医院污水处理站设计说明.pdf

一、设计任务一、设计任务某综合医院地势平坦，每天污水量为800m3，为其设计污水处理站，处理后排入市政管道；其污染物指标如下：表1.进水水质指标CODBODSS大肠杆菌浓度600mg/L400 mg/L400 mg/L2104个/L处理后排水达山东省医疗污染物排放标准（DB37/596-2006）二级标准。序号项目标准1粪大肠菌群数（MPN/L）1002化学需氧量（CODCr）60mg/L3生化需氧量（BOD5）20 mg/L4悬浮物（SS）20 mg/L5氨氮15(20)mg/L6磷酸盐（以P计）0.5 mg/L7余氯0.5 mg/L8pH69括号外数值为水温大于12度时的数值，括号内为水温小于等于12度时的数值。二、医疗废水处理原则二、医疗废水处理原则医疗废水其综合污水水质类似于生活污水。但比生活污水所含化学成分更为复杂，人均排水量大于生活污水排放量，所以其 COD，BOD 指标一般低于城市生活污水，其大肠菌与粪大肠菌含量高于生活污水。由于医院消毒剂用量多，并有化验、检验手术等各种科室，其污水中成分中还含有重金属，有机溶剂、消毒剂等物质，以及放射性同位素等对环境有长期的影响的污染物。在对医院污水处理时必须予以充分的重视；因此医疗污水治理原则如下:1)首先应该特别要防止传染病病原菌的排放和对环境的污染，消毒彻底。2)对含有某些化学毒物的废水废液要尽可能单独收集，分别处理，防止大量有毒有害物质进入综合排水系统。3)对含有放射性物质的废水必须单独收集处理，达到排放标准后再排入综合污水系统。4)对医疗综合污水应视其排污去向，按不同的要求进行处理，达到相应的排放标准后方可派放。5)医疗含菌污水消毒所选用的消毒剂尽量安全可靠，操作简单，费用低，效率高。6)加强医疗用水管理，节约用水，减少污水排放量，在水源紧张和有条件的地方可采用水的再生利用。三、工艺选择三、工艺选择（1 1）污水概况污水概况该医院为一家综合医院，每天污水量 800m3，地势平坦，污水排入市政管道，2其主要的处理目标物质为:COD,BOD,SS,大肠杆菌，根据上面两表其出水水质要求，可得各污染物去除率分别为：90%，95%，95%，99.5%，同时可以得出以下结论：（1）进水 BOD/COD 的值为 0.67，可生化行程度较高，因而可采用生物处理方法；（2）进水 COD1000mg/L，处理中采用好氧生物处理；（3）各污染物去除率都很高，只用通常的化粪池技术不能达到所要求的水质，因而要采用加强处理技术；（4）医院污水水量有较大浮动，集中排水在白天所以应采用调节池来调节水量的不稳定，以免对后续处理单元造成冲击达不到排放要求。(2(2）处理工艺要求处理工艺要求医疗机构病区和非病区的污水，传染病区和非传染病区的污水应分流，进入医院专用的化粪池。不得将固体传染性废物，各种化学废液弃置和倾倒入下水道。化粪池应按最高日排放量设计，停留时间应 12 小时，清掏周期为 180-360天医疗机构的各特殊排水应单独收集并处理后，再排入医院污水处理站其中低放射性污水应经衰变池处理。洗相室废水应回收银并对废水进行处理。口腔科含汞废水应进行除汞处理。检验室废水应根据化验品的性质单独收集，单独处理。含油废水应设置隔油池处理。(3)(3)工艺流程工艺流程本工艺生物处理部分采用 UASB 上流式厌氧污泥床反应器与接触氧化池串联运行的方案，强化生物处理部分对有机物的去除。四、设计计算四、设计计算考虑到医院的远期规划，设计污水流量按 Q=1000m3/天1.1.化粪池化粪池化粪池已广泛应用于医院污水消毒前的预处理，化粪池设在各主要污水干管上，按国家医院污水处理设计规范，污水在化粪池中的停留时间小时一般为12-24 小时，污水先进入第一室，该室一般分为三层，上层为浮渣，下层为污泥层，中间为水流，然后进入第二室，阻拦底泥，和大量浮渣流出池子，医院污水进入化粪池，池水在污水中的粪便、虫卵等悬浮杂质、以及污泥池中回流的浓缩污泥被化粪池截流下来。污泥在池中进行厌氧消化，半年左右清除一次，出水进入格栅。31.1 设计参数清掏周期：6 个月停留时间：1d化粪池个数：1 个富余体积：20%1.2 设计计算化粪池体积 V1=Q*（1+20%）=1200m3化粪池长 宽 高为 20m,10m,6m2.2.格栅格栅2.12.1 设计参数设计参数设计流量 Q=1000m3/d=0.012 m3/sQmax=Q*K=0.036 m3/s（K为污水变化系数，取K=3）；取用中格栅，栅条间隙 d=10mm；格栅安装角度=45，栅前流速 0.7 m/s,过栅流速 0.8m/s；单位栅渣量 W=0.05m3/103m3废水。2.22.2 设计计算设计计算由于本设计水量较少，故格栅直接安置于排水渠道中。2.2.12.2.1 渠道宽度渠道宽度采用矩形渠道，则根据最优水力断面公式 Q=Bhv=B1/2Bv 计算得：B=0.20 m，h=0.10 m。2.2.22.2.2 栅条间隙数栅条间隙数maxsinQanbhv=式中：Q-设计流量，m3/s-格栅倾角，度b-栅条间隙，mh-栅前水深，mv-过栅流速，m/s0.036sin450.014 0.10 0.8on27.02,取 n=27 条。2.2.32.2.3 过栅水头损失过栅水头损失取 k=3,=1.79(栅条断面为圆形)，v=0.8m/s，则：h1=24/3()sin2svkdgba式中：k-系数，水头损失增大倍数-系数，与断面形状有关S-格条宽度，md-栅条净隙，mmv-过栅流速，m/s4-格栅倾角，度h1=24/30.010.83*2.42*()*sin450.0162 9.81=0.089 m2.2.42.2.4 每日栅渣量每日栅渣量栅渣量(m3/103m3污水)，取 0.10.01,粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值取 W1=0.05m3/103m3K2=1.5，则：W=12864001000Q WK式中：Q-设计流量，m3/sW1-栅渣量(m3/103m3污水)，取 0.06m3/103m3W=0.036 0.06 864001.5 1000=0.12 m3/d 0.2 m3/d(采用人工清渣)3 3 UASBUASB 反应池反应池3.13.1 设计说明设计说明UASB，即上流式厌氧污泥床，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器。它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。3.23.2 设计参数设计参数3.23.21 1 参数选取参数选取设计参数选取如下：容积负荷（Nv）6.0kgCOD/(m3d)；污泥产率 0.1kgMLSS/kgCOD；产气率 0.5m3/kgCOD3.2.23.2.2 设计水质设计水质表 2.2UASB 反应器进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质(mg/l)600400400去除率（%）607080出水水质(mg/l)240120803.2.33.2.3 设计水量设计水量Q500m3/d设计 2 套 UASB 反应器3.33.3 设计计算设计计算3.3.13.3.1 反应器容积计算反应器容积计算5UASB 有效容积：V有效0vQSN式中：Q-设计流量，m3/sS0-进水 COD 含量,mg/lNv-容积负荷,kgCOD/(m3d)V有效5000.60/3.0=100m3将 UASB 设计成圆形池子，布水均匀，处理效果好取水力负荷 q0.8m3/(m2h)则A=Qq=20.8/0.8=26m2h=VA100/26=3.8m采用 2 座相同的 UASB 反应器D=14Ap=(43.8/3.14)1/2=2.2m取 D=2.2m实际表面水力负荷为q1=Q/A20.8/(226)=0.41.0故符合设计要求3.33.3 配水系统设计配水系统设计本设计的池子直径 2.2m，不设置配水系统。3.43.4 三相分离器设计三相分离器设计三相分离器设计计算草图见下图 2.4：6图2.4 UASB三相分离器设计计算草图Eb1Fh4b2h2h5h1HID50ABb10Ch3(1)设计说明三相分离器要具有气、液、固三相分离的功能。三相分离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液分离器的设计。(2)沉淀区的设计三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还可以发生一定的生化反应产生少量气体，这对固液分离不利，故设计时应满足以下要求：1）沉淀区水力表面负荷1.0m/h2）沉淀器斜壁角度设为 50,使污泥不致积聚，尽快落入反应区内。3）进入沉淀区前，沉淀槽底逢隙的流速2m/h4）总沉淀水深应大于 1.5m5）水力停留时间介于 1.52h如果以上条件均能满足，则可达到良好的分离效果沉淀器（集气罩）斜壁倾角50沉淀区面积为：A=1/4D2=1/43.142.22=3.80m2表面水力负荷为：q=Q/A=10,4/(43.80)=0.6825 m2一氧池格数 n 取 2 格,设计一氧池宽 B1取 4 米,则池长 L1:L1=96/(3.5*4)=6.8m剩余污泥量：在 生物接触氧化池设计规程 中推荐该工艺系统污泥产率为0.30.4 kgDS/kgBOD5，含水率9698。本设计中，污泥产率以Y0.4kgDS/kgBOD5，含水率97。则干污泥量用下式计算：WDS=YQ(S0-Se)+(X0-Xh-Xe)Q式中WDS污泥干重，kg/d；Y活性污泥产率，kgDS/kgBOD5；Q污水量，m3/d；S0 进水BOD5值，kg/m3；Se出水BOD5值，kg/m3；9X0进水总SS浓度值，kg/m3；Xh进水中SS活性部分量，kg/m3；Xe出水SS浓度值，kg/m3；。设该污水SS 中60可为生物降解活性物质，泥龄SRT 取5d，则一氧池污泥干重：WDS0.4*1000*5*（0.2310.0462）+（0.1260.126*0.60.027）*15005=648.9（kg/5d）污泥体积：QS=WDS/(1-97%)=648.9/(1000*0.03)=21.62m3泥斗容积计算公式Vs=(1/3)*h(A+A+sqr(A*A)式中 Vs泥斗容积，m3；h泥斗高，m；A泥斗上口面积，m2；A泥斗下口面积，m2；设计一氧池泥斗高2.0m，泥斗下口取1.0m1.0m，则一氧池泥斗体积：Vs1=(1/3)*2.0*(41.2+1.0+sqr(41.2*1.0)=32.4(m3)21.63 m3一氧池超高h1-1取0.5m，稳定水层高h1-2取0.5m，底部构造层高h1-4取0.8m，则一氧池总高H1：H1=h1-1+h1-2+h1-3+h1-4+h泥斗=0.5+0.5+3.5+0.8=5.3(m)则一氧池尺寸：L1*B1*H1=10.3m*4.0m*7.3m二氧池填料体积 V1V2=Q t2=1000*1.573/24=68.3m3二氧池总面积 A1-总:A2-总=V2/h2-3=98.3/3=32.8(m2)25 m2二氧池格数 n 同样取 2 格,设计二氧池宽 B1取 4 米,则池长 L2:L2=32.8/4=8.2m设该污水SS 中60可为生物降解活性物质，泥龄SRT 取5d，则二氧池污泥干重：WDS0.4*1500*5*（0.04620.00924）+（0.03780.0378*0.60.01134）*15005=139.23（kg/5d）污泥体积：QS=WDS/(1-97%)=139.23/(1000*0.03)=4.64m3本设计接触氧化池泥斗高0.9m，泥斗下口取0.5m0.5m，则二氧池泥斗体积：Vs2=(1/3)*0.9*(32.8+0.25+sqr(32.8*0.25)=10.77(m3)4.64 m3二氧池超高h2-1取0.5m，稳定水层高h2-2取0.5m，底部构造层高h2-4取0.8m，则一氧池总高H2：H2=h2-1+h2-2+h2-3+h2-4+h泥斗2=0.5+0.5+3+0.8+0.9=5.7(m)则二氧池尺寸：L2*B2*H2=8.2m*4.0m*5.7m一氧池污泥和二氧池污泥汇合。污泥量21.634.6426.27 m3，选用10DN175mm排污管，流速=0.7m/s，i0.56%，排泥时间3.57min。（4 4）填料选择计算填料选择计算本设计采用YCDT 立体弹性填料,YCDT 型立体弹性填料筛选的聚烯烃类和聚酰胺中的几种耐腐、耐温、耐老化的优质品种，混合以亲水、吸附、抗热氧等助剂，采用特殊的拉丝，丝条制毛工艺，将丝条穿插着固着在耐腐、高强度的中心绳上，由于选材和工艺配方精良，刚柔适度，使丝条呈立体均匀排列辐射状态，制成了悬挂式立体弹性填料的单体，填料在有效区域内能立体全方位舒展满布，使气、水、生物膜得到充分混渗接触交换，生物膜不仅能在运行过程中获得愈来愈大的比表面积，又能进行良好的新陈代谢，这一特征与现象是国内目前其他填料不可比拟的。由于该填料独特的结构形式和优良的材质工艺选择，使其具有使用寿命长、充氧性能好、耗电小、启动挂膜快、脱膜更新容易、耐高负荷冲击，处理效果显著、运行管理简便、不堵塞、不结团和价格低廉等优点。YCDT 型立体填料与硬性类蜂窝填料相比，孔隙可变性大，不易堵塞；与软性类填料相比，材质寿命长，不粘连结团；与半软性填料相比，比表面积大，挂膜迅速、造价低廉。因此，该填料可确认是继各种硬性类填料、软性类填料和半软性填料后的第四代高效节能新颖填料。YCDT型立体填料材质特征26如表3-2 所示。表 3-2YCDT 填料材质特性主要技术参数：填料单元直径：150mm 丝条直径：0.35mm安装距离：150mm 成膜后重量：50100kg/m3填料上容积负荷：2-3kgCOD/m3d比表面积：50300m2/m3 空隙率：99填料安装：一段接触氧化池内填料安装的根数：长：0.15*(n+1)=5.15 n=34宽：0.15*(n+1)=4.0 n=26则一段接触氧化池填料安装根数：(34*26)*21768 根二段接触氧化池内填料安装的根数：长：0.15*(n+1)=4.1 n=27宽：0.15*(n+1)=4.0 n=26则二段接触氧化池填料安装根数：(27*26)*21404 根氧化池共有填料:1768+1404=3172 根填料安装：采用悬挂支架，将填料用绳索或电线固定在氧化池上下两层支架（10cm）上，以形成填料层。用于固定填料的支架可用塑料管焊接而成，栅孔尺寸与栅条距离与填料安装尺寸相配合。（5 5）接触氧化池需气量计算接触氧化池需气量计算Q气=D0*Q=18*1000=27000(m3/d)=12.5(m3/min)结 构 部件材质比重断 裂 强力拉 伸 强度(MPa)连续耐热温度()脆 化 温度()耐 酸 碱稳定性丝条中心绳聚烯烃类(聚酰胺)0.930.95120N71.4DaN301580-10080-100-15-15稳定稳定11式中 Q气需气量,m3/d,D01m3污水需气量，m3/m3，一般为1520 m3/m3；Q污水日平均流量，m3/d一氧池需气量：Q1-气=0.6 Q气=0.6*12.5=7.5(m3/min)二氧池需气量：Q2-气=0.4 Q气=0.4*12.5=5.0(m3/min)6 6 污泥浓缩池污泥浓缩池6.16.1 设计参数设计参数6.1.16.1.1 设计泥量设计泥量医院水处理过程产生的污泥来自以下几部分：CASS 反应器，Q2=10.71 m3/d,含水率 98%混凝产生的化学污泥，泥量很少，可以忽略不计；总污泥量为：Q=Q1+Q2=12.0 m3/d6.1.26.1.2 参数选取参数选取固体负荷（固体通量）M 一般为 1035kg/m3h，取 M=30 kg/m3d=1.25kg/m3h；浓缩时间取 T=24 h；设计污泥量 Q=40 m3/d；浓缩后污泥含水率为 96%；浓缩后污泥体积：110098V*4010096=20 m3/d6.26.2 设计计算设计计算6.2.16.2.1 池子边长池子边长根据要求，浓缩池的设计横断面面积应满足：A Qc/M式中：Q-入流污泥量，m3/d；M-固体通量，kg/m3d；C-入流固体浓度 kg/m3。入流固体浓度（C）的计算如下：1W=1Q1000(1-98%)=240 kg/d那么，Qc=1W+2W=240kg/dC=794/40=6 kg/m3浓缩后污泥浓度为：1C=240/20=12 kg/m3浓缩池的横断面积为：A=Qc/M=240/30=8 m2设计一座正方形浓缩池，则每座边长 B=3 m，则实际面积 A=33=9 m26.2.26.2.2 池子高度池子高度取停留时间 HRT=24 h，有效高度2h=1.5 m，超高1h=0.5 m，缓冲12区高3h=0.5 m。则池壁高：1H=1h+2h+3h=2.5 m6.2.36.2.3 污泥斗污泥斗污泥斗下锥体边长取 0.5 m，污泥斗倾角取 50则污泥斗的高度为：h2=(3/2 0.5/2)tg50=1.5 m污泥斗的容积为：V2=13h2（a12+a1a2+a22）=131.5(5.22+5.20.5+0.52)=15 m3V总 W 符合设计要求，采用机械泵吸泥6.2.46.2.4 总高度总高度H=2.5+1.5=4 m7.7.消毒池消毒池消毒接触池是医院污水处理设施中的主要构筑物之一。它的主要作用是投加消毒剂后，使污水与消毒剂充分混合接触，保证需要的消毒时间，达到消毒效果。接触消毒池一般分为两格。每格容积为总容积的一半。池内应设导流墙（板），避免短流。接触池出口处应设取样口。当采用二氧化氯发生器时，二氧化氯含量不得低于50，且应保证运行安全、自动定比投配原料。设计停留时间为25h，采用二氧化氯发生器现场制备二氧化氯，通过水射器将稀释后的二氧化氯溶液加入消毒接触池，为使池中消毒剂与水能充分混合，特采用鼓气对消毒剂与水进行混合。设计流量：Q=1000m3/d停留时间：t=2.5 h投氯量：保证池中有效氯含量 r=15.0mg/L；1）消毒池容积32.104245.21000mQtV分为两格，每格容积为 52.1m3，每格长 10m，宽 3m，有效水深 2.0m则接触消毒池的实际容积为：10322=120 m3，满足有效停留时间的要求。2）加氯量的计算d/15100010000.15rkgQW二氧化氯发生器现场制备二氧化氯,则选择两台发生器，避免故障。五、其他构筑物的计算五、其他构筑物的计算1）鼓风机房鼓风机房主要提供CASS曝气所需的空气，鼓风机房的设计计算是根据空气量和空气压力确定鼓风机的大小，然后根据鼓风机的大小确定鼓风机房的大小，同时也考虑防噪声的影响。鼓风机采用SSR65型鼓风机3台，该型鼓风机空压机功率4kw，风量6m3/min。正常条件下，2用1备。132）站内给排水以及道路医院污水由引水总管分别接到各构筑物内，进水总管设进水表一个。医院污水经化粪池进入格栅，再进入调节池，由污水泵提升后进入生物接触氧化池、二沉池和砂滤池进行后续处理。厂内主要道路宽6m，其他路宽1.8m，采用水泥路面。3）混凝沉淀池采用聚丙烯酰胺为混凝剂，投加量为2mg/m3.混合时间为30s，凝聚时间为20min。混凝池的体积六、污水处理厂高程六、污水处理厂高程计算计算（1）工程拟建区地势平坦，污水处理后排入附近污水管网（设污水管道相对于地面-2.5m）；污水管直径 D=500mm，充满度 h/D=0.55,流速 v=0.8m/s,坡度 i=0.004.出厂管道的高程设为 0m。项目管径/mm管长/m高程/m出厂管5001.50化粪池-4.0化粪池至 UASB4001.5-UASB-4.2UASB 至中间池4001.5-中间池-1.5中间池至接触氧化池4001.5-接触氧化池-1.25二沉池-1.36消毒池-1.13浓缩池-1.76