CASS_主要单元设计计算

第三章主要单元设计计算3.1CASS池CASS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的滗水装置，实现了连续进水间歇排水的周期循环运行，集曝气、沉淀、排水于一体。CASS工艺是一个好氧/缺氧/厌氧交替运行的过程，具有一定脱氮除磷效果，废水以推流方式运行，而各反应区则以完全混合的形式运行以实现同步硝化一反硝化和生物除磷。3.1.1容积采用容积负荷法计算：fNwNeSeSaQV)(式中：Q-设计水量，5000m3/dNw---混合液MLSS污泥浓度（kg/m3），一般取2.5-4.0kg/m3，设计为2.5kg/m3Ne---BOD5-泥负荷，一般为0.05-0.2(kgBOD5/kgMLSS·d),设计为0.08kgBOD5/kgMLSS·dSa---进水BOD5浓度，150/LSe---出水BOD5浓度，10mg/Lf----混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值，一般为0.7-0.8，设计为0.75则：33589475.05.201.07.110)20150(5000mV，取6000m3设计为池子个数N1＝4（个）则单池容积为6000÷4＝1500m3。3.1.2外形尺寸池内最大水深一般为6m，设计为H=6.0m。则单格池面积A：0.4657001HnVA=237.5m2运行周期设计为4h，则1日内循环的周期数N2＝24÷4=6则池内设计最高水位至滗水机排放最低水位之间的高度H1：5.162643000211ANNQH=0.77m，取0.8m池内混液污泥浓度设计为Nw=3.5g/L污泥体积指数SVI=150则滗水结束时泥面高度H2：H2=H×Nw×SVI×10-3=4.0×3.5×150×10-3=2.1m。撇水水位和泥面之间的安全距离H3：H3=H-(Hl+H2)=4.0-(0.8+2.1)=1.1m池子超高取H4=0.5m则池总高度H0=H+0.5=4.5m宽高比要求B:H=1-2，长宽比要求L:B=4-6取宽B=6m，则长L=162.5÷6=27m3.1.3选择区容积CAS池中间设1-2道隔墙，将池体分隔成微生物选择区和主反应区两部分。靠进水端为生物选择区，其容积为CAST池总容积的20%左右，另一部分为主反应区。选择器的类别不同，对选择器的容积要求也不同。设计在CASS池内设两道隔墙，按长度方向分为厌氧区，兼氧区，好氧区，长度比要求按1:5:30设计，分别为1.0m，4.0m，22.0m。3.1.4连通孔口尺寸在厌氧区和好氧区的隔墙底部设置连通孔，连通预反应区与主反应区水流，连通孔数的确定为3n=2孔口面积vHLBvnnQA1)24(11311式中：H1—设计最高水位至滗水机排放最低水位之间的高度，0.8m;V—孔口流速（20-50m/h），取v=40m/hL1—选择区的长度，5.0m。则：61.0401)8.00.564024243000(1Am2孔口尺寸设计为：1.0m×0.6m3.1.5需氧量计算vrVXbQSaO2式中：2O----混合液需氧量，kg/da----活性污泥微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率，即活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需氧量，以kg计，取0.5;Q----污水流量，3000m3/dSr----经活性污泥微生物代谢活动被降解的有机污染物量，以BOD计，Sr=（200－20）×10-3；b----活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率，即每kg活性污泥每天自身氧化所需氧量，以kg计，取0.15；V----曝气池容积，2600m3；vX----单位曝气池容积内的挥发性悬浮固体（MLVSS）量，取2.5kg/m3。则：hkgdkgO/52/12455.2260015.07.110)20200(50005.0323.1.6CASS池运行模式设计CASS池运行周期设计为4h，其中曝气120min，沉淀40-60min，滗水40min,闲置20min，正常的闲置期通常在滗水器恢复待运行状态4min后开始。池内最大水深4.0m，换水水深0.8m，存泥水深2.1m，保护水深1.1m，进水开始与结束由水位控制，曝气开始由水位和时间控制，排水结束由水位控制。主反应区即好氧区，是去除营养物质的主要场所，通常控制ORP在100-150mV，溶解氧0-2.5mg/L。运行过程中通常将主反应区的曝气强度加以控制使反应区内主体溶液处于好氧状态，完成降解有机物的过程，而活性污泥内部则基本处于缺氧状态，溶解氧向污泥絮体内的传递受到限制而硝态氮由污泥内向主体溶液的传递不受限制，从而使主反应区中同时发生有机污染物的降解以及同步硝化和反硝化作用。3.1.7排水系统设计为了保证每次换水水量及时排除以及排水装置运行需要，将排水口设在最低水位以下0.6m，最高水位以下1.4m处，设计池内底埋深1.0m,则排水口相对地坪标高为1.6m，最低水位相对地面标高为2.2m。单池每周期排水量为：6×27×0.8=130m3排水时间设计为40min每池设一个滗水器,滗水器流量为:130÷(40÷60)=195m3/h选择排水管管径为DN200滗水器排水过程中能随水位的下降而下降，使排出的上清液始终是上层清液。为防止水面浮渣进入滗水器被排走，滗水器排水口一般都淹没在水下一定深度。3.2中间水池本设计中中间水池的作用主要是贮存、调节CASS池排出的水量，以便后续三级深度处理能顺利进行。CASS池每个周期为4小时，每个周期滗水器在40min钟内排出的水量为：4×6×27×0.8=518m3后续中水平均处理流量为:518÷4=130m3/h，设计为150m3/h中间水池所需最小容积为:518－150×(40÷60)=418m3设计中间水池的容积为:500m3设计为两个池，一期一座，二期增建一座。采用圆形地下水池，池内并设置喷泉，以形成水景。有效水深为3.2m，则池子直径D为：9.5m地面超高0.3m，池总深度3.5m。3.3格网絮凝反应池3.3.1设计说明向污水中投入混凝剂，使在水中难以沉淀的胶体状悬浮颗粒或乳状污染物失去稳定后，由于互相碰撞而聚集或聚合、搭接而形成较大的颗粒或絮状物，从而使污染物更易于自然下沉或上浮而被除去。混凝剂可降低污水的浊度、色度，除去多种高分子物质、有机物、某些重金属毒物和放射性物质。采用竖直往复式隔板反应池，在每个竖进里设置两层格网。反应时间在10～30min之间。用于水处理的混凝剂要求混凝效果好，对人类健康无害，价廉易得，使用方便，本工艺选择明矾。3.3.2设计参数（1）廊道内流速采用6档：1234560.5m/s,0.4m/s,0.35m/s,0.3m/s,0.25m/s,0.2m/svvvvvv（经验数据）（2）反应时间T=20min（3）池内平均水深H1=4.0m，超高H2=0.3m3.3.3设计计算（1）总容积31502050(m)6060QTW（2）分为2池，每池净平面面积21506.25(m)24.0WFnH（3）池长池子宽度B采用2.0m6.253.13(m)2.0FLB，采用3.0m（4）池子分格池子平均分为6格，每格平面尺寸为：1.0m×1.0m.第一格流速0.5m/s，过水孔面积为：150÷2÷3600÷0.5=0.04m2采用方孔200mm×200mm第二格流速0.4m/s，过水孔面积为：150÷2÷3600÷0.4=0.05m2采用方孔250mm×200mm第三格流速0.35m/s，过水孔面积为：150÷2÷3600÷0.35=0.06m2采用方孔300mm×200mm第四格流速0.3m/s，过水孔面积为：150÷2÷3600÷0.3=0.069m2采用方孔350mm×200mm第五格流速0.25m/s，过水孔面积为：150÷2÷3600÷0.25=0.08m2采用方孔400mm×200mm第六格流速0.2m/s，过水孔面积为：150÷2÷3600÷0.2=0.1m2采用方孔500mm×200mm3.４.均粒滤料滤池3.4.1设计参数过滤水量：150m3/h滤速V=8～14m/h运行周期24～48h滤层水头损失：1.5～2.0m滤料采用均粒石英砂，粒径：0.9～1.2mm滤层厚度1.1～1.2m滤层上水深：1.2～1.5m3.4.2设计计算（1）滤池面积及尺寸过滤水量150m3/h，滤速10m/s215015(m)10QFV采用滤池数2个，一次性建设。每个滤池面积为7.5m2采用宽B=2.0m，长L=4.0m。（2）滤头个数单池过滤面积ƒ=2.0×4.0=8.0m2每个滤头的缝隙面积ƒ1=0.00045m2开孔比β=1.8％则滤头个数0.0188.0320()0.00045N个每平方米滤头个数为：320÷8.0=40个（2）滤池高度气水室高度取0.7m滤板厚度为0.1m承托层厚度为0.1m滤料厚度1.2m滤层上水深1.3m进水系统跌差0.4m进水总渠超高0.3m滤池总高度：0.7+0.1+0.1+1.2+1.3+0.4+0.3=4.1m3.5中水池3.5.1容积与尺寸按规范，中水池有效容积与日中水量的比值≥25％有效容积为：3000×0.25＝750m3采用两个池，一期建设1个。有效水深为3.2m。池长12m，宽10m。3.5.2消毒二氧化氯投加量QaQ001.01式中：a----最大投加量，经验确定为5mg/L则hgdkgQaQ/625/1530005001.0001.01