CASS實(shí)用工藝設(shè)計(jì)方法

1、1.1計(jì)算BOD-污泥負(fù)荷NsBOD-污泥負(fù)荷是CASS工藝的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，其計(jì)算公式為:刀1式中： Ns BOD-污泥負(fù)荷，kgBOD 5kgBOD 5/(kgMLSS d),工業(yè)廢水需 參考相關(guān)資料或通過試驗(yàn)確定；K2有機(jī)基質(zhì)降解速率常數(shù)，L/(mg d);Se混合液中殘存的有機(jī)物濃度，mg/L ;n有機(jī)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：MLVSS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池容積計(jì)算CASS池容積采用BOD-污泥負(fù)荷進(jìn)展計(jì)算，計(jì)算公式為：式中：V CA

2、SS池總有效容積，m3;Q污水日流量，m3/d;Sa、Se進(jìn)水有機(jī)物濃度和混合液中殘存的有機(jī)物濃度，mg/L ;X混合液污泥濃度MLSS丨，mg/L ;NsBOD-污泥負(fù)荷，kgBOD 5/(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池的有效容積由變動(dòng)容積和固定容積組成。變動(dòng)容積Vi指池內(nèi)設(shè)計(jì)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，一局部是安全容積V2，指潷水水位和泥面之間的容積，安全容積由防止?jié)畷r(shí)污泥流失的最小安全距離決定；另一局部是污泥沉淀濃縮容積V3，指沉淀時(shí)活性污泥最高泥面至池底之間的容積。CASS池總的有效容

3、積：V= niXVi+ V2 + V3 4式中:V CASS池總有效容積， m3;Vi-變動(dòng)容積，m3；V2-安全容積，m3；V3-污泥沉淀濃縮容積， m3；ni-CASS池個(gè)數(shù)。設(shè)池內(nèi)最高液位為 H一般取35m丨，H由二個(gè)局部組成：H = Hi+ H2+ H3 5式中:Hi池內(nèi)設(shè)計(jì)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安全距離，一般取i.52.0m；H3-潷水完畢時(shí)泥面的高度，m；其中:rr -Q1片1 K心K月6式中:A單個(gè)CASS池平面面積，m2;n2一日內(nèi)循環(huán)周期數(shù)；一 QH3 = H XXXSVIXiO 7式中:X最高液位時(shí)混合液污泥濃度，mg/L ；

4、污泥負(fù)荷法計(jì)算的結(jié)果，假如不能滿足H2HHi+ H3，如此必須減少BOD-污泥負(fù)荷,增大CASS池的有效容積，直到條件滿足為止。1.4設(shè)計(jì)方法分析從上述設(shè)計(jì)方法的描述中可以看出，現(xiàn)行的CASS工藝設(shè)計(jì)具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn): 1、設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)參數(shù)單一，在傳統(tǒng)的以污泥負(fù)荷為主要設(shè)計(jì)參數(shù)的活性污泥設(shè)計(jì)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(jì)。2、設(shè)計(jì)只針對(duì)主反響區(qū)容積，而生物選擇區(qū)容積如此是按照主反響區(qū)容積的 3、污泥負(fù)荷法設(shè)計(jì)重點(diǎn)針對(duì)有機(jī)物質(zhì)的降解，對(duì)脫氮未加考慮，難以滿足污水排放對(duì)于氮 的要求，故此方法具有片面性，難以滿足高氨氮污水處理后達(dá)標(biāo)排放。2 CAS

5、S工藝設(shè)計(jì)方法改良 2.1主反響區(qū)容積設(shè)計(jì)主反響區(qū)設(shè)計(jì)采用泥齡法，并用污泥負(fù)荷進(jìn)展校核，其設(shè)計(jì)步驟如下:1、計(jì)算硝化菌的最大比增長(zhǎng)速率當(dāng)污水pH和DO都適合于硝化反響進(jìn)展時(shí)，計(jì)算亞硝酸菌的比增長(zhǎng)速率公式為:式中：0,max硝化菌的最大比增長(zhǎng)速率,d-1 ；T硝化溫度，C;2、計(jì)算穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下的硝化菌比增長(zhǎng)速率式中：回一一硝化菌的比增長(zhǎng)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(jì)中一般取1.0mg/L。3、計(jì)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(zhǎng)速率，d1。4、計(jì)算泥齡設(shè)計(jì)值占：本處采用Law

6、renee和McCarty在應(yīng)用動(dòng)力學(xué)理論進(jìn)展生物處理過程設(shè)計(jì)時(shí)提出的安全系數(shù)Sf概念，Sf可以定義為：Sf=： 11式中：日：一一設(shè)計(jì)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(duì)硝化有抑制作用的有 毒有害物質(zhì)時(shí)仍能保證達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的處理效果。美國(guó)環(huán)保局建議一般取1.53.0。5、 計(jì)算以VSS為根底的含碳有機(jī)物COD丨的去除速率活性異養(yǎng)菌生物固體濃度 X1可用下式計(jì)算：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 ;bH 異養(yǎng)菌內(nèi)源代謝分解系數(shù)，d1;50 進(jìn)水有

7、機(jī)物濃度， mgCOD/L或mgBOD/L ;51 出水有機(jī)物濃度， mgCOD/L或mgBOD/L ;設(shè)計(jì)泥齡，d;t 水力停留時(shí)間，d;-匚活性生物固體表觀產(chǎn)率系數(shù)，Yh,net將含碳有機(jī)物的去除速率定義為:JT如此可以得到下式:131/：' - = Yh,net qH 14曝氣池混合液VSS由三局部組成：活性生物固體、微生物內(nèi)源代謝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(jī)物，VSS濃度可以表示為：X . 丫少氏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gVS

8、S/gBOD ;b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丨的有機(jī)物去除速率可以表示為:日a1/_ 'u = Yh,net qOBS 166、計(jì)算生化反響器水力停留時(shí)間t7、主反響區(qū)容積:Vn= Qt 18式中：Vn主反響區(qū)容積，m3 ；Q進(jìn)水流量，m3/d;8、有機(jī)負(fù)荷校核有機(jī)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(yàn)結(jié)論，假如F/M不在0.180.25 kgCOD/(kgMLSSd)，如此需改變泥齡，進(jìn)展重新設(shè)計(jì)。10、氨氮負(fù)荷校核氨氮負(fù)荷SNR:SMR =丄V ”歹20式中：N主反響區(qū)產(chǎn)生NO3

9、-N總量TKN , mg/L。根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)結(jié)論，假如SNR> 0.045 kg NH 3-N/(kgMLSS d)，如此需增大泥齡，進(jìn)展重新設(shè)計(jì)。2.2預(yù)反響區(qū)容積設(shè)計(jì)預(yù)反響區(qū)的功能設(shè)計(jì)為反硝化，其設(shè)計(jì)步驟如下：1、計(jì)算反硝化速率 Sdnr反硝化速率可以根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果或文獻(xiàn)報(bào)道值確定，也可以按下面的方法計(jì)算：溫度 20C時(shí)：Sdnr ( 2 0) = 0.3F/M + 0.02921溫度 TC時(shí)：Sdnr(T)= Sdnr (2 0) (J' 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/ Sdnr (T) 23式中：Nd反硝

10、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(shí)間：tA= V AN /Q 255、系統(tǒng)的總泥齡：2.3反響器尺寸確實(shí)定CASS反響器尺寸確實(shí)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(jì)算出主反響區(qū)的設(shè)計(jì)高度也同時(shí)計(jì)算出了預(yù)反響區(qū)的水面高度。所以反響區(qū)尺寸確實(shí)定主要是主反響區(qū)尺寸確實(shí)定。CASS池的泥水別離和 SBR 一樣，生物處理和泥水別離結(jié)合在CASS池主反響區(qū)中進(jìn)展，在曝氣等生物處理過程

11、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始沉淀一般持續(xù)10min左右，沉淀過程從沉淀開始后一直延續(xù)至潷水階段完畢，沉淀時(shí)間為沉淀階段和潷水階段的時(shí)間總和。污泥泥面的位置如此主要取決于污泥的沉降速度，污泥沉速主要與污泥濃度、SVI等因素有關(guān)，在CASS系統(tǒng)中，污泥的沉降速度 vs可簡(jiǎn)單地用下式計(jì)算：VS= 650/(XtXSVI) 27式中：vs污泥沉速(m/h);Xt在最高水位時(shí)濃度(kg/m3),為安全計(jì)，采用主反響區(qū)中設(shè)計(jì)值X，一般取30004200mg/L ;SVI污泥沉降指數(shù)(mL /g)。為防止在潷水過程中將活性

12、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安全距離Hs。為保持潷水水位和污泥泥面之間的最小安全距離，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(shí)際沉淀時(shí)間為(ts+ td 10/60)h，故可得下式：vsX(ts + td 一 10/60) = AH+ H s 28式中：AH最高水位和最低水位之間的高度差，也稱潷水高度(m), AH 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(shí)間；td潷水時(shí)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(m);式中

13、沉淀時(shí)間ts、潷水時(shí)間td可預(yù)先設(shè)定，根據(jù)水質(zhì)條件和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可選擇一定的SVI值,安全高度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(shí)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 X圍，如此重新設(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 A V/A 30最高水位時(shí)的MLSS濃度Xt，最低水位時(shí)的 MLSS濃度如此可相應(yīng)求得：Xb = XtXHt/Hb313。2.4剩余污泥計(jì)算每日從系統(tǒng)中排出的 VSS重量為L(zhǎng) :L = X? (Van + Vn) /£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(jì)算1、BOD的去除量：