长沙第一人民医院污水处理站设计方案.docx

1、长沙第一人民医院污水处理站设计方案1. 概 况1.1项目背景湖南省长沙市第一医院为改扩建的综合性医院。每天门诊、病房手术室、治疗室、各类检验室、病理解剖室、放射室、洗衣房、太平间、锅炉房等处排出相应数量医疗、生活及粪便的污水。依据医疗机构水污染物排放标准（GB18466-2005）及中华人民共和国水污染防治法，以上污水应予集中处理达到污水一级排放标准（2006年污水排放标准）。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。医院污水中含有一些特殊的污染物，如药物、消毒剂、诊断用剂、洗涤剂，以及大量病原性微生物、寄生虫卵及各种病毒，如蛔虫卵

2、、肝炎病毒、结核菌和痢疾菌等。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、手术遗弃物等污染物，还含有大量病菌、病毒和寄生虫，成份较为复杂。与工业废水和生活污水相比，它具有水量小，污染力强的特点。该废水如未经处理而直接排入水体，必然会污染水源，传播疾病。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。根据长沙市第一医院污水处理的实际情况，结合国家关于医院污水处理的有关法律法规及相关政策、技术规范、我公司设计出医院污水处理方案供院方选用。1.2. 项目建设的必要性医院污水中含有一些特殊的污染物，如药物、消毒剂、诊断用剂、洗涤剂，

3、以及大量病原性微生物、寄生虫卵及各种病毒，如蛔虫卵、肝炎病毒、结核菌和痢疾菌等。如任其排放，必然会污染水源，传播疾病。因此，根据国家法律法规和出于对公共安全的责任，建立医院污水处理站是必须也是必要的。1.3. 设计依据1.3.1中华人民共和国环境保护法及其它相关的法律、法规和章程1.3.2 中华人民共和国传染病防治法（中华人民共和国主席令第十五号）1.3.3建设项目环境保护管理条例 国务院令 第253号1.3.4中华人民共和国水污染防治法1.3.5医疗机构水污染物排放标准（GB18466-2005）1.3.6医院排放的污水水质水量1.4. 设计范围本方案设计范围包括污水处理厂界区内的全部工艺设

4、计和工程改造，不包括污水处理厂外的引水和排水部分，也不考虑污水处理厂的通讯、供热、采暖等辅助工程。包括：1.4.1：污水处理站构筑物布置和管网布置1.4.2：污水处理站工艺选择和流程及构筑物结构设计1.4.3：污水处理站管道连接和电路连接设计1.4.4：设备选型及安装设计1.4.5：污水处理站运营及管理规划1.5采用规范及引用文献医院污水处理技术指南国环发2003197号综合医院建筑设计规范 JGJ49-88 医院污水处理设计规范CECS07：2004室外排水设计规范（GBJ14-87）给水排水工程结构设计规范（GBJ6984）泵站设计规范（GBT5026597）建筑给水排水设计规范（GBJ1

5、5-88）给水排水工程管道结构设计规范水工砼结构设计规范（SDJ2O78）混凝土结构设计规范 GB50010-2002给水排水工程结构设计规范（GBJ6984）建筑设计防火规范（GBJI687）建筑设计防水规范 建筑地基基础设计规范（GBJ789）工业企业噪声控制设计规范（GBJ8785）给水排水制图标准 GB/50106-2001总图制图标准 GB/50103-2001建筑制图标准 GB/50104-2001建筑结构制图标准 GB/50105-2001给水排水工程概预算与经济评价手册环境工程设计手册水处理工程师手册水污染的工程风险分析水处理剂概论2. 设计背景2.1 设计水质与水量 2.1.

6、1：污水水量医院总务科根据现有用水量统计资料，结合医院职工楼生活污水与医院医疗污水相分离的实际情况，在考虑有一定的发展余量的基础上，医院污水处理站设计规模确定为：640吨/天，每天运行16小时，即每小时40吨。 2.1.2：污水水质医院污水由于其排放的不均匀性，污水水质随时间、季节的变动较大，污水水质的合理确定关系到污水处理设施的设计和建设是否合理、可靠，关系到是否能够达到污水的处理要求，故此污水水质必须合理取值，由于医院缺乏相应污水水质数据积累，提出下表为相近医院污水水质数据，以供参考：医院名称CODcrBOD5SS氨氮大肠菌群上海青浦区中心医院395165350326.3106宜兴市人民医

7、院320153285285.9106马鞍山中医院1202902.4104注：上表数据单位除大肠菌群数为个/L外，其余均为mg/L。从上表分析，从上表分析和根据我公司在医院污水处理上的经验，参照三家医院污水水质数据，综合确定湖南省长沙市第一医院污水处理站设计进水水质如下表：参数名称CODcrBOD5SS氨氮大肠菌群水质数据350160300306.0106注：上表数据单位除大肠菌群数为个/L外，其余均为mg/L。2.2 处理程度要求根据湖南省长沙市保护局对医院污水处理的要求，该医院污水排放执行医疗机构水污染物排放标准GB18466-2005中一级排放标准后排入市政污水管道，具体水质指标如下表：参

8、数名称CODcrBOD5SS氨氮大肠菌群水质数据60202015500注：上表数据单位除大肠菌群数为个/L外，其余均为mg/L。去除率见下表：水质参数进水（mg/l）出水(mg/l)去除率%CODcr3506083%BOD51602087.5%SS3002093%NH3-N301550%大肠菌群数6.010650099.99%2.3 处理目标和方式的确定医院污水处理的目标主要二点：一、有机污染物的去除（如COD，BOD，SS等），二、细菌和病原体的杀活。因此医院污水的处理设计主要围绕降解去除有机污染物和消毒杀菌展开。根据医疗机构污染物排放标准（5.5；5.6）和医院的实际情况，采用二级处理+消

9、毒工艺处理医院排放的污水。2.3 设计原则2.3.1贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法律、法规、规范及标准，结合医院的具体情况，采用先进、实用、成熟、可靠的处理工艺，满足水质、水量波动和可生化性较差的进水要求，确保废水处理后达标排放；2.3.2根据设计进水水质和出厂水质要求，所选污水处理工艺力求技术先进成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理，确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用；2.3.3最大程度上的降低处理成本和保证系统稳定运行；2.3.4妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥，避免造成二次污染；2.3.5为确保工程的可靠性及有效性，提高自动化水

10、平，降低运行费用，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件；2.3.6采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理；做到技术可靠、经济合理；2.3.7平面布置力求在便于施工、便于安装和便于维修的前提下，使各处理构筑物尽量集中，节约用地，扩大绿化面积，并留有发展余地；3. 工艺选择3.1 工艺比较与论证有机污染物处理工艺主要有二大类：一是物化法，一是生物法。物化是通过物理化学的方法去除污水中的有机物，主要有混凝沉淀法，湿式催化氧化法，臭氧氧化法等。生物法是通过微生物的活动降解有机污染物，使之成为二氧化碳、水等，主要有生物接触氧化法、活性污泥法、SBR法、氧化沟法、A/O法等。下面就挑选适合小型污水处

11、理，具有一定代表性的物化处理法混凝沉淀法，生化处理法生物接触氧化法列表比较如下：比较项目生物法生物接触氧化法物化法混凝沉淀法作用原理通过微生物的吸附、降解等生命活动，使有机污染物转化为二氧化碳和水混过混凝剂的絮凝、吸附等作用，使有机物形成沉淀与水分离。能去除有机物的形态能去除悬浮态、胶体态和溶解态等形态存在的有机物，且能脱除氨氮。只能去除悬浮态和胶体态形态存在的有机物，不能脱除氨氮主要处理单元接触氧化池、沉淀池混凝反应池、沉淀池主要配套设备污水泵、沉淀池配件、鼓风机、生物填料、曝气头污水泵、搅拌反应机、沉淀池配件、溶解投药装置等劳动强度，500吨/天规模人员配置日常工作为循视检查，配备1名操作

12、管理人员即可。日常工作为循视检查、搬运配置药品、外运污泥等，至少需配置6人处理效果达标情况处理效果稳定，耐冲击负荷能力强，能稳定达到一级排放标准处理效果不太稳定，受进水水质影响较大，尚能达到二级排放标准，运行不稳定。国家技术政策用生物法处理是我国污水处理的技术路线。不推荐采用污泥产量污泥产量少，泥质稳定，不易腐败。污泥产量约为生物法的6倍，且泥质不稳定，易腐化变质，易产生污泥的二次污染。吨水投资(500吨/天规模)1400元1000元吨水运行成本(500吨/天规模，没考虑消毒药剂消耗)0.434（其中电费：0.334元，人工费：0.10元）0.665（其中电费：0.202元，人工费：0.20元

13、，药剂费：0.263元） 从上表比较中可以看出，生物处理法具有处理效果稳定，可达稳定到国家一级排放标准，劳动强度低，无污泥二次污染产生，能脱除氨氮，虽然一次性投资较物化法高一些，但日常运行成本约为物化法的一半，每年可省运行成本5.5万元，且采用生物法处理医院污水符合国家污水处理技术政策。因此污水的有机物处理采用生物处理工艺。3.2生物处理法综述生物处理法是使用最广泛的一种污水二级处理方法。被广泛应用于各类污废水处理之中。它是去除污水中有机污染物最有效、最经济的一种方法，具有处理能力大、处理效率高、运行费用低、抗冲击负荷能力强等优点。用生物法处理是我国污水处理的技术路线。生物法的处理效果很大程度

14、上取决于污水的可生化性。测定污水的BOD5/CODCr值是鉴定污水可生化性的最简便且最常用的方法，其判定依据通常如下表所示：BOD5/CODcr0.250.300.40可生化性不宜生化较难生化可生化好本工程污水除少量医院消毒、试验污水对生化有抑制作用外，大部分污水为日常生活污水，从污水的BOD5/CODcr为0.46，可见从BOD5/CODcr比值这个角度说明污水生化性能较好，采用生物处理工艺是可行的。生物处理法另一个作用是生物除氮，在正常情况下氨氮的去除率均可达70%左右。但是，能否采用生物除氮工艺取决于生物处理过程中自身营养能否平衡。BOD/TN比值是判断能否采用生物脱氮的主要指标，其值越

15、大，反硝化进行越快，越有利于脱氮。经验认为，保证足够碳源的最低BOD5/TN为1-2时，TN去除率最高能达到50%左右。本工程的BOD5/TN大于3，结合我国现有污水处理厂站的处理效果，可以相信污水完全可以采用生物除氮工艺。3.3生物处理法比较与选择目前生活污水的生物处理技术发展较快，类型较多，除广泛使用的传统活性污泥法外，近年来针对小型污水处理站国内外应用较多的有生物接触氧化法、A/O法、SBR法等。由于本项目为改建项目，有较多的前题和限制，诸如建设场地、构建筑物形式、高程等均有较多限制，同时也要考虑充分利用原有构建物，以达到节省工程投资的目的，故此选择生物处理工艺应遵循如下原则：a) 适用

16、于小规模污水生化处理，处理效果稳定可靠；b) 结构紧凑，占地面积最小；c) 运行管理方便，运转方式灵活；d) 可全部充份利用原有污水处理单元；为了选择本工程最适合的处理工艺，对目前常用的适于小规模污水生物处理工艺进行比较分析和选择。（1） 生物接触氧化法生物接触氧化法也称淹没式生物滤池，其主要特点是在反应器内设置填料作为微生物的载体，使反应器内保持一个相对高的保持量，进而可提高处理效率，其反应器可设计得相对较为紧凑，可大幅度减小反应器池容，减小占地面积。其反应原理为反应器内附着填料生长的生物膜的吸附、氧化等作用，将污水中有机污染物逐步氧化成二氧化碳、水和细胞物质，污水得到净化。同时控制氧化池内

17、溶氧水平，保证污水中氨态氮由硝化细菌转化为硝态氮。生物接触氧化法由于反应器内微生物量大，能耐受较大的水质冲击，较适用于医院污水这类偶有有毒有害物质排出的污水，故而可保持一个较稳定的处理效果。污泥龄长，污泥产量低，具已稳定处理，污泥产量低。最重要的是设计的结构紧凑的生物处理池体可在很小的改建场地内进行布置，且可全部利用原来的已建设施(污水处理池，污水消毒池)，并可在高程上有机结合。因此本改造工程推荐采用。（2） A/O法（缺氧/好氧）工艺该工艺是在普通的活性污泥法基础上研究开发的，其好氧池是与普通曝气池相似的推流池。在好氧池内可完成对含碳有机物的氧化、含氮有机物的硝化和聚磷菌对磷的大量吸收；其缺

18、氧池容积较小，但由于它与好氧池的结合使用，所以使处理系统具有一定的除磷作用和抗冲击负荷能力等优点。但A/O法若应用在本改建工程中，存在几点不足，首先是其属于延时曝气工艺，曝气时间相对较长，反应器容积相对较大，无法在有限的改造区域内进行布置；其次是由于反应器内活性污泥浓度有限，进而导致缓冲医院污水中有毒有害物质能力有限，容易造成处理效果不稳定。因此本改建工程不推荐。（3） SBR法 SBR(Sequencing Batch Reactor)是一种利用微生物在反应器中按照一定的时间顺序间歇式操作污水处理技术。这种技术本身是活性污泥法的一种，但又与活性污泥法的操作过程根本不同。这种技术集曝气、沉淀于

19、一池，而不需要设置二沉池及污泥回流设备，也无需初沉池。在该系统中，反应池在一定时间间隔内充满污水，以间歇处理方式运行，处理后混合液沉淀一段时间后，从池中排除上清液，沉淀的生物污泥则留于池内，用于再次与污水混合处理污水，这样依次反复运行，则构成了序批式处理工艺。典型的SBR系统分为：进水、反应、沉淀、排水与闲置5个阶段。该工艺也较适用于中小型污水处理工程。但具体应用到本改造工程中，存在有一定的问题，首先是不能在高程上充份原有消毒池；其次是集中间歇排水，直接导致污水消毒单元容积增大1倍，操作控制不便；再次是SBR池容积利用率低，占地面积大，在现有场地上无法布置。因此本改造工程不推荐。3.4消毒工艺

20、选择 医院污水中，不同程度地含有多种病毒、病菌、寄生虫卵和一些有毒、有害物质。如果不经过消毒，这些病毒、病菌和寄生虫卵在环境中将成为一个集中的污染源，可能引起多种疾病的发生和蔓延，严重危胁人们的身体健康。通过流行病学调查和细菌学检验证明，国内外历次大规模的传染病爆发流行，几乎都与饮用或接触被污染的水有关。医院污水中病原体的含量大，对环境理化因素抵抗力强，因而在环境中的存活率比较高，有文献资料证明，肠道传染病的病原体可以在各种外界环境中长期生存，因此，医院污水的消毒是医院污水处理中的关键的一步。消毒杀菌方法较多，目前较为成熟常用的方法有氯系消毒法，臭氧消毒法、紫外线消毒法等，对各处理方法列表比较

21、如下：比较项目氯系消毒法臭氧消毒法紫外线消毒法作用原理氯分子使细菌、病毒蛋白质变性失活臭氧分子使细菌、病毒蛋白质变性失活紫外线细菌、病毒蛋白质变性失活应用范围饮用水、污水、工业给水等饮用水、污水、工业给水饮用水、工业给水出水是否有剩余抑毒杀菌能力有无无作用速度较快较快快投资高低中等最高较低由上表比较，结合医院污水消毒处理要求有一定剩余消毒杀菌能力的特点，本方案选用的消毒工艺采用氯系消毒法。氯系消毒法也有多种，主要有二氧化氯消毒法（有电解法和化学法二种）、液氯消毒法、次氯酸钠消毒法等。液氯虽然价格较低，但安全性较差，易于泄露，且氯与有机物作用会生成有机卤代物，进入水体后造成新的污染，威胁人类健康

22、。次氯酸钠发生器虽然没有以上的危险，但其关键部件易损坏，体积大，电耗和盐耗都较高，操作管理不便。二氧化氯被世界卫生组织（WHO）确认为一种安全高效的强力杀菌剂（二氧化氯消毒杀菌能国约为氯的2.6倍），它对经水传播的病原微生物，包括耐氯性极强的病毒、芽孢及水路系统中的异养菌、硫酸盐还原菌和真菌等均有很好的消毒效果。二氧化氯的杀菌速度快，只要几分钟就可使杀菌率达到99%以上，二氧化氯还可以与污水中的部分有机物反应，降低污水的臭味，且不易生成三卤甲烷等致癌物质。消毒后形成的二氧化氯残余量可防止细菌的再度繁殖。二氧化氯有二种方法制备，一种是电解法，一种是化学法，由于化学法较电解法设备投资低，运行管理方

23、便，本方案拟采用化学法发生二氧化氯消毒法。3.5结论根据设计原则和目标及各种工艺的选择和比较，综合考虑，本方案选择接触氧化工艺+化学法二氧化氯消毒工艺的组合。4. 方案设计污水处理厂按日处理量640T/d规模规划。 近期总变化系数：K=2 最大时设计流量：Q=80m3/h 平均时设计流量：Q=40m3/h4.1工艺流程设计根据实际的工程应用，污水处理工艺按处理步骤可分为三个部分：(1)预处理部分医院污水经化粪池收集后进入隔栅井，通过隔栅将较大粒径的悬浮物和漂浮物截留并去除，防止水泵被堵塞，保证后续设备的稳定运行。传染病室污水经消毒后排入化粪池收集。经过调节池均匀水质水量及水解酸化作用等预处理，

24、泵入生化池进行生物处理。（2）生物处理部分 污水经过预处理后从调节池泵入接触氧化池。池内设有填料，绝大多数微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分则是絮状悬浮生长于水中，因此它兼有活性污泥和生物滤池的特点，是活性污泥法的加强。接触氧化池中填料表面为生物膜所布满，形成了生物膜的主体结构，由于丝状菌的大量滋生，形成一个立体结构密集的生物网，污水在其中通过，类似“过滤”作用，能够有效地提高净化效果，生物填料的添加成数十倍提高生物与污水接触的表面积，因此在较小的池容内可以提供很大的生物量，从而大大减小生物反应池的容积，节省投资。生物接触氧化法对冲击负荷有较强的适应能力，在间歇运行的条件下，仍能保持

25、良好的处理效果，具有运行操作简便，易于维护管理，耐冲击负荷能力强，不易产生污泥膨胀，产泥量较少，易于泥水分离的优点，适合医院污水处理运行维护人员投入低、出水水质稳定性要求高的特点。接触氧化池设有放空管连接到化粪池，便于系统检修。（3）后处理部分 接触氧化池出水进入二沉池进行泥水分离，清水溢流进入消毒池，通过折流混合工艺使污水与消毒剂在池中混合杀灭菌体；本设计采用自动控制投加二氧化氯到消毒池中混合后经氧化还原反应脱氯；出水经过消毒处理后出水进入集水池，集水池设取样口供水质监测，集水池出水排放进入指定的市政排水管网。二沉池下设有泥斗，沉淀下来的污泥通过管道部分回流进接触氧化池来提高接触氧化池的生物

26、总量以确保处理效果，多余部分泵入污泥储池，经消毒后外运填埋处理。4.2工艺流程图：4.3构筑物设计4.3.1 化粪池主要作用：沉降污水中悬浮物，确保污水进行厌氧消化，末端设细格栅阻隔粗杂、漂浮物，保证水泵及后续处理构筑物和设备的顺利进行。该池由院方在基建工程中自建。化粪池污泥每半年启运一次建议设计参数为水力停留时间：T36h。池型：三室化粪池。4.3.2 隔栅井主要作用：拦截较大的飘、悬浮物，保护水泵及其它主体设备。保证后续设备的稳定运行。设计说明：考虑到医院污水会有部分手术残留物和其它杂质混入排入化粪池，并且经常会有塑料薄膜等难降解或者未降解的杂物随污水流入污水处理系统，导致水泵堵塞等事故发

27、生，同时考虑到去除部分COD等以降低系统负荷，确保系统达标运行，故在污水进入调节池之前设立隔栅井进行拦截。同时因为化粪池出水带有难闻的气味，隔栅井采用地埋式结合排气管结构。设计过栅流速： 0.7m/s设计最大时流量： 80m3/h格栅井尺寸： 1.51.21.2m数量结构： 1座，钢混。配套设备：机械格栅，型号GSHZ-300，格栅间隙5mm，功率0.17kw，数量1台，配套前后电动闸门2台，以备检修。4.3.3 调节池 主要作用：调节水量，均化水质，保证后续处理的稳定运行并有一定的水解酸化作用，能去除部分杂质。 设计说明：因为医院污水的水质水量日变化较大，当这个变化大于生物处理部分的微生物所

28、能承受的其生存环境变化的极限时，能导致微生物大量死亡甚至生物处理系统的崩溃。因此将水质水量均化后稳定在一定的数值内，保持微生物生存环境的稳定，才能确保生物处理系统的稳定运行。同时在调节池中添加部分厌氧生物，进行水解酸化，可以提高污水的可生化性。因调节池在水解酸化作用下会有部分难闻气体散发，因此采用地埋式结合排气管结构。池底装有穿孔曝气管连接鼓风机曝气对污水进行搅拌，避免污泥沉淀。调节池每年启运一次。停留时间： 4.5h有效容积： 180m3有效水深： 3.2m结构尺寸： 104.54.0m数量： 1座，钢混。调节池内设5%坡向集水坑；配置潜水排污泵二台，一用一备，低水位自动停机保护，中水位自动

29、开启1台污水泵，水量高于警戒水位时自动开启2台污水泵。配套设备：自吸无堵塞排污泵：型号WQ20-7-2.2,扬程7m,功率1.1KW，数量2台，一用一备。4.3.4 接触氧化池 主要作用：是本污水处理系统的核心部分，通过池中极大量的微生物将水中的污染物降解同化，达到将污水净化的目的。在系统稳定运行的情况下，出水经过沉淀作用泥水分离和消毒后，可以确保达标排放。 设计说明：接触氧化法是活性污泥法的改进，是上个世纪八十年代引进我国并迅速开始大量工程应用的新型污水处理技术。克服了活性污泥法丝状膨胀等的弊端，并提高了系统的生物容量和系统运行的稳定性。该技术可以确保出水经过泥水分离和消毒后达到医疗机构水污

30、染物排放标准（GB18466-2005）的排放要求。考虑到因为生产技术的局限性，接触氧化法在工程应用中曾出现过曝气头堵塞及防腐工作未到位或者使用年限过长导致曝气管道和填料支架腐化等问题，因此设有放空管道，方便进行系统检修。（一般两年左右检修一次） 池体采用双池串联结构，通过控制曝气量，两池分别完成好氧和兼氧的生物处理过程，使水中杂质去除更加彻底。有效容积： 120m3 1（单池）总停留时间： 6h结构尺寸： 655m（单池）有效水深： 4m填料高度： 3.0m填料容积负荷： 1.1kgCOD/m3d气水比： 15：1数量： 2座，钢混配套设备： （1）弹性生物环组合填料：型号16080，数量180 m3。（2）罗兹鼓风机：型号：TSD-100，配套电机型号：Y132S-4，功率：5.5KW，数量：3台，两级串联，两用一备（3）曝气器：型号：MYB-，直径：21.5cm，数量：120个4.3.5 二沉池 主要作用：泥水分离。 设计说明：因为接触氧化法是活性污泥法的加强，为了提高和稳定生物处理的效果，特别是前期培菌挂膜时保证微生物的量，水体中混合有相当数量的活性