医院废水处理设计.docx

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医院废水处理设计

浙江树人大学

《水污染控制工程》课程设计

题目：

某开发区中心医院污水处理工程方案

专业：

姓名：

学号：

方向：

同组成员：

浙江树人大学生环学院

二O一一年六月

医院污水处理方案

1、概述

本工程为医院综合楼的配套工程，该综合楼主体工程预计于　年　月开工，　　年　月完成主体结构工程。

由于该工程的环境影响评价书已经评审通过。

根据环境评价报告书，拟建的污水处理厂规模为400

/d，位于医院现有的污水处理站处。

一般医院污水由来自住院部、门诊室、实（化）验室、食堂、浴室、卫生间、试剂室、洗衣房等场所排放的污水组成。

该污水是一种低浓度污水，水质与一般生活污水类似，其中除含有有机的和无机的污染物，如各种药物、消毒剂、解剖遗弃物等污染物，还含有大量病菌、病毒和寄生虫，成份较为复杂。

该废水如未经处理而直接排入水体，会对周围水域及土壤等造成较严重的污染，从而危害人们的日常生活。

因此，根据国家环境保护法及相关法律法规，结合该医院污水处理的特点和地理条件，并在参照同类医院的污水水质水量变化的基础上，编制了该院污水二级处理工程方案。

2、设计依据

《医疗机构水污染物排放标准》（GB18466-2005）；

《医院污水处理设计规范》（CECS07:

2004）;

《给排水工程结构设计规范》GBJ69-84；

《水处理设备技术条件》JB2932-1996；

《水处理设备性能试验标准》GB/T13922-1992；

通用电器设备配电设计规范（GB50055-1993）；

《低压配电装置及线路设计规范》GBJ54-83；

《通用用电设备配电规范》GBJ50055-93；

《防腐技术条件》SZD014-85；

《环境工程设计手册》（2002年修订版）；

中心医院提供原医院污水设计方案。

3、设计原则和思路

（1）采用技术先进，运行稳定可靠，投资小，占地少，操作管理方便的处理工艺，确保污水经治理后达到2006年1月1日即将实行的最新《医疗机构水污染排放标准》GB18466－2005中相关要求。

（2）尽可能利用医院现有的场地条件，合理布局，使构筑物与环境协调一致。

   （3）根据国家有关规定并结合具体情况，合理的确定各种设计参数并对该参数做出合理分析。

   （4）严格按照医院对污水处理站的要求进行设计和实施。

   （5）兼顾手动和自动控制，以便工人操作、简化管理和减轻工人的劳动强度。

   （6）采用新材料、新产品以延长设备的使用寿命，并考虑一次性投资，关键设备考虑备用和应急。

   （7）污水处理站要求做到设备维修容易、施工方便、工期短。

4、水质及排放标准

可生化性高

去除率：

5、工艺方案的比较

由以上数据可以看出污水的各项指标去除率要求相对较低，一般的污水处理方法基本能达到预期处理目的。

采用传统污泥法。

但可降解的COD含量较低，适应变化性不强，不适合用该方法。

氧化沟法。

虽然有很好的处理效果，但氧化沟水处理工艺水力停留时间长，使得基建费用增加，工程造价高，故该法予以排除。

水解酸化法。

可以将水中难降解的大分子有机物转化为易降解的小分子有机物，不容性有机物变成溶解性有机物，提高污水的可生化性。

提高污水的可生化性，并去除一部分COD和SS．最重要的是兼性水解还可抑制丝状菌的繁殖，同时在厌氧条件下将部分病菌、病毒进行吞噬、杀死，减少后续后续消毒时C102的投加量。

生物接触氧化法。

采用低负荷曝气运行方式，池中组合生物填料上附着有大量好养细菌。

在曝气充氧条件下，将污水中有机物分解成无机物。

这种方法是介于活性污泥法和生物滤池之间的生物处理方法。

兼有两种方法的优点。

经过净化处理后的医疗废水还含有大量的细菌、病毒、寄生虫卵和有毒有害物质．必须经过消毒处理方可排放。

目前常用的消毒剂主要是氯气、二氧化氯、次氯酸钠和臭氧、及紫外线消毒法等。

它们的优缺点比较如表2所示。

表2常用消毒方法比较

优点

缺点

消毒效果

氯气

具有持续消毒作用，工艺简单，技术成熟，操作简单，投量准确。

产生有致癌、致畸作用的有机氯化物（THMS）；氯气腐蚀性强；运行管理有一定的危险性。

能有效杀菌，但杀灭病毒效果较差。

次氯酸钠

无毒，运行管理无危险性。

产生有致癌、致畸作用的有机氯化物（THMS）；

使水的pH值升高。

与氯气杀菌效果相同。

二氧化氯

具有强烈的氧化作用；不产生有机氯化物（THMS）；投放简单方便；不受pH影响。

运行管理有一定的危险性；操作管理要求高。

杀毒灭菌效果均很好。

较氯气杀毒效果好。

臭氧

有强氧化能力；接触时间短；不产生有机氯化物；不受pH影响，

运行管理有一定的危险性；操作复杂；制取臭氧的产率低；电能消耗大；基建投资大，运行成本高。

杀毒灭菌效果均很好

紫外线

无有害的残余物质；无臭味；操作简单，易实现自动化。

电耗大；紫外灯管与石英套管需要定期更换；对处理水质要求高；无后续杀菌作用。

效果好，但对悬浮物浓度有要求。

以上几种消毒剂中。

臭氧消毒效果最好。

但由于基建投资大，设备复杂，运行管理费用高，且O3，在水中不稳定，无余氯持续消毒作用．现较难推广使用；而氯气为有毒气体。

泄漏时对人畜造成损害，次氯酸钠则必须耗用一定的动力及食盐。

劳动强度大，两者应用范围也受较大限制。

二氧化氯消毒效果较液氯好，具有氯的持续消毒作用，比液氯安全．对芽孢和病毒有较强的消毒作用．接触时间短，不会生成有机氯化致癌物。

同时国产二氧化氯发生器相比臭氧发生器要成熟。

成本相对较低，故目前大量应用于污水的后续消毒工艺。

6、工艺的确定及流程图

通过上述分析比较，本工程采用水解酸化+接触氧化+ClO2消毒组合工艺。

由于废水排放呈周期性变化而整个处理构筑物为全天运转，因此在酸化池前设置了调节池预处理，设置了机械格栅等处理单元，在好氧段处理之后，采用ClO2

消毒处理保证出水水质。

流程图

7、设计说明

医院污水经过化粪池和格栅后流入水解酸化池，用污水泵将污水提升进入生物接触氧化池，顺序自流入混凝沉淀池中加入混凝剂（污泥可回流至化粪池），然后经过接触消毒池并调节PH后达标排放。

8、处理效果预测

9.设备结构设计计算

1流量的确定

设计流量4000m3/d=167m3/h=0.0463m3/s流量系数为1.2

最大流量Qmax=167*1.2=200.4m3/h=0.0557m3/s

2.化粪池的体积

化粪池采用100m3并列双池，进水管通过化粪池进水井分两管进双池。

水利停留时间约为12小时，每3个月清掏一次，池体材料选用钢筋混凝土。

池定不盖土，过车，无地下水。

池体尺寸：

4m×5m×4m

3格栅设计

3.1根据公式Qmax=vhB1计算

式中：

B1——进水宽度；

Qmax——设计流量，m3/s；

v——栅前流速，取v=0.6m/s;

h——栅前水深；

h=B1/2=0.2155m

3.2栅条的间隙数

式中：

b——栅条间隙宽度取0.015m；

——格栅倾角60o；

h——栅前水深，0.25m；

v——过栅流速，0.6m/s

（个）

3.3栅槽宽度B

设栅条宽度S=0.01m

B=S（n-1）+bn=0.01（23-1）+0.015×23

=0.565m

3.4进水渠道渐宽部分长度

进水渠宽度B1=0.431m，其渐宽部分展开脚度

=20o

L1=（B-B1）/（2tan20o）=（0.565-0.431）/（2tan20o）

=0.184m

3.5栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度

L2=L1/2=0.092m

3.6通过格栅的水头损失

设栅条断面为锐边矩形断面β=2.42，k=3，则：

h1=h0kh0=β（s/b）4/3×sinα/（2g）

式中：

β——形状系数；

h1——过栅水头损失，m

s——格条宽度，m

b——栅条净间隙，m

k——格栅受污物堵塞后水头损失增大倍数。

m

3.7栅后槽中高度

设栅前渠道超高h2=0.3m则：

H=h+h1+h2=0.25+0.07+0.3=0.62m

栅槽总长度为：

L=L1+L2+0.5+1+H1/tan60oH1为栅前渠道高度

=（0.184+0.092+0.5+1）+（0.25+0.3）/tan60o

=2.09m

3.8每日栅渣量

式中：

Qmax——最大流量200.4m3/h

W1——单位体积栅渣量，m3/（103m3污水），在格栅间隙为15mm栅渣量为每1000m3污水产0.08m3栅渣

KZ——流量系数1.4

则日栅渣量

=0.27m3

4.水解酸化池的设计

4.1水解酸化池的体积

式中：

KZ——流量系数

Q——为小时流量

HRT——水力停留时间

则

1200m3

医院废水水解池，可分为两格，每格长4m。

宽3m，设备中有效水深高度为3m，则每格水解池容积为36m3，2格的体积为72m3，满足要求，取超高0.3m，H=3+0.3=3.3m

尺寸：

（2个）4m×3m×3.3m

4.2水解池上升流速校核

已知反应器高度为H=4m，反应器的高度与上升流速的关系如下：

V=Q/A=V/（HRT*A）=H/HRT

式中：

v-上升流速，m/h

Q-设计流量，m3/h

V-水解池容积，m3

A-反应其表面积，m2

HRT-水力停留时间，h，取3h

则v=4/3=1.33m/h

水解反应器的上升流速v=0.5~1.8m/h,v符合设计要求

5.生物接触氧化池

5.1生物接触氧化池BOD5填料容积负荷

式中：

L——生物接触氧化系统出水BOD5（mg/L）。

为50mg/L

则

=4.9{kgBOD5/（m3*d）}

5.2污水与填料接触总时间：

式中：

SO——进水BOD5的值（mg/L），200mg/L

=0.98h

设计一氧池接触氧化时间占总的60%

T1=0.6T=0.6*0.98=0.588h

设计二氧池接触氧化时间占总的40%

T2=0.4T=0.4*0.98=0.392h

5.3接触氧化池的体积

5.3.1一氧池填料体积V1

Q——设计日流量m3/d；

则V1=4000*1.2*0.588/24=117.6m3

5.3.1.1一氧池总面积A1-总

A1-总=V1/h1-0=117.6/3=39.2m2一氧池格数n取2格

设一氧池的池宽为4m，池长L1

L1=39.2/4=9.8m

5.3.1.2一氧池的总尺寸

填料高度h1-0=3m

取超高h1-1=0.55m

填料层上水深h1-2=0.45m

填料至池底的高度h1-3=0.5m

池深h1=h1-0+h1-1+h1-2+h1-3=3+0.55+0.45+0.5

=4.5m

池总容积V1—总=A1*h1=39.2*4.5=176.4m3

一氧池的总尺寸：

9.8m×4m×4.5m

5.3.2二氧池填料体积V2

Q——设计日流量m3/d；

则V2=4000*1.2*0.392/24=78.4m3

5.3.2.1二氧池总面积A2-总

A2-总=V2/h2-0=78.4/3=26.1m2二氧池格数n取2格

设二氧池的池宽为4m，池长L2

L2=26.1/4=6.53m

5.3.2.2二氧池的总尺寸

填料高度h2-0=3m

取超高h2-1=0.5m

填料层上水深h2-2=0.4m

填料至池底的高度h2-3=0.5m

池深h2=h2-0+h2-1+h2-2+h2-3=3+0.5+0.4+0.5

=4.4m

池总容积V=A2*h2=26.1*4.4=114.84m3

二氧池的总尺寸：

6.53m×4m×4.4m

曝气量：

Q气=D0*Q=18*4000*1.2=86400（m3/d）=60（m3/min）

式中：

Q气—需气量，m3/d

D0—1m3污水需气量，m3/m3,一般为15~20m3/m3

Q—污水日平均流量，m3/d

一氧池需气量：

Q1-气=0.6Q气=0.6*60=36（m3/min）

二氧池需氧量：

Q2-气=0.4Q气=0.4*60=24（m3/min）

6.混凝沉淀池

6.1混凝剂的选择

本设计采用混凝沉淀处理，通过水中加入混凝剂达到去除各种悬浮物，降低出水的浊度和色度。

结合实际情况，对比分析常用混凝剂，选用聚合氯化铝（PAC）。

其特点是：

碱化度比其他铝盐铁盐混凝剂低，对设备腐蚀较小混凝效率高耗药量少絮体大而重，沉淀快。

6.2混合方法及设备的选择

由于本设计是医院流量较小可选水泵混合，水泵混合是将药剂溶液投加到水泵吸水管（或吸水井）中，借助水泵叶轮的转动，使原水与药液得到均匀混合，不需要再建其他混合设备。

其优点是设备简单，能耗低，混合充分，效果较好。

6.3反应设备——机械絮凝池

机械絮凝主要优点是能够适应水量变化，水头算是少，如配上无极变速传动装置，更易使絮凝达到最佳状态。

按照搅拌轴的安放位置，机械絮凝池可分为水平轴式和垂直轴式，此次设计选用垂直轴式。

1）絮凝池尺寸

絮凝时间T取20min，絮凝池有效容积：

W=

=

=33.3m3

其中Qmax——最大设计水量，m3/h。

Qmax=4800m3/d=200m3/h

n——池子座数，2

为配合沉淀池尺寸，絮凝池分为两格，每格尺寸2.5×2.5m。

絮凝池水深：

H=W/A=33.3/（2×2.5×2.5）=2.7m

絮凝池取超高0.3m，总高度为3m。

絮凝池分格隔墙上过水孔道上下交错布置，每格设一台搅拌设备。

为加强搅拌设备，于池子周壁设四块固定挡板。

2）搅拌设备

①叶轮直径取池宽的80﹪，采用2.0m。

叶轮桨板中心点线速度采用：

v1=0.5m/s,v2=0.35m/s；桨板长度取l=1.4m（桨板长度与叶轮直径之比l/D=1.4/2=0.7）；=桨板宽度取b=0.12m，每根轴上桨板数8块，内外侧各4块。

装置尺寸详见图3-6。

旋转桨板面积与絮凝池过水断面积之比为8×0.12×1.4/（2.5×5）=10.7﹪

四块固定挡板宽×高为0.2×1.2m。

其面积于絮凝池过水断面积之比为4×0.2×1.2/（2.5×5）=7.7﹪

桨板总面积占过水断面积为10.7﹪+7.7﹪=18.4﹪,小于25﹪的要求。

图3-5垂直搅拌设备

②叶轮桨板中心点旋转直径D0

D0=[（1000-440）/2+440]×2=1440mm=1.44m

叶轮转速分别为

n1=

=60×0.5/（3.14×1.44）=6.63r/min;w1=0.663rad/s

n2=

=60×0.35/（3.14×1.44）=4.64r/min；w2=0.464rad/s

桨板宽厂比b/l=0.12/1.4<1,查阻力系数

表3-4阻力系数

b/l

小于1

1～2

2.5～4

4.5～10

10.5～18

大于18

1.1

1.15

1.19

1.29

1.4

2

=1.10k=

=1.10×1000/（2×9.8）=56

桨板旋转时克服水的阻力所耗功率：

第一格外侧桨板:

N01’=

=4×56×1.4×0.663（14-0.884）/408=0.090kw

第一格内侧桨板：

N01”=4×56×1.4×0.963（0.563-0.443）/408=0.014kw

第一格搅拌轴功率：

N01=N01’+N01”=0.090+0.014=0.104kw

同理，可求得第二格搅拌轴功率为0.036kw

③设两台搅拌设备合用一台电动机，则混凝池所耗总功率为

N0=0.104+0.036=0.140kw

电动机功率（取

1=0.75，

2=0.7）：

N=0.140/（0.75×0.7）=0.26kw

④核算平均速度梯度G及GT值（按水温20℃计，

=102×10-6kg

s/m3）第一格：

G1=

=[102×0.104×106/（102×27.5）]1/2=62s-1

第二格：

G2=

2=[102×0.036×106/（102×27.5）]1/2=36s-1

絮凝池平均速度梯度：

G=

=[102×0.140×106/（102×55）]1/2=50s-1

GT=50×20×60=6.0×104

经核算，G和GT值均较合适。

3.7斜板沉淀池

斜板沉淀池沉淀效率高、池子容积小和占地面积小。

按水流方向分为上向流、侧向流和同向流三种，这里采用侧向流。

3.7.1设计参数

（1）颗粒沉降速度μ：

大致为0.3～0.6mm/s。

（2）有效系数

：

根据资料介绍最小为0.2，一般在0.7～0.8之间。

（3）倾斜角

：

为了排泥方便常用50°～60°。

（4）板距P：

侧向流常用100mm。

（5）板内流速v：

可参考相当于平流式沉淀池的水平流速，一般为10～20mm/s。

（6）在侧向流斜板的池内，为了防止水流不经斜板部分通过应设置阻流墙，斜板顶部应高出水面。

（7）为了使水流均匀分配和收集，侧向流斜板沉淀池的进出口应设置整流墙。

进口处整流墙的开孔率应使过口流速不大于絮凝池出口流速，以免絮粒破碎。

3.7.2设计计算

1）斜板面积A

A=Qmax/

μ=0.0556/（0.75×0.0004）=185m2

需要斜板实际总面积：

A‘=A/cos

=185/cos60°=185/0.5=370m2

其中Qmax——最大设计流量，m3/s

Qmax=4800m3/d=200m3/h=0.0556m3/s

μ——颗粒沉降速度，取0.4mm/s

——有效系数，取0.75

——斜板水平倾角，60°

2）斜板高度计算h：

h=lsin

=1.5×sin60°=1.3m

l为斜板长度，取1.5m

3）池宽B

B=Qmax/vh=0.0556/（0.02×1.3）=2.138m,取2.1m

v——板内流速，取20mm/s

4）斜板组合全长计算

斜板间隙数：

N=B/P=2.1/0.1=21个

斜板组合全长：

L=A‘/Nl=370/（21×1.5）=11.7m

5）复核颗粒沉降需要长度

颗粒沉降所需时间：

t=L’/v=h/μ,而h=Ptg

颗粒沉降需要长度：

L’=Ptg

v/μ=0.1×0.02×tg60°/0.0004=8.06m

实际长度11.7m>8.06m,满足颗粒沉降时的设计要求

6）池内停留时间t

t=（h2+h）×60/q’=（1.0+1.3）×60/3.0=46min<60min,符合要求。

其中h2——斜板区上部水深，0.5～1.0m

h——斜板高度

q‘——表面负荷，3.0～6.0m3/（m2

h）,取3.0m3/（m2

h）

7）沉淀池高度H

H=h1+h2+h3+h4+h=0.3+1.0+1.0+0.95+1.3=4.55m

其中h1——超高，0.3m

h3——缓冲层高度，0.6～1.2m

h4——污泥斗高度

3.7.3斜板沉淀池示意图

图3-6斜板沉淀池

3.7.4进出口形式

沉淀池的进口布置应做到在进水断面上水流均匀分布，为避免已形成絮体的破碎，本设计采取穿孔墙布置。

沉淀池出口布置要求在池宽方向均匀集水，并尽量滗取上层澄清水，减小下层沉淀水的卷起，采用指形槽出水。

指形槽的长度L

L=（Qmax/q-B）/2=（4800/300-2.1）/2=7m

式中Qmax——沉淀池处理水量，m3/d

q——设计单位堰宽负荷[m3/（m

d）],120～480m3/（m

d），取300m3/（m

d）

出水进入指形槽后采用锯齿三角堰自流流出。

3.7.5排泥方式

选择多斗重力排泥。

7.消毒脱氯池

本设计采用化学法二氧化氯发生器现场发生二氧化氯进行消毒处理，并用还原剂Na2S2O3脱氯。

在消毒处理过程中，为保证消毒杀菌能力，接触时间应不小于1小时，总余氯量为4—6mg/L，加Na2S2O310g/m3脱氯可达标。

水力停留时间取1.5h

流量Qmax=200m3/h

有效体积V=200*1.5=300m3

尺寸为：

5m×3.5m×﹙2m+0.5m）0.5为超高。

8.调节PH