污水处理厂设计计算新版说明书cass基础工艺.doc

某污水厂设计计算说明书 姓名： 班级： 学号： 指导老师： -6-28目 录 一 总论1二 工艺步骤2CASS工艺优点3和其它工艺对比5 三 处理构筑物设计7集水井设计7格栅设计和计算81.泵前中格栅设计和计算82.泵后细格栅设计和计算11提升泵站141.设计参数152.提升泵房设计计算15曝气沉砂池设计和计算151.曝气沉砂池152.曝气沉砂池设计和计算163. 设计计算164.吸砂泵房和砂水分离器205.鼓风机房20CASS池设计和计算201.CASS工艺运行过程202.CASS反应池设计计算21污泥浓缩池351.设计参数352.设计计算35贮泥池设计37四污水厂总体部署39 关键构(建)筑物和隶属建筑物 39 污水厂平面部署 40污水处理构筑物高程部署41五 设计体会43一 总论1.课程设计内容和深度目标：加深了解所学专业知识，培养利用所学专业知识能力，在设计、计算、绘图等方面得到锻炼。内容：对关键污水处理构筑物工艺尺寸进行设计计算，确定污水处理厂平面部署和高程部署。完成设计计算说明书和设计图（污水处理厂平面部署、高程部署图、某构筑物工艺图各一张）。深度: 初步设计2.基础资料（1）.水质水量项目规模：长沙某污水处理厂关键处理该市某地域工业及居民废水。考虑远期发展，设计水量扩大一倍。进水水质：BOD5=160mg/L;COD=280 mg/L; SS=150 mg/L; TN=335mg/L; 磷酸盐（以P计）= 1.8mg/L。（2）.处理要求（1）要求出水水质满足GB 18918城镇污水处理厂污染物排放标准一级B排放标准，即：pH=69; BOD520mg/L; COD60mg/L; SS20mg/L; TN20mg/L; NH3-N8mg/L, 磷酸盐（以P计）1mg/L。（3）.厂区地形污水厂选址区域高程为4447米（黄海高程）；平均地面标高45m。污水经过干渠以自流方法到厂边，厂边干渠管底标高为39米(黄海高程)，出水排入厂址北部北湖，北湖最高水位41m。 （4）.城市概况1） 地理位置长沙市在湖南省东部偏北, 湘江下游和长浏盆地西缘。其地域范围为东经1115311415,北纬27512841。东邻江西省宜春地域和萍乡市，南接株洲、湘潭两市，西连娄底、益阳两市，北抵岳阳、益阳两市。2） 地形、地貌地形起伏较大，整个地势为东西南高，北部低。东西长约230公里，南北宽约88公里。全市土地面积11819.5平方公里，其中城区面积556平方公里。3）气候、气象气候：属亚热带季风性湿润气候，四季分明，春末夏初多雨，夏末秋季多旱，夏冬季长，春秋季短，夏季约118127天，冬季117122天，春季6164天，秋季5969天。春温改变大，夏初雨水多，伏秋高温久，冬季严寒少。 风向：冬季主导风向为北风，夏季主导风向为东南风。 降雨：年降水量约1300毫米。 气温：市内平均气温16.817.2C，整年无霜期约275天。年极端最低气温仅-2.9，极端最高气温为38。（5）. 水文地质（1）水文：北湖水位二十年一遇洪水位为43米，五十年一遇洪水位为45米，常年水位41米（以上标高均为吴淞高程）。（2） 地质：该区为平原地带，地基承载力均在18 t/m2以上。地震烈度为六级二 工艺步骤循环式活性污泥法（Cyclic Activated Sludge System，简称CASS）是在SBR基础上发展起来一个新型污水处理工艺。该工艺最早是在美国森维柔废水处理企业于1975年研究成功并推广应用废水处理新技术专利。CASS工艺集曝气和沉淀于一池内，取消了常规活性污泥初沉池和二沉池。它是在CASS反应池前部设置了生物选择区，后部设置了可升降自动滗水装置。工作过程分为曝气、沉淀和排水三个阶段，周期循环进行。运行中可依据进水水质和排放标准控制运行参数，如有机负荷、工作周期、水力停留时间等，经过调整这些参数使污水处理厂在满足出水水质要求条件下降低运行成本。CASS工艺分预反应区和主反应区。在预反应区内，微生物能经过酶快速转移机理快速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷基质快速积累过程，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到很好缓冲作用，同时对丝状菌生长起到抑制作用，可有效预防污泥膨胀；随即在主反应区经历一个较低负荷基质降解过程。CASS工艺集反应、沉淀、排水、功效于一体，污染物降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性改变之中，从而达成对污染物去除作用，同时还含有很好脱氮、除磷功效。CASS工艺优点（1）工艺步骤简单，占地面积小，投资较低CASS关键构筑物为反应池，没有二沉池及污泥回流设备，通常情况下不设调整池及初沉池。所以。污水处理设施部署紧凑、占地省、投资低。 （2）生化反应推进力大在完全混合式连续流曝气池中底物浓度等于二沉池出水底物浓度，底物流入曝气池速率即为底物降解速率。依据生化动力反应学原理，因为曝气池中底物浓度很低，其生化反应推进力也很小，反应速率和有机物去除效率全部比较低；在理想推流式曝气池中，污水和回流污泥形成混合流从池首端进入，成推流状态沿曝气池流动，至池末端流出。作为生化反应推进力底物浓度，从进水最高浓度逐步降解至出水时最低浓度，整个反应过程底物浓度没被稀释，尽可能地保持了较大推进力。此间在曝气池各断面上只有横向混合，不存在纵向返混。 CASS工艺从污染物降解过程来看，当污水以相对较低水量连续进入CASS池时即被混合液稀释，所以，从空间上看CASS工艺属变体积完全混合式活性污泥法范围；而从CASS工艺开始曝气到排水结束整个周期来看，基质浓度由高到低，浓度梯度从高到低，基质利用速率由大到小，所以，CASS工艺属理想时间次序上推流式反应器，生化反应推进力较大。 （3）沉淀效果好CASS工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用，沉淀阶段表面负荷比一般二次沉淀池小得多，虽有进水干扰，但其影响很小，沉淀效果很好。实践证实，当冬季温度较低，污泥沉降性能差时，或在处理部分特种工业废水污泥凝聚性能差时，均不会影响CASS工艺正常运行。试验和工程中曾碰到SV高达96%情况，只要将沉淀阶段时间稍作延长，系统运行不受影响。 （4）运行灵活，抗冲击能力强CASS工艺在设计时已考虑流量改变原因，能确保污水在系统内停留预定处理时间后经沉淀排放，尤其是CASS工艺能够经过调整运行周期来适应进水量和水质改变。当进水浓度较高时，也可经过延长曝气时间实现达标排放，达成抗冲击负荷目标。在暴雨时。可经受日常平均流量6倍高峰流量冲击，而不需要独立调整池。多年运行资料表明。在流量冲击和有机负荷冲击超出设计值23倍时，处理效果仍然令人满意。而传统处理工艺即使已设有辅助流量平衡调整设施，但还很可能因水力负荷改变造成活性污泥流失，严重影响排水质量。当强化脱氮除磷功效时，CASS工艺可经过调整工作周期及控制反应池溶解氧水平，提升脱氮除磷效果。所以，经过运行方法调整，能够达成不一样处理水质。 （5）不易发生污泥膨胀污泥膨胀是活性污泥法运行过程中常碰到问题，因为污泥沉降性能差，污泥和水无法在二沉池进行有效分离，造成污泥流失，使出水水质变差，严重时使污水处理厂无法运行，而控制并消除污泥膨胀需要一定时间，含有滞后性。所以，选择不易发生污泥膨胀污水处理工艺是污水处理厂设计中必需考虑问题。因为丝状茵比表面积比茵胶团大，所以，有利于摄取低浓度底物，但通常丝状茵比增殖速率比非丝状茵小，在高底物浓度下茵胶团和丝状茵全部以较大速率降解物和增殖，但因为胶团细菌比增殖速率较大，其增殖量也较大，从而较丝状茵占优势。而CASS反应池中存在着较大浓度递度，而且处于缺氧、好氧交替改变之中，这么环境条件可选择性地培养出茵胶团细菌，使其成为曝气池中优势茵属，有效地抑制丝状茵生长和繁殖，克服污泥膨胀，从而提升系统运行稳定性。 （6）适用范围广，适合分期建设CASS工艺可应用于大型、中型及小型污水处理工程，比SBR工艺适用范围更广泛；连续进水设计和运行方法，首先便于和前处理构筑物相匹配，其次控制系统比SBR工艺更简单。对大型污水处理厂而言，CASS反应池设计成多池模块组合式，单池可独立运行。当处理水量小于设计值时，能够在反应池低水位运行或投入部分反应池运行等多个灵活操作方法；因为CASS系统关键关键构筑物是CASS反应池，假如处理水量增加，超出设计水量不能满足处理要求时，可一样复制CASS反应池，所以CASS法污水处理厂建设可随企业发展而发展，它阶段建造和扩建较传统活性污泥法简单得多。 （7）剩下污泥量小，性质稳定传统活性污泥法泥龄仅27天，而CASS法泥龄为2530天，所以污泥稳定性好，脱水性能佳，产生剩下污泥少。去除1.0kgBOD产生0.20.3kg剩下污泥，仅为传统法60%左右。因为污泥在CASS反应池中已得到一定程度消化，所以剩下污泥耗氧速率只有l0mgO2/gMISSh以下，通常不需要再经稳定化处理，可直接脱水。而传统法剩下污泥不稳定，沉降性差，耗氧速率大于20mgO2/gMLSSh，必需经稳定化后才能处理。和其它工艺对比1.和传统活性污泥法相比建设费用低。省去了首次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备，建设费用可节省2030。工艺步骤简单，污水厂关键构筑物为集水池、沉砂池、CAS曝气池、污泥池，布局紧凑，占地面积可降低35。（以10万吨城市污水处理厂为例：传统活性污泥法总投资约1.5亿，CASS工艺总投资约1.1亿；传统活性污泥法占地面积约为180亩，CASS法占地面积约120亩。）运行费用省。因为曝气是周期性，池内溶解氧浓度也是改变，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，传输效率高，节能效果显著，运行费用可节省1025。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，而且含有良好脱氮除磷功效。（对城市污水，进水COD为400mg/L时，出水小于30mg/L以下。）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，便于深入处理和处理。2.和SBR或CAST相比CASS反应池由预反应区和主反应区组成，预反应区控制在缺氧状态，所以，提升了对难降解有机物去除效果；CASS进水是连续，所以进水管道上无电磁阀等控件元件，单个池子可独立运行，而SBR或CAST进水过程是间歇，应用中通常要2个或2个以上交替使用，增加了控制系统复杂程度。CASS每个周期排水量通常不超出池内总水量1/3，而SBR则为1/23/4；CASS抗冲击能力很好。CASS比CAST系统简单。该工艺步骤比较简单，关键有粗格栅、提升泵、细格栅、曝气沉砂池、CASS池等。该工艺占地少，投资省，运行管理方便，处理效率优良。工艺步骤图以下：图2-1：工艺步骤图提升泵房 细格栅粗格栅格栅曝气沉砂池CASS池砂水分离器栅渣外运污泥浓缩池出水污泥脱水外运三 处理构筑物设计设计进、出水水质及去除率以下表：表31：设计进、出水水质及去除率CODBODSS进水水质280 mg/L160mg/L150 mg/L出水水质要求60 mg/L20 mg/L20 mg/L集水井设计集水井即集水池，因为城市污水水量基础是根据时间段来改变，而且各个季节水量也不相同，为了使水泵开启不会过于频繁，调蓄进水和水泵送水之间不均衡，所以在粗格栅后和提升泵前设计一口集水井。设计流量为0,即0.232,取改变系数K=1.51 ,则q=0.35。 设计集水井水力停留时间HRT=1h,则集水井容积为1小时进水总量，V=0.353600=1260。 设计该集水井深8m ,宽12m ，长15m 。则实际体积为14401260（符合要求）。格栅设计和计算格栅是一个简单过滤设备，格栅由一组或数组平行金属栅条、塑料齿钩或金属网、框架及相关装置组成，倾斜安装在污水渠道、泵房集水井进口处或污水处理厂前端，用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、木片、布条、塑料制品等，预防堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构筑物配水设施、进出水口，降低后续处理产生浮渣，确保污水处理设施正常运行。 根据格栅形状，可分为平面格栅和曲面格栅；根据格栅净间距，可分为粗格栅（50-100mm）、中格栅（10-40mm）、细格栅（1.5-10mm）三种，平面格栅和曲面格栅全部能够做成粗、中、细三种。本设计采取粗细两种格柵，一道粗格柵，一道细格柵，粗细格柵分别建置于提升泵站前后。该污水处理工程处理规模：日处理量为0m3/d，即平均日流量为Qp=833.3m3/h=0.232m3/s，最大设计流量为Qmax=1258.3 m3/h=0.35 m3/s，设计中取水量改变系数Kp=1.511.泵前中格栅设计和计算泵前格栅为污水厂第一道预处理设施，用于去除污水中较大悬浮物和漂浮物，确保后续处理设施正常运行。建于泵站集水池前方。本格栅使用栅条断面为矩形栅条，设计两道中格栅，其关键设计参数以下：流量总改变系数k取1.51，则 栅前流速，过栅流速栅条宽度，格栅间隙栅前部分长度，格栅倾角=单位栅渣量取栅渣/污水栅前水深，设计中取两组格栅，N=2，每组格栅单独设置，每组格栅设计流量为0.175m3/d。(1) 栅条间隙数 (2)格栅宽度：设格栅槽比格栅宽0.2m，则：(3)进水渐宽部分长度 依据公式 式中 进水渠道宽度，取进水渠宽；进水渠道渐宽部分长度L1，其渐宽部分角度a1=25o,进水渠道内流速为0.6m/s，则 即，=0.41m(4) 栅槽和出水渠道连接处渐窄部分长度 依据公式 则 m(5)经过格栅水头损失， 式中 -设计水头损失，m-计算水头损失，mg-重力加速度，取9.8m/s2k-系数，取3-阻力系数，和栅条断面形状相关，取=2.42则： (6) 栅后槽总高度H，设栅前渠道超高 (7) 栅槽总长度l， 式中，为栅前渠道深，则， (8) 每日栅渣量W, 式中，为栅渣量，格栅间隙为1625mm时，=0.100.05；格栅间隙为3050mm时，=0.030.1。本工程格栅间隙为20mm，取=0.06；取k=1.5 应采取机械除渣，采取机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。泵前中格栅图2.泵后细格栅设计和计算细格栅可深入去除污水中悬浮物和漂浮物，确保后续设备和工艺正常运行。细格栅采取连续运行方法，栅渣由一台无轴螺旋压实输送机搜集脱水后运往厂外填埋。为了方便管理和维护，细格栅间和沉砂池合建，细格栅间出水直接进入沉砂池。栅前流速，过栅流速栅条宽度，格栅间隙栅前部分长度，格栅倾角=单位栅渣量取栅渣/污水栅前水深，（1）栅条间歇数， 个（2）格栅宽度：设格栅槽比格栅宽0.2m，则 (3)进水渐宽部分长度 依据公式 式中 进水渠道宽度，取进水渠宽；进水渠道渐宽部分长度L1，其渐宽部分角度a1=25o,进水渠道内流速为0.6m/s，则即，L1=0.64 m(4) 栅槽和出水渠道连接处渐窄部分长度 依据公式 则 m(3)经过格栅水头损失， 式中 h1-设计水头损失，m h0-计算水头损失，m g-重力加速度，取9.8m/s2 k-系数，取3 -阻力系数，和栅条断面形状相关，取=2.42则：(4)槽总高度H设栅前渠道超高 (5) 栅槽总长度l，式中，为栅前渠道深，则， （6）进水和出水渠道格栅和沉砂池合建，格栅出水直接进入沉砂池，进水渠道宽度B1=B=1.1m，渠道水深h水=h=0.6m(7) 每日栅渣量W， 式中，为栅渣量，格栅间隙为1625mm时，=0.100.05；格栅间隙为3050mm时，=0.030.1。本工程格栅间隙为20mm，取=0.06；取k=1.5。 0.2采取机械清除格栅，采取机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。泵后细格栅和曝气沉砂池合建图提升泵站提升泵用以提升污水水位，确保污水能在整个污水处理步骤过程中流过 ，从而达成污水净化。提升泵房用于将流入污水提升至后续处理单元所需要高度，使其实现重力流，方便自流进入各后续处理单元。1.设计参数设计流量：2.提升泵房设计计算采取CASS工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线能够充足优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后流入曝气沉砂池，然后流入CASS池，经滗水器滗水排除CASS池。污水提升前水位（既泵站吸水池最低水位），为了确保后续各处理单元进水能经过自流形式进入，提升后水位（即细格栅前水面标高）。所以，提升净扬程水泵水头损失取从而需水泵扬程再依据设计流量，采取WQ300-22-37型潜水泵10台5用5备，流量300m3/h，扬程22m。曝气沉砂池设计和计算1.曝气沉砂池曝气沉砂池是一长形渠道，沿渠壁一侧整个长度方向，距池底60-90cm处安设曝气装置，在其下部设集砂斗，池底有i=0.1-0.5坡度，以确保砂粒滑入。因为曝气作用，废水中有机颗粒常常处于悬浮状态，砂粒相互摩擦并承受曝气剪切力，砂粒上附着有机污染物能够去除，有利于取得较为纯净砂粒。 在旋流离心力作用下，这些密度较大砂粒被甩向外部沉入集砂槽，而密度较小有机物随水流向前流动被带到下一处理单元。另外，在水中曝气可脱臭，改善水质，有利于后续处理，还可起到预曝气作用。 一般沉砂池截留沉砂中夹杂有15%有机物，使沉砂后续处理难度增加，采取曝气沉砂池，可在一定程度上克服此缺点。沉砂池作用是从污水中分离相对较大无机颗粒，沉砂池通常设在倒虹吸管、泵站、沉淀池前，保护水泵和管道免受磨损，预防后续处理构筑管道堵塞，减小污泥处理构筑物容积，提升污泥有机组分含量，提升污泥作为肥料价值。污水中砂粒是指相对密度较大，易沉淀分离部分大颗粒物质，关键是污水中无机性砂粒，砾石和少许较重有机颗粒，如树皮、骨头、种粒等。在颗粒物质表面还附着部分粘性有机物，这些粘性有机物是极易腐烂污泥，所以，这些颗粒物质全部应在沉砂池中被去除。平流曝气沉砂池是最常见型式，污水从池一端流入，呈水平方向流动，从池另一端流出，它结构简单，处理效果好，工作稳定且易于排除沉砂。本设计采取平流式曝气沉砂池。2.曝气沉砂池设计和计算 设计说明：污水经螺旋泵提升后进入平流曝气沉砂池，共两组对称于提升泵房中轴线部署。沉砂池池底采取多斗集砂，沉砂由螺旋离心泵自斗底抽送至砂水分离器，污水回至提升泵前，净砂直接由汽车外运。设计流量为Qmax=0.175m3/s，设计水力停留时间t=2.0min，水平流速v1=0.1m/s。 3. 设计计算设计选择两组曝气沉砂池，分别和格栅链接，每组设计流量0.175m3/s.(1)沉砂池有效容积式中V沉砂池有效容积（m3）Q设计流量，m3/s t-停留时间（min）,通常13min。设计取t=2minV=60*2*0.175=21m3(2)水流过水断面面积（）v1-水平流速（m/s），通常采取0.060.12min设计取v1=0.06m/sA=0.175/0.06=2.92m2(3)池总宽度（）B=A/h2h2-有效水深（m），通常取2-3m.设计取h2=2mB=2.92/2=1.46m B/h2=0.732(4)沉砂池长度（5）每小时所需空气量q=3600Qd,d-1m3污水所需空气量，设计取d=0.2m3/m (6)沉砂室所需容积（）式中污水沉砂量，采取污水排砂间隔时间 设计，即考虑排泥间隔天数为2天= (7)每个沉砂斗容积（）设每一组有1个沉砂斗(8)沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽，斗壁和水平面倾角为，斗高=，则沉砂斗上口宽（）(取)沉砂斗容积（）（大于，符合要求）（9）进水渠道因为是格栅和沉砂池合建，格栅出水直接进入沉砂池，进水渠道宽度B1=B=1.1m，渠道水深h水=h=0.6m（10）出水装置出水采取沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可确保沉砂池内水位标高恒定，堰上水头 H1-堰上水头，mQ1-沉砂池内设计流量，m3/sm-流量系数，0.4-0.5b2-堰宽（m）,等于沉砂池宽度设计取m=0.4,b2=1.5m 出水堰后自由跌落0.15m,出水流入出水槽，出水槽宽度B2=0.6m，出水槽水深h2=0.35m,超高0.3m,水流速度v2=0.83m/s。采取出水管道在出水槽中部和出水槽连接，出水管道采取钢管，管径DN2=500mm,管内流速v2=0.89m/s，水力坡度i=0.15%。 （11）排砂装置采取吸砂泵排砂，吸砂泵设置在沉砂斗内，借助空气提升将沉砂排除沉砂池，吸砂泵管径DN=200mm.4.吸砂泵房和砂水分离器选择直径0.5m钢制压力式旋流砂水分离器一台，两组曝气沉砂池共用。每组曝气沉砂池设吸砂泵两台，一用一备，共4台。砂水分离后将砂集中运走，水回流至细格栅前。5.鼓风机房选择TSO-150罗茨鼓风机12台，6用6备，为曝气沉砂池和CASS曝气。泵房面积取20mx8m(考虑远期)CASS池设计和计算CASS工艺是将序批式活性污泥法（SBR）反应池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区。在主反应区后部安装了可升降滗水装置，实现了连续进水间歇排水周期循环运行，集曝气沉淀、排水于一体。CASS工艺是一个厌氧/缺氧/好氧交替运行过程，含有一定脱氮除磷效果，废水以推流方法运行，而各反应区则以完全混合形式运行以实现同时硝化一反硝化和生物除磷。1.CASS工艺运行过程CASS工艺运行过程包含充水-曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段组成，具体运行过程为： （1）充水-曝气阶段边进水边曝气，同时将主反应区污泥回流至生物选择区，通常回流比为20%。在此阶段，曝气系统向反应池内供氧，首先满足好氧微生物对氧需要，其次有利于活性污泥和有机物充足混合和接触，从而有利于有机污染物被微生物氧化分解。同时，污水中氨氮经过微生物硝化作用转变为硝态氮。 （2）沉淀阶段停止曝气，微生物继续利用水中剩下溶解氧进行氧化分解。伴随反应池内溶解氧深入降低，微生物由好氧状态向缺氧状态转变，并发生一定反硝化作用。和此同时，活性污泥在几乎静止条件下进行沉淀分离，活性污泥沉至池底，下一个周期继续发挥作用，处理后水在污泥层上部，静置沉淀使泥水分离。 （3）滗水阶段沉淀阶段完成后，置于反应池末端滗水器开始工作，自上而下逐层排出上清液，排水结束后滗水器自动复位。滗水期间，污泥回流系统照常工作，其目标是提升缺氧区污泥浓度，随污泥回流至该区内污泥中硝态氮深入进行反硝化，并进行磷释放。 2.CASS反应池设计计算图2-4 CASS工艺原理图（1）基础设计参数处理规模：Q=m3/d,总改变系数1.51混合液悬浮固体浓度（MLSS）：取Nw=3000mg/L反应池有效水深H通常取3-5m,本水厂设计选择4.0m排水比：= =0.4(2)BOD-污泥负荷（或称BOD-SS负荷率）（Ns）Ns=NsBOD-污泥负荷（或称BOD-SS负荷率）,kgBOD5/(kgMLSSd)；K2有机基质降解速率常数，L/(mgd),生活污水K2取值范围为0.0168-0.0281，本水厂取值0.02；有机基质降解率，%；=f混合液中挥发性悬浮固体和总悬浮固体浓度比值，通常在生活污水中，f值为0.7-0.8,本水厂设计选择0.75。代入数值，得=，以后把本数值代入得Ns= kgBOD5/(kgMLSSd)（3）曝气时间TA 取2.0h 式中 TA曝气时间，h S0进水平均BOD5，/L 排水比 1/m = 0.4Nw混合液悬浮固体浓度（MLSS）：X3000mg/L(4) 沉淀时间TS 活性污泥界面沉降速度和MLSS浓度、水温关系，能够用下式进行计算。Vmax = 7.4104tXO -1.7 (MLSS3000) 式中 Vmax活性污泥界面初始沉降速度。t水温，取20X0沉降开始时MLSS浓度，X0Nw=3000mg/L，则Vmax = 7.4104203000 -1.7 = 1.82 m/s 沉淀时间TS用下式计算 式中 TS沉淀时间，h H反应池内水深，m 安全高度，取1.0m（5） 排水时间TD及闲置时间Tf 依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=4.0h每日运行周期数n=6(6) CASS池容积 CASS池容积采取容积负荷计算法确定，并用排水体积进行复核。 （）采取容积负荷法计算：式中：Q城市污水设计水量，m3/d ；Q=0m3/d； Nw混合液MLSS污泥浓度（kg/m3），本设计取3.0 kg/m3； NeBOD5污泥负荷(kg BOD5/kg MLSSd)，0.34kgBOD5/kgMLSSd； Sa进水BOD5浓度（kg/ L），本设计Sa = 160 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和总悬浮固体浓度比值，本设计取0.75；则：本水厂设计CASS池六座，每座容积Vi=m3（）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因为排水体积法计算所得单池容积大于容积负荷法计算所得，所以单池容积应按最大容积值计，不然将不满足水量运行要求，则单池容积Vi=1389 m3，反应池总容积V=8334 m3。（7）CASS池容积负荷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）决定容积（V3），另一部分是撇水水位和泥面之间容积，它是预防撇水时污泥流失最小安全距离（H2）决定容积（V2）。CASS池总有效容积V（m3）：VN（V1V2V3）（）池内设计最高水位至滗水机排放最低水位之间高度，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 （）滗水结束时泥面高度，H3（m）已知撇水水位和泥面之间安全距离，H2=1.0m；H3=H-(Hl+H2)=4-1.6-1.0=1.4m() SVI污泥体积指数,(ml/g) SVI=代入数值，则 SVI=(ml/g)， 此数值反应出活性污泥凝聚、沉降性能良好。（8）CASS池外形尺寸（） 式中：B池宽，m，B:H=12，取B=8m，8/4=2，满足要求； L=，取L=44m.L/B=44/8=5.5m, L:B=46,满足要求。（）CASS池总高，H0（m）取池体超高0.5m，则H0=H0.54.5m（）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10%左右，另一部分为主反应区。选择器类别不一样，对选择器容积要求也不一样。L110L=10%44=4.4m （）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 = 1.0m。污泥层高度（m） 则：撇水水位和泥面之间安全距离，H2=hs=1.4m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，依据设计规范要求，此时连通孔数量取为3。（）连通孔面积A1A1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：（）孔口尺寸设计孔口沿墙均布，孔口宽度取0.8m，孔高为0.81/0.8=1.0m。为：0.8m1.0m(10) 复核出水溶解性BOD5处理水中非溶解性BOD5值：DOD5=7.1bXaCeCe处理水中悬浮固体浓度10mg/LXa活性微生物在处理水中所占百分比取0.4b微生物本身氧化速率 本设计取0.6 DOD5=7.10.0750.610=3.19mg/L故水中溶解性DOD5要求小于103.19=6.81 mg/L而该设计出水溶解性DOD5： Se=6.8mg/L 设计结果满足设计要求。(11)计算剩下污泥量 理论分析，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时活性污泥本身氧化系数： Kd（0.2）=Kd（20）=0.061.04（0.220）=0.028 剩下生物污泥量：XV=YQKd（0.2）VifnN=0.600.0281389 0.7566=1575.88kg/d 剩下非生物污泥量：XS =Q（1-fbf） =0（1-0.70.75）=1330kg/d公式中，fb进水VSS中可生化部分百分比，取fb =0.7；C0设计进水SS，m3/d；Ce设计出水SS，m3/d； 剩下污泥总量：X=XV+XS=1575.88+1330=2905.88kg/d 剩下污泥浓度NR：NR=剩下污泥含水率按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，本设计取0.4 Kd衰减系数，通常为0.040.075 取0.07 代入数值，= = =29.4d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；硝化细菌增加速率d-1：T=0.2摄氏度时，取为0.35；fs安全系数：为确保出水氨氮小和5mg/L 取2.33.0；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含氧化有机物需氧量，污泥本身需氧量、氨氮硝化需氧量及出水带走氧量。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。（） 氧化有机物需氧量，污泥本身需氧量O1以每去除1BOD需要0.48Oa经验法计算。 = 4440.2(O2/d) 式中 Oa 需氧量，O2/d； 活性污泥微生物每代谢1BOD需氧量，通常生活污水取为0.420.53，本设计取0.48； 1活性污泥天天本身氧化所需要氧量，通常生活污水取为0.110.188，本设计取0.12。（）氨氮硝化需氧量Ob按下式计算； =4.570（35-5）10-3-0.12 = 523.5(O2/d) 式中 4.57氨氮氧当量系数； Nk进水总凯氏氮浓度，g/L；Nke出水总凯氏氮浓度，g/L； 系统天天排出剩下污泥量，/d；总需氧量 /d=206.8/h （14）标准需氧量 标准需氧量计算公式：SOR=Csb（T）=Cs（T）（+）Ot=式中SOR水温20，气压1.103105pa时，转移到曝气池混合液总氧量，/h；AOR在实际条件下，转移到曝气池混合液总氧量，/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=0.780.99，本例选择=0.90；含盐量修正系数，本例取=0.95； 气压修正系数，取0.95； Pa所在地域大气压力，Pa； T设计污水温度，本设计考虑最不利水温，取夏季T=27； CSb（T