污水處理CASS池設(shè)計(jì)計(jì)算

1、25生物反應(yīng)池（CASS反應(yīng)也）2.5.1 CASS反應(yīng)池的介爼CASS是周期性循環(huán)活性號(hào)泥法的簡(jiǎn)稱,是間啟式活性方泥法的一種變革, 并保留了其它間就式活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)，是近年來國際公認(rèn)的生活污水Kilt污 水處理的先進(jìn)工藝。CASS I藝的核心為CASS池,其基本錯(cuò)枸是：在SBR的基礎(chǔ)上，反應(yīng)池沿 池長方向設(shè)廿為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū)，后冊(cè)為主反應(yīng)區(qū)，其 主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的自動(dòng)撇水裝置。整f工藝的曝氣、沉譴、排水等il 程在同一池子內(nèi)周期循壞運(yùn)行，省去了常規(guī)活性污泥法中的二沉池和污泥回流系 筑,同時(shí)可連續(xù)進(jìn)水，間斷排水。CASSI藝與傳統(tǒng)活性污泥法的相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):

2、建設(shè)費(fèi)用低。省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回浹設(shè)備，建設(shè)費(fèi)用可 節(jié)省20%30%。工藝流程簡(jiǎn)單，污水主要溝筑物為集水池、沉砂池、CASS 曝氣池、污泥池，布局緊湊，占地面枳可減少35%；運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用省。由于曝氣是周期性的，池內(nèi)溶解氧的濃度也是變化的，沉淀階段和排水階段溶解氧降低，重新開始曝氣時(shí)，氧濃度檢度大，傳遞效率高， 節(jié)能效果顯著,運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用可節(jié)省10%25%；有機(jī)物去除率高。出水水質(zhì)好，不僅能有效去除污水中有機(jī)碳源斥染物，而 且具有良好的18氮除隊(duì)功能;管理簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，不易發(fā)生西泥働脹。污水處理廠設(shè)備種類和數(shù)量較少,控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，運(yùn)行安全可靠;污泥產(chǎn)量低，性質(zhì)穩(wěn)定。2.5.2 CASS

3、反應(yīng)池的玻it廿算圖2-4 CASS工藝原理圖(1 )基本設(shè)計(jì)參數(shù)考慮tSifn沉砂池可去除部分有機(jī)物及ss,取cod,bod5inh3-n,tp去除率為20%, SS去除率為35%O此時(shí)進(jìn)水水質(zhì):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處理規(guī)模：Q=14400m3/d,g變化系數(shù)1.53混合液懸浮固體濃BH MLSS )： Nw=3200mg

4、/L反應(yīng)池有效水深H 般25m,本水廠設(shè)計(jì)選用4.0m排水比：=!=0.4m 2.5BOD-污泥負(fù)荷(或稱BOD-SS負(fù)荷率)(Ns)NsBOD-污泥負(fù)荷(或稱BOD-SS負(fù)荷率),kgBODs/(kgMLSSd)；K2一有機(jī)基質(zhì)降解速率常數(shù)，L/(mg d),生活污水«取值X圍為0.0168-0.0281, 本水取值0.0244；n一有機(jī)基質(zhì)降解率，%;Sa _ Sen=Saf一混合液中揮發(fā)性懸浮固體與總懸浮同體濃度的比值，一般在生活西水中，f值為0.7-0.&本水設(shè)廿選用0.75o代人數(shù)值，得嚇曽“.7%,之后把本數(shù)值代人得4罟厶0.2kgBODs/(kgMLSS d)(

5、3)曝氣WB)Ta= 1.8h24S()_24x120NniNw 0.2x2.5x3200X式中 Ta曝氣時(shí)I可，hSo進(jìn)水平 ft BOD5, mg/L mflf 水比 1/m = 1/2.5肌一混合液懸浮Q體濃K ( MLSS )： X = 3200mg/L(4)沉淀時(shí)間Ts活11污泥界面的沉降速度與MLSS濃度、水溫的關(guān)系，可以用下itiSfiit算。Vmax = 7.4x104xtxXo 占(MLSS W 3000)優(yōu)質(zhì)資料Vraax= 4.6x10W126(MLSS 3000)式中VmL活性污泥界面的初始沉降速度。t水溫，°CXo沉降開始時(shí) MLSS 的濃度，Xo = N.

6、tV=3200mg/L,«Vmax= 4.6x104x3200,J6=1.76 m/s沉淀時(shí)BTsffl下式it算A =1.58h 取 Ts=1.5h式中 Tl沉淀時(shí)間，hH反應(yīng)池內(nèi)水深，m£安全高廈，® 1.2m(5)排水時(shí)間T°及閑置時(shí)同Tf根據(jù)城市污水處理廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),本水廠設(shè)置排水時(shí)間Td取為o5h,閑置時(shí)間 取為0.1ho運(yùn)行周期 T= Ta +Ts+TD+Ti=4h每日運(yùn)行周期«n=64(6) CASS池容枳VCASS池容枳采用容枳負(fù)荷it算法確定，并用排水休枳進(jìn)行夏核。(i )果 用容枳負(fù)荷法計(jì)算：$ _Qx (Sa - Se)Ne

7、 x Nw x f式中：Q城市污水設(shè)廿水量，m3/d ； Q=14400m3/d；Nw混合液MLSS n泥濃度(kg/m3)，本設(shè)it取3.2 kg/m3；Ne BODs 污泥負(fù)荷(kg BOD/kg MLSS d),本設(shè) it 取 0.2kgBODs/kgMLSS d；Sa進(jìn)水 BODs 濃 ® ( kg/ L ),本設(shè) it Sa = 120 mg/L；Se出水 BODs 濃 ® ( kg/ L ),本設(shè) it Se = 10 mg/L；f混合液中揮發(fā)性懸浮固休濃度與總懸浮同體濃度的比值，本設(shè)計(jì)取 0.75；優(yōu)質(zhì)資料= 3300/14400 x(12010)>&l

8、t;10刁0.2x3.2x0.75本水廠設(shè)計(jì)CASS池四座，毎座容枳V.=825m34(ii )排水體枳法進(jìn)行復(fù)核單池容枳為 V,. = Q =2x14400=1500 ( m3 ) nN 6x4反應(yīng)池總?cè)蓁?v =4V. =4x1500 =6000 ( m3)式中單池容枳，m3n周期數(shù)；mflf 水比 1/m = 1/2.5N池 U;0平均日流量，由干排水怵枳法it算所得單池容枳大于容枳負(fù)荷法廿算所得,因此單池容枳 應(yīng)按最大容枳值計(jì)，否則將不滿足水量運(yùn)行要求，則單池容枳VF1500m3,反應(yīng) 池總?cè)蓁譜=6000m3o(7 ) CASS池的容枳負(fù)荷CASS池工藝是連續(xù)進(jìn)水，同Bi排水，池內(nèi)有

9、效容枳由變動(dòng)容枳(V和同 定容枳組成,變動(dòng)容枳是指池內(nèi)設(shè)it最高水位至耀水器最ftt水位之間高度(HJ 決定的容枳，固定容枳由兩部分組成，一是活性污泥最高泥面至池底之間高度 (已)決定的容枳(Vs),另一部分是撇水水位和泥面之間的容枳,它是航止撇 水時(shí)污泥流失的最小安全距離(也)決定的容枳(V2 )。CASS池總有效容枳V(m )： V = mx (V1+V2 + V3)(i )池內(nèi)設(shè)廿最高水位至皚水機(jī)排放最低水位之間的高度，H, ( m )；Q xHH=-1 NxV式中：N一日內(nèi)循壞周期數(shù)，N=6；H也內(nèi)最高液位H ( m ),本設(shè)it H=4.0mo14400x4Bl H=1.0/7?6

10、X 6000 (ii )滝水結(jié)東時(shí)泥面高度,Halm)已知撇水水位和泥面之間的安全距離，出二£=1.2m ；H3=H-(Hl+H2)=4-1.6-1.2=1.2m(iii) SVI污尿體枳播數(shù),(ml/g)SVIh H'HxNw代人Hit, « SVI=i- = 93(ml/g), lit數(shù)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» 寬，m, B:H=12, ® B=8m, 8/4=2,滿足要求;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 池總高，H。( m )取池體超高 0.5m, N H0=H + 0.5 = 4.5m(iii )攢生物選擇EL1t (m)CASS池中間設(shè)1 £隔墻,將池體分漏成愧生物選擇區(qū)(預(yù)反應(yīng)區(qū))和主反 應(yīng)區(qū)兩部分?？窟M(jìn)水端為生物選擇區(qū)，其容枳為CASS池總?cè)蓁椎?0% £右，另 一部分為主反應(yīng)區(qū)。選擇器的類別不同，對(duì)選擇器的容枳要求也不同。L, = 10%L=10%x47=4.7m(iv )反應(yīng)池液位控制,7? 12 5 1排水結(jié)東 NEK 水位人=4x-L = 4xL = 2.4 (m)

12、m2.5基準(zhǔn)水I5h2為4.0m；超高0.5m；保護(hù)水深=1.2mo污泥層高度久=h -s = 2.4-l.2 = 1.2 ( m )«：撇水水位和泥面之間的安全距離，H2=hs=1.2m+70 nr/4.7 n1/E-儀反應(yīng)(Z主反應(yīng)區(qū)1一出枱OCD匸 一X-圖2-5 CASS外形尺寸圖(9) 連通孔口尺寸隔墻底部設(shè)連通孔，連通兩區(qū)水流，因單18% 8m,根據(jù)設(shè)it規(guī)X要求，此時(shí)連通孔的數(shù)量取為3。(i )連通孔面枳AA 按 Titaffit »：A. =!+ BxLxH< x 24xnxNxU丿 U式中：UJL口 流速，® U=70m/h將各數(shù)值代入，廿

13、算得:144001宀A, =(+ 8x4.7xl.6)= 0.86w224x6x4x7070(ii )孔口尺寸設(shè)it孔口沿墻均布，孔口寬®® 0.7m,孔高為0.86/0.8=1.2m0為：0.7mx1.2m(10) 復(fù)核出水濬解性B0D5處理水中非濬解UBODs的值：D0Ds=7.1bXaCeCe一處理水中懸浮同體濃® 10mg/LXa一活性傲生物在處理水中的所占比例取0.4b缺生物自身氧化速率普通負(fù)荷：0.4高負(fù)荷:0.8 延時(shí)曝氣系貌：0.1本設(shè)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而該設(shè)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設(shè)it結(jié)果滿足設(shè)廿要求。(11)11算剰余污泥量理論分析，知溫度較低時(shí)，產(chǎn)生生物污泥量較多。本設(shè)it最冷時(shí)是冬季平均最冷富度SO .2光。0.2T時(shí)活性污泥自身氧化系數(shù)：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設(shè) it 進(jìn)水 SS, m3/d；Ce設(shè)廿出水SS, m3/d；剰余污泥總量：X= Xv+ Xs=817.52+1887.84=2705kg/d 剰余污泥濃度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，濕污泥量為4 = 510

16、.4m3/.75.3(12)復(fù)核污泥齡B產(chǎn)!丫心-心式中：G 污爲(wèi)齡Y污泥產(chǎn)率系數(shù)，一般為0.4 0.8取0.5Kd衰額系數(shù)，一朋為 0.04 0.075 ® 0.07代人數(shù)恥宀_ 1_ 0.5x0.2-0.07=33d«化所需最小污泥齡：0C.N = ( 1/)x1.103,5-T'xfs氏N一制化所需最小西泥齢L；“ 一%化細(xì)菌的增長速率d= T=0.2攝氏度時(shí)，取為0.35；fs一安全系數(shù)：為保込岀水氨氮小與5mg/L ® 2.3 3.0； ® 2.3；T一污水ig®：取冬季最不利ifi ® 0.2攝氏度。彳"

17、(”“)x1.103 Wfs=(1/0.35)x1.10354,21 x2.3=28d經(jīng)校核,污泥齡滿足晞化要求。(13 )需氧量設(shè)廿需氧量色祐氧化有機(jī)物需氧量，污泥自身需氧量、氨氮?jiǎng)?chuàng)化需氧量及出 水帶走的氧量。設(shè)it需氧量考慮最不利悄說，按夏季時(shí)高水淚廿算設(shè)廿需氧量。(i )氧化有機(jī)物需氧量，污泥自身需氧量O以毎去除1 kg BOD需要0.48 kgCL的經(jīng)驗(yàn)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污泥攢生物每代»1 1 kg BOD需氧量，一般生活西水取為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，一般生活污水取為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嚴(yán)4.570他-嘰)-0.12 啤=4.57x14400x ( 36-5 ) x10'3-0.12x-33= 1801(kg02/d)式中4.57-氨氮的氧當(dāng)量系數(shù)；N<進(jìn)水總凱氏氮濃度，g/L；血一出水總凱氏氮濃度，g/L；Xy系統(tǒng)毎天排岀的制余污泥量，

19、kg/d；總需氧量0口 = Oa +0, =3448 +1801 = 5249 kg/d=21 &7 kg/h(14 )標(biāo)準(zhǔn)需氧量標(biāo)準(zhǔn)需氧量廿算公式：cccAORxC 加SOR=a (陋血門一0><1024'7亠)Csb(T|=Cs(T) (、+電)2.026x 10420_ 21(1-6)1 79 + 21(1-耳)Pa"-1.013X10'式中SOR水ia20t,氣壓1.103x105pa時(shí),轉(zhuǎn)楊到曝氣池混合液的總氧量,kg/h；AOR一在實(shí)際條件下，轉(zhuǎn)楊到曝氣池混合液的總氧量，kg/h；Cs.20)一20t時(shí)氧在清水中施和溶解度，®

20、 Cal20l=9.17mg/L；Q一雜fit影喑修正系數(shù),取值X圍a =0.78-0.99,本例選用0.90；P一含鹽量修正系數(shù),本例取0=0.95；P一氣壓修正系數(shù);Pa所在地區(qū)大氣壓力，Pa；T一設(shè)廿污水iS®,本設(shè)廿考慮最不利水溫，夏季T=27.3T；Csb（T）設(shè)it水溫條件下曝氣也內(nèi)平均溶解氧18和度mg/L；Cm設(shè)it水溫條件下氧在清水中飽和溶解度，水溫27.3 T時(shí),Ct8.02；Pb一空氣擴(kuò)散裝置處的絕對(duì)壓力,Pa, Pb=P+9.8x103H；P大氣壓力，P=1.013x105；H 一空氣擴(kuò)散裝置淹沒深度，取0孔曝氣裝置安裝在距池底0.5m處，淹 沒深度3.5m；

21、0,氣泡離開水面時(shí)，氧的百分比，%;Ea空氣擴(kuò)散裝置氧轉(zhuǎn)楊效率，本設(shè)計(jì)選用水下射渣式擴(kuò)散裝置，氧轉(zhuǎn)務(wù)效率&按26% it算;C曝氣池內(nèi)平MJ8解氧濃度，® C=2mg/Lo工程所在地（XX地區(qū)）海抜高a 110m,大氣壓力p為0.99x1 05Pa,壓力修正系無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標(biāo)準(zhǔn)需氧量SOR：S0r_A OR xC$（20） a（妙C 場(chǎng) 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空氣擴(kuò)散裝置的(ft氣量，可通il下式確定：G=理-=316,3 =4055m3/h0.3Ea0.3x0.26(15)空氣管系統(tǒng)設(shè)廿曝氣系貌管道布置方武為，相鄰的兩個(gè)廊道的陶晴上設(shè)兩根干管，共四根 干管，在毎根干管上設(shè)5條配氣豎管，全曝氣池共設(shè)4x5=20條配氣豎管。毎根 豎菅的配氣量為:出蘭=202.75 m3/h20曝氣池平面面枳為：4x8x(47-4.7) = 1353.6m3毎個(gè)空氣擴(kuò)散器的服務(wù)面枳按1.0m3it, 需空氣擴(kuò)散器的總數(shù)為:空354個(gè)1.0為安全廿，本設(shè)廿果用140