CAST工艺的设计计算(修改).doc

摘 要水是人类的生命之源，也是社会经济发展最重要的支持要素。近年来，随着我国社会经济高速发展和城市化快速推进，饮用水安全和水环境质量要求不断提高，与此同时，生活污水和生产废水排放量明显增加，各种污染物排放量不断增长，使我国水资源和水环境面临严重挑战。因此提高污水处理率，保护有限的水资源已经成为我国环境保护工作的紧迫任务。本设计的主要任务是某城市污水处理厂的设计，设计规模为50000m3/d。根据进、出水水质指标要求，综合各方面因素考虑，最终选取了CAST工艺。污水处理流程为：原污水中格栅污水泵房细格栅沉砂池CAST池接触消毒池出水；污泥处理流程为：从CAST池排出的剩余污泥污泥浓缩池污泥脱水机房泥饼外运。根据处理流程，对各构筑物进行选型、设计并确定附属设备的型号。完成了该城市污水处理厂的平面布置图和高程布置图，以及主要构筑物的设计图。最后对本工程的投资和运行成本进行了简单的概预算。最终完成该城市污水处理工程的设计。关键词：城市污水，CAST工艺，设计 ABSTRACT Water is not only the source of human life, but also the most important supporting factor of the social and economic development. In recent years,as China's rapid economic development and social rapid urbanization, drinking water safety and water quality requirements continue to increase, at the same time, domestic sewage and wastewater emissions increased significantly, rising emissions of various pollutants, water resources and water environment is facing serious challenges. Therefore, accelerating the sewage treatment rate to protect the limited water resources has become an urgent task for Chinese environmental protection work.The main task of this design is the sewage treatment plant in an urban sewage treatment , design size 50000m3/d. The CAST process is selected and an effective feasible process of sewage treatment is designed for the wastewater according to water quality indexes of inflow and drainage. The sewage treatment plant process: from the pumping station to the grit chamber, into the CAST reactor, contact disinfection tank, the final effluent; sludge process: from the CAST reactor sludge discharged from into the sludge thickening tank for pollution soil enrichment, and then sent to the belt filter press, and further dehydrated, transported for burning.The process has the advantages of high resistance to shock loading, small area, low cost, flexible operation and other advantages. Determine the various of selection, design, calculation of the structure size and the type of auxiliary equipment according to the process, On this basis, complete the sewage treatment plant layout and vertical layout, and draw the plane layout and vertical layout, as well as the main structure design. Finally, make a simple budget of the project investment and operating costs. Finalize the design of urban sewage treatment works.KEY WORDS: urban sewage, CAST process, design摘 要i第一章 处理工艺选择与论证41.1设计总论41.1.1 设计规模及进出水水质41.1.4 设计依据51.1.5处理程度计算5第二章 城市污水处理工艺分析与选择62.1城市污水处理概述62.2 污水处理工艺方案分析72.3污水处理工艺的确定102.4总工艺流程及其说明112. 1中格栅122.1.1设计说明122.1.2设计参数122.1.3设计计算132.2 细格栅162.2.2设计参数162.2.3设计计算172.3 沉砂池192.4巴士计量槽212.4.1设计参数212.4.2设计计算212.5 CAST反应池222.5.1设计说明222.5.2设计参数232.5.3设计计算232.6 接触消毒池322.6.1设计说明322.6.2设计参数322.6.3设计计算33第三章 污泥处理工艺设计计算363.1排泥系统363.1.1设计参数363.1.2设计计算363.2. 集泥井373.2.1设计参数373.2.2设计计算373.3 污泥浓缩池383.3.1设计说明383.3.2设计参数383.3.3设计计算393.4 污泥脱水机房413.4.2设计计算42第四章 平面及高程布置444.1平面布置444.2 高程布置454.2.1 布置原则454.2.2 污水处理构筑物高程布置474.2.3 污泥处理构筑物高程布置50第五章 工程技术经济分析535.1工程总投资费用估算535.1.1 土建投资费用估535.1.2 设备投资费用估算545.2运行费用估算565.2.1 动力费用565.2.2工资福利开支575.2.3 生产用水水费开支575.2.4 运费575.2.5 维护维修费575.2.6管理费用575.2.7运行成本58参考文献60附录一62文献综述62附录二71外文翻译71附录三120外文原文120附录四120设计图纸120第一章 处理工艺选择与论证1.1设计总论1.1.1 设计规模及进出水水质某市郊区地处A省的南部，全区总面积712平方公里，总人口25万，现辖5乡5镇，200个行政村。郊区辖区内水资源较为充裕，其主要河流是B河，B河承担着区内的生活污水、工业废水的排放任务。郊区政府所在地为C镇。随着国家小城镇建设步伐的加快，郊区政府实行了旧村改造及镇区扩建工程，镇区面积和人口将大幅度增加，从而带来污水排放量的增加，因此提出实施C镇区污水处理项目。考虑到远期发展需要，污水处理工程设计规模为日均5万m3，一次建设完成，污水流量变化系数：KZ=1.32。污水经处理后的出水水质要求到达国家污水综合排放标准（GB8978-1996）的一级标准。具体进出水水质见表1-1。表1-1 设计进出水水质（mg/L，pH除外）项 目BOD5CODSSNH3-NTNTPpH进水水质23032020036452.569出水水质20602015151.0691.1.2设计原始资料 （1）全年平均气温为19.5，最高气温为42.0，最低气温为-6.0；降雨量年平均1025.5mm，日最大273.3mm；最大积雪深度500mm，最大冻土深度60mm；主要风向：冬季西北风，夏季东南风；风速历年平均为3.15m/s，最大为15.6m/s。 （2）排水状况：扩建后的C镇区主干道下均敷设排污管、雨水管，雨污分流。 （3）排放水体：污水处理厂厂址位于郊区东南角，厂区地面标高为25米，排放水体常年平均水位标高为20米，最高洪水位标高为24.5米。1.1.3 设计原则（1）执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。（2）积极稳妥地采用新技术，充分利用国内外的先进技术和设备，以提高行业的装备和技术水平。（3）功能分区明确，生产、生活、人、物、车流向合理。（4）规划布置四优先：工艺流程先进，安全可靠优先；运行管理便利，经济优先；环境绿化、美化优先；有利于排水事业可以持续发展优先。1.1.4 设计依据 （1）室外排水设计规范（GB50014-2006） （2）地面水环境质量标准（GB3838-2002） （3）污水综合排放标准（GB8978-1996） （4）城镇污水处理厂污染物排放标准（ GB189182002）1.1.5处理程度计算（1）BOD的去除效率（2）COD的去除效率（3）SS的去除效率（4）氨氮的去除效率（5）总氮的去除效率（6）总磷的去除效率(7)可生化性判断 BOD/COD比值小于25%,不宜生化；BOD/COD比值在30%与45%之间，可以生化；BOD/COD比值大于45%，可生化性良好。 2 城市污水处理工艺分析与选择2.1城市污水处理概述城市目前江河湖泊水域污染的重要原因，是制约许多城市可持续发展的主要原因之一。目前，我国正处于城市污水处理事业的大发展时期2。城市生活污水处理自200年前工业革命以来，越来越受到人们的重视。城市污水处理率已成为一个地区文明与否的一个重要标志。近200年来，城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2O、AB、SBR等多种工艺，以达到不同的出水要求。我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚，目前城市污水处理率只有6.7%。在我们大力引起国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展，尤其是当地实际情况，探索适合我国实际的城市污水处理系统。 结合我国实际情况，参考国外先进技术和经验，建设城市污水处理厂应符合以下几个发展方向： （1）总投资省。我国是一个发展中国家，经济发展所需资金非常庞大，因此严格控制总投资对国民经济大有益处。 （2）运行费用低。运行费用是污水处理厂能否正常运行的重要因素，是评判一套工艺优劣的主要指标之一。 （3）占地省。我国人口众多，人均土地资源极其紧缺。土地资源是我国许多城市发展和规划的一个重要因素。 （4）脱氮除磷效果好。随着我国大面积水体环境的富营养化，污水的脱氮除磷已经成为一个迫切的问题。我国最新实施的国家污水综合排放标准也明确规定了适用于所有排污单位，非常严格地规定了磷酸盐排放标准和氨氮排放标准。这就意味着今后绝大多数城市污水处理厂都要考虑脱氮除磷的问题。2.2 污水处理工艺方案分析 根据进水水质分析，以及出水要求，选择采用A2/O、CAST和氧化沟工艺三种方案，在三者之间进行优化比较，选出最优方案。2.2.1 CAST工艺方案 CAST工艺是循环式活性污泥法的简称，又称为周期循环活性污泥工艺。整个工艺在一个反应器中完成，属于序批式活性污泥工艺，是SBR工艺的一种改进型。它在SBR工艺基础上增加了生物选择器和污泥回流装置，并对时序做了调整，从而大大提高了SBR工艺的可靠性及处理效率。 CAST整个工艺在一个反应器中完成有机污染物的生物降解和泥水分离过程。反应器分为三个区，即生物选择区、兼氧区和主反应区。生物选择区在厌氧和兼氧条件下运行，是污水与回流污泥接触区，充分利用活性污泥的快速吸附作用而加速对溶解性底物的去除，并对难降解有机物起到酸化水解作用，同时可使污泥中过量吸收的磷在厌氧条件下得到有效释放。兼氧区主要是通过再生污泥的吸附作用去除有机物，同时促进磷的进一步释放和强化氮的硝化/反硝化，并通过曝气和闲置还可以恢复污泥活性。 工艺特点：（1）处理效果好，出水水质稳定；（2）通过程序控制可达到良好的脱氮除磷的目的；（3）污泥沉降性能好，稳定化程度高；（4）能很好缓冲进水水质、水量的波动；（5）工艺简单，基建投资较低；（6）采用组合式模块结构设计，方便分期建设和扩建工程；（7）运行管理较复杂，要求较高的设备维护水平；（8）设备闲置率高，维修工作量大。2.2.2 A²/O工艺方案 A²/O工艺亦称A-A-O工艺。按实质意义来说，本工艺称为厌氧-缺氧-好氧法，生物脱氮除磷工艺的简称。A²/O工艺是流程最简单，应用最广泛的脱氮除磷工艺。该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但A²/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。工艺特点：（1）工艺简单，总的水力停留时间少于其他同类工艺（2）污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效（3）运行费用低。（4）除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此（5）脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高（6）进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现、但溶解氧浓度也不宜过高，以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。2.2.3 氧化沟工艺方案氧化沟（oxidation ditch）又名连续循环曝气池，是活性污泥法的一种变形。由于其出水水质好、运行稳定、管理方便等技术特点，已经在国内外广泛的应用于生活污水和工业污水的治理。目前应用较为广泛的氧化沟类型包括：帕斯韦尔（Pasveer）氧化沟、卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟 、奥尔伯（Orbal）氧化沟、T型氧化沟（三沟式氧化沟）、DE型氧化沟和一体化氧化沟。氧化沟的工艺流程比一般生物处理流程简化，这是由于氧化沟水力停留时间和污泥龄长，悬浮物和可溶有机物可同时得到彻底的去除，排除的剩余污泥已得到高度稳定，因此，氧化沟不设初沉池，污泥不要进行厌氧消化。工艺特点：（1）有效去除COD、BOD、SS，出水水质好；（2）运行管理方便，操作维护简单；（3）耐冲击负荷能力强；（4）运行方式灵活。（5）占地较大，氧利用率相对低，耗能稍大；（6）泥水分离负荷要求低。2.3污水处理工艺的确定 CAST工艺是近年来在传统SBR工艺上发起来的一种新型工艺，它是利用不同微生物在不同负荷条件下生长速率差异和污水生物除磷脱氮机理，将生物选择器与传统SBR反应器相结合的产物。这种工艺综合了推流式活性污泥法的初始反应条件（具有基质浓度梯度和较高的絮体负荷）和完全活性污泥法的优点（较强的耐冲击负荷能力），无论对城市污水还是工业废水都是一种有效的方法，有效地防止污泥膨胀。该设计的BOD、COD去除率较高，分别为91.3%和81.25%，而氨氮、总磷的去除效率基本上都在66.5%左右，根据当地原始资料，通过综合分析比较上述常用城市污水生物脱氮除磷处理工艺的优缺点，选择方案一，即CAST工艺。该工艺处理效果好，出水水质稳定；通过程序控制可达到良好的脱氮除磷的目的；污泥沉降性能好，稳定化程度高；能很好缓冲进水水质、水量的波动；工艺简单，基建投资较低；采用组合式模块结构设计，方便分期建设和扩建工程；而这也正好满足该城镇未来的发展需要，因此宜选采用此方案来处理本次设计的污水。具体工艺流程见图1-1。图1-1 某城市污水处理厂污水处理工艺流程图2.3污泥处理工艺的选择 污泥生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。因此污泥要需要及时的处理与处置，以便达到如下目的：使污水处理厂能够正常运行，确保污水处理效果；使有害有毒物质得到妥善处理或利用；使容易腐化发臭的有机物得到稳定的处理。总之，污泥处理的目的是使污泥减量、稳定、无害化及综合利用。本设计的污泥处理流程为生污泥先经过集泥井后通过污泥浓缩池后脱水，泥饼外用，最终送入固废处理厂，进行填埋或焚烧处理。2.4总工艺流程及其说明通过以上工艺方案的分析与选择所确定的本设计的总工艺流程图见图1-2。图2-1 某城市污水处理厂总工艺流程图污水首先通过中格栅去除较大固体悬浮物，经污水泵房提升一定高度，再通过细格栅去除粗格栅未除去的固体悬浮物，然后进入沉砂池去除污水中密度较大的无机颗粒污染物（如泥砂，煤渣等），然后进入CAST反应池,在不同微生物的协调作用下常规有机物被去除的同时进行脱氮除磷，经过生物降解之后的污水经接触消毒池消毒，出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准GB8978-1996的一级标准，即可排放。CAST反应池的剩余活性污泥经浓缩脱水后外运处理。第二章 污水处理工艺构筑物设计计算2. 1中格栅2.1.1设计说明格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上，泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截流较大的悬浮物或漂浮物。如：纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。被截留的物质称为栅渣。栅渣的含水率约为70%-80%，容重约为750kg/m³。按格栅栅条的净间隙，可分为粗格栅（50100mm），中格栅（1040mm），细格栅（310mm）3种。由于格栅是物理处理的重要构筑物，故新设计的污水处理厂一般采用粗、中两道格栅，甚至采用粗、中、细3道格栅。按清渣方式，可分为人工清渣和机械清渣两种。当栅渣量大于0.2 m3/d时，为改善劳动与卫生条件，都应采用机械清渣格栅。本设计先设中格栅拦截较大的污染物，再设细格栅去除较小的污染物质。中格栅斜置于泵站集水池进水处，采用栅条型格栅，设一组中格栅。2.1.2设计参数（1）最大日流量Qmax =0.61m3/s；（2）栅前流速7v1=0.85m/s(格栅前渠道内水流速度一般采用0.40.9m/s)；（3）过栅流速v=1.0 m/s( 采用最大设计流量时过栅流速一般采用0.81.0m/s)；（4）栅条宽度s=10mm,格栅间隙为e=25mm，格栅安装倾角为60°（格栅倾角一般采用45°75°）；（5）通过格栅的水头损失取0.2m（格栅一般为0.100.25m）；（6）栅前渠宽取栅前水深的2倍。2.1.3设计计算栅前水深h最大设计流量为： (2-1) 将数值代入上式得：栅条间隙数n (2-2)式中：n 栅条间隙数，个；Qmax 最大设计流量，m3/s；a 格栅倾角度；e 栅条净间隙，粗格栅e50100mm，中格栅e1040mm，细格栅e310mm；v 过栅流速，m/s。将数值代入上式：栅槽宽度B B = S（n-1）+ en (2-3) 式中：B 栅槽宽度，m；S 栅条宽度，m,取0.01m；N 栅条间隙数，个；e 栅条净间隙，粗格栅e50100mm，中格栅e1040mm，细格栅e310mm。将数值代入上式：B = S（n-1）+ en0.01×(41-1)+0.025×41=1.43m进水渠道渐宽部分的长度L1则进水渠道宽B1=1.38m，渐宽部分展开角71= 20°， 则进水渠道渐宽部分长度：栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度:过栅水头损失h1 (2-4)式中：h1 过栅水头损失，m；h0 计算水头损失，m；g 重力加速度，9.81m/s2；k 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3； 阻力系数，与栅条断面形状有关 ，当为矩形断面时，=2.42。本设计采用矩形断面=2.42，=2.42×=0.96h1=kh0=k=3×0.96××sin60°=0.11m栅后槽总高度H设栅前渠道超高h2=0.3m，栅前槽高：H1 = h + h2 =0.67+0.3=0.97mH= h + h1 + h2 =0.67+0.11+0.3=1.08 m栅槽总长度LL = L1 + L2 + 0.5 + 1.0 + 0.12+0.06+0.5+1.0+ =2.24 m(9)每日栅渣量W (2-5)式中： W 每日栅渣量，m3/d； W1 栅渣量，（m3/103m3 污水）取0.10.01； W1 = 0.05 m3/103m3，代入各值： = 2.5m3/d2m3/d，故采用机械清渣。(10)格栅除污机选型 HG型回转式格栅除污机整机结构紧凑，运转平稳，维修方便，操作简单，可实现自动运行或点动间断运行。设有气动缓冲卸料机构，卸料自动干净。水下部分选用优质不锈钢材料制作，耐腐蚀性好，使用寿命长8。设有过载保护装置，保护设备安全运行。本设计选用HG16型回转式除污机两台，一台工作，一台备用。设备总宽度1890mm，有效栅宽1300mm，有效栅隙25mm，水槽长度1784mm，水槽宽度为1650mm，安装角度60°，运动速度 5.76m/min，电机功率1.11.5KW9。中格栅计算草图见图2-1。图2-1中格栅计算草图2.2 细格栅2.2.1设计说明细格栅斜置于泵站出水处，沉砂池进水处，采用栅条型格栅，设两组相同型号的格栅。2.2.2设计参数（1）最大日流量Qmax =0.76m3/s；（2）栅前流速v1=0.6m/s(格栅前道内的水流速度一般采用0.40.9m/s)；（3）过栅流速v=0.90 m/s( 采用最大设计流量时过栅流速一般采用0.81.0m/s)；（4）栅条宽度s=10mm,格栅间隙为e=10mm，格栅安装倾角为60°（格栅倾角一般采用45°75°）；（5）通过格栅的水头损失取0.2m(格栅一般为0.100.25m)；（6）栅前渠宽取栅前水深的2倍。2.2.3设计计算栅前水深h设计流量为：将数据带入公式（2-1），得 h=0.56m栅条间隙数n 栅槽宽度B 将数值代入公式（2-3），得：B = S（n-1）+ en0.01×(70-1)+0.01×69=1.39m进水渠道渐宽部分的长度L1则进水渠道宽B1=2h=1.12m,渐宽部分展开角71= 20°， 则进水渠道渐宽部分长度：栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度过栅水头损失h1h1=kh0=k=3×2.42××sin60°=0.26m栅后槽总高度H设栅前渠道超高h2=0.3m，栅前槽高H1 = h + h2 =0.52+0.3=0.82mH= h + h1 + h2 =0.52+0.26+0.3=1.08m栅槽总长度LL = L1 + L2 + 0.5 + 1.0 + 0.37+0.19+0.5+1.0+ =2.53m每日栅渣量W W1 取 0.08 m3/103m3，将数值代入公式（2-5），得：= 1.99m3/d，采用机械清渣。(10)格栅除污机选型 HG型回转式格栅除污机整机结构紧凑，运转平稳，维修方便，操作简单，可实现自动运行或点动间断运行。设有气动缓冲卸料机构，卸料自动干净。水下部分选用优质不锈钢材料制作，耐腐蚀性好，使用寿命长8。设有过载保护装置，保护设备安全运行。本设计选用HG-1200型回转式除污机三台，两台工作，一台备用。设备总宽1400mm，有效栅宽1200mm，有效栅隙10mm，安装角度60°（60°80°），运动速度 2m/min，电机功率1.5KW9。细格栅计算草图见图2-2。图2-2 细格栅计算草图2.3 沉砂池沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒（如：泥砂，煤渣等，它们的相对密度约为2.65）沉砂池一般设于泵站、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初次沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。常用的沉砂池有平流式沉砂池、爆气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池等。本工艺采用的是钟式沉砂池，钟式沉砂池效果较好，广泛应用于城市大、中、小型污水处理厂工程中前置预处理工序及厂矿企业单位，它有以下几个优点：结构紧凑，占地面积小，设备投资少；结构合理，维修率低，能耗小，运行管理和维护方便；设备耐腐蚀性强，使用寿命长；工艺布置灵活方便，易于配套组合，适应工程不同时期分段建设需要。通过转速调整可以达到最佳沉砂效果，沉砂用压缩空气经砂提升管，排砂管清洗后排除，清洗水回流到沉砂区，排砂达到清洁砂标准。工艺图见图2-3-1。 图2-3-1 钟式沉砂池工艺图根据最大日流量Qmax =0.76m3/s查相关手册，本设计采用两座900型钟式沉砂池7，一备一用。配备QTS空气提砂机，有空压机来的压缩空气驱动提升泵动作和空气冲洗装置运行，空气冲洗装置和提升泵将底部的砂子疏松开并提升上来，从而达到提砂的目的。900型钟式沉砂池尺寸见表2-1，各部尺寸图见图2-3-2。表2-1 900型钟式沉砂池尺寸表型号流量（L/s）ABCDEFGHJKL9008804.871.51.002.000.402.201.000.510.600.801.85 图2-3-2 钟式沉砂池各部尺寸图2.4巴士计量槽2.4.1设计参数（1）最大日流量Qmax =0.76m3/s；（2）沉砂池末端设咽喉式巴氏计量槽一座，以便对污水处理厂的流量进行监控10；依据设计手册，当测量范围为时，喉宽取。2.4.2设计计算 喉宽取，则喉管长 计量槽尺寸： 依据上游水位，按以下公式求出流量 (2-6) 上游水位通过超声波液位计自动计量，并转换为相应的流量。2.5 CAST反应池2.5.1设计说明CAST整个工艺在一个反应器中完成有机污染物的生物降解和泥水分离过程。反应器分为三个区，即生物选择区、兼氧区和主反应区。生物选择区在厌氧和兼氧条件下运行，是污水与回流污泥接触区，充分利用活性污泥的快速吸附作用而加速对溶解性底物的去除，并对难降解有机物起到酸化水解作用，同时可使污泥中过量吸收的磷在厌氧条件下得到有效释放。兼氧区主要是通过再生污泥的吸附作用去除有机物，同时促进磷的进一步释放和强化氮的硝化/反硝化，并通过曝气和闲置还可以恢复污泥活性。每个反应池池尾部设置滗水器一台；每个反应池设置回流污泥泵用于污泥回流；剩余污泥通过重力作用排到集泥井。进水曝气阶段CAST主反应区内边充水边曝气，同时池内的回流污泥泵连续不断的向预反应区回流污泥。此时有机污染物被微生物氧化分解，同时污水中的氨氮通过微生物的硝化作用转化为硝态氮；静止沉淀阶段CAST主反应区不充水也不曝气，此时微生物利用水中剩余的DO进行氧化分解，生物池逐渐由好氧状态向缺氧状态转变，开始进行反硝化反应，活性污泥逐渐沉到池底，上层水逐渐变清；排水排泥阶段CAST主反应区的滗水器开始工作，自上而下逐渐排出上清液，同时池内的剩余污泥泵向污泥调节池输送剩余污泥。此时，生物池逐渐由缺氧状态过渡到厌氧状态，继续进行反硝化反应。2.5.2设计参数（1）最大日流量Qmax =66000m3/d=0.76m3/s；（2）Sa=200mg/L，Se=20mg/L；（3）B0D污泥负荷Ns控制在0.050.5，混合液污泥(MLSS)浓度Nw为3g/L4g/L；（4）生活污水及城市污水的污泥容积指数SVI介于70100；（5）污泥回流比R取0.27；2.5.3设计计算（1）B0D污泥负荷9（或称BOD-SS负荷率）N： = (2-7)式中：N BOD-SS负荷率，kgBOD/(kgMLSS·d)； K 有机基质降解速率常数，一般为0.01680.0281，取K=0.018； S CASS排放BOD浓度，mg/s，由设计条件得S； 有机物去除率，%； (2-8) S 进入CASS池BOD浓度，mg/s，由设计条件得S；故 = 混合液中挥发性悬浮物固体浓度与总悬浮物固体浓度的比值，一般为0.70.8，取 ；代入数据得，N，查BOD污泥负荷与污泥指数（SVI）的关系图可得：SVI=95。（2）混合液污泥(MLSS)浓度Nw（X）： (2-9)式中:Nw（X） 混合液污泥(MLSS)浓度； R 污泥回流比； r 考虑污泥在二次沉淀池中停留时间、池深、污泥厚度等因素的有关系数，一般取值1.2左右。 (3)CAST池容积 CAST池容积采用容积负荷计算法确定，并用排水体积进行复核。负荷计算法V=Q×(SaSe)/(Ne×Nw×f) (2-10)式中： V CAST池容积，m3； Q 污水日流量，m3/d；· Nw 混合液污泥(MLSS)浓度，3g/L4g/L； Ne B0D污泥负荷率，其中Ne=K2×Se×f/，K2取值见表1； 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，即 f=MLSS/MLVSS，0.70.8.将数值代入上式： V=66000×(20020)/(0.3×2.685×0.75)=1.97×104m3 容积负荷 CAST工艺是连续进水，间断排水，池内有效容积由变动容积(V1)和固定容积组成，变动容积是指池内设计最高水位至滗水机排放最低水位的容积。固定容积由两部分组成：一部分是活性污泥，最高泥面至池底之间的容积(V3)；另一部分为撇水水位和泥面之间的容积，它是由防止撇水和污泥流失的最小安全距离决定的容积(V2)。V=nl×(Vl+V2+V3) (2-11)式中：V CAST池总有效容积，m3；n1 CAST池子个数,取5座，每座2个池子；V1 变动容积，m3；V2 安全容积，m3；V3 污泥沉淀浓缩容积，m3。将数值代入上式：(Vl+V2+V3)=1.97×104 / 10 =1970m3 一般地，池内最高液位H按下式计算： H=Hl+H2+H3=(35)m，取4.5m。H1=Q/(n1×n2×A) (2-12)式中：H1 池内设计最高水位至滗水机排放最低水位之间的高度，m；A 单个CAST池平面面积，m2；n2 日内循环周期数,周期数为6，每个周期4小时；将数值代入上式：H1=66000/(6×10×1970/4.5)=2.51mH3=H×Nw×SVI×10-3 (2-13)式中：H3 滗水结束时泥面高度，m；Nw 最高液位时混合液污泥浓度，kg/m3；将数值代入上式： H3=4.5×2.685×80×10-3=1.15mH2=H-(Hl+H3) (2-14)式中：H2 撇水水位和泥面之间的安全距离，m。将数值代入上式：H2=4.5-(2.51+1.15)=0.84mCAST池外形尺寸