xxx医院污水处理设计方案.docx
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xxx医院污水处理设计方案
xx市xx医院
污水处理工程
初
步
设
计
方
案
xxxxx公司
二〇一二年十月
一.工程概况………………………………………………………………………1
二.污水水质………………………………………………………………………1
三.净化处理途径…………………………………………………………………3
四.设计范围、参数和依据………………………………………………………3
五.污水来源、特点及处理要求…………………………………………………9
六.处理工艺的选择确定以及工艺说明…………………………………………11
七.改造处理工艺确定……………………………………………………………16
八.主要构筑物及改造设计参数…………………………………………………25
九.设备选型………………………………………………………………………29
一十.投资概算………………………………………………………………………30
一十一.运行结果………………………………………………………………………32
一十二.技术经济分析…………………………………………………………………34
一十三.工程进度………………………………………………………………………35
一十四.服务承诺………………………………………………………………………35
一十五.综述……………………………………………………………………………36
一、工程概况
近年来,随着全市经济快速发展,产业化城镇化步伐加快,老百姓对医疗卫生的需求越来越大,现有公立妇幼医疗机构的服务能力不能很好地满足广大患儿的就诊要求。
因此,xxxx医院决定利用xxx市xxx公司位于xxx市xxxx镇环站路南侧的办公楼、厂房及土地新建一家妇儿专科医院,以改善xxx市辖区内医疗机构服务能力不足的现状。
根据政府及环保部的要求,为保护环境、治理污染,树立良好的社会形象,xxxx医院决定实施污水处理工程。
医院污水来自住院部、门诊室、实(化)验室、食堂、卫生间、试剂室、洗衣房等场所排放的污水组成。
其中除含有有机的和无机的污染物,如各种药物、消毒剂等污染物,还含有大量病菌、病毒和寄生虫,成分较为复杂。
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,我司通过实地踏勘、资料收集、现场调查,在充分了解项目工程特点、医院产排污流程,并在参照同类医院的污水水质水量变化的基础上,编制了该院污水处理工程方案。
xxxx医院新建污水处理处理工程规模为日处理净化:
诊疗综合废水40m3/d。
处理净化后水质应达GB18466-2005《医疗机构水污染排放标准》的排放标准。
工程投资资金已在计划中,工程内容:
建构筑物工程、完缮处理设施设备等工程内容。
这次新建工程,我公司应邀参加方案设计,为此,本公司组织相关技术人员就该工程的具体情况,和结合同类工程经验进行方案设计编制,供专家和院领导审定后组织实施。
二、污水水质
医院污水来源及成分复杂,含有病原性微生物、有毒、有害的物理化学污染物和放射性污染等,具有空间污染、急性传染和潜伏性传染等特征,不经有效处理会成为一条疫病扩散的重要途径和严重污染环境。
2.1医院各部门的功能、设施和人员组成情况不同,产生污水的主要部门和设施有:
注射室、儿科诊断室、妇科诊断室、急诊抢救室、检验科、病房、手术室、产房、治疗室等排水;新生婴儿洗浴排水;医院行政管理和医务人员排放的生活污水,食堂、单身宿舍、家属宿舍排水。
不同部门科室产生的污水成分和水量各不相同,如重金属废水、含油废水等。
而且不同性质医院产生的污水也有很大不同。
2.2医院污水受到粪便、传染性细菌和病毒等病原性微生物污染,具有传染性,可以诱发疾病或造成伤害。
2.3医院污水中含有酸、碱、悬浮固体、BOD、COD和动植物油等有毒、有害物质。
三、设计依据、参数和范围
3.1医院污水水质
(1)甲方提供水质情况,结合同类污水污染负荷处理工艺技术综合参考设计。
(2)污水成份组成和污染负荷,主要数据如下:
污染项目
CODCr
(mg/L)
BOD5
(mg/L)
SS
(mg/L)
总大肠菌群
(个/L)
NH3-N
(mg/L)
数量
300
150
120
3.0×108
50
以及微量多种重金属离子污染。
3.2设计每日处理污水量
处理范围:
医院综合废水。
(1)设计日净化处理污水量:
Q1=40m3/d;
(2)设计小时净化处理污水量:
Q2=40m3/d÷24h≈1.7m3/h;
(3)小时变化系数为:
K=3;
(4)设计小时净化最大处理污水量:
Q2=1.7m3/d×3≈5.1m3/h;
3.3设计依据
(1)每日污水量40m3/d。
(2)《医疗机构水污染排放标准》GB18466-2005
(3)《医院污水处理设计规范》CECS:
07:
2004
(4)《医院污水处理技术指南》环发[2003]197号
(5)《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068—2001
(6)《砼结构设计规范》GB50010-2002
(7)《工业废水处理手册》2003年版
(8)《给排水设计手册》2002年版
(9)《建筑给排水设计规范》GB50015-2003
(10)《室外排水设计规范》GB50014-2006
(11)水处理设备制造技术条件JB3932-1986
(12)一般用罗茨鼓风机型式与基本参数JB440-14985
(13)给排水构筑物施工及验收规范GB141-1990
(14)主要污染物每天排放量计算如下:
CODcr污染当量:
300mg/L=300g/1000L=0.3Kg/m3
CODcr污染指数为:
40m3/d/×0.3kg/CODcr.m3=12kgCODcr./d;
BOD5污染当量:
150mg/L=150g/1000L=0.15Kg/m3
BOD5污染指数为:
40m3/d×0.15kg/BOD5.m3=6kgBOD5./d;
SS污染当量:
120mg/L=120g/1000L=0.12Kg/m3
SS污染指数:
40m3/d×0.12kg/BOD5.m3=4.8kgBOD5./d;
NH3-N污染当量:
50mg/L=50g/1000L=0.05Kg/m3
NH3-N污染指数为:
40m3/d×0.05kg/m3=2.0kg/d;
(13)院方指定建污水处理站用地位置。
(14)工程:
新建。
3.4主要技术参数
(1)化粪池
按GB18466-2005日排水量《医疗机构水污染排放标准》5.3款要求:
"化粪池应按最高日排水量设计,停留时间为24-36小时(h)。
清淘周期为180d-360d。
3.4.1综合废水处理
(1)BOD5容积负荷0.6-1.5kgBOD/(m3.d)、取0.8kgBOD5/m3.d
(2)CODcr容积负荷4-6kgCODcr/(m3.d)、取1.8kgCODcr/m3.d
(3)汽水比:
10:
1、1kgBOD5/40m3空气、氧利率10%。
(4)氧化池高度3.0m。
(5)厌氧消化段水力停留时间8h。
(6)好氧接触氧化段有效接触时间6h。
(7)斜管接触沉淀池:
水力负荷1.0m3/m2..h。
(8)接触消毒停留时间1.5小时(h)。
(9)脱氯停留时间0.5分钟。
3.5设计范围和内容
(1)设计范围:
40m3/d的综合废水处理站的新增工艺、设备、建筑结构以及公用工程等;
(2)设计内容
(2.1)新建40m3/d综合废水处理站一座;
(2.2)处理站:
构筑物和非标设备等的设计;管道、水泵、风机、仪器、仪表等标准设备的选型与设计,以及电器控制系统的设计。
3.6设计原则
(1)采用的处理工艺成熟、先进、运行稳定可靠;处理费用低技术。
(2)处理后的水质达到《医疗机构水污染排放标准》GB14866-2005的排放标准。
(3)处理设施布局合理、紧凑,尽量减少占地面积。
(4)处理设备运行稳定、安全、操作及维护方便,自动化程度高,具有良好的性能品质保证。
(5)该医院所处地址年平均气温较高,适合生物处理技术应用。
(6)由于处理站建在医院内,为保持医院清洁卫生处理站各功能池建于地下并加盖密封;构筑物应融入周边建筑物、尽量保持胁调,美观大方。
(7)处理站所选用的水处理材料应为环境友好材料,以免造成二次污染。
四、污水来源、特点及处理要求
4.1医院污水来源
从医院各部门的功能、设施和人员组成等可以看出,医院污水比一般生活污水的排放要复杂得多,不同科室排出的污水成份和水量也各不相同,本项目产生的废水分为两类:
一类是普通医疗废水(包括住院病人、就诊病人、陪护人员、医院职工产生的生活污水,婴儿洗浴废水,手术等医疗废水);一类是检验化验废水。
4.2污水排放特点:
医院废水成分:
普通医疗废水主要含有机污染物和和常见的细菌病毒等,主要污染物指标为:
CODCr、BOD5、SS、NH3-N、粪大肠菌群;检验化验废水主要含酸、碱、重金属、有机物等。
废水处理原则:
普通医疗废水和检验化验废水分类收集,分别对其单独处理。
4.3废水处理要求
(1)净化后水质达排放标准
执行《医疗机构水污染排放标准》GB18466-2005处理预处理标准(表2),主要水质数据即:
(表2)综合医疗机构和其他医疗机构水污染物排放限质(日均值)
序号
控制项目
排放标准
1
粪大肠菌群数/(MPN/L)
≤500
2
PH
6~9
3
肠道致病菌
不得检出
4
不得检出
5
COD(mg/L)
≤60
6
BOD(mg/L)
≤20
7
SS(mg/L)
≤20
8
氨氮(NH-N)
≤15
9
动植物油(mg/L)
≤5
10
石油类(mg/L)
≤5
11
阴离子表面活性剂(mg/L)
≤5
12
色度
30
13
挥发酚(mg/L)
0.5
14
总氰化物(mg/L)
0.5
15
总汞(mg/L)
0.05
16
总镉(mg/L)
0.1
17
总铬(mg/L)
1.5
18
六价铬(mg/L)
0.5
19
总砷(mg/L)
0.5
20
总铅(mg/L)
1.0
21
总银(mg/L)
0.5
22
总α(Bq/L)
1
23
总β(Bq/L)
10
24
总余氯(mg/L)
0.5
注:
1)采用含氯消毒剂消毒的工艺控制要求为:
预处理标准:
消毒接触池接触时间≥1h,接触池出口总余氯3-10mg/L
(注:
脱氯处理:
直接排入水体的要求)
(2)污水处理站周边大气污染物控制浓度:
序号
控制项目
标准值
1
氨氮(NH3-N)(mg/L)
1.0
2
硫化氢(H2S)(mg/L)
0.03
3
臭气浓度(无量纲)
10
4
氯气(mg/L)
0.1
5
甲烷(CH4)(指污水处理站内最高体积百分数/%)
1
(3)污泥控制与处置
(3.1)栅渣、化粪池和污水处理站污泥属危险废物,应按危险废物进行处理和处置.
(3.2)污泥清淘前应进行监测,达到“医疗机构污泥控制标准”:
医疗机构
类别
粪大肠菌群数(MPN/g)
肠道
致病菌
肠道病毒
结核杆菌
蛔虫卵死亡率(%)
传染病医疗机构
≤100
不得检出
不得检出
>95
结核病医疗机构
≤100
不得检出
>95
综合医疗机构和其它医疗机构
≤100
>95
五、处理工艺的确定以及工艺流程说明
医院污水从广义上讲是属于生活污水,但是医院污水的特点是含有病原菌,因此其技术重点是把好消毒关。
而且对于医院废水而言,一般都含有对生物细菌有抑制作用和难以生物降解的药物成分,因此,可以考虑采用前面放置厌氧处理的工艺,先将难降解的有机物水解。
从经济和技术实用角度出发,很多工艺技术不适合医院污水处理。
现主要介绍,各方面较适合医院污水处理工艺技术,并以在实际工程中大量应用的:
特种废水预处理+低能耗的厌氧水解+生物接触氧化法为主体工艺,通过厌氧、好氧菌分解有机物达到降解去除医院有机污染物质与有害、有毒物质,出水再经过彻底消毒处理,达到消灭病菌、细菌、保障人体健康,消除有机污染物所引起的污染隐患的目的。
5.1工艺的选择
5.1.1生物处理工艺比选
表1不同生物处理工艺的综合比较
工艺类型
优点
缺点
适用范围
基建投资
活性污泥法
对不同性质的污水适应性强。
运行稳定性差,易发生污泥膨胀和污泥流失,分离效果不够理想
800床以上的水量较大的医院污水处理工程;800床以下医院采用SBR法
较低
生物接触氧化工艺
抗冲击负荷能力高,运行稳定;容积负荷高,占地面积小;污泥产量较低;无需污泥回流,运行管理简单。
部分脱落生物膜造成出水中的悬浮固体浓度稍高。
500床以下的中小规模医院污水处理工程。
适用于场地小、水量小、水质波动较大和微生物不易培养等情况。
中
膜-生物反应器
抗冲击负荷能力强,出水水质优质稳定,有效去除SS和病原体;占地面积小;剩余污泥产量低甚至无。
气水比高,膜需进行反洗,能耗及运行费用高。
300床以下小规模医院污水处理工程;医院面积小,水质要求高等情况。
高
曝气生物滤池
出水水质好;运行可靠性高,抗冲击负荷能力强;无污泥膨胀问题;容积负荷高且省去二沉池和污泥回流,占地面积小。
需反冲洗,运行方式比较复杂;反冲水量较大。
300床以下小规模医院污水处理工程。
较高
简易生化处理工艺
造价低,动力消耗低,管理简单。
出水COD、BOD等理化指标不能保证达标。
作为对于边远山区、经济欠发达地区医院污水处理的过渡措施,逐步实现二级处理或加强处理效果的一级处理。
低
从上表可以看出这些典型的废水处理工艺均各有其明显的优缺点,在具体工艺的选择时需要根据现场情况、业主条件、投资及运行费用、操作水平等多种因素综合比较才能确定最后合适的工艺路线。
本着适用性、投资、处理效果及管理方便等原则,故本方案推荐采用:
生物接触氧化法。
污水经厌氧处理后,进入生物接触氧化池。
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法和生物滤池之间的生物膜法工艺,接触氧化池内设有填料,部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面,部分则是以絮状悬浮生长于水中,因此它兼有活性污泥法和生物滤池的特点。
本装置中,污水经过厌氧生化反应,污水中部分有机污染物被厌氧菌分解或去除,然后污水进入生物接触氧化池。
池中设有半软性填料(即以硬性塑料为支架,上面缚以软性纤维),它可以防止生物膜生长后纤维结成球状后减小填料的比表面积。
对未分解完全的大分子有机物进一步处理,并滤掉大部分悬浮物,最后污水进入。
生物接触氧化池后设一沉淀池,节流随水流出的生物膜及悬浮污泥。
本生物接触氧化系统的曝气装置设在填料底部,采用鼓风曝气系统,这样可以增加有效容积,填料层间絮流激烈,生物膜更新快,活性高,不宜堵塞。
生物接触法工艺特征:
1)由于填料的比表面积大,池内充氧条件好,生物接触氧化池内单元容积的生物量都高于活性污泥法曝气池和生物滤池,因此生物接触氧化池具有较高的容积负荷。
2)由于相当一部分微生物附着生长在填料表面,生物接触氧化法不需要设有污泥回流系统,也不存在污泥膨胀问题,运行管理简便;
3)由于生物接触氧化池内生物固体量多,水流属于完全混合型,因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力。
4)采用的半软性填料,由变性聚乙烯塑料制成,既具有一定的刚性,也具有一定的柔性,能保持一定的形状,同事又有一定的扁你系那个能力。
具有良好的传质效果,对有机物的去除效果高,耐腐蚀,不堵塞,易于安装,易于挂膜。
5)操作简单、运行方便,易于维护管理,不产生污泥膨胀现象,也不产生滤池蝇。
6)生物接触氧化池处理技术具有多种净化功能,除有效地去除有机污染物外,对脱氮和除磷也有一定的效果。
5.1.2消毒工艺比选:
医院废水常用的消毒剂有氯化消毒剂、二氧化氯消毒剂和臭氧消毒剂等,氯化消毒剂主要包括:
液氯、漂白粉、漂白精、三合一、次氯酸钠等方式。
常用的医疗废水消毒方法比较详见表2。
表2常用消毒方法比较
优点
缺点
消毒效果
氯
Cl2
具有持续消毒作用;工艺简单,技术成熟;操作简单,投量准确。
产生具致癌、致畸作用的有机氯化物(THMs);处理水有氯或氯酚味;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
NaOCl
无毒,运行、管理无危险性。
产生具致癌、致畸作用的有机氯化物(THMs);使水的PH值升高。
与Cl2杀菌效果相同。
二氧化氯
ClO2
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。
ClO2运行、管理有一定的危险性;只能就地生产,就地使用;制取设备复杂;操作管理要求高。
较Cl2杀菌效果好。
臭氧
O3
有强氧化能力,接触时间短;不产生有机氯化物;不受pH影响;能增加水中溶解氧。
臭氧运行、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;基建投资较大;运行成本高。
杀菌和杀灭病毒的效果均很好。
紫外线
无有害的残余物质;无臭味;操作简单,易实现自动化;运行管理和维修费用低。
电耗大;紫外灯管与石英套管需定期更换;对处理水的水质要求较高;无后续杀菌作用。
效果好,但对悬浮物浓度有要求。
由于目前医院普遍采用的消毒技术为二氧化氯发生器进行消毒,且运行效果良好,故本环评重点介绍次氯酸钠和二氧化氯法。
①二氧化氯消毒工艺
二氧化氯是一种黄绿色至红色的气体,其味道比氯气味刺激性大,在水中的溶解度与水温的倒数1/t成线性关系。
二氧化氯与水中某些化合物不发生反应,也不生成某些氯化有机物,提高了二氧化氯消毒的效率。
二氧化氯对大肠杆菌、细菌、芽孢、病毒及藻类均有很好的杀灭作用。
二氧化氯对细胞壁有较好的吸附和透过作用,可有效地氧化细胞内含巯基的酶、抑制微生物需要的蛋白质的合成,其杀菌的有效性顺序为:
O3>ClO2>Cl2>氯胺;在水中稳定性为氯胺>ClO2>Cl2>O3,此外,pH值对大肠菌的杀菌效果影响不大,水质污染的轻重对ClO2的消毒效果影响也较小。
二氧化氯制备方法有隔膜电解法和化学法,电解法是利用食盐作为原料,通过特制的隔膜电解槽,发生气体或液体的二氧化氯;化学法是以氯气、酸式次氯酸钠的原料同亚氯酸溶液在二氧化氯发生器内进行化学反应生成二氧化氯溶液。
②次氯酸钠消毒法
次氯酸钠消毒法是利用商品次酸钠溶液或现场制备的次氯酸钠溶液作为消毒剂,次氯酸钠为淡黄色透明液体,具有与氯气相同的特殊气味,商品次氯酸钠是化工厂的副产品,也可用次氯酸钠发生器现场制备,其原料为食盐水,商品次氯酸钠水溶液的有效氯含量为10%~12%。
在废水中投加次氯酸钠可以获得与投加氯气相似的效果,即形成次氯酸,它们之间的区别只是次氯酸钠水解形成氢氧根离子,使水的pH值提高,其反应如下:
NaClO+H2OHOCl+Na++OH-
次氯酸钠是所测得的余氯中杀菌力最有效的成分,其原因是次氯酸比较容易渗入细胞壁,它的渗透速度类似于水的渗透速度,这是因为HOCl的分子比较小而且不带电荷,该方法具有价格低廉、使用方便、操作容易的特点。
5.2工艺的确定
(1)根据污水水质特点,采用:
“沼气化粪池+生物接触氧化池+沉淀池+二氧化氯消毒”的废水处理方法处理医院产生的废水。
该方法在各大医院有着广泛的应用,医疗废水经处理后能达到《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)排放标准。
(2)工艺流程
医院废水
格栅
沼气化粪池
调节池
消毒剂
污泥干化池
生物接触氧化池
沉淀池
二氧化氯发生器
ClO2
送至垃圾填埋场危险废物填埋专区填埋
消毒接触池
集水池
达标外放
图5-1:
污水处理工艺图
工艺流程说明:
医疗废水通过排污管道汇集到污水处理站,经过粗细两道格栅,滤除棉团、废渣、纸屑等大颗粒物质,避免后续处理堵塞。
之后经过沼气化粪池在此对大部分有机物进行降解。
污水进入调节池,调节池的作用是对污水水质和水量进行调节均化,使后续工艺面授其冲击负荷,出水经污水泵抽入生物接触氧化池。
生物接触氧化池里面填有半软性填料,污水中有机物在好氧条件下被好氧微生物氧化为CO2和H2,从而去除有机物;反应池内装有大量生物填料来作为生物载体,能极大地提高好氧微生物浓度,用三叶罗茨鼓风机作为供氧手段,曝气方式采用微孔型抱起,能提高养的利用率,大大节省能耗;污水经生化反应后,自流入沉淀池,生化段脱落的生物膜在此进行沉淀分离,上清液至消毒接触池,底部污泥排入污泥干化池;,消毒接触池采用ClO2进行消毒,消毒二氧化氯发生器产生的二氧化氯计量连续加至污水中,在消毒接触池内混合反应,污水和消毒剂接触停留1小时以上。
5.3污泥的处置
泥渣主要来自格栅井的栅渣、沉淀池的少量沉渣、沼气化粪池和生物接触氧化池的剩余污泥。
本系统产生的泥渣经污泥干化池干化后,送至垃圾填埋场危险废物填埋专区填埋。
六、预计处理效果
本方案中主要污染物的去除措施如下:
CODcr/BOD5的去除:
主要通过沼气化粪、好氧等生物降解法达到去除CODcr/BOD5的目的。
SS的去除:
主要通过格栅和沉淀池达到去除SS的目的。
NH3-N的去除:
主要通过生化时的硝化及反硝化作用达到去除NH3-N的目的。
表6-1:
各单元预计处理效果
污染物
名称
进口浓度
去除率(%)
排放
浓度
标准值
厌氧、好氧、沉淀
消毒
CODcr
300
85%
-
45
60
BOD5
150
90%
-
15
20
SS
120
85%
-
18
20
NH3-N
50
75%
-
13
15
粪大
肠菌群数
3×108个/L
-
>99.99%
<500个/L
500个/L
七、主要处理构筑物及设备(设计参数及设备选型)
根据业主提供资料,xxx医院污水处理站设计规模为:
40m3/d,按24小时连续运行,则小时处理量为:
1.67m3/h。
污水站管网设计、高程布置等满足远期医院扩建的污水处理容量,污水站旁边预留二期污水站用地。
7.1格栅池
功能:
拦截通过管网收集系统流入的废水中的较大悬浮物,以保障后续处理构筑物的正常运行。
设计参数:
设计流量:
40m3/d(1.67m3/h);
设计尺寸:
2.0×1.0×0.8m,共两座
结构:
地埋式钢混结构
位置:
至于生物接触氧化池进水端。
主要设备见下表:
名称
规格型号
单位
数量
备注
钢制粗格栅
非标制作,栅宽B=500mm,间隙10mm
件
2
不锈钢材质,采用人工清渣方式
钢制细格栅
非标制作,栅宽B=300mm,间隙5mm
件
2
不锈钢材质,采用人工清渣方式
7.2沼气化粪池
功能:
利用微生物的代谢制造一个相对的高温厌氧环境