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Dirty
引言
水是人类的生命之源，它孕育和滋养了地球上的一切生物，并从各个方面为人类服务。
但是，水环境中的淡水资源却很少，仅占总量的2.53%，而目前能供人类直接取用的淡水资源仅占0.22%。
加之自然水源的季节变化和地区差异，以及自然水体遭到的普遍污染，致使可能直接取用的优质水量日益短缺，难以满足人们生活和工农业生产日益增长的需求，因此保护和珍惜水资源，是整个社会的共同职责。
所以说水资源是基础性自然资源、战略性经济资源，水资源安全属于资源和经济安全。
80年代以来，废水生物处理新工艺的研究、开发和应用，已在全世界范围内得到了长足的进展，并出现了许多新型的废水生物处理技术。
这些新工艺有的已在国内外实际工程中得到了良好的应用，有的已显示出其良好的应用发展前景、得到广大的研究者和工程技术人员的关注并正在得到不断深入的研究，他们的共同特点是高效、稳定、节能，并具有对污染物去除的多功能性，大多具有脱氮除磷等深度处理的良好效能，并正朝自动化控制的方向发展。
近年来，随着高校的的不断扩大，学生人数逐步增加，生活用水和食堂用水的需求也急剧扩大，如此必然引起污水量的增加，一系列水环境问题将日益突出。
如不及时对高校污水进行治理，那么新城区的水环境污染将严重下去，整个城区的生活环境和生态平衡都将受到更为严重的破坏，而这一切的恢复将是十分缓慢的，要为之付出的代价也十分昂贵。
高校食堂污水通过治理可以缓解和减轻水环境污染，缓解水资源的供需矛盾，为城区的经济文化的发展创造有利条件。
-
1
第1章
概述
水是分布广泛而又十分重要的自然资源。
它孕育和滋养了地球上的一切生物，并从各个方面为人类社会服务。
水,作为一种必不可少的资源，长期以来一直被认为是取之不尽、用之不竭的。
在这种观点的驱使下，水环境的质量越来越恶劣、水资源短缺也越来越严重，这一切都加重了城市的负荷，带来一系列危及城市生存与发展的生态环境问题。
2008年，全国废水排放总量为620亿吨，比上年增长4.7%。
其中城镇污水排放量246.7亿吨，占废水排放总量的53.8%。
可是，2008年我国污水的处理率仅为32%。
远低于我国环保规划纲要规定的要求，所以以后重点是解决水污染问题，而水污染中的重点是建设城市污水处理厂。
城市污水的性质特征主要与下列因素有关：
人们的生活习惯；
气候环境条件；
生活污水与生产废水所占的比例；
所采用的排水体制以及国家、地方部门对水质的要求等。
为了经济有效的解决水污染问题，必须深入了解城市污水的各项特性。
我国城市基础设施相对国外先进国家较为落后，城市污水处理厂不能很好的满足社会的进步以及人民生活水平日益提高所带来的污水排放问题。
污水处理技术没有得到普遍应用，污水处理率低，结果造成大量未经处理的污水排入江河湖海，造成严重污染。
因此，应加强对城市污水治理的政策措施，将城市污水处理列为环保工作重点，保证我国水环境和水资源的可持续发展。
根据水利部门的预测，到2030年我国人口増至16亿时，人均水资源将降低到1760m³
，总缺水量将达到400～500亿m³
，已经达到了世界公认的缺水警戒线。
从地区分布情况来看，水资源总量的81%集中分布于长江及其以南地区，其中40%以上又集中于西南五省区，就人均占有淡水资源而言，南方最高地区和北方最低地区相差数十倍，西部比东部甚至高出五、六百倍；
这些地区水资源短缺的现状将在一个相当长的时间成为难以解决的问题。
随着人类社会的不断发展，城市规模的不断扩大，城市的用水量和排水量都在不断增加，加剧了用水的紧张和水质的污染，环境问题日益突出，由此造成的水危机已经成为社会经济发展的重要制约因素。
据统计：
目前全国年排污量约为350亿m3,但城市污水集中处理率仅为15％，全国超过80％的城市污水未经任何有效的收集处理就直接排放到附近的水体，使得原本具有泄洪和美化景观作用的河渠变成了天然污水渠。
特别是在全国2200座县城与19200个建制镇中，污水排放量约占污水排放总量的一半以上，但这些中小城市（镇）的污水处理能力都明显低于全国平均水平。
照此发展下去，城市的水环境将每况愈下。
并进一步的加剧了水资源的短缺。
即使在我国水资源比较丰富的南方地区，由于水体污染，水质型缺水也处于相当严峻地步。
而且随着现代工业的发展及人口城市化的加速，城镇污水量将愈来愈大，水环境污染也会日益加重。
为保护环境，避免发生上述问题，现代城市就需要建立一套完整的工程设施来收集、输送、处理和利用污水,保护环境免受污染，以促进工农业生产的发展和保障人民的健康与正常生活
4
些感官性指标如色度、气味也较重。
对于处理后出水里的BOD、TSS、N、P和病原体/致病微生物等可采取一些生物方法（如稳定塘），物理化学方法（如石灰投加法等）和化学方法（如加入臭氧等去除）。
在用厌氧处理污水的时候，值得注意的是污水的处理温度和浓度，温度会影响溶解性有机物的降解，在温度低于20℃时有机物的水解过程会受到抑制，而污水的浓度则影响厌氧微生物的生长速度。
（5）天然净化系统
自然生物处理法是利用在自然条件下生长、繁殖的微生物处理废水的技术。
其主要特征是工艺简单、建设与运行费用都较低，但净化功能受自然条件的制约。
主要的处理技术有土地处理法、人工湿地和稳定塘等。
下面主要介绍土地处理和人工湿地在污水处理中的应用。
①土地处理法
土地处理法是利用土壤一微生物一植物组成的生态系统对污水中的污染物进行物理、化学和生物净化，并通过系统营养物质和水分的循环利用，使绿色植物生长繁殖，从而实现污水的资源化、无害化和稳定化，是一种高效、节能、经济并符合生态原理的污水处理系统。
污水土地处理技术有5种基本类型：
慢速渗滤、快速渗滤、地下渗滤、地表漫流和湿地系统。
土地处理系统工艺类型的选择，主要是根据土壤性质、透水性、地形、种植作物种类、气候条件和对废水处理程度的要求等来选择的。
②人工湿地处理系统
人工湿地是二十世纪七八十年代发展起来的。
它是一种利用湿地自然生态系统中的物理、化学和生物学协同作用，通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸附和微生物分解来实现对废水的高效净化的污水处理方法。
人工湿地去除污染物的范围很广泛，包括N，P，SS、有机物、微量元素、病原体等。
彭超英等[13]人对某地人工湿地进行探讨和检测，结果表明，其CODCr去除率可达83％，总氮去除率达45％；
李亚治等采用水葫芦一水草人工湿地系统对再生浆造纸废水进行了处理。
结果表明：
BOD5，CODCr，SS的去除率分别达到98％，93％和89％，而且系统性能稳定。
出水水质达到排放标准且可用于农灌
2.1.2生物处理法的新进展
生物处理法是目前研究得较多、新技术层出不穷的方法，
无论是好氧生物处理技术，还是厌氧生物处理技术都引起了研究人员的极大兴趣。
因为用生物法利用的是微生物的新陈代谢作用，以污染物质为食料，将其代谢成诸如CO2、H2O、NH3、SO2等稳定的小分子，
它的二次污染小，
对处理生活污水及与之性质相近的有机污水有其独特的优势。
生物处理法自从问世以来，其技术已获得了极大的发展，
随着人们生活水平的日益提高，
生活污水中的成也日益复杂，
因此用生物处理方法的目的也从以前能处理降解蛋白质、脂肪、碳水化合物等一类物质增加到也能处理合成洗涤剂、脱氮、脱磷及其它一些难降解的复杂有机物。
这也就必然要求人们改革工艺，过去由于厌氧生物处理的效率不尽人意，
处理时间也较慢，
所以未引起人们的重视，
仅仅用来处理污泥或高浓度有机污水的预处理，但现在由于能源紧张，厌氧生物处理由于能产生能源物质—甲烷而越来越引起人们的青睐，由此也出现了许多新的工艺。
（1）活性污泥法的新发展
到目前为止，对活性污泥法在运行方式上还没有大的突破，往往所作的是一些局部的改进，但在曝气方式上确取得了较大的成果，如纯氧曝气、深井曝气、射流曝气，采用微气泡扩散器等，这些都增大了氧转移率、提高了氧的利用率使曝气池中氧的浓度增加。
如美日等国研制出的一种超微气泡扩散器，气泡直径50Lm，
氧吸收率达90%，Reid
Engineering
Company
Frederick
shurg
等研制的氧化沟下表面曝气也是一种曝气方式的改进，把冲刷曝气（Brush
Aeration）
改进透平曝气（Turbine
避免了产生气溶胶、飞溅、结冰等问题。
活性污泥法的另一个发展趋势就是朝多功能方向发展，采用的方法有：
培养驯化专用细菌，使活性污泥处理对象不局限于生活污水，还可以处理如酚一类难降解的有毒有机物，甚至驯化可以处理象氰一类有剧毒的无机物；
把活性污泥与其它处理方法结合起来，如活性炭—活性污泥法，它实际上是一种以活性污泥法形式的活性炭吸附、生物氧化法的综合处理法；
固定活性污泥法是提供微生物附着的表面，
如合成纤维、塑料、细沙、粘土焦炭等，使曝气池同时存在附着相和悬浮相的生物；
这些都提高了活性污泥的净化效率，提高了抗有毒物质等冲击负荷的能力，还具有脱色、脱氮、削减泡沫的效果，国外已用于合成纤维、化工印染、炼油、炼焦等工业生产的污水处理；
活性污泥法与厌氧工艺结合来脱氮、脱磷等，最典型的
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工艺是A-O（anaerobic-oxic）
流程。
活性污泥法还可和化学法结合，提高净化多氯联苯、有机磷的去除效果。
（2）生物膜处理法的新进展
生物膜法最早出现的工艺是1893年在英国出现的将污水喷撒在粗滤料上而得以净化的普通生物滤池，它是最早出现而至今仍在不断改进和发展的人工生物处理设备。
在它的基础上，出现了高负荷生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘和生物接触氧化等。
近二三十年来，又出现了一些新型的生物膜法处理技术，如生物流化床，它是以砂、焦炭、活性炭等颗粒材料作为载体，其载体表面附着生长着生物膜，充氧后的污水以一定流速自下而上流动使载处于流化状态，载体上的生物膜可以充分地和污水接触，使净化效率提高，它的工艺有空气流床、纯氧流动床、三相流化床和厌氧兼型流化床工艺等。
活性生物滤池是将生物滤池、曝气池及二沉池结合为一体的新型污水处理工艺，它的特点是将生物滤池的部分出水回流汇同二沉池的回流污泥一起进入生物滤池，用活性生物滤池处理生活污水和食品加工废水的试验结果表明：
该系统具有处理效果好、效率高、BOD
容积负荷大、不发生污泥膨胀和耐冲击负荷等优点。
另外还有空气驱动的生物转盘、生物转盘和曝气池相结合、藻类转盘等。
由于生物膜法的生态环境与活性污泥法的不同，
生物膜法生态系统中可以生长藻类、后生动物等，
甚至可以生长硝化菌及反硝化菌等，
因此可以用来脱氮等。
（3）厌氧生物处理法的新发展
厌氧生物处理法也有一百多年的历史，它是利用厌氧微生物在无氧的条件下对有机物进行分解的技术。
由于处理效率低、速度慢、且甲烷菌对环境要求严格不易控制等缺点，
厌氧生物处理法长期以来一般仅用于污泥处理，
它的主要工艺是化粪池、消化池等。
但是由于近年来能源危机及环境污染加重，厌氧生物处理由于其产物具有能源物质而得到人们的重视，
一大批新的厌氧生物处理法技术相继诞生，
为了提高厌氧微生物的浓度，有使厌氧微生物附着在载体表面的厌氧生物膜处理方法如厌氧生物滤池、厌氧转盘、厌氧膨胀床、厌氧接触氧化、厌氧档板反应器、厌氧流化床法，
以及象上流式厌氧污泥床反应器（UASB）依靠微生物之间凝聚造粒而形成的自己固定法方法。
还有人为地固定微生物包埋固定化法，
它是人为地把增殖速度缓慢的厌氧微生物高浓度地保持在处理系统中，提高处理速度、缩小处理设备并可用于处理低浓度的有机污水。
如日本本田等人
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1988年采用包埋固定厌氧微生物处理TOC为150mg/L
的人工配水，
TOC的去除率可达95%以上。
在厌氧处理中，
甲烷的增殖速度慢成为产气的决定步骤，
因此为了保持甲烷发酵中高浓度的微生物，
出现了利用膜的固液分离法，
如柏分等人1988年利用超滤膜（UF）进行甲烷发酵试验，
提高了反应器内甲烷的浓度，TOC的容积负荷为2mg/L日，
其去除率可达98.4%以上。
厌氧生物处理法目前的发展趋势是和其它生物处理方法联用，
如厌氧—好氧复合工艺等，
具有节约投资、节省能源、污泥产量少、出水水质好等一系列优点。
厌氧生物处理法正朝着能处理低浓度有机污水，能够脱磷脱氮且运行维护方便经济等方面发展。
（4）活性污泥工艺的新进展
通过几十年的研究与实践，活性污泥工艺已经成为一种比较完善的工艺，在池型、运行方式、曝气方式、载体等方面已经很难有较大的发展。
用常规手段也已经很难在生物学方面有所突破。
该工艺未来两个大的方向是膜分离技术和分子生物学技术的应用。
[1]膜分离技术的应用
用膜分离代替沉淀进行泥水分离，可带来活性污泥工艺的以下变化：
①不再存在污泥膨胀问题。
在调控活性污泥系统时，不必再考虑污泥的沉降性能问题，从而使工艺控制大大简化；
②曝气池的污泥浓度将大大提高（MLSS可以大于20000mg/L）从而使系统可在超大泥龄、超低负荷状态下运行，充分满足去除各种污染物质的需要；
③在同样的处理要求下，可使曝气池容积大大减小，节省处理厂的占地面积；
④污泥浓度的提高，将要求较高的曝气速率，因而纯氧曝气将随着膜分离而被大量采用。
虽然膜分离目前还存在易堵塞等方面的问题，但这些问题正逐步得到解决。
实际上，目前已有一批膜分离活性污泥系统在运行，如日本Hiroshiwa市的Hiroshiwa污水处理厂的膜分离系统已连续运行3年。
[2]分子生物技术的应用
目前分子生物技术已开始应用于污水处理领域。
为搞清聚磷菌除磷的生化机理，已开始用分子诊断技术获取聚磷菌的遗传信息。
现在从活性污泥中已发现的30多种丝状菌中，只有4种准确命名及生物分类学定位，因为这些丝状菌大部分
无法进行分离纯培养。
目前正用分子诊断技术进行这些丝状菌的生物学定位，以进一步准确了解其特性。
分子诊断技术的大量应用，活性污泥微生物基因库的建立，在此基础上用基因技术培育具有高效活性的污泥菌种，进一步提高处理效果，是未来发展的方向。
3.2
工艺方案确定
针对食堂废水的水质特点，为达到处理要求，现提出两种可供选择的处理工艺，即厌氧池+氧化沟处理工艺和CASS处理工艺，其工艺流程图如图3-
和图3-
所示。
两种工艺的技术比较见表3-
方案一（厌氧池+氧化沟工艺）
方案二（CASS处理工艺）
优点：
（1）、氧化沟具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物絮凝作用，而且可以将其工作区分为富氧区、缺氧区，用以进行消化和反消化作用，取得脱氮的效果。
（2）、不使用初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度。
（3）、氧化沟只有曝气器和池中的推进器维持沟内的正常运行，电耗较小，运行费用低。
（4）、脱氮效果还能进一步提高。
因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环量，要提高脱氮效果势必要增加内循环量。
而氧化沟的内循环量从理论上说可以是不受限制的，从而氧化沟具有较大的脱氮能力。
缺点：
（1）、污泥膨胀问题。
当废水中的碳水化合物较多，N、P量不平衡，pH值偏低，氧化沟中的污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀。
（2）、泡沫问题
（3）、污泥上浮问题
（4）、流速不均及污泥沉积问题
（5）、氧化沟占地面积很大
（1）、工艺流程简单、管理方便、造价低。
CASS工艺只有一个反应器，不需要二沉池，一般情况下也不需要调节池，因此要比活性污泥工艺节省基建投资30%以上，而且布置紧凑，节省用地。
（2）、处理效果好。
反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程中，因此处理效果好。
（3）、有较好的脱氮除磷效果。
CASS工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高脱氮除磷效果。
（4）、污泥沉降性能好。
CASS工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。
同时由于CASS工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。
（5）、CASS工艺独特的运行决定了它能很好的适应进水水量、水质的波动。
由于进水贯穿于整个运行周期，沉淀阶段进水在主流区底部，造成水力紊动，影响泥水分离时间，进水量受到一定限制，水力停留时间较长。
根据上述，本设计中采用CASS处理工艺
2
结
论
本设计是关于食堂污水处理的工艺设计，食堂生活污水由于其自身的特点：
水量小但水量变化大，且水量变化有规律可寻，污水可生化性好等，因而拥有了许多独特的处理方法，如：
低负荷氧化沟、传统SBR、连续进水CASS、CAST、曝气生物滤池等。
这些方法各有各的特点，并且在现实生活中都有成功的例子，其中CAST凭借其水量及周期运行时间可调，灵活性大，处理效果好，污泥稳定性好，可有效防止污泥膨胀，可不用二沉池，生化反应推动力大，同时采用水下曝气机能有效降低噪音等特点，赢得了广大设计人员的好评，成为目前小型污水处理设计运用最广的工艺。
但是CAST工艺也有一些自身不足的地方：
1.如采用鼓风曝气，噪音会非常大；
2.排水问题难于解决，目前所使用的滗水器滗水效果不是很理想，难于满足要求；
3.自动化程度高，对管理水平就要求就高；
4.阀门切换过于频繁，造成设备损耗较严重。
食堂污水处理工艺设计未解决的问题有：
1．曝气噪音依然会部分影响居民的正常生活；
2．污水处理厂的臭味问题是不可避免的，需采取有效的措施，同时要加强这方面的研究；
3．食堂的污水经处理后直接排放太浪费了，有必要对这部分水进行深度处理，做为学校生活杂用水或景观水使用；
3
致
谢
大学生活即将结束，而对于我，心中总存在不尽的感激。
在此期间我不仅学了很多理论知识，更重要的是学习了做人的道理，为此，真诚的感谢系领导及所有的任教老师。
正是他们给我提供了优越的学习条件，又在学业上严格要求，在思想上和生活中给予无私的帮助，才使我能够在这两年中顺利完成学业并有所提高。
经过半个学期的努力，我的毕业设计终于完成了。
通过毕业设计，使我熟悉并掌握污水处理工艺的设计内容、设计原理、方法和步骤，能根据设计原始设计资料正确地选定设计方案，掌握污水处理的基本流程及各构筑物的设计方法，熟悉设计计算书和设计说明书的编写内容和编制方法，并绘制工程图纸。
同时，在设计中亲自动手查阅了大量的资料和数据，一方面将自己所学的知识得到了巩固和发展；
另一方面锻炼了我们综合运用知识的能力，让我学会了怎样提出问题，分析问题，解决问题的基本方法。
本论文是在老师指导下完成的，在论文选题、理论分析要点、结论的形成，直至论文撰写和定稿中，无不倾注了杨爽老师的心血与精力。
借此毕业设计完成之际仅向杨老师所给予的学业上的指导和为人的典范深表衷心的感谢和崇高的敬意。
本设计在得到老师的大力支持和指导的同时，同时还得到了许多同学的热情帮助，在此表示最诚挚的谢意！
最后，我还要感谢那些一直在关心和爱护我的老师和同学们，谢谢他们伴我度过这美好的大学的时光！
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