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1、生物反应池（ CASS反应池）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
2、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。CASS反应池的设计计算图 2-4 CASS工艺
3、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,BOD5,NH3-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/LBOD5=150mg/L（ 1-20%） =120mg/LNH3-N=45mg/L（ 1-20%） =36mg/LTP=8mg/L（ 1-20%）=LSS=440mg/L（ 1-35%）=286mg/L处理规模： Q=14400m3/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： = 1= 1 =
4、m2.5(2)BOD-污泥负荷（或称 BOD-SS负荷率）（Ns）Ns=K 2Se fNs BOD-污泥负荷（或称BOD-SS负荷率） ,kgBOD5 /(kgMLSS d)；K2有机基质降解速率常数，L/(mgd),生活污水 K2 取值范围为， 本水厂取值；有机基质降解率， %；=SaSeSaf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=120 10% ， 之 后 把 本 数 值 代 入 得 Ns= K 2 Se f=120kgBOD5/(kgMLSS d)（ 3）曝气时间 TATA24S024120N s mNw1.8h0.2 2.5
5、 3200式中TA曝气时间， hS0进水平均 BOD5， /Lm排水比1/m = 1/Nw 混合液悬浮固体浓度（ MLSS）：X3200mg/L(4) 沉淀时间 TS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。Vmax = 104 t XO(MLSS 3000)Vmax = 104 (MLSS 3000)式中Vmax活性污泥界面的初始沉降速度。t水温， X0沉降开始时 MLSS的浓度， X0 Nw =3200mg/L，则 4Vmax =10 3200 =1.76m/s沉淀时间 TS 用下式计算TH1411.2Sm2.51.58hSVmax1.76取 T =式中TS沉淀
6、时间， hH反应池内水深， m安全高度，取 1.2m（ 5） 排水时间 TD 及闲置时间 Tf根据城市污水处理厂运行经验， 本水厂设置排水时间TD 取为 ,闲置时间取为。运行周期 T= TA +TS+TD+Tf=4h每日运行周期数 n= 24 =64(6) CASS池容积VCASS池容积采用容积负荷计算法确定，并用排水体积进行复核。（）采用容积负荷法计算：V式中：Q( SaSe)NeNwfQ城市污水设计水量， m3/d ； Q=14400m3/d ；Nw混合液 MLSS污泥浓度（ kg/m 3），本设计取 3.2 kg/m 3；Ne BOD5 污泥负荷 (kg BOD5/kg MLSSd)，本
7、设计取 kgMLSSd；Sa进水 BOD5 浓度（ kg/ L），本设计 Sa = 120 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与总悬浮固体浓度的比值，本设计取；则：V 14400 (120 10) 10 3 3300m30.2 3.2 0.75本水厂设计 CASS池四座，每座容积Vi =3300 =825 m34（ ）排水体积法进行复核单池容积为Vim Q2.5144001500（m3）nN6 4反应池总容积V4V i415006000（m3）式中Vi 单池容积， m3n周期数；m排水比1/m = 1/N池数；Q
8、平均日流量， m3/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Vi=1500 m3，反应池总容积 V=6000 m3 。（ 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（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（ H3）决定的容积（ V3），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 （H2）决定的容积（V2）。CASS池总有效容积 V（
9、m3）：Vn1（V1V2V3）（）池内设计最高水位至滗水机排放最低水位之间的高度，H1（m）；QHH 1NV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 H1440041.6m160006（）滗水结束时泥面高度，H3（m）已知撇水水位和泥面之间的安全距离，H2=1.2m；H3=H-(Hl+H2)=1.2m SVI污泥体积指数 ,(ml/g)H 3SVI=HNW31.210代入数值，则SVI=93 (ml/g) ，此数值反映出活性污泥的凝聚、沉降性能良好。（ 8） CASS池外形尺寸（）L B HV式中： B池宽， m， B:H=12，取 B=8m，8
10、/4=2，满N足要求；V6000，取 L=47m.L/B=478=, L:B=4 6,满足要L=46.8mN B H4 8 4求。（） CASS池总高， H0（m）取池体超高 0.5m，则 H0=H 4.5m（）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池总容积的 10%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。L1 10 L=10%47=4.7m（）反应池液位控制排水结束时最低水位 h1m12.5 12.4 （ m）442.5m基准水位 h2 为 4.0m；超高
11、 0.5m；保护水深= 1.2m。污泥层高度 hs h12.41.2 1.2 （m）则：撇水水位和泥面之间的安全距离，H2=hs=1.2m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，根据设计规范要求，此时连通孔的数量取为3。（）连通孔面积A11按下式进行计算：AQB L11A1H 124 n N UU式中：U孔口流速，取 U=70m/h将各数值代入，计算得：A1(14400708 4.7 1.6) 10.86m2246470（）孔口尺寸设计孔口沿墙均布，孔口宽度取0.7m，孔高为 =1.2m。为： 0.7m1.2m(10) 复核出水溶解性 BOD5处理水中非溶解性BOD5 的值：DOD5=Ce处理水中悬浮固体浓度10mg/LXa活性微生物在处理水中的所占比例取b微生物自身氧化速率普通负荷：高负荷：延时曝气系统：本设计取DOD5= 故水中溶解性 DOD5 要求小于 10= mg/L而该设计出水溶解性DOD5： 24S0 Se =24K 2 NW fTA n=24
