中南大学湘雅三医院益阳医院
中南大学湘雅三医院益阳医院废水处理
方案
2013年07月
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目 录
第一章 概 述 ........................................................ 1
第二章 方案设计依据、原则及范围 ..................................... 1
2.1 设计依据 ...................................................... 1
2.2 设计原则 ...................................................... 2
2.3 设计范围 ...................................................... 2
第三章 原水水质、水量及排放
..................................... 3
3.1 原水水质 ...................................................... 3
3.2 排放标准 ...................................................... 3
3.3 原水水量 ...................................................... 3
第四章 污水处理工艺 ................................................. 4
4.1 工艺流程选择及说明 ............................................ 4
4.2 工艺流程 ...................................................... 7
4.3 工艺设计单元说明 .............................................. 8
4.4 主要构建筑物一览表 ........................................... 13
4.5 废水处理主要设备一览表 ....................................... 14
第五章 总图设计 ..................................................... 16
第六章 运行成本分析 ................................................. 16
第七章 投资估算 ...................................................... 1
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第一章 概 述
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。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。如任其排放,必然会对受纳水体水质将产生污染,传播疾病。
为保护纳污水系,不污染周边环境,促进当地环境与经济社会持续、稳定、协调发展,该
医院决定建一套符合现阶段环保治理要求的污水处理系统,根据业主方要求,污水处理的工艺技术、操作控制、运行管理必须达到当今先进水平,并在未来相当长时间方案设计依据、原则及范围
2.1 设计依据
(1) 《中华人民共和国环境保护法》;
(2) 《固体废物污染环境防治法》;
(3) 《医疗废物管理条例》;
(4) 《工业企业厂界噪声标准》(GB12349-90);
(5) 《城市区域环境噪声标准》(GB3096-93);
(6) 《危险废物贮存污染控制标准》(GB 18597-2001);
(7) 《医疗废物专用包装物、容器标准和警示标示
》(环发[2003]188
号);
(8) 《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005);
(9) 《医院污水处理设计
》(HJ2029-2013);
(10) 《医院污水处理技术指南》(环发[2003]197 号);
(11) 《污水综合排放标准》(GB 8978-1996);
(12) 《医疗废物集中处置
》;
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(13) 《机械设备安装工程施工及验收通用规范》(GB 50231-98);
(14) 《给排水构筑物施工及验收规范》(GBJI41-90);
(15) 《建筑给排水设计规范》(GB50015-2003);
(16) 《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010);
(17) 《室外排水设计规范》(GB50014-2006)。
(18) 业主提供的有关数据;
(19) 当地环保部门的指示精神;
2.2 设计原则
(1) 严格执行国家有关环境保护的各项规定,确保出水指标达到国家有关污染物排放标准。
(2) 采用技术成熟、运行可靠、投资节省的新工艺、新技术、新材料和新设备,在严格达标的情况下,做到投资少、运行费用低。
(3) 技术线路成熟、简单明了,操作管理方便。
(4) 采用先进可靠的自动化控制技术,提高系统的管理水平,确保系统安全可靠地运行。
(5) 符合环保节能要求,设计中力求系统具有良好环境,降低酸碱用量;采用低能耗、低噪声的进口优质名牌产品和节能动力设备,降低系统运行成本,取得良好的经济和社会效益,充分考虑周围的社会及环境效益。
2.3 设计范围
(1) 污水处理站的污水处理工艺流程、工艺设备选型、工艺设备布置等各相关专业的设计;
(2) 污水处理站从调节池开始至处理后达标污水经消毒自流排放为止的污水处理工艺过程参数的制定;
(3) 不含污水收集管网、排水管网设计;
(4) 不含特殊桩基及支护的设计。
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第三章 原水水质、水量及排放标准
3.1 原水水质
医院污水的水质不同于生活污水,其成分更复杂,含有多种药物比如:消毒剂,来自化验、检验、手术各科室的重金属、有机试剂等;还含有多种病菌病毒以及寄生虫卵。它们在环境中具有一定的适应力,有的甚至在污水中存活时间较长,若未经处理即排入水体或用于灌溉,将会严重污染环境,影响人民身体健康。
医院污水特点还体现在综合污水BOD5/CODcr高,可生化性较强,溶解性CODcr占有很大比例,适合于生物法进行处理。
原水水质情况(综合参照同行业数据及设计规范)如下表:
3.2 排放标准
本方案按二级处理,其排放标准执行《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005),根据该标准,排入终端已建有正常运行城镇二级污水处理厂的下水道的污水,执行排放标准,见表3-1。
3.3 原水水量
根据建设方提供的资料,知本套处理系统需要处理废水水量为1200吨/天,每天运行24小时,则小时流量为50m3/h,废水中主要污染指标为CODCr、BOD5、悬浮物SS等(根据医疗废水经验)。
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第四章 污水处理工艺
4.1 工艺流程选择及说明
4.1.1生化处理方法选择
好氧工艺主要是一种在提供游离氧的前提下,以好氧微生物为主,使有机物降解、稳定的无害化处理方法。废水中存在的各种有机物,主要以胶体态、溶解体的有机物为主,作为微生物的营养源。这些高能位的有机物质经过一系列的生化反应逐级释放能量,最终以低能位的无机物质稳定下来,达到无害化的要求,以便进一步回到自然环境和妥善处理。好氧工艺主要有活性污泥法、生物滤池法、生物接触氧化法等,用活性污泥法、氧化沟、曝气稳定塘、生物转盘等好氧法处理高浓度有机废水都有成功的经验,好氧处理可有效地降低BOD5、CODCr和氨氮,还可以去除铁、锰等金属。
a(常规活性污泥法
活性污泥法因其运行费用低、效率高而得到了广泛的应用。优点是对不同性质的污水适应性强;缺点是运行稳定性差,易发生污泥膨胀和污泥流失,分离效果不够理想;使用于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,基建投资较低。
b.生物接触氧化工艺
优点是抗冲击负荷能力高,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;缺点是部分脱落生物膜造成出水中悬浮固体浓度稍高;使用于场地小、水量小、水质波动较大和微生物不易培养等情况;基建投资中等。
c(曝气稳定塘
与活性污泥法相比,曝气稳定塘体积大,有机负荷低,尽管降解进度较慢,但由于其工程简单,在土地资源丰富的地区,是最省钱的好氧生物处理方法。美国、加拿大、英国、澳大利亚和德国的小试、中试及生产规模的研究都表明,采用曝气稳定塘能获得较好的处理效果。
从占地面积、节省投资、运行管理难易程度等几方面综合比较上述工艺的优缺点,结合同类医院污水处理工程实例和本公司实践经验,本方案选择生物接触氧化
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法作为本工程的主体生物处理工艺。
4.1.2 悬浮物的去除方法的选择
废水中油脂以及SS的去除主要靠沉淀以及气浮工艺,废水处理中悬浮物的浓度不仅仅只涉及到出水的SS指标,而且出水的CODCr等指标也与其有关,所以控制废水处理的SS指标是最基本的,也是很重要的环节。
斜管沉淀池的沉淀原理是根据哈真提出的浅池理论,设斜管沉淀池池长为L,池中水平流速为V,颗粒沉速为u0,在理想状态下,L/H,V/u0。可见L与V值不变时,池身越浅,可被去除的悬浮物颗粒越小。若用水平隔板,将H分成3层,每层层深为H/3,在u0与v不变的条件下,只需L/3,就可以将u0的颗粒去除。也即总容积可减少到原来的1/3。如果池长不变,由于池深为H/3,则水平流速可正加的3v,仍能将沉速为u0的颗粒除去,也即处理能力提高数倍。同时将沉淀池分成n层就可以把处理能力提高n倍。
为了尽量去除水中的悬浮物,本设计采用斜管沉淀的方法,即在工艺流程中增加斜管沉淀池。
4.1.3消毒方法的选择
医院污水消毒是医院污水处理的重要工艺过程,其目的是杀灭污水中的各种致病菌。医院污水消毒常用的消毒工艺有氯消毒(如氯气、二氧化氯、次氯酸钠)、氧化剂消毒(如臭氧、过氧乙酸)、辐射消毒(如紫外线、γ射线)。表4-1对常用的氯消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒、次氯酸钠消毒和紫外线消毒法的优缺点进行了归纳和比较。
表4-1 常用消毒方法的比较
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从操作管理的难易程度及危险性、杀菌的效果、投资等几方面综合比较,本医院污水处理的消毒工艺选择二氧化氯法是比较合适的。
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4.2 工艺流程
4.2.1 工艺流程图
4.2.2 工艺流程说明
医院废水中除含有大量的细菌、病毒外,还含有一定量的有机物,为有效降低有机物的含量,本设计采用水解酸化+接触氧化相结合的生物处理工艺降解水中的有机物。
在废水进入本废水处理站之前,对含重金属的废水应进行沉淀处理;放射性物质应经过衰变预处理;病房及厕所废水应经化粪池处理后,废水一同进入本废水处理站,首先通过格栅去除大体积固体废水,废水自流进入
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调节进行均质均量,随后进入水解酸化池,进行水解酸化,将大分子有机物降解为小分子有机物,提高废水的可生化性,并起到初沉池的作用,去除大部分的颗粒物质,以便进入后续生化池进行反应。通过前面的处理,含小分子有机物的废水进入接触氧化池,好氧微生物在曝气的条件下,将小分子有机物有效除去,然后污水进入斜管沉淀池,进一步去除水中细小颗粒物和剩余污泥,斜管沉淀池出水中还含有少量的细菌、病毒及其他微生物,因此采用二氧化氯作为消毒剂对废水进行进一步的消毒处理,杀灭水中的微生物,待细菌数达标后即可排放。
在对废水进行处理的过程中会产生一定量的剩余污泥,剩余污泥先通过污泥浓缩池进行收集和浓缩,剩余污泥经脱水和消毒后定期用专用车辆外运至废物处理站。
4.3 各工艺单元设计
根据《医疗污水处理设计规范》(HJ2029-2013),考虑到污水处理设施中的事故处置方便,不因设施设备故障而影响污水的出水水质,以下的主要工序构筑物(水解酸化池、接触氧化池、斜管沉淀池、接触消毒池)分为两组,每组按50%的负荷计算。
4.3.1 格栅井
功能:以去除废水中的大体积固体及大体积颗粒物,使后续处理顺利进行。 外形尺寸:3.8m(L)×0.6m(W)×3.0m(H)
结构:钢筋混凝土结构,做防渗处理
数量:一座
形式:半地下式
配套设备、材料
A、齿耙机械格栅
规格:缝宽b=20mm,栅宽B=500mm,渠宽B1=0.6m,渠深H1=3.0m,功率N=0.75kW
材质:不锈钢
数量:1台
B、螺旋压榨机
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规格:d=200mm, Q=0~1.5 m3/h,N=1.5kW
材质:不锈钢材质
形式:有轴
数量:1台
C、手推式栅渣斗
规格:容量V=0.3m3
材质:不锈钢
数量:1台
D、液位计
规格:控制液位深度h=8m
数量:1台
E、电磁流量计
规格:量程0~100m3/h,在线仪表,输入输出形式
数量:1台
4.3.2 调节池
功能:对废水进行均质均量,起到满足后续处理设施对废水的水质和水量相对稳定的要求,
同时通过厌氧微生物的作用,将大分子有机物降解成小分子有机物,提高废水的可生物降解
性。
外形尺寸:7.5m(L)×10.0m(W)×4.5 m(H),有效水深4.0m。
结构:钢筋混凝土结构,做防渗处理
数量:一座
停留时间:6h
形式:全地下式
配套设备、材料
A、鼓风搅拌装置
规格:PVC穿孔管,DN40
数量:2套
规格:PVC穿孔管,DN25
数量:4套
B、液位计
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规格:控制液位深度h=8m
数量:1台
C、提升泵
规格: Q=50m3/h,H=10m,N=4.0kW
数量:2台(1用1备)
4.3.3水解酸化池
有效容积:150m3
外形尺寸:3.75m(L)×10.0m(W)×4.5 m(H),有效水深4.0m
结构:钢筋混凝土结构,做防渗处理
数量:一座分分两格
停留时间:3h
填料高度:2.67m
形式:全地下式
配套设备、材料
A、立体弹性填料:
规格:V=50m3,Φ150,L=3m,不锈钢管支架
数量:2套
B、DO在线仪
规格:测量范围0~10mg/L
数量:1台
4.3.4 接触氧化池
功能:经水解酸化后的废水自流进入接触氧化池,通过接触中好氧微生物的作用,将废水
中的有机物彻底分解为水和二氧化碳。
外形尺寸:7.0m(L)×10.0m(W)×5.0m(H),有效水深4.5m
结构:钢筋混凝土结构,做防渗处理
数量:一座分两格
停留时间:6.0h
形式:全地下式
配套设备、材料
A、布水系统:
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规格:S=33m2,出水孔径Φ20
材质:UPVC
数量:2套
B、立体弹性填料:
规格:V=125m3,Φ150,L=3m,不锈钢管支架
数量:2套
C、鼓风机
类型:罗茨鼓风机
规格:Qs=6.65m3/min,排出压力=53.9kPa,La=9.32kw, N=11.0kW 数量:2台(1用1备)
D、DO在线仪
规格:测量范围0~10mg/L
数量:2台
E、曝气装置
设备类型:旋流剪切曝气器(含配套管道)
规格:φ300mm
通气量:q=2 m3/h
数量:175套
4.3.5 斜管沉淀池
功能:接触氧化池的出水自流进入斜管沉淀池,废水在斜管沉淀池中进行泥水分离。
单格外形尺寸:5.0m(L)×5.0m(W)×3.5m(H),有效水深3m
表面负荷:2.5 m3/(m2?h)
停留时间:1.5h
结构:钢筋混凝土,做防渗处理
数量:一座分两格
形式:全地下式
配套设备、材料:
A、斜管填料
规格:φ80mm,PVC材质
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数量:25m3
4.3.6 接触消毒池
功能:杀死水中残留的细菌、病毒等微生物。
外形尺寸:5m(L)×4m(W)×3.5m(H),超高0.5m
结构:钢筋混凝土,做防渗处理
消毒时间:1.2h
形式:全地下式
配套设备、材料
A、二氧化氯发生器
规格:有效氯Q=1500g/h,N=2.5kW
数量:2台(1用1备)
B、药剂混合器
规格:Φ600×700mm,过流量Q=50m3/h,进口直径DN200,无压式 数量:1台
C、超声波流量计
规格:计量范围0~100m3/h,非满管式
数量:1台
D、余氯在线仪
规格:测量范围0~50mg/L
数量:1台
4.3.7 污泥浓缩池
功能:斜管沉淀池产生的污泥通过污泥泵泵入污泥浓缩池,降低污泥含水率,稳定污泥。
外形尺寸:1.0m(L)×5.0m(W)×4.5m(L),超高0.5m
结构:钢筋混凝土,做防渗处理
数量:1座
形式:地下式
配套设备、材料:
A、污泥螺杆泵
规格:G32-1,Q=4m3/h,H=60m,N=2.2kW
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数量:2台(一用一备)
B、板框压滤机
参数:虑室综合设备房
综合设备房主要包括鼓风机房、污泥脱水间、二氧化氯加药间、原料贮存间、控制室、值
班室和休息室等。
功能:摆放设备,储存药品
外形尺寸:12m(L)×5m(W)×3.5m(H)
结构:框架结构
形式:地上式与地下式结合
数量:1座
4.4 主要构建筑物一览表
本处理工程主要构筑物如表4-2所示。
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4.5 废水处理主要设备一览表
本废水处理工程主要设备如表4-3所示。
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第五章 总图设计
(1) 总平面布置以满足规范为前提,以物流顺直、环境美观、减少污染为原则。
(2) 整个废水处理站土建结构的布置便于施工及管理,土建构筑物尽量采用地下式,格
栅间采用半地下式。设备房、鼓风机房、加药间等噪声大、毒性强的设施布置与地下,中央控制室、污泥脱水间等布置为地上式。
(3) 具体布置依据工程实际现场布置。
第六章 运行成本分析
根据废水处理行业常规的成本计算方法,废水流量按1200吨/天计,年运行天数按365天计,经测算废水处理单价为0.84元/m3,其中各项费用如下:
能源费:5.52万元/年; 污泥运输费:0.69万元/年;
药剂费:PAM 2.9万元/年,PAC 0.88万元/年,二氧化氯 1.31万元/年,共2.9
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万元/年;
工资福利:人均工资福利2.5万元/年,共3人。年费用为7.5万元/年; 大修及维护费用:15万元/年;
管理办公费用:4万元/年。
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第七章 投资估算
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