医院污水设计方案和对策Word文档格式.docx
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4工艺的确定
污水处理工艺的选择是污水处理站建设的关键，处理工艺是否合理，直接关系到污水处理站的效果、排水水质、运转的稳定性、运行成本和管理操作的水平等。
根据医院布置及污水的特点，本着投资低、运行费用低、去除效率高、占地少的原则，采用先进合理的工艺，因此，必须结合实际情况慎重选择适宜的处理工艺，以达到最佳的处理效果。
医院内的污水中，主要有BOD5、SS、CODcr、NH3-N等，且BOD5/CODcr在0.5左右，可生化性较好，适合采用生物处理。
但是污水中氨氮含量较高必须采脱氮效率较高的工艺，根据污水处理要求，本方案首先采用生物处理方法去除污水中的悬浮物、有机污染物、氨氮，然后对污水进行消毒处理，保证出水达标排放。
4.1工艺比选
近年来，随着污水处理工艺的普及，污水处理工艺发展较快，可供选择的处理工艺有SBR、生物接触氧化法、生物转盘、膜生物反应器、曝气生物滤池等工艺。
另外比较适合小水量污水处理系统还有土地处理系统中的毛细管渗透土壤净化系统（简称毛细管渗滤系统）。
以下详细论述：
1）SBR生物处理工艺
SBR是SequencingBatchReactor的简称，我国通常称为序批式活性污泥法。
与传统活性污泥工艺比较，SBR法具有下述工艺优点：
（1）工艺流程较为简单。
除了必要的预处理（如格栅、沉砂）外，SBR法可在一个间歇反应池内，完成生物脱氮除磷。
而此过程在A/A/O工艺中要经过一系列生化反应单元才能完成。
（2）生化反应推力大，处理能力强。
在SBR反应器中，随着曝气进行有机物（F）逐渐减少，而生物固体（M）逐渐增加，污泥负荷（F/M）随时间减少，生化反应在时间上呈推流状态，F/M梯度也达到理想的最大，具有较强的污染物去除能力。
（3）不会发生污泥膨胀，运行效果稳定。
污泥膨胀多为丝状细菌过剩繁殖导致。
绝大多数丝状菌，如球衣菌属等都是专性的好氧菌。
在SBR反应池中，进水阶段的缺氧或厌氧环境与反应阶段的好氧环境不断交替，能有效抑制专性好氧菌的过量繁殖，因此能形成以絮凝性微生物为主体的生物絮体，不发生污泥膨胀，运行效果稳定。
（4）SBR法停曝后在理想静止状态下进行沉淀，泥水分离效果好。
到目前为止，已有多种SBR及其改良工艺投入实际使用。
其中具有代表性的改良工艺有：
IDEA、ICEAS、CASS、CAST工艺等。
一般来说，SBR及其改良工艺在处理工业废水或中小规模城市污水处理厂中应用较多，但由于其对自控要求较高，出水水质达到医院排放水质有困难，以及投资和气味等方面的原因，在医院水处理领域应用较少。
2）生物接触氧化工艺
接触生物氧化工艺是曝气生物滤池的一种，其主要原理是在充分供氧的情况下，使附着在池中填料上的微生物对废水中的有机物进行吸附和网捕并加以生物降解，达到净化水质的目的。
该工艺具有以下优点：
（1）运行稳定，处理效果可靠。
（2）体积负荷高，处理时间短。
（3）动力消耗较低，处理系统操作简单，维护管理方便。
（4）污泥产量低。
缺点是脱氮除磷功能不强，不能一次性达到出水要求，另外检修较复杂也是传统生物接触氧化工艺的一个突出弱点。
3）生物转盘
生物转盘又称浸没式生物滤池，一系列串连的旋转圆盘约有一半的盘片浸没在接触反应槽内的废水中。
转盘转达离开污水于空气接触，生物膜上的固着水层从空气中吸收氧，固着水层中的氧是过饱和的，并将其传递到生物膜和污水中，使槽内污水的溶解氧含量达到一定的浓度，甚至可以达到饱和，从而有效去除有机物。
该工艺的优点有：
（1）工艺可靠
微生物浓度高，生物相丰富，出水水质稳定。
（2）维护管理简便
不需要经常调节生物污泥量，不会发生污泥膨胀，复杂的机械设备也比较少。
因此，便于维护管理。
（3）运行成本低
接触反应槽不需要曝气，污泥也无需回流。
因此，动力消耗较低，节省运行成本。
但是该工艺仍存在一些致命的缺点：
昂贵的转盘使投资较活性污泥法大，转盘支撑填料的钢结构骨架长期在污水中浸泡，腐蚀严重，2-3年需进行一次油漆，采用用防水防腐漆，油漆一次要拆填料、空气罩等，工作量很大。
如采用不锈钢骨架，每台转盘的成本增至10多万元，一次投资太大。
转盘填料塑料，以及环氧玻璃钢制成的空气罩使用寿命不会超过10年，需要研制替代材料。
污水量时变化系数较大，在泵房停止供水时，为了维持气动生物转盘微生物的活性，罗茨鼓风机仍需照常运转供气，造成电能的严重浪费。
处理效果一般，部分盘面暴露在空气中会给周围的环境带来很大的气味。
4）膜生物反应器（MBR）
膜生物反应器是一种结合了活性污泥曝气和微滤技术的一种小规模生活污水处理技术，由于其出水水质较好，尤其是SS较低，因此，是近年来在中水领域应用较多的一种工艺。
膜生物反应器的优点有：
（1）结合了膜处理技术和生物处理技术带来的优点，超（微）滤膜组件作为泥水分离单元完全可以取代二次沉淀池，微孔超滤膜截留活性污泥混合液中微生物絮体和较大分子有机物，使生物反应器内微生物浓度较高，提高了生物对有机物的氧化率。
（2）膜滤后出水质量高，感官上已经接近自来水的情况，且出水水质稳定可靠。
（3）系统剩余污泥排放较小。
（4）系统流程简单，易于集成，占地面积较少，是传统中水系统的1/2左右。
（5）整个系统自动化程度高，运行管理简单方便。
膜生物反应器存在以下缺点：
（1）运行费用高。
膜的更换费用是影响一体式MBR系统运行费用的关键因素，而动力费用是影响分离式MBR系统运行费用的关键因素，常规分离式MBR运行能耗为3～4kW·
h/m3，同时淹没式MBR运行能耗为0.6～2kW·
h/m3，也高于活性污泥法的0.3～0.4kW·
h/m3。
MBR工艺平均运行费用在2元/m3以上。
（2）阻力损失较大，以及膜寿命单机处理能力较小。
（3）不适合应用于处理较大水量的场合。
5）固定化微生物曝气生物滤池（BAF）
曝气生物滤池（BAF）集吸附、生化处理及过滤于一体，是一种处理效果好、污泥量少、动力消耗低的较为先进的生化处理工艺，但普通曝气生物滤池由于选用玻璃、陶瓷、卵石等硬性材料作为滤料，滤料比重大，反冲洗较困难。
长时间运行会发生滤池堵塞的问题。
固定化微生物曝气生物滤池运用先进的生物工程方法，采用专用高效微生物、生物酶制剂以及生物活性分子载体固定化技术等高科技手段，通过选用具有针对性的高效微生物制剂和生物酶制剂组合，使传统意义上很难或不能为微生物降解的有机污染物得到了快速且较为完全的生物降解，并且改善寒冷气候时的运行，减轻意外事故及有毒物冲击影响。
同时，将微生物和生物酶固定在特制的载体上，使微生物的负载量比传统生物处理工艺提高了10～20倍，使微生物对污水中有机物的降解速度比传统方法提高了100倍，从而大大提高了处理速度和处理效果并有效避免了生物量的流失。
由于专用载体采用柔软的弹性多孔物质，克服了卵石滤料易堵塞、需要反冲洗的缺点。
新型BAF具备以下优点：
（1）出水水质好且水质稳定。
专用高效微生物、生物酶制剂能够分解脂肪酸、表面活性剂、碳氢化合物、酚类化合物、酮以及不易分解的有机物，增加原生动物的数量和多样性，减少水质变化对出水质量造成的影响。
由于高比表面积亲水性新型特制填料的设置，提供了巨大的生物栖息空间，使大量微生物得以附着生存。
并且生物膜比较稳定，易于保证生物活性和利于生物量的提高。
（2）节省运行费用。
由于新型填料的设置及气水的相对运动，对气泡起到切割和阻挡作用，使气泡的停留时间和气液接触的面积增加，实测证明提供了氧的吸收能力，即氧的利用率可达25～30％，曝气量比一般方法降低2倍以上。
（3）节省施工费用。
由于曝气时间的缩短，滤池面积比普通活性污泥法减少1/2～1/5。
污泥量是传统曝气池体积的3～5％，可取消污泥消化系统并因固定化微生物的过滤作用可以省去二沉池。
（4）耐冲击负荷。
曝气强度相对增加2～4倍，这样水流剧烈搅动，对生物膜表面冲刷加强，使生物膜更新快、年龄短，因而活性高；
生物膜表面代谢物质的流动和更新速度快，浓度梯度大，因而加快了传质速度。
在一定范围内去除率随COD容积负荷的增大而升高，对波动较大的冲击负荷有良好的适应性。
专用高效微生物、生物酶制剂能迅速从由于负荷和毒物导致的故障中恢复。
（5）该处理装置结构紧凑，占地面积小，可和其它传统工艺组合使用，对一些老厂进行技术改造，避免了浪费。
（6）由于新型填料在界面上提供好氧环境在内部可以提供缺氧以至厌氧环境，在载体池中可同时存在着硝化/反硝化、亚硝酸硝化/反硝化、同时硝化/反硝化、好氧反硝化、厌氧氨氧化等生物反应历程，时期能够发挥出最高效的脱氮效率。
新型BAF工艺去除有机物效率很高的同时还能够去除总氮和脱磷，出水氨氮可达到小于0.5mg/l的水平。
（7）去除无机离子和重金属离子,运行中不产生不良气体，能驱除池蝇，美化环境。
（8）污泥产生量基本恒定，完全无需反冲洗。
仅在两年每次的检修中进行一次清洗更新即可。
固定化微生物曝气生物滤池（BAF）的主要缺点是处理单元较小，不太适合大规模污水处理厂。
4.1.2方案比较和推荐工艺
表4-1不同工艺路线的技术经济比较
工艺类型
比较项目
SBR生物
处理工艺
生物接触
氧化工艺
生物转盘
膜生物反应器
固定化微生物曝气生物滤池BAF
COD
去除率
>
80％
70％
90％
脱氮除磷能力
较强
一般
超强
工艺流程
简单
较简单
较复杂
工程投资
较小
较大
运行成本
较低
较高
高
占地面积
小
大
运行管理
很复杂
复杂
污泥产量
污泥产量较多
污泥产量较少
污泥产量少
污泥产量很少
自动化程度
要求很高
要求较低
要求低
要求较高
气味
很小
综合考虑本工程的建设规模、进水特性、处理要求、工程投资、运行费用和维护管理，参照国内外的研究成果和各种工艺的技术经济性能指标，以及引进技术的消化、吸收，设备国产化配套程度和已建成污水处理厂的运行经验，经过技术经济比较、分析，固定化微生物曝气生物滤池（BAF）工艺技术经济优势比较明显，因此该工艺作为本工程的生化处理工艺。
4.2辅助工艺的选择
消毒
（1）医院污水消毒是医院污水处理的重要工艺过程，其目的是杀灭污水中的各种致病菌。
医院污水消毒常用的消毒工艺有氯消毒（如氯气、二氧化氯、次氯酸钠）、氧化剂消毒（如臭氧、过氧乙酸）、辐射消毒（如紫外线、γ射线）。
下表4.2-1为医院废水常用消毒方法比较。
表1几种消毒剂的比较
项
目
液
氯
臭
氧
紫外线
二氧化氯
消毒效果
较好
很好
除臭去味
无作用
好
PH的影响
很大
小，不等
无
水中的溶解度
低
很高
THMs的形成
极明显
当溴存在时有
水中的停留时间
长
短
杀菌速度
中等
快
等效条件所用的剂量
较多
较少
——
少
处理水量
使用范围
广
水量较小时
水量较小时，悬浮物较少
除铁、锰效果
不明显
氨的影响
原料
易得
管理简便性
较简便
简便
操作安全性
不安全
安全
投资
设备安装
维护工作量
电耗
运行费用
维护费用
目前在我国液氯仍然是水处理过程中应用最多的消毒剂，这主要是由于它应用历史长，积累了丰富的运行管理数据，并且成本低、运输方便、在管网中可保持一定的持续杀菌效果的原因。
但随着全球环境污染的加剧，在对一些遭受污染的水源进行处理时，氯化处理常需投加过量的氯气，研究证明这往往易生成大量的有机卤化物（如三氯甲烷）而造成水体的二次污染。
对人体的健康产生潜在的危害。
另外一些中小型水厂或污水处理厂采用氯气消毒，不仅占地面积大，而且由于管理不善常产生一些人身伤害事故。
因此，近年来各国都在研究替代氯气进行消毒的新一代消毒剂。
臭氧是一种优良的消毒剂，其杀菌效果好，且一般无有害副产物生成。
但目前臭氧发生装置的产率通常较低，设备昂贵，安装管理复杂，运行费用高，而且臭氧在水中溶解度低，衰减速度快，为保证管网内持续的杀菌作用，必需和其它消毒方法协同进行。
紫外线消毒也是近来发展的一种新型消毒方法，它是通过对水体进行紫外线辐射，将水中的有害菌杀死，同时不改变水的物理化学性质，且不产生气味和其它有害的卤代甲烷等副产物，但该方法对消毒前的原水浊度要求较高，且必须保证一定的水流厚度，当水深较大时杀菌效果急剧下降。
故现在只在纯净水等小型高标准水处理中应用较广。
二氧化氯是一种强氧化剂和高效杀菌剂，自从美国尼亚加拉水厂最早将其作为消毒剂以来，在欧洲及美国得到广泛应用，其综合指标远远好于其他消毒剂，二氧化氯发生器无论在安装、使用还是维护等方面都较其他消毒产品有很高的优越性，随着水源污染的日益加重及人们对水质要求的日益提高，二氧化氯必将成为广泛应用的新一代消毒产品。
在水处理中使用二氧化氯，主要有如下优势：
1）消毒效果好而且具有持续消毒、杀菌作用。
2）消毒效果不受氨的影响。
3）在碱性条件下，杀菌效果不受影响。
4）对病毒具有强力的杀灭作用。
5）对换热管表面的生物膜具有剥离效果。
6）不会形成致癌物如卤代烃。
7）具有脱色、助凝、除氰、除酚、除臭等多种功能。
综合考虑，我们最终决定采用化学法二氧化氯消毒方法对排放废水进行消毒。
（2）固体废物处理工艺的选择
本医院产生的污泥主要包括化粪池污泥、废水处理产生的栅渣、剩余污泥等。
医院中传染病人的粪便中包含大量的传染性病菌，传染病菌的种类很多，但其活动规律则大同小异，一般在PH值5-9.6范围内生存，当PH值超出此范围病菌即死亡。
在清水中能活一个多月，但在粪便污水中生活时间较短。
这是因为：
a.粪便污水中含有自身分解生成的氨，可起杀菌作用；
b.大便分解还能产生某些灭菌素使细菌灭活。
医院传染病医院病人的排泄物进行石灰预消毒后，预消毒池的接触时间不宜小于0.5小时，排入化粪池，在化粪池中贮存约两周后抽吸外运集中处理。
化粪池排除的上清液中还会含有少量的传染病毒，由于大部分传染病菌都是好氧的。
利用这一特性，将调节池和缺氧池加盖密封，一方面由于有机物分解消耗大量氧，另一方面因池子密封补氧困难，导致污水中溶解氧减少，致使好氧病菌在缺氧下自行消灭。
对于处理工艺产生的栅渣，应将其视为医疗废物，用石灰消毒后随医疗垃圾外运集中处理。
对于沉淀池和生化池中产生的污泥首先在储泥池中用石灰进行消毒，消毒池或储泥池池容不小于处理系统24h产泥量，石灰投量每升污泥约为15g，使污泥pH达11-12，充分搅拌均匀后保持接触30-60min，并存放几个月天以上后外运集中处理。
5工艺流程及说明
5.1工艺流程框图
（见附图）
污水
调节池
细格栅
指定地点处理
泵
缺氧厌氧池
污泥回流
鼓风机
固定化BAF
定期外运至指定地点处理
污泥
斜板沉淀池
消毒池
二氧化氯发生器
达标排放
5.2工艺流程说明
污水在首先经过细格栅去除大的漂浮物、悬浮物，然后自流入沉淀调节池，在调节池设沉淀区可有效去除水中比重较大的有机无机污染物降低后续生化负荷。
整个预处理部分设置在地下，池顶为设备间，设备间设置引风机这样可以将原水的臭味吸走。
调节池中的水通过潜污泵提升进入水解酸化池，水解酸化池池底设布水系统可有效提高水解酸化的效果在进一步降低有机污染物的同时提高污水的可生化性，然后自流入固定化微生物曝气生物滤池，利用鼓风机曝气充氧进行好氧处理，鼓风机设在池底设备间可有效降低污水处理站的噪音污染，处理后的污水，经二沉池沉淀分离污泥后经接触消毒池后达标排放。
栅渣存放指定地点集中处置，沉淀池排出的剩余污泥定期运至指定地点进行处理。
5.3各工段去除率分析
指标
工段
BOD
粪大肠菌群数（MPN/L）
预处理（格栅、调节池
进水
1.0×
106~3.0×
108
出水
180
135
90
--
10%
40%
缺氧、厌氧、BAF、斜板沉淀池
-
20
12
80%
90%
消毒
15
500
60％
5.4主要工程内容
5.4.1主要设计参数
1）设计平均流量Q=800m3/d；
33.3m3/h，Kd=2.0
2）进水CODCr≤200mg/l
BOD5≤150mg/l
SS≤150mg/l
NH3-N≤60mg/l
3）出水COD≤60mg/l
BOD5≤20mg/l
SS≤20mg/l
NH3-N≤15mg/l
5.4.2主要处理构筑物设计
1）格栅渠
构筑物
主要功能：
去除污水中较大的漂浮物及大颗粒沙粒以保证污水提升系统的正常运行。
结构类型：
地下钢混直壁平行渠道
设计参数：
单渠流量Qmax=70m3/h
单渠宽度B=400mm
单渠深度H=1000mm
渠数：
1条
主要设备：
·
格栅除污机
设备类型：
XGC-400型旋转式格栅除污机
设备参数：
过栅流量Qmax=70m3/h
过栅流速v=0.6m/s
柵条间隙b=5mm
有效柵宽B=300mm
设备宽度B=400mm
电机功率N=0.37KW
设备套数：
1台
2）沉淀调节池
主要功能：
提升污水满足后续处理设施水力要求
结构类型：
地下钢混矩形结构池。
设计参数：
设计流量Q=33.3m3/h
有效容积V=300m3
总容积V总=370m3
池数：
1座
调节池提升泵
CT52.2-80潜水式排污泵
流量Q=40m3/h
扬程H=10m
功率N=2.2kw
控制方式：
根据调节池水位由水位开关控制水泵运行
2台，其中1台备用
污泥泵
CP50.75-50潜水式排污泵
流量Q=10m3/h
功率N=0.75kw
安装方式：
移动式安装
2台
3）水解酸化池
有机污染物在该池厌氧酸化，使难降解的有机物通过厌氧加氢还原和开环作用，改变化学结构，提高其生化性，提高O池的生化处理效率。
地下钢筋混凝土组合式综合反应池
2格
有效容积V有=200m3
停留时间HRT=6h
有效水深H=4.5m
总容积V总=225m3
水解酸化生化填料
设备型号：
Φ150组合式填料
比表面积：
80m2/g
孔隙率：
98％
单根长度：
3.0m
悬挂式固定安装
设备数量：
150m3
厌氧搅拌系统
5m*5m
共2套
填料架
钢架支撑
材质：
碳钢防腐
共100m2
4）固定化微生物曝气生物滤池
在曝气充氧条件下，利用好氧微生物分解废水中有机物，彻底降解废水中有机污染物。
4格
有效容积V有=400m3
停留时间HRT=12h
总容积V总=450m3
固定化微生物生化填料
设备参数：
反应器尺寸；
Φ200
反应器体积：
0.0042m3
软性载体充实度：
40%-43%
反应器有效比表面积：
105m2/个
生物载体比表面积：
50000m2/m3
平均湿密度：
1.00g/cm3
配件：
Φ4尼龙绳
12000个
微孔曝气器
设备规格：
JY-260型微孔曝气器
单个服务面积：
0.45~0.55m2/个
充氧效率20%
外形尺寸：
Φ260
附件：
池内ABS曝气管和ABS平衡支架
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