醫(yī)院污水處理設(shè)計

引言目前我國已建設(shè)有相當(dāng)數(shù)量的醫(yī)院污水處理設(shè)施，對醫(yī)院污水的污染控制起到了積極的作用。但與發(fā)達國家醫(yī)院污水處理狀況及世界衛(wèi)生組織的要求相比，我國醫(yī)院污水處理水平整體較低，尤其2003年初具有高度傳染性“SARS”勺爆發(fā)，對現(xiàn)有醫(yī)院污水處理的工藝技術(shù)、裝備和管理水平都提出了考驗，使現(xiàn)有醫(yī)院污水處理的不足表現(xiàn)得更為突出。1、 醫(yī)院污水的特點、來源及危害醫(yī)院污水中含有一些特殊的污染物，如藥物、消毒劑、診斷用劑、洗滌劑，以及大量病原性微生物、寄生蟲卵及各種病毒，如蛔蟲卵、肝炎病毒、結(jié)核菌和痢疾菌等。此外，在設(shè)有同位素診療室的醫(yī)院污水中還含鐳226、磷、金198、碘131等放射性物質(zhì)。與工業(yè)廢水和生活污水相比，它具有水量小，污染力強的特點。如任其排放，必然會污染水源，傳播疾病。醫(yī)院各部門的功能、設(shè)施和人員組成情況不同，產(chǎn)生污水的主要部門和設(shè)施有：診療室、化驗室、病房、洗衣房、乂光照像洗印、動物房、同位素治療診斷、手術(shù)室等排水；醫(yī)院行政管理和醫(yī)務(wù)人員排放的生活污水，食堂、單身宿舍、家屬宿舍排水。不同部門科室產(chǎn)生的污水成分和水量各不相同，如重金屬廢水、含油廢水、洗印廢水、放射性廢水等。而且不同性質(zhì)醫(yī)院產(chǎn)生的污水也有很大不同。醫(yī)院污水較一般生活污水排放情況復(fù)雜。醫(yī)院污水來源及成分復(fù)雜，含有病原性微生物、有毒、有害的物理化學(xué)污染物和放射性污染等，具有空間污染、急性傳染和潛伏性傳染等特征，不經(jīng)有效處理會成為一條疫病擴散的重要途徑和嚴重污染環(huán)境。（1） 醫(yī)院污水受到糞便、傳染性細菌和病毒等病原性微生物污染，具有傳染性，可以誘發(fā)疾病或造成傷害。（2） 醫(yī)院污水中含有酸、堿、懸浮固體、BOD、COD和動植物油等有毒、有害物質(zhì)。（3） 牙科治療、洗印和化驗等過程產(chǎn)生污水含有重金屬、消毒劑、有機溶劑等，部分具有致癌、致畸或致突變性，危害人體健康并對環(huán)境有長遠影響。（4） 同位素治療和診斷產(chǎn)生放射性污水。放射性同位素在衰變過程中產(chǎn)生a-、。-和Y-放射性，在人體內(nèi)積累而危害人體健康。2、醫(yī)院污水處理原則（1） 全過程控制原則。對醫(yī)院污水產(chǎn)生、處理、排放的全過程進行控制。（2） 減量化原則。嚴格醫(yī)院內(nèi)部衛(wèi)生安全管理體系，在污水和污物發(fā)生源處進行嚴格控制和分離，醫(yī)院內(nèi)生活污水與病區(qū)污水分別收集，即源頭控制、清污分流。嚴禁將醫(yī)院的污水和污物隨意棄置排入下水道。（3） 就地處理原則。為防止醫(yī)院污水輸送過程中的污染與危害，在醫(yī)院必須就地處理。（4） 分類指導(dǎo)原則。根據(jù)醫(yī)院性質(zhì)、規(guī)模、污水排放去向和地區(qū)差異對醫(yī)院污水處理進行分類指導(dǎo)。（5） 達標(biāo)與風(fēng)險控制相結(jié)合原則。全面考慮綜合性醫(yī)院和傳染病醫(yī)院污水達標(biāo)排放的基本要求，同時加強風(fēng)險控制意識，從工藝技術(shù)、工程建設(shè)和監(jiān)督管理等方面提高應(yīng)對突發(fā)性事件的能力。（6） 生態(tài)安全原則。有效去除污水中有毒有害物質(zhì)，減少處理過程中消毒副產(chǎn)物產(chǎn)生和控制出水中過高余氯，保護生態(tài)環(huán)境安全。3、廢水處理現(xiàn)狀與趨勢國內(nèi)外相關(guān)專家和研究人員已經(jīng)在凈化措施與處理技術(shù)方面作了大量的研究工作，其中主要的處理方法有物理法、化學(xué)法和生物法等⑶。醫(yī)院污水的水質(zhì)不同于生活污水，其成分更非常復(fù)雜，含有多種藥物比如：消毒劑，來自化驗、檢驗、手術(shù)各科室的重金屬、有機試劑等；還含有多種病菌病毒以及寄生蟲卵。它們在環(huán)境中具有一定的適應(yīng)力，有的甚至在污水中存活時間較長，若未經(jīng)處理即排入水體或用于灌溉，將會嚴重污染環(huán)境，影響人民身體健康。近年來，隨著污水處理水質(zhì)要求不斷提高及處理技術(shù)的進步，醫(yī)院污水處理技術(shù)取得了很大的進展，包括發(fā)展了一些先進的或替代的生物處理工藝，如CASS工藝、A/O法、AB法、水解酸化法等；沼氣技術(shù)作為污水處理的新途徑，在小城鎮(zhèn)醫(yī)院污水處理中應(yīng)用較多；同步雙虹吸定比投加裝置等簡便高效的醫(yī)院污水處理裝置逐步得以推廣應(yīng)用；醫(yī)院污水消毒處理采用的二氧化氯復(fù)合消毒劑逐步取代次氯酸鈉及液氯消毒劑等。由于醫(yī)院廢水BOD/COD高，可生化性較強，溶解性COD占有很大比例，非常適合于生物法。同時，由于廢水多數(shù)來源于病人，含有很多致病菌，需對其進行消毒處理。常用的有生物氧化法和化學(xué)藥劑法，這里選用的是A/0工藝處理醫(yī)院廢水。4、本設(shè)計的目的和意義該污水是一種低濃度污水，水質(zhì)與一般生活污水類似，其中除含有有機的和無機的污染物，如各種藥物、消毒劑、解剖遺棄物等污染物，還含有大量病菌、病毒和寄生蟲，成份較為復(fù)雜。該廢水如未經(jīng)處理而直接排入水體，會對周圍水域及土壤等造成較嚴重的污染，從而危害人們的日常生活。近年來隨著國家對醫(yī)療機構(gòu)水污染物排放標(biāo)準的進一步提高及醫(yī)院規(guī)模的不斷擴大，現(xiàn)有的污水處理站設(shè)備陳舊，設(shè)施已嚴重老化，難以繼續(xù)運行，很難滿足現(xiàn)有污水處理需求，導(dǎo)致時有污水超標(biāo)排放，影響了生態(tài)環(huán)境。本設(shè)計采用了生物接觸氧化處理工藝、二氧化氯消毒工藝對污水進行生化消毒處理，以確保污水經(jīng)處理后達標(biāo)排放。1設(shè)計原則依據(jù)及要求1.1設(shè)計依據(jù)1、 《中華人民共和國環(huán)境保護法》；2、 國家《醫(yī)療機構(gòu)水污染物排放標(biāo)準》(GB18466-2005)；3、 《醫(yī)院污水處理設(shè)計規(guī)范》(CECS07：88)；4、 《電氣設(shè)計規(guī)范》；5、 《機械設(shè)備安裝工程施工及驗收規(guī)范》；6、 《給排水構(gòu)筑物施工及驗收規(guī)范》；7、 《建筑給排水設(shè)計規(guī)范》；8、 《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準》(GB1234-90)；9、 《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準》(GB3096-93)；10、 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2002)；1.2設(shè)計原則盡量采用先進技術(shù)，還要考慮經(jīng)濟花費問題，盡可能減少開支。選取的設(shè)備要保證操作及施工的安全性，占地面積要小，運營的能耗低等。避免處理后造成二次污染，要考慮其他的污染因素，處理中產(chǎn)生的污泥經(jīng)過壓濾機處理后，定期清除，以保證設(shè)備的正常運行。力求處理工藝操作方便運轉(zhuǎn)靈活，確保出水水質(zhì)滿足《污水綜合排放標(biāo)準》(GB9878-1996)的一級排放標(biāo)準。使污水處理構(gòu)筑物之間的布置緊湊，減小處理廠占地面積，從而降低投資。嚴格執(zhí)行國家和地方的有關(guān)標(biāo)準、規(guī)范、法律、法規(guī)。1.3設(shè)計任務(wù)本設(shè)計為某縣級醫(yī)院廢水處理工藝設(shè)計，其處理水量為500m3/d,水量波動系數(shù)為1.5。廢水來源：某醫(yī)院病房廢水和生活污水。進出水水質(zhì)：出水達到國家《污水綜合排放標(biāo)準》(GB8978-96)中一級標(biāo)準。具體進出水水質(zhì)如表1-1所示。表1-1 進出水水質(zhì)要求指標(biāo)CODCrmg/LBOD5mg/LSSmg/LNH3-Nmg/LpH大腸菌群個/L進水水質(zhì)450220300506-9>1.6*108出水水質(zhì)<100<30<70<156-9<500根據(jù)表1-1，可以計算出各項污染物的去除效率，結(jié)果如下：COD去除率=(450-100)/450=77.78%BOD5去除率=(220-30)/220=86.36%；SS去除率=(300-70)/300=76.67%；NH3-N去除率=(50-15)/50=70%；大腸菌群去除率=(1.6*108-500)/1.6*108=99.99%；進水pH為6-9,出水pH為6-9。在選擇流程時，至少要保證所選的流程有如上的處理效果,才能達到本次設(shè)計的基本要求。2污水處理方案的確定2.1設(shè)計思路根據(jù)醫(yī)院廢水的特點及處理的難點，設(shè)計思路大體如下：（1） 水中SS等物理性污染物，一般采用物理方法如氣浮池、沉淀池等工藝去除。結(jié)合本水質(zhì)的特點，選擇合理的工藝單元、構(gòu)筑物及其型式。（2） 對于難降解的COD，單純采用好氧或是厭氧的方法很難保證出水達標(biāo)。故擬采用水解酸化/活性污泥聯(lián)合工藝，同時選擇經(jīng)濟合理的組合方式和構(gòu)筑物型式。（3） 工藝方案確定后，具體的構(gòu)筑物選型和設(shè)計時，要盡量做到組合的優(yōu)化，比較準確的設(shè)計好各構(gòu)筑物。2.2方案比較2.2.1生化處理方法比較本設(shè)計的主題部分為生化處理，擬用水解酸化好氧工藝。其中，水解酸化池可以處理一些難降解的污染物，水解酸化可以提高廢水的可生化性能，并且能夠取代初沉池，對于處理COD不是特別高的污水，造價相對低。好氧結(jié)算可采用以下三種方案：（1）活性污泥法：優(yōu)點是對不同性質(zhì)的污水適應(yīng)性強缺點是運行穩(wěn)定性差，易發(fā)生污泥膨脹和污泥流失，分離效果不夠理想;適用于800床以上的水量較大的醫(yī)院污水處理工程800床以下醫(yī)院采用SBR法；基建投資較低。（2） 生物接觸氧化工藝：優(yōu)點是抗沖擊負荷能力高，運行穩(wěn)定，容積負荷高，占地面積小，污泥產(chǎn)量較低，無需污泥回流，運行管理簡單；缺點是部分脫落生物膜造成出水中的懸浮固體濃度稍高；適用于場地小、水量小、水質(zhì)波動較大和微生物不易培養(yǎng)等情況；基建投資中等。（3） 膜-生物反應(yīng)器：優(yōu)點是抗沖擊負荷能力強，出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定，有效去除SS和病原體；占地面積??；剩余污泥產(chǎn)量低甚至無；缺點是氣水比高，膜需進行反洗，能耗及運行費用高；適用于00床以下小規(guī)模醫(yī)院污水處理工程，醫(yī)院面積小，水質(zhì)要求高等情況；基建投資高。從占地面積、節(jié)省投資、運行管理難易程度等幾方面綜合比較上述工藝的優(yōu)缺點，結(jié)合同類醫(yī)院污水處理工程實例和本公司實踐經(jīng)驗，本方案選擇生物接觸氧化法作為本工程的主體處理構(gòu)筑物。2.2.2消毒方法比較醫(yī)院污水常用的消毒劑液氯消毒劑、次氯酸鈉消毒劑、二氧化氯消毒劑和臭氧消毒劑等。醫(yī)院污水常用消毒技術(shù)比較如表2-1所示。

表2-1 常用消毒方法比較消毒劑名稱優(yōu)點缺點消毒效果氯Cl2具有持續(xù)消毒作用；工藝簡單，技術(shù)成熟，操作簡單，投量準確產(chǎn)生具致癌、致畸作用的有機氯化物(THMs)；處理水有氯或氯酚味；氯氣腐蝕性強；運行管理有一定的危險性能有效殺菌，但殺滅病毒效果較差次氯酸鈉NaOCl無毒，運行、管理無危險性產(chǎn)生具致癌、致畸作用的有機氯化物(THMs)；使水的PH值升高與C12殺菌效果相同二氧化氯ClO2具有強烈的氧化作用，不產(chǎn)生有機氯化物(THMs)；投放簡單方便；不受pH影響C1O2運行、管理有一定的危險性；只能就地生產(chǎn)，就地使用；制取設(shè)備復(fù)雜；操作管理要求高較C12殺菌效果好臭氧O3有強氧化能力，接觸時間短；不產(chǎn)生有機氯化物；不受pH影響；能增加水中溶解氧臭氧運行、管理有一定的危險性；操作復(fù)雜；制取臭氧的產(chǎn)率低；電能消耗大；基建投資較大；運行成本高殺菌和殺滅病毒的效果均很好紫外線無有害的殘余物質(zhì)；無臭味；操作簡單，易實現(xiàn)自動化；運行管理和維修費用低電耗大；紫外燈管與石英套管需定期更換；對處理水的水質(zhì)要求較高，無后續(xù)殺菌作用效果好，但對懸浮物濃度有要求從操作管理的難易程度及危險性、殺菌的效果、投資等幾方面綜合比較，人民醫(yī)院污水處理的消毒工藝選擇二氧化氯法是比較合適的。2.3方案確定2.3.1污水處理流程通過以上分析，最終確定的污水處理流程見圖2-1.

圖2-1醫(yī)院廢水處理流程2.3.2各級處理單元污染物去除率分析根據(jù)處理要求和處理工藝流程，各級處理單元的污染物去除率分析如下表2-2所示。表2-2各級處理單元的污染物去除率分析序號名稱項目CODcr(mg/)BOD(mg/)SS(mg/)NH3-N(mg/)1格柵+調(diào)節(jié)池進水45020030050出水36016018037.5去除率20%20%40%25%2水解酸化池進水36016030050出水25211222528.1去除率30%30%25%25%3生物接觸氧化池進水25211230050出水75.62027015.5去除率70%80%10%45%4沉淀池進水75.62530050出水71.821.36012.4去除率10%15%80%20%5消毒池進水71.821.3出水71.821.3去除率--3污水處理系統(tǒng)的設(shè)計計算3.1格柵的設(shè)計3.1.1格柵的作用格柵是污水處理的第一道工序，它的作用主要是攔截可能堵塞水泵機組和閥們的污水中較大的懸浮物、漂染物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，從而保證后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理能正常運行。在本流程中，采用一粗一細兩道格柵來確保處理效果。3.1.2粗格柵的設(shè)計計算3.1.2.1設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量Qmax=0.0087m3/s； 柵前流速為v=0.4m/s；過柵流速v2=0.6m/s； 格柵傾斜角a=75°；柵條寬度s=0.01m； 格柵凈間距b=0.01m；柵前寬度0.5m； 柵前渠道超高h2=0.3m；柵前水深為h=0.3m； 柵前槽寬為0.1m；漸寬部分展開角思=30°；單位柵渣量w=0.04m3柵渣/103m3污水。3.1.2.2設(shè)計計算（1）柵條間隙數(shù)Qma；;'sinak0.0087xVsin75。x2個

bvh 0.01x0.4x0.3 ~式中：a——格柵傾斜角，°；b——格柵凈間距，m；h——柵前水深，m；V 柵前流速，m/Sok—系數(shù)柵槽寬度B=s(n-1)+bn=0.01x(14-1)+0.01x14牝0.27m式中：s——柵條寬度，m；n——柵條間隙數(shù)，個；b——格柵凈間距，mo進水渠道漸寬部分的長度/=B一B1="一七0.15m1 2tana2tan30°1式中：B——柵槽總寬度，m；b——柵前槽寬，m；a——漸寬部分展開角度，°o1柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度l=、=0115=0.075m2 2 2柵后槽總高H=h+h1+h2=0.3+0.067+0.3=0.6m式中：h——柵前水深，m；h1——格柵水頭損失，m；h——超高，一般采用0.3m。格柵總長度為L=l+l+0.5+1+~^=0.15+0.075+0.5+1.0+ 0.6 =1.89m1 2 tana tan75°每日柵渣量W8640。Qfw] 86400x0.0087x0.04 00253/』＜023/d1000K 1000x1.2 ^ ^z式中：W——柵渣量，m3/103污水，格柵間隙為30?50mm時，取值為0.04k——污水流量總變化系數(shù)。z由于柵渣量小于0.2m3/d，故采用人工清渣。格柵的設(shè)計參數(shù)及簡圖如圖3-1所示。柵條Hitga圖3-1格柵設(shè)計計算示意圖3.1.3細格柵的設(shè)計計算3.1.3.1設(shè)計參數(shù)格柵凈間距b=0.005m； 柵前流速為v=0.5m/s；過柵流速v2=0.6m/s； 格柵傾斜角a=60°；單位柵渣量Wi=0.06m3柵渣/103m3污水;3.1.3.2設(shè)計計算（1）柵條間隙數(shù)（n）Qma：；sina 0.0087xJsin60。x2 22個bvh 0.005x0.5x0.3 ~柵槽寬度B=s(n-1)+bn=0.01x(22-1)+0.005x22*0.32m進水漸寬部分長度為l=竺％=里土里=0.19m1 2tana2tan30。1（4）柵槽出水渠道連接處的漸寬部分長度為l=十="=0.095m2 2 2（5）柵后槽總高H=h+h1+h2=0.3+0.08+0.3=0.68m格柵總長度為L=l+l+0.5+1+~^~=0.19+0.095+0.5+1.0+0.68=2.18m1 2 tana tan60。每日柵渣量w86400Q七86400x0.0087x0.06 0038 3/日<02 3/日1000K 1000x1.2 . .z同樣采用人工除渣。3.2調(diào)節(jié)池的設(shè)計3.2.1調(diào)節(jié)池作用由于廢水排放的不連續(xù)性與水質(zhì)的不均勻性，故設(shè)置一個集水池來調(diào)節(jié)水量和均化水質(zhì)。經(jīng)過除油的廢水，白流進入調(diào)節(jié)池中，在調(diào)節(jié)池中進行均質(zhì)和調(diào)節(jié)水量。除了自然調(diào)節(jié)水質(zhì)水量外，為減輕后續(xù)工藝的沖擊負荷，避免調(diào)節(jié)池淤積，須進行強制攪拌，設(shè)計采用鼓風(fēng)曝氣攪拌。3.2.2設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量Q=500m/d=20.83m3/h；停留時間7=8h。3.2.3設(shè)計計算（1） 調(diào)節(jié)池有效容積V=QT=21x8=168m3式中：T——停留時間，h。（2） 調(diào)節(jié)池尺寸調(diào)節(jié)池平面形狀為矩形。由于場地限制，其有效水深?取4m，調(diào)節(jié)池的面積：F=匕=168=42m2

h4式中：h2 有效水深，m。池寬取6m，則池長為7m。保護高h1取0.6m，則池總高H為4.6m。調(diào)節(jié)池尺寸為7mx6mx4.6m?？v向隔板間距采用3m，將池寬分為3格。沿調(diào)節(jié)池長度方向設(shè)2個污泥斗，沿寬度方向設(shè)1個污泥斗，污泥斗坡取50。

3.3水解酸化池的設(shè)計3.3.1水解酸化池作用水解酸化池是利用水解發(fā)酵菌在微氧條件下完成有機物降解的過程。由于洗滌廢水LAS、COD含量較高且含有大量難降解有機物，通過水解酸化反應(yīng)，可以將難降解有機物分解為小分子、易降解的有機物，提高廢水的可生化性，還可以去除一部分LAS、COD，減輕后續(xù)好氧處理的負荷。水解酸化池的工藝分為膜法和泥法，本設(shè)計采用前者，即水解酸化菌附著于池內(nèi)填料上生長，水流通過填料時，生物膜即吸附水中有機物完成生物反應(yīng)。3.3.2設(shè)計參數(shù)容積負荷M=3.0kgCOD/(m?d)；溶解氧DOV0.3mg/l；配水孔流速v=0.20?0.23m/s。3.3.3設(shè)計計算有效池容X10-3=67.5m3虻=SO450x(1X10-3=67.5m3NV式中：Q式中：Q流量，m3/d；-進水COD濃度，mg/l；按照總濃度去除10%計;NNVCOD容積負荷，kgCOD/(m3?d)。池子尺寸取有效水深h=1.5m,則池子表面積為A=L=心=45m2h1.5將池子分成兩大格，每格尺寸為9mx5mx2m（其中水深1.5m,超高0.5m）。（3）復(fù)核符合要求。HRT=—=67.5=3.21h，符合要求。Q21（4）填料容積—，=2—=2x67.5=45m3，采用組合填料，采用2層填料，每層0.5m，3 3安裝在距池底0.3m的處。膜法池底仍可積泥，可以安裝潛水?dāng)嚢铏C?？砂疵苛⒎矫?0W功率配備攪拌機，共分2小格，選用2臺潛水?dāng)嚢铏C。單臺功率：N=1°X9x5x「5=4.4用1000（5）配水每大格配水孔總面積:21每大格配水孔總面積:21「=3600x2x0.2=。如徹2每大格寬5m，取n=20個孔眼（孔間距25cm），單孔直徑d為,'4Fd=y =\n?！?x0.695T =0.21mX20x3.143.4接觸氧化池的設(shè)計3.4.1接觸氧化池作用生物接觸氧化是在生物反應(yīng)器內(nèi)裝載填料，利用微生物自身的附著作用在填料表面形成生物膜，使污水在與生物膜接觸過程中得到凈

化。有機物通過好氧微生物的作用，被降解為生物質(zhì)和CO2，進而被從污水中去除掉。3.4.2設(shè)計參數(shù)BOD5容積負荷M=500kg/(m3d)；填料層高度H=2.5m(填料層高宜采用2.5?3.5m)；進水BOD5濃度La=200mg/l；出水BOD5濃度Lc=20mg/l。3.4.3設(shè)計計算(1)濾池的有效容積=180m3/dV=Q(匕-1C) 500x=180m3/d500式中：Q 流量，m3/d；La 進水BOD5濃度，mg/l；Lc 出水BOD5濃度，mg/l。(2)濾池總面積180=180=72m22.5式中：H——填料層高度，m。濾池格數(shù)72，取n=9。72，取n=9。式中：f單池面積，m2,—般小于25m2。則實際單格面積為8m2,采用4mx2m。生物接觸氧化池由下至上應(yīng)包括構(gòu)造層、填料層、穩(wěn)水層和超高。其中，構(gòu)造層宜采用0.6?1.2m，填料層高宜采用2.5?3.5m，穩(wěn)水層高宜采用0.4?0.5m，超高不宜小于0.5m。填（濾）料可應(yīng)用碎石、爐渣、塑料等粒狀填料，也可應(yīng)用波紋板、軟性纖維、蜂窩等填料。本設(shè)計采用懸浮球填料，其的優(yōu)點：?比表面積大一采用內(nèi)部空心結(jié)構(gòu)，設(shè)置多道凹槽和網(wǎng)架，大大增加了填料的比表面積。②反應(yīng)形態(tài)好一填料在反應(yīng)器中處于流化狀態(tài)，反應(yīng)形式完全混合，反應(yīng)器填料與氣和水混合充分在流化狀態(tài)下，老化的生物膜可通過水力沖刷自動脫落，促進生物膜更新。（氧利用率高一通過填料的分割作用及填料不斷與水、氣流的接觸，可以大大提高氧氣的利用率。（4）池高H=H+h+h+mh+h=2.5+0.6+0.4+3x0.2+0.3=4.4m式中：H——濾料層高度，m；h超高，m,一般大于0.5m；h——填料上水浸沒的深度，m,一般為0.4?0.5m；h——填料層間隙高，m；h4—配水區(qū)高度，m；m—填料層數(shù)（層），為3層。（5）校核接觸時間t=號=寫至=8.6h，符合要求。

曝氣系統(tǒng)的計算①需氧量的計算需氧量： Q=aQ(S°-S°)+bfXV式中：a‘——平均轉(zhuǎn)化1Kg的BOD的需氧量Kg/Kg,取0.58；Q——污水設(shè)計流量，m3/d;S0——進水BOD含量,mg/l;Se——出水BOD含量,mg/l;b‘——微生物自身氧化過程的需氧量，Kg/Kg,取0.12；X——曝氣池中的揮發(fā)性懸浮固體濃度，mg/L,取3000mg/LoQ=0.58x500x(200-20)x10-3+0.12x3000x10-3x180=52.2+64.8=117kg/d=5kg/h②供氣量的計算a.空氣擴散器出口處的絕對壓力(淹沒深度取4.2m)Pb=101.325x103+9.8x103H=101325+9.8x103x4.2=1.42x105Pab.空氣離開曝氣池面時，氧的百分比 T^ATx100%79+21(1—E)式中：E式中：EA空氣擴散器的氧轉(zhuǎn)移效率，取30%；-0.3-0.3)21xx100%=15.7%79+21x(1-0.3)C.查排水工程下冊附錄1，得水中溶解氧飽和度CsCs(20)=9-17mg/LCs(30)=7-63mg/L溫度為20°C時，脫氧清水的充氧量為:t——s(20)a(PpC-C溫度為20°C時，脫氧清水的充氧量為:t——s(20)a(PpC-C)x1.024(t-20)式中:a?氧轉(zhuǎn)移折算系數(shù)，（一般取0.8?0.85,取0.8）；?氧溶解折算系數(shù)，（一般取0.9?0.97，取0.9）；密度，1.0kg/L；?廢水中實際溶解氧濃度，mg/l（—般取2mg/l）；需氧量,kg/h。t s(20)5x9.17a(PpC-C)x1.024(t-20) 0.8x(0.9x1.0x7.63-2)x1.024(30-20)=9.28kg/h供氣量為. R9.28I八氣量為： q=—= =103m3/ha0.3E0.3x0.3③曝氣器及空氣管路的計算本設(shè)計采用WZP中微孔曝氣器，技術(shù)參數(shù)如下:曝氣量：4-12m/h個服務(wù)面積：0.5-2.0誰/個氧利用率：在4米以上水深，標(biāo)準狀態(tài)下為30%?50%充氧能力：0.40-0.94kgO2/Kw.h充氧動力效率：7.05-11.74kgq/Kw.h本設(shè)計取服務(wù)面積為1m2/個，則此池共需要曝氣器為72個。本池設(shè)9根支管，管長3.2m，曝氣頭間距0.4m,每根支管設(shè)曝氣頭8個，共72個。每根支管所需空氣量：103——=25.75m3/h4反應(yīng)池充氣管管徑:設(shè)空氣干管流速虻設(shè)空氣干管流速虻=5m/s小支管流速,=25m/s十管直徑:，4Q4x103十管直徑:，4Q4x103■ a—3600兀V1=0.085m3600x3.14x5取D「0.09m校核:4Q4x校核:4Q4x103=4.5m/s3600兀D2 3600x3.14x0.0921支管直徑:4q4x25.75'支管直徑:4q4x25.75' a 3600兀v2=0.06m3600x3.14x2.5取d2=0.06m校核:4q4x25.75校核:4q4x25.75v2 3600兀d2 3600x3.14x0.0622=2.53m/s④污泥產(chǎn)量計算污泥排放量：AX=Y(S—S)Q式中：Y污泥產(chǎn)率系數(shù)，kgMIVSS/(kgBOD5),取0.3式中：Y污水設(shè)計流量，m3/d;進水BOD含量,mg/l;出水BOD含量,mg/l;AX=0.3x(200-20)x10-3x500=27kg/d

污泥產(chǎn)量：W27污泥含水率為98%，當(dāng)含水率>95%時，取p=1000kg/污泥產(chǎn)量：W27=1.35m3/d1000(1-p) 1000x(1-0.98)排泥管采用DN=300mm的穿孔管排泥，安裝在距池底0.1m。3.5二沉池的設(shè)計3.5.1二沉池作用接觸氧化池中的生物膜會老化脫落，而沉淀池的作用就是從廢水中分離出脫落的生物膜，確保出水達標(biāo)。3.5.2設(shè)計參數(shù)表面負荷q’=2.5m表面負荷q’=2.5m3/(m2h)；空隙內(nèi)流速v1=0.02m/s沉淀時間t=1.5h沉淀時間t=1.5h；中心管內(nèi)流速v0=0.01m/s；3.5.3設(shè)計要求本設(shè)計采用豎流式沉淀池，池子截面采用圓形，一般直徑為4?7m。污泥斗傾角為50o?60o。污泥管直徑一般200mm。中心管內(nèi)流速V0<30mm/s,取10mm，h3取0.25?0.5m，q=0.5?1.0mm/s，取0.5mm/s，沉淀時間T=1.0?1.5^取1.2h。3.5.4設(shè)計計算設(shè)計流量Q=500m/d=0.0058m3/s中心管面積f=^?^=0.0087=0.87m2

v0.010式中：qma一單池最大設(shè)計流量，m3/s；

V0 中心管內(nèi)流速，m/so由于池子直徑不宜大于8.0m,采用1座豎流式沉淀池。f=^?^=0'0087=0.87m2v0.010中心管直徑,'4x,'4x0.873.14中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度h=中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度h=旦^= 0'0087 =0.098m3v兀d 0.02x3.14x1.35x1.051 1(d1=1-35d0)式中：v式中：v1——喇叭口與反射板之間的縫隙內(nèi)流速，m/so沉淀部分有效斷面積F=^^=0.0087=8.7m2v0.001式中：v 沉降區(qū)內(nèi)流速，m/so沉淀池直徑D=J4(F+f) "x(8.7+0.87)=349m<8m，符合要求。兀V3.14沉淀池有效水深h2=vt=0.001x3600x1.2=4.32m式中：t 沉降時間，ho校核池徑水深比D/h2=3.49/4.32=0.808<3.75，符合要求。污泥產(chǎn)量

由于SS去除產(chǎn)生的污泥量W=q(S-S)=500x(300-60)=0.12x103kg/d由于COD去除產(chǎn)生的污泥量W2=q(C-C)xa=500x(450-71.8)x0.3=0.057x103kg/d式中：Ca，Cc——別代表進口和出口COD的濃度，mg/l；a——污泥表觀增長系數(shù)，取值為0.3。W=W1+W2=0.12x103+0.057x103=0.177x103kg/d。污泥產(chǎn)量:W 0.177x103污泥產(chǎn)量:W，—1000(1-p)=1000x(1-0.98)-*85m*污泥部分需要的容積按照污泥停留時間為2h計算，V WT 0.177x103x2 492324y(1-P) 24x1000x(1-0.997) ^式中：T―污泥停留時間，h；r 污泥容重，kg/m3，取值為1000kg/m3；P——污泥含水率，％。污泥斗污泥斗為圓截錐形，設(shè)底部直徑d'為0.4m，截錐高度為h5,截錐側(cè)壁傾角a=55°，則h5=(D2—d'2)tga=(3.49「2-。.匕)xtg550=2.21m則污泥斗體積"匕(R2+r2+rR)= '2.21(1.7452+0.22+1.745x0.2)=7.94m33V2〉V,可見污泥斗足夠容納產(chǎn)生的污泥量。(11)池子總高度H=h+h+h+h+h=0.3+4.32+0.098+0.3+2.21=7.23m式中：hi 超高，m；h4——緩沖層高度，m。采用靜壓排泥，排泥管下端距池底0.15m，上端超出水面0.5m，選擇直徑為250mm。3.6消毒池的設(shè)計3.6.1消毒池的作用對出水進行消毒，并降低余氯。3.6.2設(shè)計參數(shù)二氧化氯較氯不易保存，故必須購買即加即反應(yīng)設(shè)備。停留時間t=1h；3.6.3計算公式表3.1消毒計算公式名稱公式符號說明每日二氧化氯投加量M(g/d)M=QCQmax一最大設(shè)計流量，m3/dC-二氧化氯投加量，5?10mg/L3.6.4計算過程M=QC=500x1.5x0.005=3.75g根據(jù)停留時間，消毒池設(shè)計成直徑D=7m,H=3m的池子。3.6.5二氧化氯發(fā)生器選型選自深圳歐泰華環(huán)保技術(shù)有限公司生產(chǎn)的HT99-3000型高效復(fù)合二氧化氯發(fā)生器。4污水處理站平面及高程布置4.1污水處理站平面布置4.1.1各處理單元構(gòu)筑物的平面布置處理構(gòu)筑物是污水處理的主體建筑物，在對它們進行平面布置時，應(yīng)根據(jù)各構(gòu)筑物的功能和水力要求結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦蔚刭|(zhì)條件，確定它們在廠區(qū)內(nèi)的平面布置應(yīng)考慮：（1） 貫通連接各處理構(gòu)筑物之間管道應(yīng)宜通，應(yīng)避免曲折，造成管理不便。（2） 土方量做到基本平衡，避免劣質(zhì)土壤地段。（3） 在各處理構(gòu)筑物之間應(yīng)保持一定間距，以滿足放工要求，一般間距要求5?10m，如有特殊要求構(gòu)筑物其間距按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。（4） 各處理構(gòu)筑物之間在平面上應(yīng)盡量緊湊，減少占地面積。4.1.2輔助建筑物污水處理的輔助建筑物有泵房、辦公室、集中控制室、水質(zhì)分析化驗室等，其建筑面積按具體情況而定，輔助建筑物之間彳主返距離應(yīng)短而方便、安全?；炇一炇覒?yīng)與處理構(gòu)筑物保持適當(dāng)距離，并應(yīng)位于處理構(gòu)筑物夏季主風(fēng)向所在的上風(fēng)向處。綜上所述，設(shè)計污水處理站平面布置圖時，要根據(jù)工藝要求滿足各種管道布置間距，滿足良好的交通功能，有良好的綠化環(huán)境，對四周環(huán)境沒有污染，又要滿足各種功能要求，節(jié)約用地的原則。本設(shè)計的平面布置詳見相關(guān)圖紙。4.2污水處理站高程布置4.2.1高程布置原則污水處理廠高程布置的任務(wù)是:確定各處理構(gòu)筑物和泵房等的標(biāo)高，選定各連接管渠的尺寸并決定其標(biāo)高。計算決定各部分的水面標(biāo)高，以使污水能按處理流程在處理構(gòu)筑物之間通暢地流動，保證污水處理廠的正常運行。污水處理廠的水流常依靠重力流動，以減少運行費用。為此，必須精確計算其水頭損失(初步設(shè)計或擴初設(shè)計時，精度要求可較低)。水頭損失包括：水流流過各處理構(gòu)筑物的水頭損失，包括從進池到出池的所有水頭損失在內(nèi)；在作初步設(shè)計時可做估算。水流流過連接前后兩構(gòu)筑物的管道(包括配水設(shè)備)的水頭損失，包括沿程與局部水頭損失。水流流過量水設(shè)備的水頭損失。水力計算時，應(yīng)選擇一條距離最長、水頭損失最大的流程進行計算，并應(yīng)適當(dāng)留有余地；以使實際運行時能有一定的靈活性。4.2.2污水處理高程計算(1)水頭損失計算根據(jù)要求，管道損失一般不超過構(gòu)筑物損失的30%，而總水頭損失為管道損失和經(jīng)過構(gòu)筑物的損失之和，所以可以認為總水頭損失約是污水流經(jīng)構(gòu)筑物損失的1.3倍。本流程所設(shè)計的污水處理構(gòu)筑物水頭損失見表4-1。表4-1各個7構(gòu)筑物的水頭損失構(gòu)筑物名稱格柵調(diào)節(jié)池水解酸化池生物接觸氧化池二沉池消毒池水頭損失取值范圍(m)0.15?0.30.6?0.70.5?0.60.25?0.50.5?0.60.5?0.6實際取值(m)0.30.60.50.50.50.5管道部分的水頭損失=構(gòu)筑物的水頭損失x30%高程部分的水頭損失=管道部分的水頭損失+構(gòu)筑物的水頭損失=構(gòu)筑物的水頭損失x30%+構(gòu)筑物的水頭損失=構(gòu)筑物的水頭損失X1.3則有：粗格柵至細格柵水頭損失為hi=0.3x1.3=0.39m調(diào)節(jié)池至水解酸化池的水頭損失為h2=0.6x1.3=0.78m水解酸化池至生物接觸氧化池的水頭損失為WxUFE生物接觸氧化池至二沉池的水頭損失為h4=0.5x1.3=0.65m；二沉池至消毒池的水頭損失為h5=0.5x1.3=0.65m；消毒池至排水口的水頭損失為h6=0.5x1.3=0.65m。沿線損失約3.9m。(2)高程計算為簡化計算，將地平面標(biāo)高設(shè)定為0m。

構(gòu)筑物名稱水面標(biāo)高(m)池底標(biāo)高(m)池頂標(biāo)高(m)調(diào)節(jié)池3.38-0.623.98水解酸化池2.601.103.10生物接觸氧化池1.95-1.952.45二沉池1.30-5.631.60消毒池0.65-1.851.15本設(shè)計高程標(biāo)注詳見相關(guān)圖紙。5污水泵站的設(shè)計5.1泵站的設(shè)計采用集水池與機器間合建的矩形泵站。集水池容積采用相當(dāng)于2臺水泵30分鐘的容積：W=21x30/60=10.5m。有效水深H=3m,則積水池面積為F=0.23m2。則集水池尺寸為2mx2mx3m。泵站簡圖如圖5-1所示。TOC\o"1-5"\h\z/ - 4三 1§ ___ 「［ F——1「* ? _泵軸中■心?m仙III。11I t圖5-1泵站示意圖考慮到提升泵的數(shù)量和集水池尺寸，建成占地4mx4mx6m的矩形泵站。5.2選泵（1）總揚程估算泵長總揚程=自由水頭+沿線水頭損失+泵站水頭損失+兩水面高度差知1.0+9+8+1.5+7.5知27m（2）流量擬采用3臺水泵（其中1臺備用），每臺水泵的流量為24m3/h。考慮總揚程和流量，選擇IGT62-125型污水提升泵3臺（1臺備用），流量為26.3m3/h，揚程為14.2m。6所選設(shè)備及各池池型總結(jié)設(shè)備和主要構(gòu)筑物如表6-1和表6-2表6-1設(shè)備一覽表設(shè)備名稱型號數(shù)量備注三葉羅茨鼓風(fēng)機NSR1251臺微孔曝氣器WZP72個中心驅(qū)動式刮泥機1臺格柵除污機DNYD-20001臺污水提升泵IGT62-1253臺其中1臺備用表6-2主要構(gòu)筑物池型一覽表名稱尺寸(m)數(shù)量停留時間(h)調(diào)節(jié)池7x6x4.618水解酸化池9x5x221.5生物接觸氧化池4x2x4.418.6二沉池D=3.49，H=7.231消毒池D=7,H=311

7工程概算及效益分析7.1工程初步投資預(yù)算根據(jù)主要構(gòu)筑物及設(shè)備，估計出的工程投資表如表7-1所示。表7-1 工程投資估算表工程或費用名稱建筑工程費用（萬元）運輸安裝工程費用（萬元）設(shè)備購置費用（萬元）合計（萬元）（一）污水污泥處理部分粗格柵3.431.24.63調(diào)節(jié)池及提升泵房1.40.41011.8水解酸化池20.557.5生物接觸氧化池4.72713.7沉淀池1.21.44.57.3消毒池2.10.9811羅茨鼓風(fēng)機1.51.558（二）附屬設(shè)備綜合實驗辦公樓90620116車庫及傳達室822535機修間、倉庫6.52311.5總計（萬元）226.437.2經(jīng)濟效益分析（1） 基礎(chǔ)投資費用：工程投資226.43萬元，其中設(shè)備投資約87.5萬。（2） 運行費用：包括人工費，電費，折舊費等約30萬元，具體見表7-