—沉淀时间，h H—反应池内水深，m —安全高度，取1.2m （5） 排水时间TD及闲置时间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0.5h,闲置时间取为0.1h。 运行周期T= TA +TS+TD+Tf=4h 每日运行周期数n= =6 (6) CASS池容积 CASS池容积采用容积负荷计算法确定，并用排水体积进行复核。       （ⅰ）采用容积负荷法计算： 式中： Q—城市污水设计水量，m3/d ；Q=14400m3/d； Nw—混合液MLSS污泥浓度（kg/m3），本设计取3.2 kg/m3； Ne—BOD5污泥负荷(kg BOD5/kg MLSS·d)，本设计取0.2kgBOD5/kgMLSS·d； Sa—进水BOD5浓度（kg/ L），本设计Sa = 120 mg/L； Se—出水BOD5浓度（kg/ L），本设计Se = 10 mg/L； f—混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值，本设计取0.75； 则： 本水厂设计CASS池四座，每座容积Vi= =825 m3 （ⅱ）排水体积法进行复核 单池容积为  （m3）            反应池总容积  （m3） 式中  —单池容积，m3 n—周期数； m—排水比 1/m = 1/2.5 N—池数； —平均日流量，m3/d 由于排水体积法计算所得单池容积大于容积负荷法计算所得，因此单池容积应按最大容积值计，否则将不满足水量运行要求，则单池容积Vi=1500 m3，反应池总容积V=6000 m3。 （7）CASS池的容积负荷 CASS池工艺是连续进水，间断排水，池内有效容积由变动容积（V1）和固定容积组成，变动容积是指池内设计最高水位至滗水器最低水位之间高度（H1）决定的容积，固定容积由两部分组成，一是活性污泥最高泥面至池底之间高度（H3）决定的容积（V3），另一部分是撇水水位和泥面之间的容积，它是防止撇水时污泥流失的最小安全距离（H2）决定的容积（V2）。CASS池总有效容积V（m3）：V＝n1×（V1＋V2＋V3） （ⅰ）池内设计最高水位至滗水机排放最低水位之间的高度，H1（m）； 式中：N—一日内循环周期数，N=6； H——池内最高液位H（m）,本设计H=4.0m。 则 （ⅱ）滗水结束时泥面高度，H3（m） 已知撇水水位和泥面之间的安全距离，H2= =1.2m； H3=H-(Hl+H2)=4-1.6-1.2=1.2m (ⅲ) SVI—污泥体积指数,(ml/g) SVI= 代入数值，则  SVI= (ml/g)，  此数值反映出活性污泥的凝聚、沉降性能良好。 （8）CASS池外形尺寸 （ⅰ）     式中：B—池宽，m，B:H=1—2，取B=8m，8/4=2，满足要求； L= ，取L=47m.L/B=47/8=5.8, L:B=4—6,满足要求。 （ⅱ）CASS池总高，H0（m） 取池体超高0.5m，则H0=H＋0.5＝4.5m （ⅲ）微生物选择区L1，（m） CASS池中间设1道隔墙，将池体分隔成微生物选择区（预反应区）和主反应区两部分。靠进水端为生物选择区，其容积为CASS池总容积的10%左右，另一部分为主反应区。选择器的类别不同，对选择器的容积要求也不同。 L1＝10﹪L=10% 47=4.7m （ⅳ）反应池液位控制 排水结束时最低水位 （m） 基准水位h2为4.0m；超高0.5m；保护水深 = 1.2m。 污泥层高度 （m）                      则：撇水水位和泥面之间的安全距离，H2=hs=1.2m 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，因单格宽8m，根据设计规范要求，此时连通孔的数量取为3。 （ⅰ）连通孔面积A1 A1按下式进行计算： 式中：      U—孔口流速，取U=70m/h 将各数值代入，计算得： （ⅱ）孔口尺寸设计 孔口沿墙均布，孔口宽度取0.7m，孔高为0.86/0.8=1.2m。 为：0.7m×1.2m (10) 复核出水溶解性BOD5 处理水中非溶解性BOD5的值： DOD5=7.1bXaCe Ce——处理水中悬浮固体浓度10mg/L Xa——活性微生物在处理水中的所占比例取0.4 b——微生物自身氧化速率 普通负荷：0.4 高负荷：0.8 延时曝气系统：0.1 本设计取0.4 DOD5=7.1 0.075×0.4×10=2.13mg/L 故水中溶解性DOD5要求小于10－2.13=7.87 mg/L 而该设计出水溶解性DOD5： Se’=     = =4.38 mg/L 设计结果满足设计要求。 (11)计算剩余污泥量 理论 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，知温度较低时，产生生物污泥量较多。本设计最冷时是冬季平均最冷温度是0.2℃。 0.2℃时活性污泥自身氧化系数： Kd（0.2）=Kd（20） =0.06×1.04（0.2－20） =0.028 剩余生物污泥量：△XV=YQ －Kd（0.2）Vi f nN =0.6×14400× －0.028×1500× ×0.75× ×6×4 =817.52kg/d 剩余非生物污泥量： △XS =Q（1-fbf）× =14400×（1-0.7×0.75）× =1887.84kg/d 公式中，fb——进水VSS中可生化部分比例，取fb =0.7； C0——设计进水SS，m3/d； Ce——设计出水SS，m3/d； 剩余污泥总量： X=△XV+△XS=817.52+1887.84=2705kg/d 剩余污泥浓度NR： NR= 剩余污泥含水率按99.3%计算，湿污泥量为 （12）复核污泥龄 = 式中： ——污泥龄 Y——污泥产率系数，一般为 0.4～0.8取0.5 Kd——衰减系数，一般为0.04～0.075 取0.07 代入数值， = = =33d 硝化所需最小污泥龄： =（1/ ×1.103（15-T）×fs ——硝化所需最小污泥龄d-1； ——硝化细菌的增长速率d-1：T=0.2摄氏度时，取为0.35； fs——安全系数：为保证出水氨氮小与5mg/L  取2.3～3.0；取2.3； T——污水温度：取冬季最不利温度0.2摄氏度。 =（1/ ×1.103（15-T）×fs =(1/0.35)×1.103（15-0.2）×2.3 =28d 经校核，污泥龄满足硝化要求。 （13）需氧量 设计需氧量包括氧化有机物需氧量，污泥自身需氧量、氨氮硝化需氧量及出水带走的氧量。设计需氧量考虑最不利情况，按夏季时高水温计算设计需氧量。 （ⅰ） 氧化有机物需氧量，污泥自身需氧量O1以每去除1㎏BOD需要0.48㎏Oa的经验法计算。 = 3448(㎏O2/d)  式中  Oa —需氧量，㎏O2/d； —活性污泥微生物每代谢1㎏BOD需氧量，一般生活污水取为0.42㎏～0.53㎏，本设计取0.48㎏； —1㎏活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，一般生活污水取为0.11㎏～0.188㎏，本设计取0.12㎏。 （ⅱ）氨氮硝化需氧量Ob按下式计算； =4.57×[14400×（36-5）×10-3-0.12× ] = 1801(㎏O2/d)  式中    4.57—氨氮的氧当量系数； Nk—进水总凯氏氮浓度，g/L； Nke—出水总凯氏氮浓度，g/L； —系统每天排出的剩余污泥量，㎏/d； 总需氧量 ㎏/d=218.7㎏/h  （14） 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 需氧量 标准需氧量计算公式： SOR= Csb（T）=Cs（T）（ + ） Ot= = 式中SOR——水温20℃，气压1.103×105pa时，转移到曝气池混合液的总氧量，㎏/h； AOR——在实际条件下，转移到曝气池混合液的总氧量，㎏/h； Cs（20）——20℃时氧在清水中饱和溶解度，取Ca（20）=9.17mg/L；          ——杂质影响修正系数，取值范围 =0.78～0.99，本例选用 =0.90； ——含盐量修正系数，本例取 =0.95； ——气压修正系数； Pa——所在地区大气压力，Pa； T——设计污水温度，本设计考虑最不利水温，夏季T=27.3℃； CSb（T）——设计水温条件下曝气池内平均溶解氧饱和度mg/L； Cs（T）——设计水温条件下氧在清水中饱和溶解度，水温27.3℃时，CS（27.3）=8.02； Pb——空气扩散装置处的绝对压力，pa，Pb =P+9.8×103H； P——大气压力，P=1.013×105； H ——空气扩散装置淹没深度，取微孔曝气装置安装在距池底0.5m处，淹没深度3.5m； Ot——气泡离开水面时，氧的百分比，%； EA——空气扩散装置氧转移效率，本设计选用水下射流式扩散装置，氧转移效率EA按26%计算； C——曝气池内平均溶解氧浓度，取C=2mg/L。 工程所在地（郑州地区）海拔高度110m，大气压力p为0.99×105pA,压力修正系数： = = =0.90 Pb=P+9.8×103H =1.013×105+9.8×103×3.5 =1.356×105（Pa） Ot= ×100%=16.4% CSb（27.3）=Cs（27.3）（ + ） =8.02×（ ） =8.40mg/L 标准需氧量SOR： SOR= = =316.3㎏/h 空气扩散装置的供气量，可通过下式确定： G= = =4055m3/h （15）空气管系统设计 曝气系统管道布置方式为，相邻的两个廊道的隔墙上设两根干管，共四根干管，在每根干管上设5条配气竖管，全曝气池共设4×5=20条配气竖管。每根竖管的配气量为： m3/h 曝气池平面面积为： 每个空气扩散器的服务面积按1.0 m3计，则所需空气扩散器的总数为： 个 为安全计，本设计采用1400个空气扩散器，每个竖管上安设的空气扩散器的数目为： 每个空气扩散器的配气量为 m3 /h 图2-6 曝气系统管道布置图 空气管道的流速，一般规定为：干、支管为10~15m/s，通向空气扩散装置的竖管、小支管为4~5m/s。 根据对于管道流速的规定，确定本设计管道系统各管段管径为：1~2段DN50mm，2~3段DN75mm，3~4段DN100mm,4~5段DN150mm，5~6段DN200mm，6~7段DN300mm。 空气管道一般敷设在地面上，接入曝气池的管道，应高出池水面0.5m以免产生回水现象。 （16）污泥回流系统、剩余污泥系统排出系统设计 （ⅰ） 污泥回流系统 污泥回流比按50%设计，每天回流污泥量 每周期回流污泥量 ，而每周期T=4h，本设计回流污泥进泥时间每周期取t=2h,回流污泥泵在运行过程中是间歇运行的。则单格CASS池进泥流量为 ，根据流量选用污泥回流泵型号：150QW150-15-15，出口直径150mm,重量360kg，每座CASS池内设该种泵一台。出泥管管径取d=250mm。 （ⅱ） 剩余污泥排出系统 由上述计算知道，剩余污泥产生量Q=510.4 ，每个周期单个池体产生的污泥量 ，每个周期排泥时间利用周期后0.5h，则泵的流量为：42.6 。根据流量选用剩余污泥泵型号：50QW42-9-22，出口直径d=50mm，重量70kg，每座CASS池内设该种泵一台。出泥管管径取150mm。