CASS池设计计算

生物反应池（CASS反应池）

2.5.1 CASS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。

2.5.2 CASS 反应池的设计计算

图2-4 CASS 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,BOD 5,NH 3-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

BOD 5=150mg/L ×（1-20%）=120mg/L

NH 3-N=45mg/L ×（1-20%）=36mg/L

TP=8mg/L ×（1-20%）=L

SS=440mg/L ×（1-35%）=286mg/L

处理规模：Q=14400m 3/d,总变化系数

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=m 1 =5

.21= (2)BOD-污泥负荷（或称BOD-SS 负荷率）（Ns ） Ns=ηf

S K ⨯⨯e 2

Ns ——BOD-污泥负荷（或称BOD-SS 负荷率）,kgBOD 5/(kgMLSS ·d)；

K 2——有机基质降解速率常数，L/(mg ·d),生活污水K 2取值范围为，本水厂取值； η——有机基质降解率，%；

η=Sa

Se Sa - 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 值为本水厂设计选用。

代入数值，得

η==-120

10120%，之后把本数值代入得Ns=ηf S K ⨯⨯e 2

= kgBOD 5/(kgMLSS ·d)

（3）曝气时间T A

式中 T A —曝气时间，h

S 0—进水平均BOD 5，㎎/L

m —排水比 1/m = 1/

N w —混合液悬浮固体浓度（MLSS ）：X ＝3200mg/L

(4) 沉淀时间T S

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。

V max = ×104×t×X O (MLSS ≤3000)

V max = ×104×(MLSS ≥3000)

式中 V max —活性污泥界面的初始沉降速度。

t —水温，℃

X 0—沉降开始时MLSS 的浓度，X 0＝N w =3200mg/L ，

则

V max = ×104×3200 = 1.76 m/s

沉淀时间T S 用下式计算

()()h 58.176.12.15.2141

max =+⨯=+⨯=V m H T S ε 取T S =

式中 T S —沉淀时间，h

H —反应池内水深，m

ε—安全高度，取1.2m

（5） 排水时间T D 及闲置时间T f

根据城市污水处理厂运行经验，本水厂设置排水时间T D 取为,闲置时间取为。 运行周期T= T A +T S +T D +T f =4h 每日运行周期数n=

4

24=6 (6) CASS 池容积 V

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：

f Nw Ne Se Sa Q V ⨯⨯-⨯=)( 式中：

Q —城市污水设计水量，m 3/d ；Q=14400m 3/d ；

Nw —混合液MLSS 污泥浓度（kg/m 3），本设计取3.2 kg/m 3；

Ne —BOD 5污泥负荷(kg BOD 5/kg MLSS ·d)，本设计取kgMLSS ·d ； Sa —进水BOD 5浓度（kg/ L ），本设计Sa = 120 mg/L ；

Se —出水BOD 5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与总悬浮固体浓度的比值，本设计取； 则：

33

330075

.02.32.010)10120(14400m V =⨯⨯⨯-⨯=- 本水厂设计CASS 池四座，每座容积V i =4

3300=825 m 3

（ⅱ）排水体积法进行复核

单池容积为 1500144004

65.2=⨯⨯==Q nN m V i （m 3） 反应池总容积 6000150044=⨯==i V V （m 3）

式中 i V —单池容积，m 3

n —周期数；

m —排水比 1/m = 1/

N —池数；

Q —平均日流量，m 3/d

由于排水体积法计算所得单池容积大于容积负荷法计算所得，因此单池容积应按最大容积值计，否则将不满足水量运行要求，则单池容积V i =1500 m 3，反应池总容积V=6000 m 3。

（7）CASS 池的容积负荷

CASS 池工艺是连续进水，间断排水，池内有效容积由变动容积（V 1）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（H 1）决定的容积，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（H 3）决定的容积（V 3），另一部分是撇水水位和泥面之间的容积，它是防止撇水时污泥流失的最小安全距离（H 2）决定的容积（V 2）。CASS 池总有效容积V （m 3）：V ＝n 1×（V 1＋V 2＋V 3）

（ⅰ）池内设计最高水位至滗水机排放最低水位之间的高度，H 1（m ）；

V N H

Q H ⨯⨯=1

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 m H 6.16000

64144001=⨯⨯= （ⅱ）滗水结束时泥面高度，H 3（m ）