【CASS池设计计算样本】在污水处理工程中，CASS（Cyclic Activated Sludge System）工艺因其高效、节能、运行稳定等优点，被广泛应用于中小型城市污水处理厂和工业废水处理系统中。CASS池作为该工艺的核心构筑物，其设计计算直接影响整个系统的处理效果与运行成本。本文将围绕CASS池的设计计算进行详细分析，提供一份具有参考价值的计算样本。
一、CASS池设计的基本参数
1. 设计水量：Q = 5000 m³/d
2. 进水水质：
- BOD₅：200 mg/L
- COD：400 mg/L
- SS：150 mg/L
- NH₃-N：30 mg/L
3. 出水水质要求：
- BOD₅ ≤ 20 mg/L
- COD ≤ 60 mg/L
- SS ≤ 20 mg/L
- NH₃-N ≤ 10 mg/L
二、CASS池设计计算步骤
1. 确定反应时间与周期划分
CASS池通常分为进水、曝气、沉淀、排水四个阶段，每个阶段的时间需根据水质、负荷及污泥特性合理分配。
- 进水时间：t₁ = 2 h
- 曝气时间：t₂ = 6 h
- 沉淀时间：t₃ = 1 h
- 排水时间：t₄ = 0.5 h
- 总周期时间：T = t₁ + t₂ + t₃ + t₄ = 9.5 h
- 每日运行周期数：N = 24 / T ≈ 2.52 → 取整为2次/日
2. 计算有效容积
CASS池的有效容积主要由污水量、污泥浓度、污泥产量等因素决定。
- 平均流量 Q_avg = 5000 / 24 = 208.33 m³/h
- 每周期处理水量 V_cycle = Q_avg × t₁ = 208.33 × 2 = 416.66 m³
- 考虑污泥膨胀及安全系数，取有效容积 V = 1.2 × 416.66 ≈ 500 m³
3. 污泥产量计算
- BOD去除率：R = (200 - 20) / 200 = 0.9
- 污泥产率系数 Y = 0.4 kgVSS/kgBOD
- 污泥产量 W = Q × BOD_in × R × Y = 5000 × 200 × 0.9 × 0.4 = 360,000 g/d = 360 kg/d
4. 曝气系统设计
- 氧转移效率：EA = 20%
- 需氧量：DO = 0.5 × BOD_in = 0.5 × 200 = 100 mg/L
- 实际需氧量：O₂ = Q × DO = 5000 × 100 = 500,000 mg/d = 500 kg/d
- 曝气量：A = O₂ / (EA × 1.2) = 500 / (0.2 × 1.2) ≈ 2083 m³/h
5. 沉淀与排水设计
- 沉淀时间：t₃ = 1 h
- 沉淀区面积：A_s = Q_avg × t₃ / H_s（H_s为沉淀区高度，一般取1.5 m）
A_s = 208.33 × 1 / 1.5 ≈ 138.89 m²
- 排水泵流量：Q_drain = Q_avg × t₄ = 208.33 × 0.5 = 104.17 m³/h
三、其他关键设计参数
- 污泥回流比：R = 50%
- 混合液悬浮固体浓度（MLSS）：3000 mg/L
- 污泥回流泵流量：Q_r = Q × R = 5000 × 0.5 = 2500 m³/d
- 污泥龄：θ_c = 10 d
四、总结
本设计样本基于CASS工艺的典型运行模式，结合实际水质与水量数据，对CASS池进行了详细的容积、曝气、沉淀及排水计算。通过合理的周期划分与参数设定，可确保系统在满足排放标准的同时，具备良好的经济性与运行稳定性。
在实际工程应用中，还需根据具体工况进行调整，并结合实验数据优化运行参数，以实现最佳处理效果。
