市生活污水处理CASS工艺设计.doc

市生活污水处理CASS工艺设计

73
2020年4月19日
文档仅供参考
中文题目:阜新市5万m3·d﹣1生活污水处理CASS工艺设计
外文题目:THE FUXIN CITY 50000m•dSEWAGE TREATMENT PLANT CASS PROCESS DESIGN

毕业设计(论文)共 页
图纸共 张
完成日期 6月
答辩日期 7月

摘要

本设计主要工艺是使用CASS技术处理生活污水。循环活性污泥法CASS工艺是一种将变容积活性污泥法和生物选择器原理有机的结合起来,具有同步脱氮除磷的特点,并以序批曝气-非曝气方式运行的间歇活性污泥处理工艺。本设计在总体布局上简单有序,在进水口设置格栅,主要除去污水中较大的漂浮物和悬浮物;接下来设置两座沉砂池,主要除去污水中细小的无机颗粒;还设置了滤池,处理方法除去污水中的悬浮物;而且本设计设置CASS工艺作为除去污水中有机物的生物处理工艺。CASS池的前部是生物选择区,即预反应区,后部为主反应区,其主反应区后装了可升降自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水在同一池子内周期循环运行,省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统;同时可连续进水,间断排水。
关键词:CASS工艺;处理生活污水;连续进水;间断排水

Abstract

CASS cycle activated sludge short is developed on the basis of the SBR process. That is a biological selector increase in SBR pool water side, to achieve a continuous flow, intermittent drainage. The main purpose of the bio-selector is to enable the system to choose a flocculation bacterium, its volume to about 10% of the entire pond. Biological selection process to follow the accumulation of activated sludge matrix -reproduction theory, so that the activated sludge in the adsorption process wherein experiencing a high load, then in the primary reaction zone through a lower load matrix degradation stage, in order to complete the entire the whole process of matrix degradation and sludge regeneration. The process as early as applications in foreign countries, in order to better its introduction digestion development of a new sewage treatment process suitable for China's national conditions, the General Armament Department, Engineering and Research Institute Environmental Protection Center in 1994 in the laboratory of the entire system simulation experiment, investigate the effect of nitrogen and phosphorus removal mechanism and characteristics of the CASS process at room temperature sewage, cold domestic sewage, pharmaceutical and chemical industrial wastewater treatment process, valuable design parameters and process operation guiding experience. CASS front of the pool area of biological selection procreation zone, the rear of the main reaction zone, the water can be raised and lowered automatically write device is installed in the main reaction zone. The entire process of aeration sedimentation drainage run in the same pond cycle, eliminating the need for conventional activated sludge secondary sedimentation tank and sludge return system; continuous water, intermittent drainage.
Keywords: CASS process; cycle activated sludge; continuous water; intermittent drainage

前言
从总体上看,中国是一个水资源贫乏的国家,人均占有水资源量只有世界平均水平的1/4,在世界银行连续统计的153个国家中居世界第八十八位。按当前的正常需要和不超过地下水,全国年缺水总量约为300亿～到400亿立方米。同时水资源在时间和空间上分布不平衡。有限的水资源总量中60％～ 70％是难以控制和利用的洪水,黄淮海流域入口,粮食产量和国内生产总值运站全国的2/3左右,但其多年平均水资源量站全国的7.2％。专家预计,2030年中国跟口将接近16亿,城市化水平将达52％,在充分考虑节水病扣除必须的生态环境需水后,全国预计的用水量已经接近河里利用水量的上限,从一定意义上说,水资源短缺已经成为国民经济和社会发展的主要因素。
水体污染包括地表水污染和地下水污染两部分,生产过程中生产的工业废水,工业垃圾、工业废气、生活污水和生活垃圾都能经过不同渗透方式造成水资源的污染。长期以来,用于工业生产污水直接外派而引起的环境事业屡见不鲜,它给人类生产、生活带来极坏的影响,因此,应当对生产、生活中的排放的废水加以控制

目录
摘要 2
Abstract 3
前言 4
1 概论 6
1.1 设计任务 6
1.2设计要求 6
1.3 设计基础资料 7
1.3.1 项目概况 7
1.3.2 水质情况 7
1.4 污水的主要来源 7
1.5 环境概况 7
1.6 污水处理厂厂址 8
2. 污水处理系统 8
2. 1处理程度计算 8
2.1.1 CODcr的处理程度 8
2.1.2 溶解性BOD5的处理程度 8
2.1.3 SS的处理程度 9
2.1.4 NH3-N的处理程度 9
2.1.5 TP的处理程度 9
2.2 设计计算 10
2.2 泵站的设计计算 12
2.3集水池 15
2.4细格栅设计计算 15
2.5 沉砂池的选择计算 18
2.5.1 沉砂池的选择 18
2.5.2 沉砂池设计计算一般规定 18
2.5.3 设计参数 18
2.5.4 设计计算 19
2.6 配水井的设计 20
2.6.1 设计要求 20
2.6.2 设计计算 21
2.7 CASS池的设计计算 22
2.7.1 基本设计参数 22
2.7.2 曝气时间TA 22
2.7.3 沉淀时间TS 23
2.7.4 排水时间TD 23
2.7.5 周期数的确定 23
2.7.6 进水时间TF 23
2.7.7 CASS反应池容积计算 24
2.7.8 CASS反应池的构造尺寸 25
2.7.9 反应池液位控制 25
2.7.10 需氧量 25
2.7.11 曝气器及空气管计算 26
2.7.12 产泥量及排泥系统 29
2.7.13 回流污泥泵房 30
2.7.14 进出水管路计算 31
2.8重力浓缩池的计算 32
2.9 污泥脱水设计计算 34
2.9.1 压滤机设计计算 34
2.9.2 附属设备 34
3 深度处理 35
3.1 过滤池 35
3.1.1 设计要求 35
3.1.2 平面尺寸计算 35
3.1.3 配水系统 37
3.1.4 洗砂排水槽 40
3.1.5 滤池反冲洗 42
3.1.6 进出水系统 43
3.1.7 紫外消毒 43
4 污水处理厂总体设计 44
4.1 厂区平面设计 44
4.1.1 平面布置原则 44
4.1.2总平面布置 45
4.2厂区高程设计 45
4.2.1高程布置注意事项 45
4.2.2高程布置 46
4.2.3 管道水力计算 47
5 技术经济及效益分析 48
5.1 经济估算 48
5.1.1 土建费用估算 48
5.1.2 材料及设备费用估算 49
5.1.3 技术费用估算 50
5.2 运行管理机制及运行费用 50
5.2.1 管理机制及人员编制 50
5.2.2 运行费用计算 51
5.3 效益分析 52
5.3.1 环境效益 52
5.3.2 社会效益 52
5.3.3 经济效益 52
6 结论 53
谢 辞 53
参考文献 53

1 概论
1.1 设计任务
阜新市5万m3·d﹣1生活污水处理厂CASS工艺设计
1.2设计要求
对于生活污水CASS处理工艺,深度处理采用滤池和紫外线消毒,实现污水回用。方案确定后进行总体布置,对主要构筑物进行规划设计、进行管网布置,设备、设施的选型及布置。对处理工艺中的主要构筑物进行详细设计(包括平、剖面布置图等等),设备型号、参数要明确。进行经济概算(吨水有处理成本等)。劳动定员、运行管理,运行费用分析。
1.3 设计基础资料
1.3.1 项目概况
辽宁省某市,位于内蒙古高原和东北辽河平原的中间过渡带,属辽宁省西部的低山丘陵区。全区呈现长矩形,东西长170千米,南北宽84千米,总面积10445平方千米。地势西北高,东南低;西南高,东北低。由于地处丘陵地带,加之大陆性气候条件,城市缺水严重。污水的排放又污染了河流,因此对于处理城市生活污水是必要的。
1.3.2 水质情况
污水处理厂进水水质参数:
表1-1进水水质
Tab 1-1 The water quality inflow
COD(mg/L)
BOD(mg/L)
SS(mg/L)
NH3-N(mg/L)
TN(mg/L)
TP(mg/L)
340
270
270
26
30
1
处理后的出水水质标准:

表1-2出水水质标准
Tab 1-2 The water quality standards after treatment
COD(mg/L)
BOD(mg/L)
SS(mg/L)
NH3-N(mg/L)
TN(mg/L)
TP(mg/L)
50
10
20
8
15
0.5
1.4 污水的主要来源
污水的主要来源为城市生活污水
1.5 环境概况
该地区处于中纬度北温带,属半干旱半湿润大陆性季风气候,多风沙,由于”风洞”地形作用,大风是该地区最显著的天气特点,全年平均有12米/秒以上的大风日数11.6天,该地风向为季节变化型,即春夏季盛行南风、南西南风;秋季市盛行南西南风;冬季盛行北风、 北东北风和北西北风[1]。大风主要发生于春季。年平均降雨量为550mm,且多集中在7、8、9月,占全年降水量的68%蒸发量大于降水量,年平均蒸发量1600mm。年平均温度为9.5℃,历年日最高气温40.5℃,日最低气温-26.4℃。
1.6 污水处理厂厂址
在污水处理厂设计中,选定厂址是一个重要的环节,处理厂的位置对周围环境卫生、基建投资及运行管理等都有很大的影响。因此,在厂址的选择上应进行深入、详尽的技术比较。
厂址选择的一般原则为:
1) 在城镇水体的下游;
2) 便于处理后出水回用和安全排放;
3) 便于污泥集中处理和处理;
4) 在城镇夏季主导风向的下风向;
5) 有良好的工程地质条件;
6) 少拆迁,少占地,根据环境评价要求,有一定的卫生防护距离;
7) 有扩建的可能;
8) 厂区地形不应受洪涝灾害影响,防洪标准不应低于城镇防洪标准,有良好的排水条件;
9) 有方便的交通、运输和水电条件。
2. 污水处理系统
2. 1处理程度计算
2.1.1 CODcr的处理程度

式中E—CODcr的处理程度,(％)
Ci—未处理污水中CODcr的平均浓度,(mg/L)
Ce—允许排入水体的已处理污水中CODcr的平均浓度,(mg/L)

2.1.2 溶解性BOD5的处理程度

式中 E—BOD5的处理程度,(％)
Ci—未处理污水中BOD5的平均浓度,(mg/L)
Ce—允许排入水体的已处理污水中BOD5的平均浓度,(mg/L)

2.1.3 SS的处理程度

式中 E—SS的处理程度,(％)
Ci—未处理污水中SS的平均浓度,(mg/L)
Ce—允许排入水体的已处理污水中SS的平均浓度,(mg/L)

2.1.4 NH3-N的处理程度

式中 E—NH3-N的处理程度,(％)
Ci—未处理污水中NH3-N的平均浓度,(mg/L)
Ce—允许排入水体的已处理污水中NH3-N的平均浓度,(mg/L)

2.1.5 TP的处理程度

式中 E—TP的处理程度,(％)
Ci—未处理污水中TP的平均浓度,(mg/L)
Ce—允许排入水体的已处理污水中TP的平均浓度,(mg/L)

表2.3 处理前后各污染物的值
Table 2.3 the values ​​before and after each pollutant
项目
CODcr
BOD5
SS
NH3-N
TP
处理前/ mg/L
340
270
270
26
1
处理后/ mg/L
50
10
20
8
0.5
去除率/％
85.3
96.3
92.6
69.2
50
2.2 设计计算
1)粗格栅设计计算设计说明
处理规模:50000 m3/d,总变化系数:1.34
Qmax=Q×K=5.0×104×1.34m3/d=2792m3/h=0.78 m3/s
功能:去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质,以保证后续处理单元和水泵的正常运行,减轻后续处理单元的处理负荷,防止堵塞排泥管道。
数量: 两座
2)栅条的间隙数

式中 Qmax　最大设计流量,Qmax = 0.78 m3/s
格栅倾角,取＝
b 栅条间隙,m,50-100mm,取b＝50 mm
n 栅条间隙数,个
h 栅前水深,m,取h＝0.6m
v 过栅流速,m/s,0.6-1.0m/s,取v＝0.8m/s。
则 ＝30.1　取32个
3)栅槽宽度
设栅条宽度　　　S＝10㎜(0.01m)
则栅槽宽度　　　B＝S(n-1)+bn
＝0.01×(31-1)+0.05×31＝1.85m
由栅槽宽度B能够知道,栅槽宽度较宽,为了便于检修,能够设置两套粗格栅,则每套粗格栅栅条间隙数为31/2 ≈16个。
则单个栅槽宽度　 B＝S(n-1)+bn
＝0.01×(16-1)+0.05×16＝0.95 m 取1m
选用GSHZ1100型旋转式机械格栅除污机,具体参数见表3.1。

表3.1 GSHZ1100型型旋转式格栅除污机参数
Table 3.1 GSHZ1100 type rotary grate discharge machine parameters
型号
格栅宽度/mm
栅隙/mm
适用槽宽/mm
电机功率/KW
格栅倾角
耙行速度/(m/min)
GSHZ1100
1100
30
1200
1.5
70º
2

数量:两台
粗格栅图如下图3.1所示:

图3.1 粗格栅设计计算示意图
Figure 3.1 Schematic design calculations coarse grid

4)进水渠道渐宽部分的长度
设进水渠宽B1=0.8m,其渐宽部分开角度a1=20º。
= = 0.29 m
5)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
==0.145m
6)过栅水头损失

试中　h1—过栅水头损失,m;
H0—计算水头损失,m;
g —重力加速度,9.81m/s2;
k —系数,格栅受污物堵塞后,水头损失增大的倍数,一般k =3;
—阻力系数,与栅条断面形状有关,,当为矩形断面时,＝2.42。为了避免造成栅前涌水,故将栅后槽底下降h1作为补偿见图4。

　　　＝0.09 m
7)栅后槽总高度
设栅前渠道超高h2 =1.0m
H=h+h1+h2
=0.6+0.09+1.0=1.69m
式中 H—栅后槽总高度,m
h—栅前水深,m
8)栅槽总长度
=2.5 m
9)每日栅渣量计算W
在格栅间隙50mm的情况下,设栅渣量为每1000 m3污水产0.05m3。
W=
=
=2.9m3/d
W>0.2 m3/d,因此宜采用机械清渣。
2.2 泵站的设计计算
1).水泵的选择
考虑用4台离心式水泵,三用一备,最小水量时运行2台泵。
最大流量时,每台水泵的流量Q1i=Qmax/3=2792/3=930.7m2/h
最小水量时,每台水泵流量Q2i=Qmin/2=1555/2=777.4m2/h
2)进水管

式中 DN—管径(m);
v—流速(m/s),一般采用0.8 m/s～1.5 m/s[13]。设计中取流速取v=1.3m/s
则进水管管径
m
取DN=550mm。
校核管内流速:
最大流量时
m/s
满足要求(0.8~1.5m/s)
最小水量时考虑2台水泵工作,
m/s
满足要求。
3)出水管
流速选取v=1.6m/s
则出水管管径
m
取DN=500mm。
校核流速:
最大流量时
m/s
满足要求(1.2~1.8m/s)
最小流量时
m/s
满足要求
4)总出水管管径
取速为v=1.6m/s
则总出水管管径为
m
取DN=750mm
5)扬程计算

式中 —吸水管水头损失(m),;
—出水管水头损失(m),;
—水位差(m),取10m;
—自由水头(m),取1m。
6) 计算
沿程损失:
直管部分长12m,选用550mm管径,v=1.3m/s,1000i=4.21m[2]
m
局部损失:
拦污网一个=1.0,喇叭口一个=0.1,电动蝶阀一个=0.1,渐缩管一个=0.2,DN550mm90°弯头一个=0.5

因此=0.05+0.16=0.21m
7) 计算沿程损失:直管部分长15m,选用500mm管径,v=1.6m/s,1000i=7.53m

局部损失:电动蝶阀=0.1,渐扩=0.2,标准铸铁90°弯头2个=0.67×2=1.34,单向阀1个=0.1,异径丁字管一个=1.84×2=3.68
m
因此
=0.113+0.695=0.808m
因此H≥0.21+0.808+10+1=12.02m
根据流量和扬程,选用BYL350-480IC离心泵具体参数见表2-1。

表2-1 BYL350-480IC离心泵参数
Table 2-1 BYL350-480IC pump parameters
型号
流量/(m3/h)
扬程/m
效率
转速/(r/min)
电机功率/KW
汽蚀
余量/m
BYL350-480IC
1150
520
81.8
1450
160
4.8

数量:4台,3用1备
2.3集水池
集水池的容积取最大一台泵10min的出水量,则有
V= m3
有效水深采用 H=6m
则集水池面积 F=191/6=32m2
集水池尺寸为:8m×4m×6m
2.4细格栅设计计算
功能:去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质,以保证后续处理单元和水泵的正常运行,减轻后续处理单元的处理负荷,防止堵塞排泥管道。
数量:2座,渠道数两条
1)栅条的间隙数

式中 Qmax　最大设计流量,Qmax = 0.9m3/s
格栅倾角,取＝
b 栅条间隙,m,取b＝0.01m
n 栅条间隙数,个
h 栅前水深,m,取h＝0.7m
v 过栅流速,m/s,取v＝0.8 m/s。
则　　　＝130个
细格栅设计计算示意图如图2-2所示:

图2-2 细格栅设计计算示意图
Figure 2-2 Schematic fine grid design calculations
2)栅槽宽度
设栅条宽度　　　S＝0.01m
则栅槽宽度　　　B＝S(n-1)+bn
＝0.01×(130-1)+0.01×130＝2.59 m
由栅槽宽度B能够知道,栅槽宽度较宽,能够设置两套细格栅,则每套细格栅栅条间隙数为130/2 ≈65个
则单个栅槽宽度　 B＝S(n-1)+bn
＝0.01×(65-1)+0.01×65＝1.29 m 取1.3m
选用GSHZ1400型回转式机械格栅除污机,具体参数见表2-3。

表2-3 GSHZ1400型回转式机械格栅除污机参数
Table2-3 GSHZ1400 type rotary mechanical grate discharge machine parameters
型号
格栅宽度/mm
栅条间距/mm
适用槽宽/m
整机功率/KW
格栅倾角
耙行速度/(m/min)
GSHZ1400
1400
30
1500
3
70º
2.2

数量:两台
3)过栅水头损失

式中　h1—过栅水头损失,m;
H0—计算水头损失,m;
　　 g—重力加速度,9.81m/s2;
k —系数,格栅受污物堵塞后,水头损失增大的倍数,一般k =3;
—阻力系数,与栅条断面形状有关,,当为矩形断面时,＝2.42。

　　　＝0.22m　
4) 栅后槽总高度
设栅前渠道超高h2 =0.5m
H =h+h1 +h2
=0.7+ 0.22+ 0.5 =1.42m
式中 H—栅后槽总高度,m
h—栅前水深,m
5)栅槽总长度

=1.92 m
式中 L—栅槽总长度
H1—栅前渠道深 m
6)每日栅渣量计算W
在格栅间隙10mm的情况下,设栅渣量为每1000 m3污水产0.10 m3。
W=
=
=5.17m3/d
W>0.2 m3/d,因此宜采用机械清渣。
2.5 沉砂池的选择计算
2.5.1 沉砂池的选择
沉砂池的作用是从污水中将比重较大的颗粒去除,其工作原理是以重力分离为基础。
中国城市污水处理中,常见的沉砂池类型主要有平流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池。平流式沉砂池靠重力自然沉降而达到砂水分离的目的,其特点是占地面积较大,排泥难度高;曝气沉砂池应用比较广泛,经过池中一侧的空气管控制曝气,使污水形成具有一定速度的螺旋形滚动,具有稳定的除砂效果;旋流沉砂池利用水力涡流除砂,粒径在0.20mm以上的颗粒沉砂去除率达85%,砂粒含水率低于60%。为保证除磷效果,按生物除磷设计的污水处理厂,一般不采用曝气沉砂池。
当前,国际上广泛应用的旋流沉砂池主要为钟式和比式两大类,钟式优于比式,应用较多,该池形有基建、运行费用低和处理效果好,占地少的优点。钟式沉砂池采用270°的进出水方式,池体主要由分选取、集砂区两部分构成,起构成特点是在两个分区之间采用斜坡连接。钟式沉砂池的斜坡式设计,使砂粒主要依靠重力沉降。其排砂方式有两种:一种是靠砂泵排砂,其优势在于设备少、操作简便,可是砂泵磨损严重。另一种是气提排砂,其优势在于系统可靠、耐用,气提之前能够进行气洗,将砂粒上的有机物分离出来,但设备相对较多。
综上所述,本工程预处理阶段拟采用钟式沉砂池除砂,气提排砂。
2.5.2 沉砂池设计计算一般规定
1) 沉砂池按去除相对密度2.65、粒径0.2mm以上的砂粒设计。
2) 当污水为提升进入时,应按每期工作水泵的最大组合流量计算,在合流制处理系统中,应按降雨时的设计流量计算。
3) 沉砂池个数或分格数不应少于2,并宜按并联系列设计。当污水量较小时,可考虑一格工作,一格备用。
4) 城市污水的沉砂量可按106 m3污水沉砂30 m3计算,其中含水率为60%,容重为1500kg/ m3,合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定。
5) 砂斗容积应按不大于2d的沉砂量计算,砂斗斗壁与水平面的倾角不应小于55°。
6) 沉砂池除砂宜采用机械方法,并经砂水分离后贮存或外运。采用人工排砂时,排砂管直径不应小于200mm。沉砂池的超高不宜小于0.3m。
2.5.3 设计参数
1) 最大流速为0.1m/s,最小流速为0.02m/s;
2) 最大流量时,停留时间不小于20s,一般采用30～60s;取1min
3) 进水管最大流速为0.3 m/s;
4) 有效水深宜为1.0～2.0m,池径与池深比宜为2.0～2.5。
5) 设计水力表面负荷宜为150～200m3／(m2·h)。
2.5.4 设计计算
在本工程中,由于水量较大,设计两组钟式沉砂池,每套钟式沉砂池的设计流量为390L/s,查<污水处理构筑物设计与计算>表2-5选用钟式沉砂池
数量:两座

表2-4 排砂泵和空压机主要技术参数表
Table 2-4 row sand pump and compressor main technical parameters
型号
流量L/s
驱动功率KW
叶轮转速r/min
空压机
容量:1.43m3/min压力:49Kpa功率:3 kw
XLCQ1800
500
0.75
9.5

数量:两套

图2-5 钟式沉砂池的各部分尺寸图

2.6 配水井的设计
2.6.1 设计要求
本设计中配水井的配水方式采用堰式配水,进水管在配水井的中心,水从配水井底中心进入,经等宽度堰流入各个水斗,在由水斗经水管流入各个水处理构筑物。这种配水井是利用等宽度堰上水头相等过流量就相等的原理来进行配水的。
设计要求:
1) 水力配水设施基本的原理是保持各个配水方向的水头损失相等。
2) 配水渠道中的水流速度应不大于1.0m/s,以利于配水均匀和减少水头损失。
3) 从一个方向和用其中的圆形入口经过内部为圆筒形的管道想其引水的环形配水池。
当从一个方向进水时,保证分配均匀的条件是:
1) 应取中心管直径等于引水管直径;
2) 中心管下的环行孔高应取0.25~0.5D1;
3) 当污水从中心管流出时,不应当有配水池直径和中心管直径之比(D/D1)大于1.5的突然扩张;
4) 在配水池上部必须考虑液体经过宽顶堰自由出流;
5) 当进水流量为设计负荷,配水均匀度误差为1%;当进水流量偏离设计负荷25% 时,配水均匀度误差为2.9%。
集配水井计算草图如下图所示:

图2-6 配水井简图
Diagram of Figure2-6 with wells

2.6.2 设计计算
1)进水管径D1
进水管流速控制在1m/s以下,取0.9m/s,设置3个配水井。
进水管直径　
则(m)取650mm
校核进水管流速(m/s)合符要求。
2)矩形宽顶堰
进水从配水井底中心进入,经等宽度堰流入2个水斗,再由管道直接接入后续构筑物,每个后续构筑物的最大分配的水量为271m3/h,配水采用矩形溢流堰流至配水管。
3)配水管管径D2:
配水管管径D2即配水井至CASS池管道,每个时段有六个CASS池进水,总水量平均分配到六个CASS池,每条配水管道流量为0.15m3/s,管路流速控制在1m/s以下,取0.9m/s。
配水管直径　
则(m)取500mm
校核进水管流速(m/s)合符要求。
4)配水漏斗上口口径D3
按配水井内径的1.5倍设计:
5)配水井直径D4

式中 v3—配水井内污水流速(m/s),一般取v2=0.2～0.4m/s。设计中取v3=0.3m/s
D4 ==1.32m 取1.4 m
2.7 CASS池的设计计算
2.7.1 基本设计参数
1) 处理规模
Q＝50000m3/d。总变化系数为1.3。设计12座池子,分为三组,每组四座。
2) 进出水水质
经过前面的处理,BOD5和CODcr的去除率约为10%;SS去除率约为20%,则进入CASS生化反应池的水质:
BOD5=270×(1－10%)=243mg/L ;
CODcr=340×(1－10%)=306 mg/L ;
SS=270-270×(1－20%)-270×(1－20%)(1-50%)=108mg/L。

表2-7 进出水水质表
Table 2-7 out of water table
项目
进水水质/(mg/L)
出水水质/(mg/L)
CODCr
306
≤50
BOD5
243
≤10
SS
108
≤20
NH3-N
26
≤8
TP
1
≤0.5
pH
6～9
≤6～9

污泥负荷(F/M):Ls = 0.35㎏BOD5 /(kgMLSS·d),
混合液悬浮固体浓度(MLSS):X＝3300mg/L,
反应池数N = 12 座,
反应池有效水深H = 5 m,
排除比 1/m = 1/2.5,
2.7.2 曝气时间TA
(h)
式中 TA—曝气时间,h
S0—进水平均BOD5,㎎/L
m—排除比 1/m = 1/2.5
X—混合液悬浮固体浓度(MLSS):X＝3300mg/L,
2.7.3 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,能够用下式进行计算。
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＝2800mg/L,
则Vmax =7.4×104×20×2500 -1.7=2.5m/s
沉淀时间TS用下式计算
(h)
式中 TS—沉淀时间,h
H—反应迟内水深,m
—安全高度,取0.5m
2.7.4 排水时间TD
1)滗水器
单池容积为2160m3,滗水体积为2206/2.5 = 882 m3,排水时间可取0.7h,则滗水能力为1142m3/h。每个Cass池选用两台HPS -700型滗水器,具体技术参数见表2-13。
表2-8 HPS -700型滗水器技术参数表
Table 2-8 HPS -700 type Decanter Technical Data Sheet
型号
处理水量(m3/h)
出水堰长度/mm
驱动功率(kw)
滗水深度(m)
过水流速(L/ms)
排水管径(mm)
HPS-700
700
60000
0.75
2.5
<30
DN350
在排水期间,就单次必须排出的处理水量来说,每一周期的排水时间能够经过增加排水装置的台数或扩大溢流负荷来缩短,另一方面,为了减少排水装置的台数和排放出槽底容量,必须将排水时间尽可能延长。实际工程设计时,具体情况具体分析,一般排水时间可取0.5～3.0h。此设计取0.7h,闲置时间取0.3h。
2.7.5进水时间TF
根据滗水器确定进水时间为TF=h。
因此,CASS工艺运行一个周期需4h,其中进水3.08h同时曝气进行2h,沉淀1h,排水0.7h,闲置0.3h。运行方式见表2-7。

表2-7CASS池运行方式
Table2-7 CASS pool Run

时段1
时段2
时段3
时段4
时段1
时段2
时段3
时段4
时段1
1#池
曝气
曝气
沉淀
排水
曝气
曝气
沉淀
排水
……
2#池
沉淀
排水
曝气
曝气
沉淀
排水
曝气
曝气
……
3#池
排水
曝气
曝气
沉淀
排水
曝气
曝气
沉淀
……
4#池
曝气
沉淀
排水
曝气
曝气
沉淀
排水
曝气
……

2.7.6周期数的确定
一个周期所需时间TC ≥TA +TS+TD+0.3=3.08+1.0+0.7+0.3=5.08(h)
(次)
2.7.7 CASS反应池容积计算
池总容积为
式中 V—池子总容积,m3
Q—平均日流量,m3/d
S0—进水BOD;mg/L
Se—出水BOD; mg/L
e—反应时间与周期之比
X—混合液污泥浓度,mg/L
f—一般为0.7-0.8
N—污泥负荷率,kgBOD5/(kg MLSS d)
(m3)
单池容积 (m3)
按CASS工艺一般原则,生物选择器、兼氧区、好氧区的容积比为1∶5∶30
因此,生物选择区容积V1=2101×=60 m3 ,长度L1=L=1.5m
兼氧区容积 V2=2101×=300 m3 ,长度L2=L=7.4m
好氧区容积 V3=2101×=1800 m3 ,长度L2=L=44.4m
则单池体积=V1+V2+V3=60+300+1800=2160 m3
池子总体积V=12=12×2160=25920 m3
2.7.8 CASS反应池的构造尺寸
CASS反应池为满足运行灵活及