式中Vmax—活性污泥界面的初始沉降速度。
t—水温，°C
Xo—沉降开始时MLSS的浓度，Xo=Nw=3200mg/L,
Vmax=4.6W4X3200-1'26=1.76m/s
沉淀时间Ts用下式计算
式中Ts—沉淀时间，h
H—反应池内水深，m
—安全高度，取1.2m
（5）排水时间Td及闲置时间Tf
根据城市污水处理厂运行经验，本水厂设置排水时间TD取为0.5h，闲置时
间取为0.1h。
运行周期T=Ta+Ts+TD+Tf=4h
24
每日运行周期数n=—=6
4
（6）CASS池容积V
CASS也容积采用容积负荷计算法确定，并用排水体积进行复核。
（i）采用容积负荷法计算：
VQ（SaS©
NeNwf
式中:
C—城市污水设计水量，nVd;Q=14400n/d;
Nw—混合液MLSS亏泥浓度（kg/m3），本设计取3.2kg/m3;
Ne—BOD污泥负荷（kgBODs/kgMLSSd），本设计取
0.2kgBOD/kgMLSSd;
Sa—进水BOD浓度（kg/L），本设计Sa=120mg/L；
Se—出水BOD浓度（kg/L），本设计Se=10mg/L；
f—混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值，本设计
取0.75；
贝
14400（12010）1033
V3300m3
0.23.20.75
3300
本水厂设计CASS池四座，每座容积m3
4
（ii）排水体积法进行复核
单池容积为VimQ
25
14400
1500
（m3）
nN
64
反应池总容积V4Vi
41500
6000
（m3）
式中V—单池容积，m3
n—周期数；
m—排水比1/m=1/2.5
N—池数；
Q—平均日流量，m3/d
由于排水体积法计算所得单池容积大于容积负荷法计算所得，因此单池容
积应按最大容积值计，否则将不满足水量运行要求，则单池容积Vi=1500m3,
反应池总容积V=6000m3。
（7）CASS也的容积负荷
CASS池工艺是连续进水，间断排水，池内有效容积由变动容积（Vi）和
固定容积组成，变动容积是指池内设计最高水位至滗水器最低水位之间高度
（Hi）决定的容积，固定容积由两部分组成，一是活性污泥最高泥面至池底之间高度（H3）决定的容积（V3），另一部分是撇水水位和泥面之间的容积，它是防止撇水时污泥流失的最小安全距离（H2）决定的容积（V2）。
CASS也总有效容积V（m3）:
V=nix（Vi+V2+V3）
（i）池内设计最高水位至滗水机排放最低水位之间的高度，Hi（m）;
QH
HiNV
式中：
N——日内循环周期数，N=6;
H池内最高液位H（m）,本设计H=4.0m。
（H）滗水结束时泥面高度，H3（m
已知撇水水位和泥面之间的安全距离，H2==i.2m；
H3=H-（Hi+H2）=4-i.6-i.2=i.2m
（iii）SVI—污泥体积指数,（ml/g）
h3
svi=—HNw
代入数值，则
3
SVI=93（ml/g），此数值反映出活性污泥的凝
43.2
聚、沉降性能良好。
（8）CASS也外形尺寸
式中：
B—池宽，mB：
H=1—2,取B=8m8/4=2，满
足要求;
满足要求。
取池体超高0.5m，贝UH）=H+0.5=4.5m
（iii）微生物选择区Li，（m
CASS池中间设1道隔墙，将池体分隔成微生物选择区（预反应区）和主反
应区两部分。
靠进水端为生物选择区，其容积为CASS也总容积的10流右，另
部分为主反应区。
选择器的类别不同，对选择器的容积要求也不同。
Li=10%L=10%47=4.7m
（iv）反应池液位控制
mi251
排水结束时最低水位h1442.4（m）
m2.5
基准水位h2为4.0m;超高0.5m;保护水深=1.2m。
污泥层高度hs①2.41.21.2（m）
贝撇水水位和泥面之间的安全距离，H2=hs=1.2m
（9）连通孔口尺寸
时连通孔的数量取为3。
（i）连通孔面积Ai
Ai按下式进行计算:
式中：
U—孔口流速，取U=70m/h
将各数值代入，计算得:
（ii）孔口尺寸设计
（10）复核出水溶解性BOD5
处理水中非溶解性B0D5的值：
DOD5=7.1bXaCe
Ce——处理水中悬浮固体浓度10mg/L
Xa——活性微生物在处理水中的所占比例取0.4
b微生物自身氧化速率
普通负荷：
0.4
高负荷：
0.8
延时曝气系统：
0.1
本设计取0.4
DOD5=7.10.075X0.4Xl0=2.13mg/L
故水中溶解性DOD5要求小于10—2.13=7.87mg/L
而该设计出水溶解性DOD5：
Se=
24K2NWfTAn
=24120
=240.024432000.751.86
=4.38mg/L
设计结果满足设计要求。
（11）计算剩余污泥量
理论分析，知温度较低时，产生生物污泥量较多。
本设计最冷时是冬季平均
最冷温度是0.2C。
02C时活性污泥自身氧化系数：
ton
Kd（0.2）=Kd（20）t
=0.028
1000fSnN
剩余生物污泥量"XV=YQ需-Kd（0.2）ViNW
=0.6X14400X1204.38-0.028X1500X3200X0.75X1.8
1000100024
=817.52kg/d
剩余非生物污泥量:
CC
△Xs=Q（1-fbf）X0—e
1000
28610
=14400X（1-0.7X0.75）X——
1000
=1887.84kg/d
公式中，fb――进水VSS中可生化部分比例，取fb=0.7;
剩余污泥总量:
X=△Xv+AXs=817.52+1887.84=2705kg/d
剩余污泥浓度Nr:
Nw32003
Nr=—5333mg/L5.333kg/m
110.4
剩余污泥含水率按99.3%计算，湿污泥量为2705510.4m3/d
5.3
（12）复核污泥龄
=1
C=YNsKd
式中：
c——污泥龄
0.50.20.07
=33d
硝化所需最小污泥龄:
c?
N
硝化所需最小污泥龄
-1
d；
c?
n=（1/）X1.103（15-t）Xfs
硝化细菌的增长速率d-1：
T=0.2摄氏度时，取为0.35；
fs——安全系数：
为保证出水氨氮小与5mg/L取2.3〜3.0;取2.3;
T――污水温度：
取冬季最不利温度0.2摄氏度。
c?
n=（1/）X1.103（15-T）xfs
=（1/0.35）X1.103（15-0.2X2.3
=28d
经校核，污泥龄满足硝化要求。
（13）需氧量
设计需氧量包括氧化有机物需氧量，污泥自身需氧量、氨氮硝化需氧量及出水带走的氧量。
设计需氧量考虑最不利情况，按夏季时高水温计算设计需氧量。
（i）氧化有机物需氧量，污泥自身需氧量O1以每去除1kgBOD需要
0.48kgOa的经验法计算
0.4814400
12010
103
0.146000320010
=3448（kg02/d）
式中Oa—需氧量，kgO2/d；
0.42
0.11
a'—活性污泥微生物每代谢1kgBOD需氧量，一般生活污水取为kk〜0.53kg,本设计取0.48kg;
b'—1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，一般生活污水取为kk〜0.188kg,本设计取0.12kg。
（ii）氨氮硝化需氧量Q按下式计算；
Ob457QNkNke0.12VNwf
C
/、360003.20.75
=4.57[14400X（36-5）X10-3-0.12X]
33
=1801kO2/d）
式中4.57—氨氮的氧当量系数；
Nk—进水总凯氏氮浓度，g/L;
Nke—出水总凯氏氮浓度，g/L；
XV—系统每天排出的剩余污泥量，kk/d;
总需氧量
O总OaOb344818015249kk/d=218.7kg/h
（14）标准需氧量
标准需氧量计算公式：
SOR=
AORCs（2o）
。
时）C）1.024（T20）
Csb（T）=Cs（T）（Pb）
Ot=
21（1Ea）
7921（1Ea）
2.02610542
Pa
5
1.01310
式中SOR——水温20C,气压1.103X105pa时，转移到曝气池混合液的总氧
量，kg/h;
AOR在实际条件下，转移到曝气池混合液的总氧量，kg/h;
Cs（20）——20C时氧在清水中饱和溶解度，取Ca（20）=9.17mg/L;
――杂质影响修正系数，取值范围=0.78〜0.99，本例选用=0.90;
含盐量修正系数，本例取=0.95;
――气压修正系数；
Pa——所在地区大气压力，Pa;
T――设计污水温度，本设计考虑最不利水温，夏季T=27.3C；
Csb（t）设计水温条件下曝气池内平均溶解氧饱和度mg/L;
Cs（T）――设计水温条件下氧在清水中饱和溶解度，水温27.3C时，CS（27.3）
=8.02;
..3
Pb——空气扩散装置处的绝对压力，pa，Pb=P+9.8X10H;
P——大气压力，P=1.013X105;
H――空气扩散装置淹没深度，取微孔曝气装置安装在距池底0.5m处，淹没
深度3.5m;
Ot——气泡离开水面时，氧的百分比，%;
Ea――空气扩散装置氧转移效率，本设计选用水下射流式扩散装置，氧转移
效率Ea按26%计算；
C――曝气池内平均溶解氧浓度，取C=2mg/L。
工程所在地（郑州地区）海拔高度110m，大气压力p为0.99X105pA,压力修正系数：
p
1.013105
=0.90
0.99105
5
1.01310
3
Pb=P+9.8X10H
=1.013X105+9.8X103X3.5
21（1EJ
7921（1Ea）
X100%=16.4%
=1.356X105（Pa）
Pb
bOt
CSb（27.3）=Cs（27.3）（5+）
2.0661042
=8.02X（1.35610516.4）
2.0661042
=8.40mg/L
AORcs（20）
标准需氧量SOR:
SOR=（Csb（20）C）1.02410（27.320）
218.78.02
0.90（0.950.908.402）1.024（27.320）
=316.3kg/h
空气扩散装置的供气量，可通过下式确定:
G=SOR=316.3=4055m3/h
0.3EA0.30.26
（15）空气管系统设计
曝气系统管道布置方式为，相邻的两个廊道的隔墙上设两根干管，共四根
干管，在每根干管上设5条配气竖管，全曝气池共设4X5=20条配气竖管。
每根
竖管的配气量为：
202.75m3/h
20
曝气池平面面积为：
3
48（474.7）1353.6m
每个空气扩散器的服务面积按1.0m3计，则所需空气扩散器的总数为：
1353.6人
1354个
1.0
为安全计，本设计采用1400个空气扩散器，每个竖管上安设的空气扩散器的数目为：
140070个
20
每个空气扩散器的配气量为
图2-6曝气系统管道布置图
空气管道的流速，一般规定为：
干、支管为10~15m/s，通向空气扩散装置
的竖管、小支管为4~5m/s。
根据对于管道流速的规定，确定本设计管道系统各管段管径为：
1~2段
DN50mm，2~3段DN75mm，3~4段DN100mm,4~5段DN150mm，5~6段DN200mm，6~7段DN300mm。
空气管道一般敷设在地面上，接入曝气池的管道，应高出池水面0.5m以免
产生回水现象。
（16）污泥回流系统、剩余污泥系统排出系统设计
（i）污泥回流系统
污泥回流比按50%设计，每天回流污泥量Q50%144007200m3/d
每周期回流污泥量Q'Q1200昇，而每周期T=4h,本设计回流污泥进
泥时间每周期取t=2h,
回流污泥泵在运行过程中是间歇运行的。
则单格CASS也
Q'
T
进泥流量为q
N
t
1200
150m3/h，根据流量选用污泥回流泵型号:
44
2
150QW150-15-15出口直径150mm重量360kg,每座CASS也内设该种泵一台。
出泥管管径取d=250mm
（ii）剩余污泥排出系统
由上述计算知道，剩余污泥产生量Q=510.4m3/d，每个周期单个池体产生
的污泥量qn2^咒21-3m3，每个周期排泥时间利用周期后询，则泵的流量为：
42.6m3/h。
根据流量选用剩余污泥泵型号：
50QW42-9-22，出口直
径d=50mm,重量70kg，每座CASS也内设该种泵一台。
出泥管管径取150mm
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