姓名學號專業參觀時間:
參觀地點:河北省涿州市帶隊老師:
一實習概要
2023年7月6日，我們在老師的帶領下參觀了河北省涿州市中科國益水務處理公司名下的汙水處理廠。在工作人員的細心講解下，我們了解了該廠在應用生物技術處理城市生活廢水方面所取得的優越成果，並且也了解了實際汙水處理工藝的知識，更親眼目睹汙水處理的現場真實過程，更加強化了我們在書本上學到的專業知識。
二涿州市中科國益汙水務****簡介
涿州中科國益水務****（涿州市城市汙水處理廠）是中科集團與北京中科國益環保工程****於2023年共同出資成立的bot專案，包括涿州汙水處理東廠和西廠。專案總投資1.2億元，設計日處理能力8萬立方公尺，已於2023年12月和2023年2月分別建成投產。
該專案採用cass處理工藝，將間歇操作的序批式工藝（sbr）和生物選擇器有機結合，在乙個或多個平行執行且反應容積可變的池子中完成生物降解和泥水分離過程。cass工藝技術簡單、布置緊湊、執行靈活、處理效果好，適應水質水量變化的能力強，具有很大的抗衝擊負荷能力，且工程投資少、執行費用低、占地面積少，可在較省的投資條件下，滿足深度脫氮除磷的要求。
北京中科是中科院中科集團投資控股的高新技術企業，公司業務集中於水處理領域，涵蓋了工業廢水、市政汙水、生活汙水處理及中水回用等領域，其中公司專案以工業廢水處理專案為主，工業廢水處理領域集中在石油石化行業、精細化工行業、鋼鐵冶煉行業、輕工行業等。北京中科作為專業從事水處理業務的環保企業，具有承接市政汙水和工業廢水專案設計、施工、總承包、環保裝置**和銷售以及環保諮詢的資質和實力。公司的主營業務收入**於工程承包、工程設計、設計供貨、工程除錯、除錯運營等。
中科國益環保工程****是由中科集團控股的高新技術企業。公司業務主要集中於水處理領域，具有市政汙水、工業廢水及中水回用專案的設計、施工、安裝、除錯、執行和管理、裝置供貨、工程總包的實力。公司承接環保諮詢和環境水處理工程的專案。
公司在涿州市水廠建成的新技術研發中心，可以開展物理化學、化學和生化等汙水處理工藝的小試和中試。我們epc方式建設的丙烯酸廢水生化處理工業化裝置，這也是將egsb裝置應用在化工生產汙水處理的國內第乙個成功執行的系統。公司為廣州東曹公司採用epc方式建成了22萬噸/年pvc工廠的離心母液處理回用工程，為新疆天業提供設計、部分裝置供貨、工廠的離心母液處理回用工程。
三裝置構築物
(1)粗格柵：為去除汙水中漂浮物，保證後繼裝置的正常執行，粗格柵聞裝有德國產鋼絲提拉式格柵機一台，格柵寬1.5m，柵條間距25mm，自動清渣，分為超聲波探測液位差和時間兩種控制方式，電機功率1.
5kw。
(2)細格柵：渠長26m，寬1.2m，有效水深2.5m，柵條間距6mm，自動清渣，採用定時和氣壓差兩種形式，電機功率1.5kw。
(3)沉澱池：沉澱池一般是在生化前或生化後泥水分離的構築物，多為分離顆粒較細的汙泥。規模是3.0萬噸/日，沉沙池長46m、寬37m，有效水深4.5m，沉沙池內設有多台國產刮砂機
(4)提公升幫浦房：汙水提公升幫浦站按3.5萬m3/d規模設計，採用與集水池合建的地下式圓形結構形式，幫浦站內裝有奧地利產立式水幫浦七台，單台流量為325m3/h，單台功率45kw。
(5)旋轉沉砂池：去除的砂粒雜質是以比重為2.65噸/立方公尺，粒徑為0.2mm以上的顆粒為主。
(6)cn池：共設定6個，為6×7×8m。分為3層，第一層為10公分的濾板，第二層為30公分的鵝卵石層，第三層為20公分的為陶粒層。用於加入pac調節含磷量。
(7)dn池：共設定4個，用於新增乙酸鈉調節含氮量。
(8)清水池：為貯存水廠中淨化後的清水，以調節水廠制水量與供水量之間產差額，並為滿足加氯接觸時間而設定的水池。
四工藝流程
採用cass處理工藝，將間歇操作的序批式工藝（sbr）和生物選擇器有機結合，在乙個或多個平行執行且反應容積可變的池子中完成生物降解和泥水分離過程。
⒈cass處理工藝
cass工藝處理流程圖
cass(cycfic activated sludge system)工藝是間歇式活性汙泥法的一種變革，是由sbr(序批式活性汙泥法)工藝發展而來，集合了iceas和cast工藝的優點。
casst藝的核心是cass池，在sbr的基礎上，反應池沿長方向設計為兩部分。前部為生物選擇區也稱預反應區，後部為主反應區。主反應區後部安裝有公升降自動撇水裝置。
整個工藝的曝氣、沉澱、排水等過程都在同一池子週期迴圈進行。省去了常規活性汙泥二沉池和汙泥回流系統，同時可連續進水，間斷排水。
1 工藝原理
cass池工藝原理：由預反應區和主反應區兩部分組成。預反應區又稱為生物選擇器。
cass工藝的生物能通過酶的快速轉移迅速吸收並去除部分易降解的有機物，由此產生基質的積累和再生過程，有利於選擇出絮凝性細菌。生物選擇器的工藝過程使活性汙泥在生物選擇器(預反應區)中經歷乙個高負荷的吸附階段(基質積累)，隨後在主反應區經歷乙個較低負荷的基質降解階段，以完成整個基質去除過程。預反應區體積僅佔反應池總體積的10％～15％，因此該部分活性汙泥在高bod負荷條件下執行，既強化了生物吸附作用，又促進了微生物的增殖。
絲狀菌的過量繁殖會發生汙泥膨脹。由於絲狀菌比菌膠團細菌的比表面積大，因此，有利於攝取低濃度基質，但一般絲狀菌的增殖速率比非絲狀菌小。在高基質度下，菌膠團和絲狀菌基質積累與增殖速率降低較大，但菌膠團細菌的增殖速率較大，其增殖量也較大，從而較絲狀菌佔優勢。
以基質作為推動力選擇性的培養菌膠團細菌，成為曝氣池中的優勢菌。所以，cass池的進水端即預反應區不但可以連續進水，同時發揮著生物選擇器的作用，可以有效抑制絲狀菌的生長和繁殖，防止發生汙泥膨脹，提高系統的執行穩定性。在連續流反應器中，有完全混合式和推流式兩種理想流態。
在完全混合式曝氣中，基質濃度等於出水濃
度，基質流入曝氣池的速率即為基質降解速率。根據生化反應動力學原理可知，曝氣池中的基質濃度低，其生化反應推動力就小，反應速率和有機物去除率也比較低。在理想的推流式曝氣池中，汙水與回流汙泥形成的混合流從池首端進入，以活塞狀沿曝氣池流動，從池末端流出。
在此過程中，曝氣池的各斷面上只有橫向混合，不存在縱向的反混。作為生化反應推動力的基質濃度，從進水的最高濃度降低至出水口的最低濃度，整個反應過程中存在著基質濃梯度，盡可能地，保持了最大推動力，因此反應速率和有機物的去除率比較高。在汙水處理設施的實際執行中，幾乎不存在理想的推流式曝氣池。
因此，沿池長方向的縱向混合總是存在的。所以，即使設計為推流式，其執行效率，實際上也是屬於完全混合式活性汙泥法和理想的推流式活性汙泥法之間。cass池工藝從汙染物的降解過程來看，當汙水以相對較低的水量(與曝氣池內混合液相比)連續進入cass池時，即被混合液稀釋。
因此，從空間上看cass工藝屬變體積的完全混合式活性汙泥法範疇。而從cass工藝開始曝氣到排水結束過程來看，基質濃度由，高到低，濃度梯度從大到小，基質利用速率由大到小，從時間看具有推流式反應器的特徵。在分析cass池工藝基質變化規律時可作如下假設：
沉澱和排水階段基質降解數量可以忽略不計，cass池中，基質的降解及活性汙泥的增長主要發生在曝氣階段。對cass反應池進行物料平衡計算，曝氣階段只有進水，沒有排水，假定每個工作週期排水水質及水量是一定的，可以得出如下關係式：每個週期曝氣階段降解的基質總量=全週期進入cass的基質量一出水排出的基質量。
2 cass池的特點
①出水水質好
cass反應池在沉澱階段停止曝氣，只有進水而無出水。因此，沉澱過程幾乎處於靜止狀態。執行引數：
表面水力負荷為0．3～0．5m3／m2 h，固體表面負荷為10一15kg／m2 h。與活性汙泥法二次沉澱池相比，分別是二次沉澱池的1／3和i／8—1／5。因此，汙泥沉澱效果良好，出水中ss含量很低，出水水質好。
傳統活性汙泥法對氮、磷的去除能力較差。而
cass系統通過控制合適的曝氣、沉澱時間，可為硝化細菌和反硝化細菌創造適宜的條件。因此，具有較好的脫氮效果。此外，還可以利用活性汙泥在缺氧和好氧的不同環境中釋放、吸收、貯藏磷的能力不同而達到除磷的目的。
在cass系統中，進入沉澱階段的汙水還在連續不斷地進入池中，汙水經預反應區後以極小的流速運動，一般推進速度為0．03—0．05m／rain。在沉澱階段和撇水階段進入主反應區的汙水，首先經過反應池底部的汙泥層，然後沿池子對角線方向前進。池子長寬比的合理設計可保證在排水結束時未處理的水與撇水機還有一段安全距離，因此，不會影響排水水質。
在工藝設計時必須考慮擴散前沿邊界排水結束前汙水不進入排水區。因此，合理設計的cass池連續進水的執行方式並不會使汙水短路，也不會影響出水水質。
②對衝擊負荷的適應性
cass池系統在設計時已考慮了流量變化的因素。汙水在系統內停留預定的處理時間後才能沉澱排放。cass工藝可以通過調節執行週期及各階段的時間分配來適應進水量和水質的變化。
多年執行及實踐表明，在流量衝擊和有機負荷衝擊超過設計值2～3倍時，處理效果仍然令人滿意。但輔助的流量平衡調節設施，還很可能因為水力負荷變化導致活性汙泥流失，嚴重影響排水水質。
③活性汙泥沉降效能好，剩餘汙泥處理方便由於水力負荷或有機負荷衝擊、水質成分變化，溶解氧偏低等原因，會造成汙泥膨脹，汙泥沉降困難，嚴重時會導致汙泥流失，處理效果急劇下降。預反應區起到了生物選擇器的作用，，能抑制絲狀菌的生長。在已建成的cass池處理廠(站)、藥廠，汙泥的沉降比曾達到95％，汙泥指數(svi)達到250ml／g，但
由於cass工藝良好的沉降環境，汙水並未因此而影響執行。cass工藝產生的剩餘汙泥量較少，汙泥穩定性好，脫水效能佳，去除lkgbod可產生0．2-0．3kg剩餘汙泥，是活性汙泥法的60％左右。汙泥在曝氣池中已得到一定程度的消化，剩餘汙泥的耗氧率—般在10mgo，／gmlss·h以下，通常不需要再進行穩定化處理，可直接脫水。
活性汙泥法剩餘的耗氧速率大於20m902／gmlss·h，必須經穩定化後才能進行脫水。
④能耗較低
cass工藝按脫氮除磷的目標控制執行引數明顯低於達到同樣效果的**處理工藝。其原因如下：
1)在cass工藝中，汙水在反應池內的水力停留時間較長，包括了沉澱時間，排水時間和閒置時間。市政汙水的水力停留時間一般為8—12h，曝氣時間僅為停留時間的1／2左右，即4～6h。
2)由於cass反應池內的活性汙泥處於好氧一缺氧一厭氧週期變化之中，在曝氣開始時與系統中的溶解氧接近於零，氧在傳遞過程中推動力較大。實踐證明，曝氣裝置間歇式處理工藝與傳統連續曝氣相比，氧的利用率較高。
3)無汙泥回流裝置和沉澱池內的刮泥裝置，節省了投資與電耗。
4)理論計算表明，生物硝化過程要耗用大量氧氣。每毫克氨氮完全氧化需耗氧4．57mg。反硝化過程中no，還原成n，此時反硝化菌利用硝酸鹽作為電子受體來氧化有機物。
硝化作用過程中耗去的氧(以硝酸鹽形式存在)中有62．5％被用於反硝化過程，使有機基質氧化。cass工藝在同一池中交替進行硝化、反硝化作用，節省了供氧能耗。二級生物處理工藝以硝化方式執行。
採用脫碳和硝化相結合的單級處理系統，能使汙水中部分氨氮轉化成硝基氮。同一反應池中發生硝化作用，氧未得到二次利用，達不到節能效果。
5)操作管理、維修簡單。casst藝流程簡單，可大大減少裝置管理和維修的工作量，按自動化方式執行，控制系統按照工藝條件開啟或關閉各台裝置，使各反應池交替完成曝氣。當系統受到大流量衝擊時，可及時將處理水排出反應池，保證出水水質。
操作人員可減少。
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