CASS工藝設(shè)計方法

1、1.1計算BODN虧泥負(fù)荷NsBODN虧泥負(fù)荷是CASS工藝的主要設(shè)計參數(shù)，其計算公式為:刀1式中：Ns BOD-虧泥負(fù)荷，kgBOD5/(kgMLSSd)，生活污水取0.050.1kgBO兇(kgMLSS d)，工業(yè)廢水需參考相關(guān)資料或通過試驗確定；K2有機基質(zhì)降解速率常數(shù)，L/(mg d);Se混合液中殘存的有機物濃度，mg/L ;n有機質(zhì)降解率，;?混合液中揮發(fā)性懸浮固體濃度與總懸浮固體濃度的比值，一般在生活污水中，？ = 0.75。2式中：MLVS混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度，mg/L;MLSS混合液懸浮固體濃度，mg/L ;1.2 CASS也容積計算CASS也容積采用BOD污泥負(fù)荷進(jìn)展計

2、算，計算公式為：式中：V CASS池總有效容積，m3;Q污水日流量，m3/d ;Sa、Se進(jìn)水有機物濃度和混合液中殘存的有機物濃度，mg/L ;X混合液污泥濃度MLSS，mg/L ;NsBODN虧泥負(fù)荷，kgBOD/(kgMLSS d);?混合液中揮發(fā)性懸浮固體濃度與總懸浮固體濃度的比值。1.3容積校核CASS也的有效容積由變動容積和固定容積組成。變動容積Vi指池設(shè)計最高水位和潷水器排放最低水位之間的容積；固定容積由兩局部組成，一局部是平安容積V2，指潷水水位和泥面之間的容積， 平安容積由防止?jié)畷r污泥流失的最小平安距離決定；另一局部是污泥沉淀濃縮容積V3，指沉淀時活性污泥最高泥面至池底之間的

3、容積。CASS池總的有效容積：V= nixVi+ V2 + V3 4式中：V CASS池總有效容積，m3;Vi-變動容積，m3；V2-平安容積，m3；V3-污泥沉淀濃縮容積， m3；ni-CASS池個數(shù)。設(shè)池最高液位為 H一般取35m丨，H由三個局部組成：H=Hi+ H2 + H3 5式中：Hi 池設(shè)計最高水位和潷水器排放最低水位之間的高度，m；H2潷水水位和泥面之間的平安距離，一般取i.52.0m ；H3-潷水完畢時泥面的高度，m ；其中:w -Q"1% k x A 6式中：A單個CASS池平面面積，m2 ；n2-一日循環(huán)周期數(shù)；H3= HXXXSVXiO 3 7式中：X最高液位時

4、混合液污泥濃度,mg/L ；污泥負(fù)荷法計算的結(jié)果，假設(shè)不能滿足出閉-Hi+ H3，那么必須減少 BOD-虧泥負(fù)荷,增大CASS也的有效容積，直到條件滿足為止。1.4設(shè)計方法分析從上述設(shè)計方法的描述中可以看出，現(xiàn)行的CASS工藝設(shè)計具有以下幾個方面的特點: 1、設(shè)計方法簡單，設(shè)計參數(shù)單一，在傳統(tǒng)的以污泥負(fù)荷為主要設(shè)計參數(shù)的活性污泥設(shè)計法 根底上，采用容積進(jìn)展校核，以保證潷水過程中的污泥不流失。5 %設(shè)計。2、設(shè)計只針對主反響區(qū)容積，而生物選擇區(qū)容積那么是按照主反響區(qū)容積的 3、污泥負(fù)荷法設(shè)計重點針對有機物質(zhì)的降解，對脫氮未加考慮，難以滿足污水排放對于氮 的要求，故此方法具有片面性，難以滿足高氨氮

5、污水處理后達(dá)標(biāo)排放。2 CASS工藝設(shè)計方法改良 2.1主反響區(qū)容積設(shè)計主反響區(qū)設(shè)計采用泥齡法，并用污泥負(fù)荷進(jìn)展校核，其設(shè)計步驟如下:1、計算硝化菌的最大比增長速率當(dāng)污水pH和DO都適合于硝化反響進(jìn)展時，計算亞硝酸菌的比增長速率公式為:式中：0,max硝化菌的最大比增長速率,d-1 ；9 / 9T硝化溫度，C;2、計算穩(wěn)定運行狀態(tài)下的硝化菌比增長速率式中：回一一硝化菌的比增長速率，d-1 ；N硝化出水的 NH3-N濃度，mg/L;Kn飽和常數(shù)，設(shè)計中一般取1.0mg/L。3、計算完成硝化反響所需的最小泥齡叭二 'P z 10式中 &：最小泥齡，d;少一一硝化菌的比增長速率，d1

6、。4、計算泥齡設(shè)計值占：本處采用Lawrenee和McCarty在應(yīng)用動力學(xué)理論進(jìn)展生物處理過程設(shè)計時提出的平安系數(shù)Sf概念，Sf可以定義為：Sf=&： 11式中：日：一一設(shè)計泥齡，d;Sf使生物硝化單元在 pH值、溶解氧濃度不滿足要求或者進(jìn)水中含有對硝化有抑制作用的有 毒有害物質(zhì)時仍能保證到達(dá)設(shè)計所要求的處理效果。美國環(huán)保局建議一般取1.53.0。5、 計算以VSS為根底的含碳有機物COD的去除速率活性異養(yǎng)菌生物固體濃度 X1可用下式計算：Pa d丄(g. _'1十億必上12式中：X1活性異養(yǎng)菌生物固體濃度，mg/L;Yh異養(yǎng)菌產(chǎn)率系數(shù)，gVSS/gCOD或gVSS/gBOD

7、bH異養(yǎng)菌源代分解系數(shù)，d 一1;50 進(jìn)水有機物濃度，mgCOD/L或mgBOD/L;51 出水有機物濃度，mgCOD/L或mgBOD/L;設(shè)計泥齡，d;t 水力停留時間，d;1 +虬活性生物固體表觀產(chǎn)率系數(shù)，Yh,net將含碳有機物的去除速率定義為：-= 疋13那么可以得到下式：1/日上=YH,NETqH 14曝氣池混合液 VSS由三局部組成：活性生物固體、微生物源代分解殘留物和吸附在活性污泥上面不能為微生物所分解的進(jìn)水有機物，VSS濃度可以表示為：15式中：X VSS濃度，mg/L ;S基質(zhì)濃度變化， mgCOD/L或mgBOD/L;Yh以VSS為根底的產(chǎn)率系數(shù)，gVSS/gCOD或 g

8、VSS/gBODb以VSS為根底的活性污泥分解系數(shù)，d-1 ；以VSS為根底的濃度為 X的有機物去除速率可以表示為：1/ c = YH,NETqOBS 166、 計算生化反響器水力停留時間t£ £f = t 口 _ 丄177、主反響區(qū)容積：Vn= Q t 18式中：Vn主反響區(qū)容積，m3；Q進(jìn)水流量，m3/d ;&有機負(fù)荷校核有機負(fù)荷F/M :F3 °M卩用19式中：？MLVSS/MLSS 般取 0.7。根據(jù)相關(guān)試驗結(jié)論， 假設(shè)F/M不在0.180.25 kgCOD/(kgMLSSd),那么需改變泥齡， 進(jìn)展重 新設(shè)計。10、氨氮負(fù)荷校核氨氮負(fù)荷SNRSM

9、R =丄V ”歹20式中：N主反響區(qū)產(chǎn)生NO3-N總量TKN, mg/L。根據(jù)相關(guān)試驗結(jié)論，假設(shè)SNR>0.045 kg NH3-N/(kgMLSS d)，那么需增大泥齡，進(jìn)展重新設(shè)計。2.2預(yù)反響區(qū)容積設(shè)計預(yù)反響區(qū)的功能設(shè)計為反硝化，其設(shè)計步驟如下：1、計算反硝化速率 SDnr反硝化速率可以根據(jù)試驗結(jié)果或文獻(xiàn)報道值確定，也可以按下面的方法計算：溫度 20C時：Sdnr ( 2 0) = 0.3F/M + 0.02921溫度 TC時：Sdnr (p Sdnr (2 0) (5' 2 0 )( B為溫度系數(shù)，一般取 1.05) 222、缺氧池的MLVSS總量為：La= QNd/ S

10、dnr (T) 23式中：Nd反硝化去除的 NO3-N, kgN/d。3、缺氧池的容積:Van=1000La/X? 244、缺氧池的水力停留時間:tA= Van/Q 255、系統(tǒng)的總泥齡:2.3反響器尺寸確實定CASS反響器尺寸確實定主要是確定反響器的高度和面積，以滿足泥水別離和潷水的需要。由于預(yù)反響區(qū)始終處于反響狀態(tài)，不存在泥水別離的問題，且預(yù)反響區(qū)底部通過導(dǎo)流孔與主反響區(qū)相連，其水面高度與主反響區(qū)平齊，因此計算出主反響區(qū)的設(shè)計高度也同時計算出了預(yù)反響區(qū)的水面高度。所以反響區(qū)尺寸確實定主要是主反響區(qū)尺寸確實定。CASS池的泥水別離和SBR樣，生物處理和泥水別離結(jié)合在 CASS池主反響區(qū)中進(jìn)展

11、，在曝 氣等生物處理過程完畢后，系統(tǒng)即進(jìn)入沉淀別離過程。 在沉淀過程初期，曝氣完畢后的剩余混合能量可用于生物絮凝過程，至池子趨于平靜正式開場沉淀一般持續(xù)10min左右，沉淀過程從沉淀開場后一直延續(xù)至潷水階段完畢，沉淀時間為沉淀階段和潷水階段的時間總和。SVI等因素有污泥泥面的位置那么主要取決于污泥的沉降速度，污泥沉速主要與污泥濃度、 關(guān)，在CASS系統(tǒng)中，污泥的沉降速度 vs可簡單地用下式計算：vs= 650/( XtXSV) 27式中：vs污泥沉速(m/h);Xt在最高水位時濃度(kg/m3)，為平安計，采用主反響區(qū)中設(shè)計值X, 般取30004200mg/L;SVI污泥沉降指數(shù)(mL /g)

12、。為防止在潷水過程中將活性污泥帶出系統(tǒng)，需要在潷水水位和污泥泥面之間保持一最小的平安距離Ha為保持潷水水位和污泥泥面之間的最小平安距離，污泥經(jīng)沉淀和潷水階段后， 其污泥沉降距離應(yīng) 邇H+Hs,期間所經(jīng)歷的實際沉淀時間為(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間的高度差，也稱潷水高度(m), AH 一般不超過池子總高的40%，與潷水裝置的構(gòu)造有關(guān)，一般其值最大在2.02.2m左右；ts沉淀時間；td潷水時間。聯(lián)立式6.47和(6.48)即可得：29式中：AV周期進(jìn)水體積(m3)；A池子面積(m2);Ht最高水位(

13、m);式中沉淀時間ts、潷水時間td可預(yù)先設(shè)定，根據(jù)水質(zhì)條件和設(shè)計經(jīng)歷可選擇一定的SVI值，平安高度Hs 般在0.60.9m左右。AV由進(jìn)水量決定，這樣式(29)中只有池子高度 Ht和面 積A未定。根據(jù)邊界條件用試算法即可求得式 (29)中的池子高度和面積。高度Ht和面積A確實定方法為：先假定某一池子高度Ht,用式(29)求得面積A,從而可求得潷水高度 AH,如潷水高度超過允許的圍，那么重新設(shè)定池子高度，重復(fù)上述過程。在求得Ht和池子面積 A后，即可求得最低水位 Hb：Hb= Ht H= Ht AV/A 30最高水位時的MLSS濃度Xt,最低水位時的 MLSS濃度那么可相應(yīng)求得：Xb= XtXHt/Hb 31最低水位時的設(shè)計 MLSS濃度一般應(yīng)不大于 6.0kg/m3。2.4剩余污泥計算每日從系統(tǒng)中排出的 VSS重量為L：L= X? (Van + Vn) / 0 32式中：L每日從系統(tǒng)中排出的 VSS重量，kg/d。2.5需氧量計算1、BOD的去除量：Oi =