【CASS池设计计算】在污水处理工程中，CASS（Cyclic Activated Sludge System）工艺作为一种高效、节能的污水处理技术，广泛应用于中小型污水处理厂。CASS池作为该工艺的核心构筑物，其设计计算直接影响到整个处理系统的运行效果与经济性。因此，科学合理的CASS池设计计算显得尤为重要。
一、CASS池的基本原理
CASS池是一种改进型的序批式活性污泥法（SBR），它将反应器分为多个功能区，包括好氧区、缺氧区和厌氧区，并通过时间控制实现进水、反应、沉淀、排水和闲置等工序的循环操作。这种工艺具有运行灵活、抗冲击负荷能力强、出水水质稳定等特点，适用于处理生活污水、工业废水等多种类型的有机污染物。
二、CASS池设计的主要参数
在进行CASS池设计计算时，需综合考虑以下关键参数：
1. 设计水量：根据污水处理厂的设计规模确定日均污水量及最大时流量。
2. 水质指标：包括COD（化学需氧量）、BOD5（五日生化需氧量）、氨氮、总磷等污染物浓度。
3. 去除率要求：根据排放标准或回用要求确定各污染物的去除目标。
4. 污泥产率系数：用于估算污泥生成量，为后续污泥处理提供依据。
5. 混合液悬浮固体浓度（MLSS）：影响反应效率和污泥沉降性能。
6. 曝气方式与供氧能力：根据工艺需求选择合适的曝气设备并计算所需供氧量。
三、CASS池容积计算
CASS池的有效容积是设计中的核心内容，通常采用以下方法进行计算：
1. 按水力停留时间（HRT）计算
$$ V = Q \times t $$
其中：
- $ V $ 为有效容积（m³）
- $ Q $ 为设计流量（m³/d）
- $ t $ 为水力停留时间（d）
一般情况下，CASS池的HRT控制在6～12小时之间，具体数值需结合进水水质、处理目标和运行周期进行调整。
2. 按污泥负荷计算
$$ V = \frac{Q \cdot S_0}{X \cdot N_s} $$
其中：
- $ S_0 $ 为进水COD浓度（mg/L）
- $ X $ 为MLSS浓度（mg/L）
- $ N_s $ 为污泥负荷（kg COD/(m³·d)）
此方法更适用于以有机物去除为主的处理系统。
四、运行周期设计
CASS池的运行周期通常包括以下几个阶段：
1. 进水阶段：污水进入反应池，同时进行搅拌或预曝气。
2. 反应阶段：根据需要进行好氧、缺氧或厌氧反应，完成有机物降解、硝化反硝化等过程。
3. 沉淀阶段：停止曝气，使活性污泥自然沉降。
4. 排水阶段：排出上清液，保持一定的水位。
5. 闲置阶段：为下一轮运行做准备。
各阶段的时间分配应根据实际水质和处理目标合理设置，一般单个周期控制在4～8小时左右。
五、其他设计要点
- 曝气系统：根据反应阶段的不同需求配置不同形式的曝气装置，如微孔曝气盘、射流曝气器等。
- 污泥回流：部分污泥需回流至反应池以维持污泥浓度，回流比一般控制在20%～50%。
- 控制系统：建议采用自动化控制系统，提高运行效率和稳定性。
六、结语
CASS池的设计计算是一项综合性强、技术含量高的工作，涉及水力学、生物化学、环境工程等多个学科领域。在实际应用中，应结合项目具体情况，参考相关规范和技术资料，合理选择设计参数，确保CASS池能够高效、稳定地运行，达到预期的污水处理效果。