CASS工艺设计计算

1/26沈阳化工大学水污染控制工程三级项目题目：小区生活污水回用处理设计院系：环境与安全工程学院专业：环境工程提交日期：2020年5月26日2/26摘要本文主要介绍了小区生活污水回用处理设计的过程，其中包括工艺流程、以及流程中各个构筑物的设计计算、高程和平面布置。循环式活性污泥法（CASS）是序批式活性污泥法工艺（SBR）的一种变形。它综合了活性污泥法和SBR工艺特点，与生物选择器原理结合在一起，具有抗冲击负荷和脱氮除磷的功能。本次设计采用了CASS工艺进行设计计算。其中包括池体的计算和格栅等辅助物尺寸计算，处理后水质达到一级B标准。关键词：小区生活污水回用循环式活性污泥法设计计算AbstractThispapermainlyintroducesthedesignprocessofresidentialsewagereusetreatment,includingtheprocessflow,aswellasthedesignofeachstructureintheprocess,elevationandplanelayout.Circulatingactivatedsludgeprocess(CASS)isavariationofsequentialbatchactivatedsludgeprocess(SBR).ItintegratesthecharacteristicsofactivatedsludgeprocessandSBRprocess,combineswiththeprincipleofbiologicalselector,andhasthefunctionsofimpactloadresistanceanddenitrificationanddephosphorization.ThisdesignadoptsCASStechnologytodesignandcalculate.Itincludesthecalculationofthepoolbodyandthesizecalculationofthegridandotherauxiliaryobjects.Aftertreatment,thewaterqualityr3/26eachesthestandardofgradeaB.4/26目录摘要………………………………………………………………………2一.生活污水概况………………………………………………………6二.工艺流程比较………………………………………………………6三.构筑物设计计算……………………………………………………63.1(格栅)…………………………………………………………63.2(调节池)………………………………………………………83.3(曝气沉砂池)…………………………………………………93.4(CASS生物池)…………………………………………………103.5(混凝气浮池)…………………………………………………113.5.1(混凝工艺)……………………………………………123.5.2(气浮工艺)……………………………………………123.5.3(设计参数)……………………………………………123.6(加氯消毒池)…………………………………………………153.7(计量设备——巴氏计量槽)…………………………………16四.污泥处理单元………………………………………………………184.1(贮泥室)………………………………………………………184.2(污泥泵)………………………………………………………185/264.3(污泥浓缩机)…………………………………………………18五.高程计算……………………………………………………………195.1(管道沿程水头损失)…………………………………………195.2(管道局部水头损失)…………………………………………195.3(构筑物自身在运转中所产生的水头损失)…………………20六.平面布置图…………………………………………………………21七．工程造价预算………………………………………………………22总结……………………………………………………………………25参考文献………………………………………………………………266/26一.生活污水概况日平均流量：1000m3/d表一处理水质情况水质指标CODBODSS氨氮pH处理水质425225250376-9目标水质60202086-9预将其处理回用为市区景观用水，执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）一级B标准，全部排放至五类水体。二.工艺流程比较相对于传统活性污泥法和SBR工艺来说，CASS工艺具有这两种工艺的特点，并且CASS还具有工艺流程简单、占地面积小、投资低和运行费用小的特点。综合讨论选用CASS工艺。由于CASS池处理后的水不符合标准，我们在CASS池后加上混凝气浮池已达到处理效果。三.构筑物设计计算3.1格栅①格栅槽的宽度B7/26=(-1)+=0.895m≈0.9m==≈26（个）式中B---格栅槽的寬度，m;s---栅条宽度，取0.015m;n---栅条间隙数量;b-栅条间隙.取0.02m;Qmax---最大设计流量，取0.2m3/s;α---格栅的倾角，60°;h---栅前水深，0.4m;v---过栅流速，0.9m/s.②通过格栅的水头损失h1：=βsinα*k=2.42*sin60°*3=0.177（）ho=ξv2sinα/2g=0.0425ξ=β（s/b）4/3=1.19式中h1---通过格栅的水头损失,m;ho---计算水头损失，m;g---重力加速度，9,81m/s2k---系数，格栅受栅渣堵塞时，水头损失增大的倍数，一般取k=3;ξ---阻力系数，其值与栅条的断面形状有关，这里是圆形栅条形状，可按表1-4选用。β---1.79表二格栅间隙的局部阻力系数ξ的取值如下表：③栅后槽总高度H=++=0.4+0.177+0.3≈0.9（）式中H--栅后槽总高度，m;h---栅前水深，m;h2---栅前渠道超高，一般取0.3m=++0.5+1+=0.37+0.185+0.5+1+=2.465（）==≈0.37（）8/26===0.185（）=++=0.4+0.177+0.3≈0.9（）式中L---栅槽总长度，m;L1---格栅前部渐宽段的长度，m;L2---格栅后部渐缩段的长度，m;H一栅前渠中水深，m;α1进水渠渐宽段展开角度，一般取20°;B---格栅槽寬度，取0.895m;B1---进水渠宽度，取0.65m。④每日栅渣量W在格栅间隙21的情况下，设栅渣量为每1000污水产0.07===0.8（）式中W---每日栅渣量，m*/d;W1--栅渣量，m3栅渣/10*m3废水;K2-生活污水流量表三总变化系数因0.2，所以宜采用机械清渣。3.2调节池调节池设置一用一备，便于检修清泥。使用氯酸钠作为除氨氮的药剂。1.调节池所需空气量调节池作为平底，为防止沉淀，用压缩空气搅拌废水。空气用量为1.5-3.0m³/㎡h,取值2.0m³/㎡h，则所需空气量为2x62.5x50m³/h=6250m³/h=104.2m³/min.2.设计参数水力停留时间T=6h;最小设计流量Q=21.6m³/h3.设计计算（1）调节池有效容积V=QT=259.2m³（2）调节池水面面积取池子总高度H=5.5m,9/26其中超高0.5m,有效水深h=5m,则池面积为A=V/h=259.2/5=51.8m（3）调节池的尺寸池长取L=15m,池宽取B=15m，则池子总尺寸为LBH=15mX15mX5.5m=1237.5m³;（4）调节池的搅拌器使废水混合均匀，调节池下设一台空气搅拌机（螺旋杆压缩机）。（5）调节池的提升泵选择200QW360-15-30型污水泵两台，一用一备。表四，信息如下：3.3曝气沉砂池普通平流式沉砂池的主要缺点是沉砂中约夹杂有15%的有机物，对被有机物包覆的砂粒，截留效果也不佳，沉砂易于腐化发臭，增加了沉砂后续处理的难度。日益广泛使用的曝气沉砂池，则可以在一定程度上克服这些缺点。曝气沉砂池的水流部分是一个矩形渠道，在沿池壁一侧的整个长度距池底0.6~0.9m处安设曝气装置，曝气沉砂池的下部设置集砂槽，池底有i=0.1---0.5的坡度，坡向另一侧的集砂槽。1.最大设计流量43.2m3/h，污水停留时间4min，曝气沉砂池的容积：V=Qmaxt=43.2÷60×4=2.88m32.水平流速0.08m/s，沉砂池水流断面面积：A=Qmax/v1=43.2/3600/0.08=0.15m2将池体分为对称两部分，则池长减半。3.池长：L0=v1t=0.08×4×60=19.2mL=9.6m4.有效水深取1m，池总宽度：B=A/h2=0.15/1=0.15m,沉砂斗高度0.3m，超高0.2m5.每立方米污水曝气量为4m3/h，每小时所需的空气量：Q=dQmax=4×43.2÷3600=0.048m3/min6.曝气装置采用穿孔管曝气，穿孔直径5mm；所需曝气量q=0.144m³/min；10/26池体表面空气搅拌负荷为3m³/㎡·h；气速v=15m/s；曝气主管=14mm；曝气支管=6mm；支管间距取1.25m/根，共布置5根，穿孔距池底0.8m。3.4CASS生物池1.BOD:Ns=K2*Se*f/η=0.75*20*0.0168/0.91=0.28η=BOD1-BOD2/BOD1=(225-20)/225=0.91曝气时间：TA=24Se/(Ns*m*X)=24*225/(0.28*3000*3)=2.14h1/m→m取3X取3000g/m³2.反应池容积:V=Q*(Sa-Sd)/(Ne*f*X)=1000*(225-20)/(0.28*3000*0.75)=325.4m³f取0.753.水力停留时间：t=V/Q=325.4/1000=0.3254d=7.8h4.周期：T=24h/7.8h=35.外形尺寸设计：V=325.4m³n=3个V1=V/2=325.4/3=109m³L*B*H=VL/B=4-6取4B/H=1-2取1得出L=12mB=3mH=3mV1:V2:V3=1:5:30求得V1=3.02m³V2=15.1m³V3=90.83m³6.预反应区:L1=(0.8-0.25)L取0.16L1=0.16*12=1.92mL2=12-1.92=10.08m7.CASS池各部分容积组成及最高水位(H)V=n1（V1+V2+V3）n2=3A=325.4/3=108.46m³H1=Q/(n1n2A)=1000/(3*3*108.46)=1.02mH3=H*X*SVI=3*3*70/1000=0.42mSVI取70H2=H-H1-H3=1.56m11/26总高：H=3+0.3=3.3m8.进水管位置3.0m高，中间位置进水管:Q1=Q/3=0.004m³/S管道流速V=0.08m/SA=Q/V=0.004m³/S÷0.08m/S=0.05㎡管径d=√（4A/π）=0.25m，取进入管径0.25m校核流速V=Q/A=0.081m/s9.出水管滗水器出水位置位于1.98m高中间位置10.曝气系统设计10.1设计需氧量O2O2=ɑ*Q*(So-Se)+b*V*X=0.43*1000*(0.225-0.02)+0.150*325.4*3=234.6kgO2/dɑ取0.43b取0.15010.2混合液污泥浓度本次设计中取SVI取70X取3kg/m10.3曝气时间见210.4实际供氧量：曝气所需氧量：O2=O2/(2.14*3)=234.6/6.42=36.5KgO2/h取安全系数1.1实际供氧量R=1.1O2=40.15KgO2/h在化工原理中，水中溶解氧的饱和度为9.17mg/；水温为20摄氏度时：R0=36.5*9.17/[0.82*(0.95*1.19*9.17-2.0)=45.46KgO2/h=31.81m³/h在标准状况下氧气密度为1.429Kg/m³污水中杂质影响修正系数取0.82污水中含