某医院污水处理厂设计毕业论文.doc
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某医院污水处理厂设计毕业论文
目录
摘要 I
ABSTRACT II
1绪论 1
2污水水质情况 2
2.1污水日排放量及组成 2
2.2污水的水质情况 2
2.3设计进出水质 3
3项目设计 4
3.1工程要求 4
3.2工程围 4
3.3.1设计思路 4
3.3.2设计原则 4
3.4设计标准 6
3.5建设规模 6
4处理工艺 7
4.1工艺分析 7
4.2工艺流程选择 8
5工艺单元描述 9
5.1格栅 9
5.2调节池 9
5.3水解酸化池 9
5.4提升泵 10
5.5CASS池 10
5.6接触消毒池 13
5.7污泥浓缩池 13
5.8自动控制 13
5.9平面布置及高程布置设计 14
5.9.1平面布置原则 14
5.9.2高程布置的任务及原则 15
6主要构筑物设计及配套设施 16
6.1格栅设计计算 16
6.1.1粗格栅 16
6.1.2中格栅 18
6.2调节池计计算 20
6.3水解酸化池计计算 22
6.4CASS池计计算 23
6.5污泥浓缩池计计算 26
7辅助构筑物的设计及说明 29
7.1污水提升泵设计 29
7.1.1设计说明 29
7.1.2设计选型 29
7.2鼓风机房设计 29
7.2.1设计说明 29
7.2.2设计选型 29
7.3污泥脱水间设计 29
7.3.1设计选型 29
7.4接触消毒池设计 30
7.5操作间及设备房 30
7.6配管设计 30
7.6.1设计围 30
7.6.2设计依据 30
7.6.3管材选择 30
7.6.4管道连接 31
7.6.5阀门、管件的选择 31
7.6.6敷设方式 31
7.7处理药剂选择 31
7.8监测化验 31
7.9土建工程 31
7.9.1建筑设计 31
7.9.2建筑材料 32
7.9.3防腐 32
7.10供电工程 32
7.10.1用电负荷分布 32
7.10.2计量方式与保护方式 33
7.10.3供配电设备选型 33
7.10.4电力输送方式 33
7.10.5接地保护 33
7.11仪表及自控 33
7.11.1概述 33
7.11.2仪表供电 33
7.11.3设备清单及主要构筑物 33
7.12污泥处置 35
8工程量、工程造价及运行成本 36
8.1土建部分投资估算 36
8.2污水处理运行费用 37
8.2.1电费 37
8.2.2药剂消耗费（药剂主要为盐酸、氯酸钠） 37
8.2.3人工费用 37
8.2.4工程量、工程造价及运行成本 38
9结论与建议 39
参考文献 40
致谢 41
1绪论
医院污水来源及成分复杂，危害性大，污水中含有大量的病原细菌、病毒和化学药剂，具有空间污染、急性传染和潜伏性传染的特征[1]。
如果含有病原微生物的医院污水，不经过消毒处理排放进入城市下水管道或环境水体，往往会造成水体的污染，引发各种疾病及传染病，严重危害人们的身体健康。
对医疗污水、污物进行无害化处理是创建百姓放心医院，绿色医疗环境的在要求。
因此对污水和污物按照国家规定的标准进行无害化处理从根本上杜绝了由医疗污水、污物发生的再传染和再感染对于控制和防治传染病的发生意义十分重大。
医院废水及医疗废物管理工作是医院当前和今后管理工作的重要组成部分，是医院经济可持续发展战略的重要保证，是医疗卫生机构管理者不可忽视的重要工作。
医院环境保护的好坏，关系到人民群众的身体健康甚至生命安全，更关系到改革发展稳定的大局。
因此，研究和解决新形势下医院废水及医疗废物管理工作中出现的新情况和新问题，对进一步做好医院环境保护工作具有重大现实意义。
一些医院废水和医疗废物处理处置还没有达到无害化处理的要求。
主要表现在：
设施不全、设备老化，废水管网渗漏，个别医院甚至无医疗废水处理设施或废水处理设施不能正常运行。
医院废水管理现状，针对医院产生的废水含有大量的细菌、病毒和污染物，医院废水处理设施的自动化程度和完好率是医院废水无害化处理排放的可靠保证。
目前，我国医院废水处理设备普遍采用的是加氯机，二氧化氯发生器和臭氧发生器等设备，这些设备基本可以采用自动化操作方式，部份医院已经采用废水集成化处理设备，该设备整套装置全密闭运行，绝无水、气等二次污染，采用集成模块化设计，全自动报警，消毒杀菌采用多元二氧化氯协同消毒，消毒杀菌率达99．99％以上，因此，医院处理后的废水排放基本都能符合《传染病防治法》的有关规定和GBl8466—2001《医疗机构污水排放要求》。
.专业.专注.
2污水水质情况
2.1污水日排放量及组成
目前该医院污水平均排放量约3000m3/d,主要污水来源是：
化验、试验、检验、手术等科室的含菌废水；病房区、办公区生活废水。
2.2污水的水质情况
从医院各部门的功能、设施和人员组成情况可以看出医院污水比一般生活污水的排放要复杂的多。
不同部门科室排出的污水成分和水量也是各不相同的。
各部门排水情况及主要污染物见下表：
表1为医院各部门排水情况及主要污染物
部门
污水类别
主要污染物
SS
COD
BOD
病原体
放射体
重金属
化学品
普通病房
生活污水
△
△
△
传染病房
含菌污水
△
△
△
△
△
动物实验室
含菌污水
△
△
△
△
△
放射科
洗印废水
△
△
△
△
△
口腔科
含汞废水
△
△
门诊部
生活污水
△
△
△
肠道门诊
含菌污水
△
△
△
△
△
手术室
含菌污水
△
△
△
△
△
检验室
含菌污水
△
△
△
△
△
△
洗衣房
洗衣废水
△
△
△
△
锅炉房
排污废水
△
△
汽车库
含油污水
△
△
太平间
含菌污水
△
△
△
△
同位素室
放射性污水
△
△
△
宿舍
生活污水
△
△
△
食堂
含油污水
△
△
△
浴室
洗浴污水
△
△
△
解部室
含菌污水
△
△
△
△
△
注：
SS为悬浮固体；BOD为生物化学需氧量；COD为化学需氧量。
△表示有污染物。
2.3设计进出水质
根据《给水排水手册》和环境工程设计要求确定污水进水水质。
污水处理后，出水水质达到国家规定的GB8978—1996《污水综合排放标准》中的一级排放要求，进、出水水质见下表：
表2污水进、出水水质
项目
进水水质
出水水质
综合污水
《污水综合排放标准》
一级排放标准
CODCr（mg/L）
500
100
BOD5（mg/L）
150
20
NH3-N（mg/L）
35
≤15
SS（mg/L）
180
≤70
pH
5-10
6-9
余氯（mg/L）
9
＜0.5
粪大肠菌群数（个/L）
≥200000
≤500
.专业.专注.
3项目设计
3.1工程要求
（1）某医院作为文教卫生单位，对环境要求很高，因此在设计时要考虑设施的主题美观，也要尽量对环境的影响如噪音、异味等降到最低。
（2）污水处理不能就地产生二次污染。
（3）污水处理设施能够耐高峰冲击负荷。
（4）操作控制要求实现自动化。
3.2工程围
污水处理主体设施（工艺、设备和工艺构筑物、建筑、土建）、电气与检测自控、显示控制台及流量及液位检测、劳动安全卫生、通讯等属于设计围。
3.3设计思路和原则
3.3.1设计思路
（1）根据该医院污水排放变化系数较大的水质特点，采用合理、先进、稳定和便于长期稳定维护管理的处理工艺；
（2）在保证处理效果的前提下，系统尽可能紧凑，并尽量降低工程投资成本；
（3）污水处理设施设备应用节能优质高效产品，确保工程质量；
（4）系统长期运行经济、可靠；
（5）系统经久、耐用。
设计考虑三个方面：
1、废水的水量大小；2、废水中COD、BOD5、pH、SS以及色度的浓度值，判断废水的污染浓度；3、判断废水的BOD/COD，判断废水的可生化性。
3.3.2设计原则
通过对医院污水的调查测试分析表明，医院污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水量，所以其COD、BOD5指标一般低于城市生活污水，其大肠菌与粪大肠菌含量与生活污水相近，但由于医院消毒剂用量多，并有化验、试验、检验、手术等各种科室，其污水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，医院污水治理的原则如下：
（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、对可能排出大量传染病病原菌的传染病医院、结核病医院和传染病房及受到传染病病菌原菌污染的污水要求进行严格的消毒处理[2]，达到相应的医院污水排准方可排放。
在可能的情况下，受传染病病菌原菌污染的污水应与其他污水分开，以减少消毒剂用量及增强消毒效果。
（2）对含有某些化学物质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）对医院综合污水应视其排污去向，按不同的要求进行处理，达到排放标准后，方可对外排放。
直接或间接排入不同水体的医院污水应按其受纳水域功能要求，执行一级、二级排放标准，通常需要进行二级生物处理，对排入末端有城市市政污水处理厂的城市下水道的医院，除含有致病菌和某些特殊污染物医院污水外，一般同生活污水相近，可不作单独处理，达到排入下水道的标准即可排入城市下水道。
（5）医院含菌污水消毒所选取用消毒剂尽量安全可靠，操作简单，费用低，效率高，要结合当地条件选取用，在城市和人口稠密的地区，一般可选用次氯酸钠、漂粉精作为消毒剂，在商品供应困难的地区可采用现场制备的小型次氯酸钠生产设备，为减少有机氯化合物污染也可采用二氧化氯发生器进行生产二氧化氯，或采用臭氧、紫外线等消毒污水。
液氯是最廉价的消毒剂，在供应方便且能确保安全的情况下，在人口不太稠密的地区可采用。
（6）加强医院用水管理，节约用水，减少污水排放量，在水资源紧的有条件地方可采用水的再生利用。
（7）为防止医院污水输送过程中的污染与危害，在医院落必须就地处理。
（8）全面考虑综合性医院和传染病菌房污水达标排放的基本要求，同时加强风险控制意识，从工艺技术、工程建设和监督管理等方面提高处理突发事件能力。
（9）选用经实践检验，对污水处理效果好的污水处理工艺，确保该污水处理设施一次性达到国家一级排放标准。
（10）根据进污水处理场污水水质及达标水质要求，选用适合医院实际的先进的、成熟的污水处理新工艺、新技术、新设备和新材料，以达到低能耗、低运行费、低基建、少占地、管理方便、运行稳定、工期短的目的；
（11）采用先进、可靠的自动化控制技术，提高污水处理场管理操作水平，保证污水处理场运行在最佳状态，监控仪表能运行稳定，维修方便，操作简便。
（12）选用质量好、价格低、效率高的污水处理专用设备，减少维护工作量，增强运行的稳定性；
（13）采用先进的节能技术，降低污水处理场的能耗及运行成本；
（14）工艺流程先进、简洁、可靠，便于操作管理；
（15）污水处理场总体布局、统一规划,与医院周围环境相协调。
3.4设计标准
《中华人民国环境保护法》
《中华人民国环境污染防治法》
《中华人民国清洁生产促进法》
《医院污水处理设计规》（GB50010-2002）
《综合医院建筑设计规》（GB50010-2002）
《建筑结构荷载规》（GB50009-2001）
《混凝土结构设计规》（GB50010-2002）
《建筑地基基础设计规》（GB50007-2002）
《建筑抗震设计规》（GB50011-2001）
《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）
《给水排水工程结构设计规》（GBJ69-84）
《室外排水设计规》（GBJ14-87）
《低压配电装置及线路设计规》（GBJ54-83）
《城市区域环境噪声标准》（GB3096-93）
3.5建设规模
根据某医院污污水处理系统按日均排水量3000m3/d以及污水排放的特点和排放水质的要求，污水流量总变化系数1.3，则设计处理流量为3900m3/d。
.专业.专注.
4处理工艺
4.1工艺分析
现在废水处理工艺众多,但其中较典型的有以下几种：
（1）活性污泥法工艺
以往的生物处理[3]工艺主要目的是降低污水中以BOD、COD等综合指标表示的好氧有机污染物质，随着水体富营养化问题的日益严重，氮、磷等无机污染物的危害引起了人们的足够重视，使得缺氧—兼氧—好氧工艺应运而生。
（2）氧化沟工艺
因其构筑物呈封闭沟渠而得名，属于活性污泥法的一种改型，能够同时实现有机物氧化、氮硝化。
目前常用的几种商业性氧化沟有荷兰DHV公司60年代开发的Carrousel氧化沟，美国Envirex公司开发的Orbal氧化沟，丹麦Kruger公司发明的DE氧化沟等。
在我国，氧化沟工艺是使用较多的工艺。
（3）A-B法
该工艺由德国亚琛大学Bohnke于70年代中期开创，该工艺可以同时实现除磷脱氮，并具有较强的抗冲击负荷能力。
（4）SBR工艺
SBR实际上是出现最早的活性污泥法，早期局限于实验研究阶段，但到近十年来，由于自动控制、生物选择器、机械制造方面的技术突破才使得这一工艺真正应用于生产实践，目前该工艺的应用正在我国逐步兴起。
（5）曝气生物滤池工艺
该工艺是90年代初形式发出来的新型微生物附着型污水处理技术，它的优点是同时完成生物处理与固液分离，减少了占地面积、工程投资和运行费用，并可能过调整滤池结构形式而成为具有脱氮、除磷功能组合工艺。
该工艺是目前最具有前景的工艺之一。
（6）生物接触氧化法
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体污水处于流动状态，以保证污水同浸没在污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。
生物接触氧化法中微生物所需的氧常通过鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，近填料壁的微生物由于缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，形成生物膜的新代谢，脱落的生物膜将随出水流出池外等。
4.2工艺流程选择
选择污水处理工艺，首先应考虑处理工艺的实际效果，必须使处理工艺的去除效果满足污水处理程度的要求，使污水处理场出水水质达标。
在《污水综合排放标准》GB8987-1996标准中，除了对CODcr、BOD5、SS提出更严格的要求外，医院废水对消毒工艺也有很高的要求，污水必须经过消毒处理达标方可排放。
在选择污水处理工艺时，还要考虑工艺的可靠性、稳定性。
在保证达标前提下，则应考虑工艺的经济指标。
投资少、运行费用低的工艺是首选，另外，占地少、工艺流程短、运行管理方便亦是选择工艺时应注意的问题。
因此本项目采用以CASS池为主体的处理工艺其具体工艺流程如下（图1）：
医院污水
格栅
提升泵
调节池
水解酸化池
CASS池
集泥池
排放
污泥浓缩池
污泥脱水间
图1某医院污水综合水处理工艺流程
加药间
接触消毒池毒间
.专业.专注.
5工艺单元描述
医院污水经格栅去除水中大的悬浮物和漂浮物由提升泵提升进入调节池，均化水质水量，然后进入水解酸化池[4]，以减小有机物分子量，产生不完全氧化的产物，有利于后续的好氧段处理。
污水进一步流入CASS池，经曝气阶段（由曝气装置向反应池充氧，此时有机污染物被微生物氧化分解，同时污水中的氨氮通过微生物的硝化作用转化为NO3—N）、沉淀阶段（此时停止曝气，微生物利用水中剩余的DO进行氧化分解。
反应池逐渐由好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应。
活性污泥逐渐沉到池底，上层水变清）、滗水阶段（沉淀结束后，置于反应池末端的滗水器开始工作，自上而下逐渐排出上清液。
此时反应池逐渐过渡到厌氧状态继续反硝化）、闲置阶段（闲置阶段即是滗水器上升到原始位置阶段。
）COD、BOD5、SS、氨氮、磷酸盐等水质指标均可达《综合污水排放标准》（GB8978—1996）。
污水进而流入消毒间经二氧化氯消毒后粪大肠杆菌指标达到排放标准。
水解酸化池和CASS池污泥汇聚到集泥池，并经污泥浓缩池减小污泥体积，最后经污泥脱水间脱水完成处理。
5.1格栅：
医院污水中含有有大量较大颗粒的悬浮物和漂浮物，格栅的作用就是截留并去除上述物质，对水泵及后续处理单元起保护作用。
采用回转式格栅除污机，污水才通过格栅进入调节池。
5.2调节池：
无论是工业废水，还是城市污水和生活污水，水量水质在一日24小时都有变化，一般认为，对大、中型城市污水处理厂而言，因其服务区域大，区域住宅、商店、办公楼、机关等不同类型建筑物的排水变化规律不同，有互补作用，再加上污水管网对水量水质的均衡作用，所以城市污水处理厂不设调节池，调节池主要在工业废水处理站作为均量和水质的预处理构筑物而被大量应用。
但是医院污水的水质复杂，采用调节池调节水量以及均和污水水质。
包括调节污水pH值、水温，各项指数，有预曝气作用，还可用作事故排水。
5.3水解酸化池：
水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。
微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应。
酸化是一类典型的发酵过程，微生物的代谢产物主要是各种有机酸。
从机理上讲，水解和酸化是厌氧消化过程的两个阶段[5]，但不同的工艺水解酸化的处理目的不同。
水解酸化-好氧生物处理工艺中的水解目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，特别是工业废水，主要将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理。
考虑到后续好氧处理的能耗问题，水解主要用于低浓度难降解废水的预处理。
混合厌氧消化工艺中的水解酸化的目的是为混合厌氧消化过程的甲烷发酵提供底物。
而两相厌氧消化工艺中的产酸相是将混合厌氧消化中的产酸相和产甲烷相分开，以创造各自的最佳环境。
本案例中BOD5/COD<0.3，属于难生化降解型污水。
采用水解酸化池，能够有效的使污水的可生化性大大提高。
水解酸化池一般可采用矩形和圆形结构，本方案采用矩形水解酸化池。
5.4提升泵：
将污水进行提升，保证污水有序进入后续反应池。
水解酸化池污水通过污水提升泵打入后续的生化处理构筑物——CASS池。
水解酸化池中高水位是开泵，将水打入CASS池，水解酸化池中低水位时停泵。
5.5CASS池：
CASS工艺[6]主反应区分缺氧和好氧两部分，周期性进行曝气、沉降和滗水。
由于周期曝气，曝气时氧浓度梯度大，传递效率高，节能效果明显，运行费用可降低20%左右。
CASS工艺的生物降解、污泥沉淀和废水排放均在同一池中进行，不需调节池、二沉池及污泥回流设备，可大大节省投资,降低运行费用和减少用地。
CASS工艺采用延时曝气，使污泥的产率低、脱水性好；新型水下曝气设备和浮动式可自动升降专用滗水装置的应用使系统简便、灵活，出水稳定。
CASS法采用厌氧、兼氧结合的生物处理为主，并配合一系列物理、化学手段来沉淀、分解、杀灭污水中的有机物、病菌、病毒，同时还具有良好的除氮、除磷功能，使二级处理的投资可达到三级处理出水水质的效果。
医院污水处理CASS工艺流程如下图所示。
每个CASS反应器由生物选择区、缺氧区和好氧区三部分组成。
三个区体积比大概为3:
8:
29。
生物选择区实际上是一个容积很小的污水和污泥接触区。
活性污泥由好氧区回流并在生物选择区与新鲜污水混合、接触、创造微生物种群在高负荷下的竞争条件,选择出优势菌种,可有效抑制丝状菌繁殖,提高系统稳定性,同时活性污泥的快速吸附作用加快了溶解性基质的去除,并对难降解有机物起到良好的水解作用,还能使污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放。
缺氧取区具有辅助生物选择区对进水水质水量变化的缓冲作用,在该区主要是通过再生活性污泥的吸附作用去除有机物,去除率>80%,同时具有促进磷的进一步释放和强化反硝化作用。
好氧区是微生物分解所吸附有机物的主要场所,其运行周期包括进水---曝气---沉淀,上清液滗除---闲置4个阶段,不同的运行阶段及时间可根据所处理的污水水质进行调整。
运行周期循环往复,反应中污水的有效容积是个变值。
CASS工艺的特点：
（1）工程建设费用低。
CASS的生物降解、污泥沉降和废水排放均在同一池中进行，不需调节池、二沉池和污泥回流设备，可大大节省投资、减少用地和降低运行费用。
一般，建设费用可节省10％～25％，占地面积可减少20％～35％。
（2）运行费用省。
由于周期性曝气，池溶解氧的浓度在沉淀和排水阶段降低，在曝气时，氧浓度梯度大，传递效率高，节能效果显著，运转费用可节省10％－25％。
（3）有机物去除率高，出水水质好。
CASS法不仅能有效去除污水中各种有机污染物，而且具有良好的脱氮、除磷功能。
使二级处理的投资，达到三级处理的水质。
（4）CASS工艺在延时曝气、周期循环中，极易做到好氧、缺氧和厌氧状态。
而对医院污水的处理，必须要考虑污水中有传染病人的病毒、致病菌，所以不能用普通污水净化池的处理办法来处理，要采用厌氧、兼氧结合为主处理，并利用一系列的物理、化学、生物原理来对传染病污水中的有机物、病菌、病毒进行沉淀、分解、吞噬、杀死。
CASS法能很好的满足这一要求。
（5）CASS法采用延时曝气，使污泥产率低，脱水性好，易处理，减少了污泥处理费。
新型的水下曝气设备代替传统的鼓风曝气方式，使用灵活，系统十分简单，无噪音污染。
（6）管理方便，运行可靠。
污水处理厂设备种类和数量较少，控制系统比较简单，采用浮动式可自动升降的专用滗水装置和特殊的滗水器在进水过程仍可排水，滗水器的升降自动进行,保证出水稳定[7]。
实践证明，CASS法处理医院污水效果非常显著，具有投资费用低、占地面积小、运行费用少、操作简便灵活、出水水质稳定等突出优点，有广阔的应用前景。
（7）CASS设计中应注意的问题及解决办法:
①水量平衡问题
工业废水和生活污水的排放通常是不均匀的，如何充分发挥CASS反应池的作用，与选择的设计流量关系很大，如果设计流量不合适，进水高峰时水位会超过上限，进水量小时反应池不能充分利用。
当水量波动较大时，应考虑设置调节池。
②控制方式的选择问题
CASS工艺的日益广泛应用，得益于自动化技术发展及在污水处理工程中的应用。
CASS工艺的特点是程序工作制，
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