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【乾貨】污水處理之Q=15m3/d醫院污水處理系統工程設計方案

【乾貨】污水處理之Q=15m3/d醫院污水處理系統工程設計方案

一、工程概述

醫院污水主要來自婦產科、婦幼保健、常規治療的醫務工作人員及病人的正常生活用水,醫療用具消毒、清潔用水以及醫護人員生活區的生活污水,其水質除與普通生活污水相似外,還含有大量病原性微生物,如細菌、病毒、寄生蟲卵、原蟲等,以及重金屬(化驗室、放射科等污水),消毒劑如酚、洗衣房的直鏈烷基苯磺酸鹽(LAS)等有毒、有害的有機和無機化合物。放射性廢水(放射性診斷治療過程排出的含有放射性同位素的廢水)是致癌、致畸、致突變物質、CODcr、BOD5、NH3-N、SS等,對環境危害大,若不加以處理,這些物質排入水體將對環境造成巨大的危害並長期危害人體健康,甚至引起傳染病的爆發流行。細菌、病毒和寄生蟲卵在環境中具有較強抵抗力,在污水中存活時間久,低溫下生存時間更長,如脊椎灰質炎病毒在4-6℃溫度的污水中能存活93天,而柯薩奇病毒在同樣的環境中能生活200天,所以對醫院污水進行有效處理是防止疾病傳染流行、保護環境的關鍵措施。1996年,國家環保局對《醫院污水排放標準(執行)》進行了修訂,並將其納入國家《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)於1998年1月1日開始實施,2005年,國家環保總局發布《醫療機構污水排放標準》(GB18466-2005),本標準自實施之日起,代替《污水綜合排放標準》(GB8978-96)中有關醫療機構水污染物排放標準部分,並取代《醫療機構污水排放要求》(GB18466-2001),對醫院污水的治理排放提出了比較全面的治理要求,醫院對此特別重視。

本公司受院方委託,本著對業主高度負責的態度,根據給排水有關設計依據,結合醫院所做的污水工程經驗,按國家相關的排放標準,對醫院污水處理站設備做以下具體的方案設計,為用戶提供較為理想、投資省、處理效果好的工藝設備。對污水處理設施、設備和工藝進行方案設計,以供各方決策。

二、設計原則

1、貫徹執行國家和地方有關環保的政策,符合國家有關法規、規範及標準。滿足環境保護的各項要求,確保各項指標均達標排放《醫療機構污水排放標準》(GB18466-2005)標準的要求;

2、以保護城市水源,改善城市環境,促進開發共同發展為目的,充分發揮建設該項目的社會效益和環境效益。

3、選擇穩妥可靠、技術先進、投資省、運行費用低、管理簡單、維修量少、運行靈活的污水處理工藝和設備,確保污水處理站長期穩定運行達標排放。

4、通過設計中的總體優化,採用先進的節能技術,節約能源,最大限度地降低運行費用。

5、選用雜訊小的設備,避免對環境造成二次污染。

6、結合污水處理站的實際情況,在方便施工安裝的前提下,力求各構築物盡量集中,布置緊湊,節省佔地。

三、設計及施工範圍

1、污水處理站的總體設計包括工藝、土建、電氣設計,不包括處理站外污水收集和輸送管道。

2、污水處理站的設計主要分為污水處理和污泥處理及處置兩大部分,同時避免噪音、臭氣等二次污染。

★污水處理

調查研究污水的水質水量變化情況,選擇技術成熟、經濟合理、運行靈活、管理方便、處理效果穩定的方案。

★污泥處理與處置

為防止污水處理過程中產生的污泥對環境造成二次污染,污泥須經穩定處理后再妥善處置。

四、主要設計依據

一、業主提供相關資料

二、設計採用的主要規範和標準

1、《室外排水設計規範》(GBJ14-87,1997年版)

2、《醫療機構污水排放標準》(GB18466-2005)

3、《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)

4、《醫院污水處理設計規範》(CECS07∶88)

5、《醫院污水處理技術指南》(環發[2003]197號)

6、《醫院污水污物處理》(化學工業出版社)

7、《醫院污水處理技術及工程實例》(化學工業出版社)

8、《建築給水排水設計規範》(GBJ15-88)

9、《廠礦道路設計規範》(GBJ22-87)

10、《泵站設計規範》(GB/T50265-97)

11、《建築抗震設計規範》(GBJ11-89)

12、《給水排水工程結構設計規範》(GBJ69-84)

13、《混凝土結構設計規範》(GBJ10-89)

14、《砌體結構設計規範》(GBJ3-88)

15、《建築地基基礎設計規範》(GBJ7-89)

16、《建築設計防火規範(修訂書)》(GBJ16-87)

17、《構築物抗震設計規範》(GBJ50191-92)

18、《室外給水排水和煤氣熱力工程抗震設計規範》(GB50032-91)

19、《污水泵站設計規程》(GBJ08-23-91)

20、《建築地面設計規範》(GBJ50037-96)

21、《汽車庫防火設計規範》(GBJ.67-84)

22、《工業企業噪音控制設計規範》(GBJ.87-85)

23、《地下工程防水技術規程》(GBJ108-87)

24、《建築滅火器配置設計規範》(GBJ140-90)

25、《屋面工程技術規程》(GB50207-94)

26、《住宅建築設計規範》(GBJ96-86)

27、《工業企業總平面設計規範》(GB50187-93)

28、《民用建築設計通則》(JGJ37-87)

29、《宿舍建築設計通則》(JGJ36-87)

30、《民用建築電氣設計規範》(JGJ16-92)

31、《供電系統設計規範》(GB50052-95)

32、《低壓配電設計規範》(GB50054-95)

33、《3~110kV高壓配電裝置設計規範》(GB50060-92)

34、《10kV及以下變電所設計規範》(GB50053-94)

35、《電動裝置的繼電保護和自動裝置設計規範》(GB50060-92)

36、《工業建築防腐蝕設計規範》(GB50046-95)

37、《地面水環境質量標準》(GB3838-88)

38、《污水排入城市下水道水質標準》(CJ18-86)

39、《城鎮污水處理站附屬建築和附屬設備設計標準》(CJJ31-89)

40、《城市污水水質檢驗方法標準》(CJ26.1-29-91)

41、《水污染物排放標準》(DB4426-89)

42、《城市污水處理站污水污泥排放標準》(CJ3025-93)

43、《城市生活垃圾衛生填埋技術標準》(CJJ17-88)

44、《城市排水流量堰槽測量標準》(CJ/T3008.1~5-93)

45、《房屋建築製圖統一標準》(GBJ1-86)

46、《建築模數協調統一標準》(GBJ2-86)

47、《廠房建築模數協調標準》(GBJ6-86)

48、《建築製圖標準》(GBJ104-87)

49、《建築樓梯模數協調標準》(GBJ101-87)

50、《工業企業採光設計標準》(GB50033-91)

51、《工業企業設計衛生標準》(TJ36-79)

五、設計水量與水質

5.1設計水量

建設單位提供基礎設計資料顯示:污水排水量為:15m3/d。由於污水水質、水量變化相當大,設計必須考慮水質、水量的均衡措施。

污水處理站24小時自控運行,最終確定設計處理量為Q=1.0m3/h。

5.2污水水質

5.3執行標準

本污水處理工程按環境保護局管理規定和實際可能,其污水處理後排放指標執行國家《醫療機構污水排放標準》(GB18466-2005)排放標準的規定。

六、處理工藝的選擇

6.1污水水量與水質情況分析

1、本項目污水來水不均勻程度較高,水質、水量變化較大(KZ=1.2),由於水量與水質具有較大的不均勻性,因此必須考慮設置均質均量的調節池。

2、本類廢水BOD/COD值約0.6,可生化性較高。

3、排放要求中對病毒指標有要求。

4、根據環保部門對醫院污水排放的要求,本污水處理工藝除了去除有機物外還應能去除氨氮,使出水達到排放要求。

6.2選擇思路

根據上述進出水水量和水質的情況,我方考慮污水處理工藝的選擇必須依照如下思路:

1、總體思路採用成熟可靠的A/O生物接觸氧化法為處理工藝,同時輔以格柵攔截、沉澱池澄清、消毒劑消毒等物化處理手段;

2、首先通過格柵攔截,對污水進行預處理,目的是初步降低無機顆粒物質的含量,提高污水的同一性和可生化性;接著通過缺氧好氧A/O生物接觸氧化法,利用生物膜的作用使有機污染物首先轉化為氨氮,同時通過好氧硝化和缺氧反硝化過程既去除有機物又去除了氨氮。生化池配以新型的高密型彈性立體填料,該填料具有負荷高、施工簡易、體積小、運行穩定可靠、管理方便、維修更換方便等優點;生化池的出水進入平流式沉澱池進行固液分離,平流式沉澱池具有固液分離效果好、投資省、對衝擊負荷和溫度變化適應能力強、施工簡易等特點;平流式沉澱池出水進入消毒池,進行消毒處理,能確保污水經處理后各項指標全面達標。

3、工藝流程簡捷、工程造價低、運行經濟、便於管理。

6.3污水處理技術比選

1)攔污設施

本工程原水中固體雜質含量較高,為確保提升泵等設備正常工作和保證後續處理構築物正常運行,擬在處理主體工藝的前段設置攔污設施。

2)生物處理

通常的污水處理站一般採用以下幾種生物處理方法。

★生物接觸氧化法

生物接觸氧化法屬於生物膜法,具有以下優點和特點:

u生物接觸氧化法生物池內設置填料,由於填料的比表面積大,池內充氧條件好,生物接觸氧化池內單位容積的生物體量都高於活性污泥法曝氣池及生物濾池,因此生物接觸氧化池具有較高的容積負荷;

u由於相當一部分微生物固著生長在填料表面,生物接觸氧化法可不設污泥迴流系統,也不存在污泥膨脹問題,運行管理方便;

u由於生物接觸氧化池內生物固體量多,水流屬於完全混合型,因此生物接觸氧化池對水質水量的驟變有較強的適應能力;

u由於生物接觸氧化池內生物固體量多,當有機物容積負荷較高時,其F/M(F為有機基質量,M為微生物量)比可以保持在一定水平,因此污泥產量可相當於或低於活性污泥法;

u因裝載填料,生物接觸氧化池單位製造成本略高,一般適用於中小型(Qd≤2500m3/d)污水處理站。

★常規活性污泥法

活性污泥法在大中型污水處理中是一種應用最廣的廢水好氧生物處理技術。活性污泥處理系統有效運行的基本條件和特點是:

u廢水中應有足夠的可溶性易降解物質,作為微生物生理活動必需的營養物,一般活性污泥法必須定期投加按一定配比的營養物質,這樣增加了運行費用和管理難度;

u混合液必須含有足夠的溶解氧,活性污泥池長有好氧原生動物,氧的需求量較大;

u活性污泥在池內應呈懸浮狀態,能充分與水接觸和混合;

u活性污泥連續迴流,及時排除剩餘污泥,使混合液保持一定的活性污泥濃度;

u活性污泥生長周期長,對溫度、水質和水量的驟變適應能力差;

u對微生物有毒害的物質應嚴格控制在允許濃度以內;

u活性污泥法處理符合較低,造成設施的體積增大,土建投資也相應增加。

正因為有以上的必要條件和特點,所以活性污泥法運行管理比較專業。另外活性污泥法易產生污泥膨脹,處理負荷較低,不易控制管理,故近年來在中小型污水處理站中的使用越來越少。

SBR

SBR法是近年發展起來的一種較為先進的活性污泥處理法,該處理工藝集曝氣池、沉澱池為一體,連續進水,間歇曝氣,停氣時污水沉澱,撇除上清液,成為一個周期,周而復始。SBR法不設沉澱池,無污泥迴流設備,但SBR法為間隙運行,需設多個處理單元,進水和曝氣相互切換,造成控制較為複雜。為了保證溢流率,SBR法對潷水器設備製造要求高,製作時必須精益求精,否則極易造成最終出水水質不達標。國內目前還沒有質量較好的潷水設備,進口設備採購麻煩,且價格昂貴,同時今後維修費用也高。SBR法池內污泥濃度由濃度儀測定以便控制排出多餘污泥量,目前國內濃度儀質量不過關,造成污泥排放控制較困難。

SBR池溢流率低(一般不超過40%),設施體積較大,造成土建投資較高。

由於存在超高必須較高的技術性問題,活性污泥池和SBR池一般只能露天設置,這樣局部影響環境美感(埋地設置時土建投資將大大增加)。接觸氧化工藝各池體可採用埋地設置,設備上方可設置道路或綠化帶,總體布置美觀大方。

綜上所述,本工程生物處理擬採用A/O生物接觸氧化法。

採用A/O生物處理工藝是近幾年來國內外環保工作者用以解決污水脫氮的主要方法,該方法具有如下特點:

u利用系統中培養的硝化菌及脫氮菌,同時達到去除污水中含碳有機物及氨氮的目的,與經普通活性污泥法處理后再增加脫氮三級處理系統相比,基建投資省、運行費用低、電耗低、佔地面積少。

uA/O生物處理系統產生的剩餘污泥量較一般生物處理系統少,而且污泥沉降性能好,易於脫水。

uA/O生物法較一般生物處理系統相比耐衝擊負荷高,運行穩定。

uA/O生物處理系統因將NO2-N轉化成N2,因此不會出現硝化過程中產生NO2-N的積累,而1mg/ NO2-N會引起1.14mgCOD值,因此只硝化時,雖然氨氮濃度可能達標,但COD濃度卻往往超標嚴重。採用A/O生物處理系統不僅能解決有機污染,而且還能解決氮和磷的污染,使氨氮的出水指標小於15mg/l。總之,經過本工藝流程,出水的各項指標均能達到地方環保部門規定的水污染一級排放標準。

6.4推薦方案

1污水處理工藝流程

經過上述工藝比較,本污水主要工藝過程設計如下:醫院醫療廢水由排污管道排至格柵井,污水經過一道格柵,去除水中較大的懸浮、漂浮物和帶狀物,上清液重力流入自流進入調節池,調節池調節污水的水量和水質。調節池出水提升進入A級生化池(缺氧池)和O級生化池(好氧池)進行生化處理。本工程污水中有機成份較高,BOD5/CODcr≈0.6,可生化性很好,因此採用生物處理方法大幅度降低污水中有機物含量是最經濟的。由於污水中氨氮及有機物含量較高,特別是有機氮,在生物降解有機物時,有機氮會以氨氮形式表現出來,氨氮也是一個重要的污染控制指標,因此污水處理採用缺氧好氧A/O生物接觸氧化工藝,即生化池需分為A級池和O級池兩部分。在A級池內,由於污水中有機物濃度較高,微生物處於缺氧狀態,此時微生物為兼性微生物,它們將污水中有機氮轉化為氨氮,同時利用有機碳源作為電子供體,將NO2--N、NO3--N轉化為N2,而且還利用部分有機碳源和氨氮合成新的細胞物質。所以A級池不僅具有一定的有機物去除功能,減輕後續O級生化池的有機負荷,以利於硝化作用進行,而且依靠污水中的高濃度有機物,完成反硝化作用,最終消除氮的富營養化污染。經過A級池的生化作用,污水中仍有一定量的有機物和較高的氮氨存在,為使有機物進一步氧化分解,同時在碳化作用趨於完全的情況下,硝化作用能順利進行,特設置O級生化池,O級生化池的處理依靠自養型細菌(硝化菌)完成,它們利用有機物分解產生的無機碳源或空氣中的二氧化碳作為營養源,將污水中的氨氮轉化為NO2--N、NO3--N。在A級和O級生化池中均安裝有填料,整個生化處理過程依賴於附著在填料上的多種微生物來完成的。在A級池內溶解氧控制在0.5mg/l左右;在O級生化池內溶解氧控制在3mg/l以上。O級池出水一部分迴流至調節池進行內循環,以達到反硝化的目的,另一部分進入沉澱池進行沉澱,進行固液分離。分離后的出水進入出水消毒池,消毒池內的廢水經二氧化氯消毒處理后出水達標排放。

沉澱池沉澱下來的污泥由我公司引進日本技術生產的目前國內最先進的脈衝氣提裝置,一部分提升至A級池,進行內循環,一部分提升至污泥池。污泥池內濃縮后的污泥消毒后外運或填埋處理。

2)工藝流程圖如下

3)污泥處理工藝

通常小型的污水處理站污泥處理有兩種方法:一是污泥濃縮機械脫水處理;二是污泥干化處理。考慮污泥濃縮機械脫水處理業主投資大,而污泥濃縮干化處理對周圍衛生有影響。由於本工藝中設有污泥消化系統,產生污泥量極少,為此,本工程產生的污泥進入污泥濃縮池只作簡單的濃縮處理后,由人工每年清理外運作農肥。

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