污水厂设计CASS池设计计算.docx

2.5生物反应池（CASS反应池）
2.5.1CASS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。
2.5.2CASS反应池的设计计算

图2-4CASS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==0.2kgBOD5/(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=1.76m/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3.2kg/m3；
Ne—BOD5污泥负荷(kgBOD5/kgMLSS·d)，本设计取0.2kgBOD5/kgMLSS·d；
Sa—进水BOD5浓度（kg/L），本设计Sa=120mg/L；
Se—出水BOD5浓度（kg/L），本设计Se=10mg/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==825m3
（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