CASS工艺计算.docx
《CASS工艺计算.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CASS工艺计算.docx（47页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
目录：
第一章设计原始资料----------------------2
第二章工艺流程-------------------------4
第三章计算-----------------------------4
第一节污染物去除率--------------------------4
第二节格栅计算------------------------------5
第三节调节池计算----------------------------8
第四节配水井设计计算------------------------9
第五节工艺比选-----------------------------10
第六节CASS池计算---------------------------12
第七节接触池计算---------------------------16
第八节加氯间计算---------------------------17
第九节压滤机房计算-------------------------19
第四章参考文献------------------------20
第一章设计原始资料:
1.某制浆造纸厂，以落叶松为原料，采用硫酸盐法制浆，生产新闻纸，年总产量约3万吨。
废水来源与生产安排同上。
设计废水流量10000m3/d，混合废水水质如下：
CODcr
BOD5
SS
pH
800mg/L
400mg/L
200mg/L
6～9
2.要求应根据该废水的水质和排放量，按照我国2008年8月1日实施的《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544－2008）规定，污染物排放限值：
CODcr
BOD5
SS
pH
150mg/L
30mg/L
50mg/L
6～9
3污水设计流量
Q=10000m3/d
=416.67m3/h
=0.1157m3/s
4.造纸废水来源：
造纸废水性质：
1.在制浆蒸煮工序，废水量少而浓度高，约占总污染负荷的80％。
主要有可生物降解的有机物，如纤维分解生成的糖类、醇类、有机酸等；木质素及其衍生物，蒸煮废液中含有粗硫酸盐如树脂酸、脂肪酸钠。
2.漂白废水即白液中含有的木质素降解产物与含氯漂白剂反应产生的酚类及其有机氯化物，主要是氯代酚类化合物，如二氯苯酚，氯化苯酚，氯化邻苯二酚，还有微量的汞和酚等。
其中氯代酚等对水体生物具有致毒、致畸、致突变的三致效应。
3.来自原水水道和剥皮机的水、来自液体回收工段的蒸发冷凝液、漂白车间洗浆机的滤出液、来自造纸机的白水、来自筛选净化过程的清水是可以收集处理和回用的五种工艺水，其中最大量的可回用水是白水和筛选净化水。
纸机白水一般采用气浮法或多圆盘式白水回收机，回收纤维，澄清白水可
以回用。
第二章工艺流程
上清液回流液回流
进水
出水
加药药药
泵
泥饼外运
调节池池
脱水机房
污泥浓缩池
CASS池
鼓风机房
接触池
格栅
提升泵房
工艺说明：
处理水主要分三部分：
一、物理处理部分：
进水经格栅后，大部分悬浮物被阻截，之后进沉淀池，水质水量得到调节，大部分污泥下沉。
再进沉淀池，调节水质水量。
二、生化处理部分：
污水由泵抽入CASS池，进入生化处理阶段，经CASS池进水、曝气、沉淀、出水四阶段后水质几近可达到要求。
加药后外排。
三、污泥处理部分，从沉淀池和CASS池出来的污泥进污泥浓缩池，上清液直接外排。
含泥量多的由污泥泵抽入脱水机房，由袋式压滤机压滤成泥饼外运。
第三章计算
第一节污染物去除效率:
（1）CODcr去除效率为：
（2）BOD5去除效率为：
（3）SS去除效率为：
第二节格栅
1.计算依据：
重要参数的取值依据
取值
安装倾角一般取60º～70º
θ=60º
栅前水深一般取0.3～0.5m
h=0.4m
栅条间距宽：
粗：
>40mm中：
15～25mm细：
4～10mm
b=5mm
水流过栅流速一般取0.6～1.0m/s
v=0.9m/s
格栅受污染物阻塞时水头增大的倍数一般采用3
k=3
栅前渠道超高一般采用0.3m
h2=0.3m
栅渣量（m3/103m3污水）取0.1~0.01
W=0.1
进水渠道渐宽部分的展开角度一般为20º
K=1.5
栅条断面形状
阻力系数计算公式
形状系数
栅条尺寸（mm）
迎水背水面均为锐边矩形
=β（s/b）4/3
=2.42
长=50，宽S=10
2.主要的计算公式：
（1）格栅的间隙数
（2）格栅宽度
（3）通过格栅的水头损失
（4）栅后槽总高度
（5）栅前扩大段长度
（6）栅后收缩段长度
（7）栅前渠道深
（8）栅槽总长度
（9）每日栅渣量
3.计算过程：
因为
（1）
取59根
（2）
（3）进水渠道渐宽部分长度：
（进水渠道宽度:
b1=0.6m，进水渠道内的流速为）
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）b=5mm时,=0.1（污水），
>选用机械清渣。
4.格栅草图
第三节调节池计算
1.因为本设计是造纸废水，设计调节池作用有三：
（1）工艺流程过程中污水产生的水质水量都不均匀。
故而需要设计一个调节池来均匀水质水量，为后期处理，污水处理工艺正常运行做准备；
（2）调节池同时又可以做事故池来用，如果后面污水处理设备在维修检查过程时调节池可以暂时来储存工艺污水；（3）造纸过程中各个阶段产生的污水水温不同，调节池可以调节水温，使水温处于一个恒温状态有利于后面生物处理。
2.调节池计算。
设计调节池池容
T-----为设计调节池储水时间取8小时。
池深一般在5m左右，本设计取H=5m
所以：
吃面积A=V/H=3333.4/5
=666.7m2
所以：
L=B=取26m出水用泵抽出。
在池底设计水坑，水池底以i=0.01的坡度坡向集水坑。
结构图如下：
集水井草图：
井设计计算
选择集水池与机器间合建的方型泵站，选四台水泵（三用一备），每台水泵的流量为：
集水间的剖面计算草图如下图所示：
1.集水间的容积计算：
V总=V有效+V死水
有效容积相当于一台水泵5min工作的出水水量，也等于最高水位与最低水位之间的调节容积：
V有效=0.0389×4×60=9.4m3
死水容积为最低水位以下的容积：
吸水喇叭口距池低高度取0.4m，最低水位距喇叭口0.4m。
设有效水位高为1m，则集水间面积为：
㎡
则：
V死水=9.4×0.8=7.52m3
V总=V有效+V死水==9.4+7.52=16.92m3
2.集水池水位为h1=1+0.4+0.4=1.8m
集水池总高为：
H=h1+h2=1.8+0.5=2.3m（h2:
超高取0.5m）
取宽度为4m长度为2.35m
第五节工艺比选
1.有设计水质水量：
该厂最大设计流量Qmax＝10000m3／d，设计进出水水质：
指标
CODcr（mg/L）
BOD5（mg/L）
SS（mg/L）
PH
进水
1200～1600
300～400
600～800
8
出水
＜150
＜50
＜30
6～9
2、工艺比选：
对于处理能力小于10万吨/天的中小型污水处理场来说，氧化沟和SBR及其改良工艺如：
CASS;CAST;ICEAS等工艺是首选工艺，目前使用最多的是氧化沟，三沟式氧化沟是未来氧化沟工艺发展的一个主要方向。
下面对CASS和三沟式氧化沟做一对比。
主体工艺
优缺点比较
CASS法
1、理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。
2、运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。
3、耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。
4、工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。
5、处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。
6、反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。
7、CASS法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。
8、脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。
9、工艺流程简单、造价低。
主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。
缺点：
1.容积利用率低、出水不连续、运行控制复杂。
2.需曝气能耗多，污泥产量大。
生物接触
氧化法
优点：
缺点：
1.由于池内填充了大量的生物膜载体填料，填料上下两端多数用网格状支架固定，当填料下部的曝气系统发生故障时，维修工作将十分麻烦。
2.填料易老化，一般4－6年需更换一次。
3.由于前端物化处理后废水中SS含量较低，生物膜固着的载体较少，导致生物膜比重较小，极易造成脱膜，挂膜不稳定。
脱落的生物膜和絮状污泥在二沉池沉淀效果较差，易导致出水SS超标。
第六节主题工艺计算：
CASS工艺设计计算，
1.曝气时间ta设混合液污泥浓度X=2500mg/L，
污泥负荷Ns=0.1KgBOD5/KgMLSS
冲水比：
则
取9.5h
2.沉淀时间ts当污泥浓度小于300mg/L时污泥界面沉降速度为：
设计水温在20oC时
所以：
设计曝气池水深为H=5.0m（缓冲层高度）
沉淀时间ts
取1小时
设排水时间td=0.5h
则整个运行周期时间
t=ta+ts+td=9.5+1.0+0.5=11小时
每天运行次数n=24/11=2.18（次）
4.曝气池容积V设计3个反应池即n0=3
所以：
（m3）
5.复核出水溶解BOD5，根据设计出水水质。
出水溶解性BOD5应小于30mg/L设计中的出水水质中溶解性BOD5为
计算结果符合要求。
6.计算剩余污泥
20oC时活性污泥的自身氧化系数Ka（20）
Ka（20）=Kd（20）
其中：
Kd------活性污泥自身氧化系数典型值Kd（20）=0.06
剩余污泥量
剩余污泥量
剩余总污泥量=+=479.15+712.5
=1181.65（Kg/d）
剩余物的浓度NR
NR
剩余污泥含水率按99.7%计算湿污泥量为359.16
7.复核污泥龄
8.复核滗水高度h1曝气池有效水深H=1.5m，滗水高度h
符合结果与设定值相符合。
9设计需氧量，考虑不同情况。
式中a，c位计算系数其中a=1.47,c=1.42
标准需氧量：
式中Cs（20）----------200c时氧在清水中饱和溶解度，取Cs（20）=9.17mg/L
-----氧转移系数，取0.85
-----氧在污水中饱和溶解度修正系数，取0.95
---因海拔高度不同而引起的压力系数
P----所在地区大气压力
T----设计温度20摄氏度
Csb（T）-----设计水温下曝气池内平均溶解氧饱和度mg/L
Cs（T）------设计温度下氧在清水中饱和溶解度
Pb-------空气扩算装置处的绝对压力，pa，pb=p+9.8*103
H-----空气扩算装置淹没深度，m
Ot-----气泡离开水面时含氧量，%
EA---空气扩算装置氧转移效率。
%可由设备样本查的
C-------曝气池内平均溶解氧浓度，取C=2mg/L
工程所在地海拔高度设为0m大气压力设为1个标准大气压所以压力修正系数=1
唯恐曝气安装曝气头在池底以上距池底0.3m淹没深度.4.7m其绝对压力pb=p+9.8*103H=1.47*105
唯恐曝气头氧转移效率为EA=20%气泡离开水面含氧量
Q1=17.5%
标准需氧量SOR：
SOR=279.9（kg/h）
空气余量：
=77.8（m3/min）
最大气水比=9.33
第七节接触池的设计
1.设计参数
设计流量Q=0.1157m3/s
接触时间t=30min
水深h=2m
隔板间隙2.85mm
池底坡度2%--3%
排泥管DN=200mm
2.容积
V=Qt=0.11573060=208.3
3.速度
4.表面积
F==104.2
5.廊道总宽：
采用4个隔板，则廊道总宽为：
B=2.855=14.25m，B取14.5m
6.接触池长度
L===7.2m。
第八节加氯间
1.加氯量
按每立方米投加5g计，
则
2.加氯设备 选用1台REGAL-2100型负压加氯机，单台加氯量为10kg/h。
3.加药间建在接触池之上，采用管道混合器混合加药。
污泥浓缩池设计
设计计算：
总污泥量由CASS产生剩余量为1181.65kg/d
C=（100-P）×10（kg/m3）
浓缩池单池面积A（m2）
（m2）
Q----污泥量（m3/d）
C----污泥固体浓度（g/L）
M----浓缩池污泥固体通量[kg/（m2.d）],取100。
浓缩池直径
浓缩池工作部分高度，污泥浓缩时间T=13h,则浓缩池工作部分高度.
h1===7.4m。
设池超高0.3。
缓冲层高0.3m
浓缩池总高：
H=h1+h2+h3=7.4+0.3+0.3=8.0m。
浓缩后污泥总体积：
选择两台80QW50-10-3型潜污泵提升污泥（一用一备）。
其性能如表1-8。
表1-880QW50-10-3型潜污泵性能
型号
流量（m3/h）
扬程
/m
转速（r/min）
电动机功率（kw）
效率（%）
出口直径（㎜）
重量（kg）
80QW50-10-3
50
10
1430
3
72.3
80
125
第九节压滤机房
1.设计参数
2.参数选取
压滤时间取T=4h；
设计污泥量Q0=629m3/d；
浓缩后污泥含水率为97%；
压滤后污泥含水率为75%。
3.工艺流程
工艺流程见图2-2。
图2-2污泥脱水工艺流出图
4.设计计算
5.污泥体积
式中Q——脱水后污泥量m3/d
Q0 ——脱水前污泥量m3/d
P1 ——脱水前含水率（%）
P2 ——脱水后含水率（%）
M——脱水后干污泥重量（kg/d）
（m3/d）
（kg/d）
脱水后污泥由螺旋输送机送入小车运走，分离液返回CASS池再次进行处理。
6.机型选取
过滤流量为43.3m3/d,选型带式压滤机DY型-1000.两台（一用一备）。
主要参数为：
处理量0.5～15m3/h；滤带有效宽度1000mm；
压滤机房的尺寸为5000mm×7000mm×4000mm。
第四章参考文献
《水污染控制工程》（高等教育出版社高廷耀编著）
《排水工程》（中国建筑工业出版社第四版，张自杰主编）
《水处理工程典型设计实例》（化学工业出版社）
《污水处理工艺及工程方案设计》（中国建筑工业出版社）
升级会员 