CASS工艺在污水处理工程中的理论计算

摘要：cass工艺具有占地面积小、工艺流程简单、投资运行费用低、处理效果好等优点，已被广泛应用于各大、中型以及小型污水处理工程。本文着重从理论角度上分析介绍CASS工艺在设计中的理论计算。

关键词：CASS工艺 理论计算

1、概述

CASS工艺是在SBR工艺基础之上发展起来的一种改良型工艺。典型的CASS反应器由三部分组成：生物选择器、厌氧区和好氧区，其中生物选择器也称为预反应区，厌氧区和好氧区则称为主反应区。对于一般城市污水，CASS工艺并不需要很高的预处理，只需设置粗格栅、细格栅和沉砂池，无需初沉池和二沉池，也不需要庞大的污泥回流系统（只在CASS反应器内部进行约20%的污泥回流）[1]。

陕西省某污水处理工程应用CASS工艺处理污水，其工艺流程如图1所示：

2、 CASS工艺理论计算

2.1 一些基本设计参数

在CASS工艺的设计计算中，一些推荐的基本设计参数如表1所示：

2.2 CASS工艺计算公式

2.2.1污泥负荷率

式中，NS为污泥负荷率，kgBOD5/（kgMLSS·d）；K2为有机基质降解速率常数， L/（mg·d），生活污水K2取值范围为0.0168～0.0281；Se为混合液残存BOD5浓度，mg/L；η为有机基质降解率，%；f为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0.7～0.8。

2.2.2 CASS池容积

CASS池容积采用容积负荷计算法确定，采用容积负荷法计算：

式中，V为CASS池总有效容积，m3；Q为设计流量，m3/d；X为混合液MLSS污泥浓度，mg/L；Sa为进入CASS池的污水有机物浓度，mg/L；Se为CASS池排放有机物浓度，mg/L。

2.2.3 CASS池各部分水深

H=H1+H2+H3

式中，H为CASS池内设计最高水位，m；H1为池内设计最高水位至滗水机排放最低水位之间的高度，m；H2为撇水水位和泥面之间的安全距离，m；H3为活性污泥最高泥面至池底之间的高度，m。

其中 ■。

n1为CASS池个数；n2为CASS池一日内循环周期数；A为单格CASS池平面面积，m2；SVI为污泥体积指数。

2.2.4 CASS池外形尺寸

式中，L为池长，m；B为池宽，m；并且有B：H=1～2，L：B=4～6。

CASS池的总高Ho=H+0.5，0.5m为超高。

2.2.5 预反应区长度

预反应区即生物选择器，选择器的类别不同，对选择器的容积要求也不同，一般情况下预反应区长度可按下式计算：

■

2.2.6 连通孔口尺寸

表2为隔离墙底部连通孔数量设置参考表：

式中，n3为连通孔个数，可取1～5个；u为孔口流速，m/h，一般为20～50 m/h。孔口间距单孔时设在隔墙中央，多孔时沿墙均匀分布。孔口宽度0.4～0.6m，孔口高度不宜大于1.0m[2]。

2.2.7 需氧量

■

式中，O2为需氧量，kgO2/d；a′为活性污泥微生物每代谢1kgBOD需氧量，生活污水为0.42～0.53；b′为1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，生活污水为0.11～0.188。

2.2.8 标准条件下，脱氧清水充氧量Ro

式中，Ro为标准条件下，转移到曝气池混合液的总氧量，kg/h；CS（20）为20℃时水的饱和溶解氧量，mg/L；为污水中杂质影响修正系数，一般为0.78～0.99；β为污水中含盐量影响修正系数；CL为混合液DO浓度，mg/L；T为设计污水温度，℃；R为实际条件下，转移到曝气池混合液的总氧量，kg/h；ρ为气压修正系数；CS（T）为T℃时曝气池内DO饱和度的平均值，mg/L。

2.2.9 空气扩散装置的供气量

式中，G为空气扩散装置的供气量，m3/h；EA为曝气头氧转移效率，%。

2.3 结语

CASS法是在间歇式活性污泥法（SBR法）的基础上演变而来的，它是在CASS反应池前部设置了生物选择区，后部设置了可升降的自动滗水装置。随着我国经济的不断发展，以及环境科学方面的研究越来越深入，并且根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）要求，污水处理出水水质往往要达到一级A标准和绿化水质标准。此工艺有机物的去除率预计为90～95%，氮的去除率可以达到80～90%，磷的去除率可达90%。该工艺已越来越多的应用于工程实践，并且具有十分良好的经济效益、环境效益和社会效益。

参考文献：

[1]熊红权，李文彬.CASS工艺在国内的应用现状[J].中国给水排水，2003，19（2）：34-35.

[2]高俊发，王社平.污水处理厂工艺设计手册[M]。北京：化学工业出版社，2003.8.