1、醫院廢水處理工藝設計摘要：本設計為某醫院廢水處理設計。該醫院廢水處理廠的處理水量為Q=5000t/d，不考慮遠期發展。原污水中各項指標為：大腸桿菌：1200個/ L ，COD濃度：550mg/L。廢水的BOD5濃度：160mg/L。廢水的SS含量：250mg/L。氨氮NH3-H含量：45mg/L。污水經過處理后最終排放標準執行國家現行污水綜合排放標準GB8978-96中一級排放標準，如下：CODcr60mg/L；BOD20mg/L；SS20mg/L；大腸桿菌500個/L ；NH3-N15mg/L。 目前，醫院污水處理方法很多，有一級處理工藝、傳統的二級處理工藝、改進替代的二級生物處理工藝及醫院

2、污水的深度處理（三級處理工藝）。這些工藝中生化消毒聯用處理技術，特別是一些先進的或替代的二級生物處理工藝倍受青睞，例如，CASS工藝、UASB法、沼氣處理工藝。與常規活性污泥法相比，醫院污水經CASS工藝處理后，其COD、BOD5、SS、大腸菌群等水質指標均可達到綜合污水排放標準（GB8971996），且投資費用低、占地面積小、運行費用少。所以,選擇CASS工藝配合二氧化氯消毒工藝來處理醫院污水。關鍵詞：醫院廢水，CASS工藝，二氧化氯消毒工藝Hospital wastewater treatment process designAbstract：The design for a hospit

3、al wastewater treatment design. Design and preliminary design. The hospital wastewater treatment plant to deal with water as Q=5000t/d, do not consider the long-term development. Raw sewage indicators: Escherichia coli:1200/L, COD concentration:550mg/L. Wastewater from BOD5 concentration:160mg/L. Wa

4、stewater from SS content:250mg/L. Ammonia nitrogen content of NH3-H:45mg/L. Sewage after treatment for ultimate discharge standards of current national" integrated wastewater discharge standard" GB8978-96in a standard, as follows: CODcr60mg/L; BOD20mg/L;SS20mg/L; Escherichia coli 500/L; NH

5、3-N15mg/L。.At present, the hospital wastewater treatment methods, including the level of processing technology, the traditional two stage processImproved or alternative, two stage biological treatment process and hospital sewage depth treatment ( three grade treatment process ) butThe vast majority

6、of biochemical and disinfection treatment with the combination of technology, especially some advanced or replacement of two stage biological treatment popular CASS process, UASB process method, gas treatment technology and conventional activated sludge method.Hospital Wastewater by CASS process, CO

7、D, BOD5, SS, coliform and other water quality indicatorsCan achieve a comprehensive sewage discharge standard" ( GB897 - 1996), and low investment cost, small occupied area,Operating cost.Therefore, select the CASS technology with chlorine dioxide disinfection process in hospital wastewater tre

8、atment.Keywords: hospital wastewater,CASS technology,chlorine dioxide disinfection process本科畢業設計目 錄1 緒論11.1醫院污水來源及特點11.2 國內外現狀11.2.1 國內現狀11.2.2國外現狀21.3設計任務31.3.1本畢業設計課題的要求31.3.2本畢業設計課題的技術要求與數據32 設計原理42.1工藝流程的選擇42.1.1 方案設計原則42.1.2 醫院廢水處理工藝43構筑物的設計與計算83.1格柵83.1.1設計說明83.1.2 設計計算83.2 污水提升泵93.2.1 水泵選擇93.

9、3 水解酸化池103.3.1 設計參數103.3.2 設計計算103.3.3 布水系統設計計算113.3.4 排泥系統設計113.4 CASS反應池設計計算123.4.1 反應池設計計算123.4.2 計算剩余污泥量133.4.3 計算需氧量153.4.4 CASS反應池布置163.5 污泥處理系統163.5.1 污泥濃縮池設計計算163.5.2 浮渣擋板與浮渣井173.5.3 污泥儲池173.5.4 污泥脫水機173.5.5 設備選型174 結論19參考文獻20致謝22 第 II 頁 共 II 頁 本科畢業設計1 緒論1.1醫院污水來源及特點 目前我國已建設有相當數量的醫院污水處理設施，對醫

10、院污水的污染控制起到了積極的作用。但與發達國家醫院污水處理狀況及世界衛生組織的要求相比，我國醫院污水處理水平整體較低，尤其2003年初具有高度傳染性“SARS”的爆發，對現有醫院污水處理的工藝技術、裝備和管理水平都提出了考驗，使現有醫院污水處理的不足表現得更為突出。 醫院污水，尤其是傳染病醫院、結核病醫院污水中，不同程度地含有多種病菌、病毒、寄生蟲卵和一些有毒有害物質。這些病菌、病毒和寄生蟲卵在環境中具有一定的抵抗力，有的在污水中存活時間較長，當人們食用或接觸被病菌、病毒、寄生蟲卵和有毒有害物質污染的水或蔬菜時，就會使人致病或引起傳染病的暴發流行。通過流行病學調查和細菌學檢驗證明，國內歷次大規

11、模傳染病的暴發流行，都與飲用或接觸被污染的水有關1。例如1987年上海市發生甲型肝炎大面積暴發流行，系由于帶有甲型肝炎病毒的糞船污染了毛蚶所致。近年來，世界上許多國家發生霍亂，暴發面積之廣，死亡人數之多，為有史以來所罕見，并且發病多半在不發達國家的沿海地區，據報導，均因飲用水受到病人排泄物污染所致。病菌、病毒或寄生蟲卵能夠介水傳播的主要原因是污水中病原體的含量大，另一個是病原體對環境理化因素抵抗力強，在環境中的存活率比較高。如大腸桿菌在河水中能存活21-183天，痢疾桿菌能在河水中存活12-92天，霍亂弧菌在河水中能存活0.5-92天。病毒在對環境因素的抵抗力則更強，在污水中肝炎病毒能存活70

12、天，脊髓灰質炎能存活3-4個月，鉤端螺旋體能存活30天。非典冠狀病毒則僅能在污水中存活3-4天。非典冠狀病毒對環境的耐受力雖然不比肝炎病毒、痢疾桿菌更強，但由于其發病急、傳播快、死亡率高，更加以找不出病源和傳播途徑、對應手段和治療方法，因此，曾在精神上給人們很大的困擾2。1.2國內外醫院污水處理的現狀及發展趨勢1.2 國內外現狀1.2.1 國內現狀醫院廢水及醫療廢物管理工作是醫院當前和今后管理工作的重要組成部分，是醫院經濟可持續發展戰略的重要保證，是醫療衛生機構管理者不可忽視的重要工作。醫院環境保護的好壞，關系到人民群眾的身體健康甚至生命安全，更關系到改革發展穩定的大局。因此，研究和解決新形勢

13、下醫院廢水及醫療廢物管理工作中出現的新情況和新問題，對進一步做好醫院環境保護工作具有重大現實意義2。一些醫院廢水和醫療廢物處理處置還沒有達到無害化處理的要求。主要表現在：設施不全、設備老化，廢水管網滲漏，廢水排放短斤少兩，個別醫院甚至無醫療廢水處理設施或廢水處理設施不能正常運行；非典時期不但表現出廢水處理設備不能滿足需求，而且表現出醫療廢物處理設施缺口更大，更待完善。我國對醫療廢物的無害化處理起步晚，目前比較普遍的處理方法仍是焚燒處理。除部分沿海發達地區引進國外成套焚燒系統，在城區以外建有比較先進的醫療廢物無害化集中焚燒處理中心外，其余全國大部分地區都沒有在遠離城市的地方建立集中的醫療廢物焚燒

14、廠3。目前，我國醫院廢水處理設備普遍采用的是加氯機，二氧化氯發生器和臭氧發生器等設備，這些設備基本可以采用自動化操作方式，部份醫院已經采用廢水集成化處理設備，該設備整套裝置全密閉運行，絕無水、氣等二次污染，采用集成模塊化設計，全自動報警，消毒殺菌采用多元二氧化氯協同消毒，消毒殺菌率達9999以上4，因此，醫院處理后的廢水排放基本都能符合傳染病防治法的有關規定和GBl8466-2001醫療機構污水排放要求。1.2.2國外現狀發達國家在醫院有關科室內對接觸到病菌、病毒以及有毒有害物質的污水和污物在發生源處即進行了嚴格的控制和分離。如對病人的血液、病理切塊、檢驗廢棄物以及被化學物質、放射性物質、有毒

15、有害物質所污染的污水和污物均分別收集到獨立的容器中，經過嚴格的消毒后，由專業公司定時收集，統一處理。在任何情況下，不容許將醫院的污水和污物隨意棄置或排入下水道5。而且發達國家普遍建設了完備的下水道系統和終端污水處理廠，在對污水進行處理的同時，還進行了消毒處理。歐洲和美洲的一些國家在污水排放標準中都規定了生物學指標。同時，絕大多數發達國家的城市污水處理廠都設有污泥消化和無害化甚至焚燒裝置，經過無害化處理之后的污泥可以達到WHO的相關規定。1.3設計任務1.3.1本畢業設計課題的要求 本課題依據任務書所給定的數據及出水要求，并結合技術可行性和社會經濟性，對醫院污水的處理工藝、處理流程進行研究與設計

16、，并對相關構筑物進行計算，得出符合實際的工藝設計流程。首先，對某醫院污水的特點、性質和主要污染成分進行分析；其次，掌握水處理常用系統的運行原理和設計工藝；再次，根據醫院排放廢水數據計算出相關的污水處理設計參數，并根據廢水特點設計出相關工藝流程；最后做出相應的CAD工程圖。1.3.2本畢業設計課題的技術要求與數據 污水流量Q=5000t/d 。 原水水樣中，經計算去平均值，大腸桿菌：1200個/ L ，COD濃度：550mg/L。廢水的BOD5濃度：160mg/L。廢水的SS含量：250mg/L。氨氮NH3-H含量：45mg/L。污水經過處理后最終排放標準執行國家現行污水綜合排放標準GB8978

17、-96中一級排放標準，如下：CODcr60mg/L；BOD20mg/L；SS20mg/L；大腸桿菌500個/L ；NH3-N15mg/L。 2 設計原理2.1工藝流程的選擇2.1.1 方案設計原則1.積極采用新技術、新設備，使技術改革后運行更可靠、更穩定、維修更方便，服務年限更長。2.做到占地面積少，投資少，運行費用低。3.自動化程度高，勞動強度低，操作方便。 4.處理過程不產生二次污染，出水達到國家排放標準。2.1.2 醫院廢水處理工藝 （1）一級處理工藝 常規一級處理的目的主要是去除污水中的漂浮物和懸浮物（SS），為后續處理創造條件。其主要設備和構筑物是:格柵、沉砂池、沉淀池等。格柵可去除

18、污水中較大的顆粒物質和漂浮固體物質。沉砂池可以去除0.2mm 以上的沙粒，沉淀池可去除污水中大部分懸浮物。一般通過一級處理可去除 60%懸浮物和20%BOD55。 醫院污水一級處理和氯化消毒的典型工藝流程是：來自病區和其他含菌污水通過排水管道匯集到污水處理站，對于糞便污水應先通過化糞池沉淀消化處理，然后進入污水處理站。處理站設有格柵、調節池、計量池、提升泵和接觸池。消毒劑通過與水泵聯動或與虹吸水混合后，進入接觸池，在接觸池內污水和消毒劑經過一定時間的接觸后達到水質凈化和消毒要求之后排放6。化糞池或沉淀池產生的沉淀污泥按規定進行定期消除和消毒處理，典型工藝流程可簡單表示如圖2.1消毒劑所示化糞池

19、接觸池沉淀池格柵 污水 排放2.1 醫院污水典型處理工藝 目前我國中小型醫院大多采用這種一級處理后投加消毒劑的工藝，甚至不處理直接投加消毒劑。 (2)二級處理工藝 二級處理主要是指生物處理。生物處理可以去除污水中溶解的和呈膠體狀的有機污染物.其BOD的去除率在90%以上，出水的BOD可降至30mg/L以下，同時還可以去除 COD、酚、氰等有機污染物。常規的二級生物處理技術如活性污泥法不能去除水中的氮和磷。因此，國內外開發了生物脫氮除磷的改進二級處理技術或稱三級技術。它與二級處理往往結合使用，有時是對常規生物處理設施進行改造，使之具有脫氮除磷的功能7。采用的技術有A/O法、A/O法、SBR法、A

20、B 法、氧化溝和生物膜法等。 1、傳統活性污泥法 傳統活性污泥系統多采用矩形廓道式曝氣池，污水和回流污泥從池首進入，混合液以活塞流的流態逐漸向池尾流動，從池末端出水堰流出，進入二沉池，在二沉池中完成泥水分離后處理水排放，沉淀污泥回流到曝氣池，進入下一個循環8。 2、吸附再生法 這種運行方式的主要特征是將活性污泥降解有機物的兩個過程初期吸附和生物代謝分別在兩個構筑物或一個構筑物的兩段中進行。 3、SBR 法 SBR 工藝是間歇式活性污泥系統，又稱序批式活性污泥系統。SBR 工藝的曝氣池，在流態上屬完全混合，在有機物降解上，卻是時間上的推流，有機物是隨著時間的推移而被降解的，其基本操作流程由進水、

21、反應、沉淀、出水和閑置等五個基本過程組成，從污水到閑置結束構成一個周期，在每個周期里上述過程都是在一個設有曝氣或攪拌的反應器內依次進行的9。 4、AB 法 AB法就是生物吸附降解法。A級以高負荷或超高負荷運行(污泥負荷>2.0kgBOD5/kgMLSS·d) ，B級以低負荷運行（污泥負荷一般為0.1 0.3kgBOD5/kgMLSS·d），A、B兩級各自有獨立的污泥回流系統，兩級的污泥互不相混。該工藝處理效果穩定，具有抗沖擊負荷、PH 值變化的能力，該工藝還可以根據經濟實力進行分期建設10。如可先建A 級，以削減污水中的大量有機物，達到優于一級處理效果，等條件成熟，再

22、建B 級以滿足更高的處理要求。 5、A/O和A2/O法A/O系統和A2/O系統是由缺氧好氧或厭氧缺氧好氧生物處理組成的污水生物脫氮除磷處理工藝。 6、CASS工藝生化處理 CASS工藝主反應區分缺氧和好氧兩部分，周期性進行曝氣、沉淀和撇水。由于周期曝氣，曝氣時氧濃度梯度大，傳遞效率高，節能效果明顯，運行費用可降低20%左右。 CASS工藝的生物降解、污泥沉淀和廢水排放均在同一池中進行，不需調節池、二沉池及污泥回流設備，可大大節省投資,降低運行費用和減少用地。CASS工藝采用延時曝氣，使污泥的產率低、脫水性好；新型水下曝氣設備和浮動式可自動升降專用撇水裝置的應用使系統簡便、靈活，出水穩定。 CA

23、SS法采用厭氧、兼氧結合的生物處理為主，并配合一系列物理、化學手段來沉淀、分解、殺滅污水中的有機物、病菌、病毒，同時還具有良好的除氮、除磷功能，使二級處理的投資可達到三級處理出水水質的效果11。 每個CASS反應器由生物選擇區、缺氧區和好氧區三部分組成。三個區體積比大概為1:2:27。生物選擇區實際上是一個容積很小的污水和污泥接觸區。活性污泥由好氧區回流并在生物選擇區內與新鮮污水混合、接觸、創造微生物種群在高負荷下的競爭條件,選擇出優勢菌種,可有效抑制絲狀菌繁殖,提高系統穩定性,同時活性污泥的快速吸附作用加快了溶解性基質的去除,并對難降解有機物起到良好的水解作用,還能使污泥中的磷在厭氧條件下得

24、到有效的釋放12。 缺氧取區具有輔助生物選擇區對進水水質水量變化的緩沖作用,在該區主要是通過再生活性污泥的吸附作用去除有機物,去除率>80%,同時具有促進磷的進一步釋放和強化反硝化作用13。好氧區是微生物分解所吸附有機物的主要場所,其運行周期包括充水-曝氣,充水-沉淀,上清夜潷除和充水-閑置4個階段,不同的運行階段及時間可根據所處理的污水水質進行調整。運行周期循環往復,反應中污水的有效容積是個變值。此法連續進水,序批運行方式如下:厭氧缺氧好氧缺氧厭氧。CASS工藝的特點：(a)工程建設費用低。CASS的生物降解、污泥沉降和廢水排放均在同一池中進行，不需調節池、二沉池和污泥回流設備，可大大

25、節省投資、減少用地和降低運行費用。一般，建設費用可節省1025，占地面積可減少2035。(b)運行費用省。由于周期性曝氣，池內溶解氧的濃度在沉淀和排水階段降低，在曝氣時，氧濃度梯度大，傳遞效率高，節能效果顯著，運轉費用可節省1025。 (c)有機物去除率高，出水水質好。CASS法不僅能有效去除污水中各種有機污染物，而且具有良好的脫氮、除磷功能。使二級處理的投資，達到三級處理的水質。(d)CASS工藝在延時曝氣、周期循環中，極易做到好氧、缺氧和厭氧狀態。而對醫院污水的處理，必須要考慮污水中有傳染病人的病毒、致病菌，所以不能用普通污水凈化池的處理辦法來處理，要采用厭氧、兼氧結合為主處理，并利用一系

26、列的物理、化學、生物原理來對傳染病污水中的有機物、病菌、病毒進行沉淀、分解、吞噬、殺死14。CASS法能很好的滿足這一要求。(e)CASS法采用延時曝氣，使污泥產率低，脫水性好，易處理，減少了污泥處理費。新型的水下曝氣設備代替傳統的鼓風曝氣方式，使用靈活，系統十分簡單，無噪音污染。(f)管理方便，運行可靠。污水處理廠設備種類和數量較少，控制系統比較簡單，采用浮動式可自動升降的專用撇水裝置和特殊的潷水器在進水過程仍可排水，滲水器的升降自動進行。保證出水穩定15。CASS法處理醫院污水效果非常顯著，具有投資費用低、占地面積小、運行費用少、操作簡便靈活、出水水質穩定等突出優點，所以本設計采用CASS

27、法。3構筑物的設計與計算3.1格柵3.1.1設計說明 格柵安裝在廢水渠道、集水井的進口處，用于截留較大的懸浮物或漂浮物，主要對水泵起保護主用。另外，可以減輕后續構筑物的處理負荷。由于處理水量不是很大，柵渣可用人工清除。設計參數：取中格柵；柵條間隙e=10mm；柵前水深h=0.4；過柵流速v=0.6m/s；安裝傾角=45。設計流量：Q=5000m3/d=0.058m3/s3.1.2 設計計算 圖 3.1 格柵設計計算草圖柵條間隙數（n） (式3.1)取n=21條。柵槽有效寬度（B）設計采用圓鋼為柵條，即S=0.02m (式3.2)進水渠道漸寬部分長度 設進水渠道內的流速為0.5m/s，進水渠道寬

28、取B1=0.175，漸寬部分展開角=20。L1= (式3.3)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度 L2= L1/2=0.215m (式3.4)過柵水頭損失 k=3 v=0.6m/s (式3.5)柵槽總高度（H） 取柵前渠道超高h2=0.3m，柵前槽高H1=h+ h2=0.7m H=h+h1+ h2=0.4+0.176+0.3=0.876m (式3.6)柵槽總長度（L） 每日柵渣 取 （可采用人工清渣） (式3.7)式中：Q設計流量，m3/s； W1柵渣量（m3/103m3污水），取 0.10.01，粗格柵取小值，細格柵取大值，中格柵取中值。 3.2 污水提升泵3.2.1 水泵選擇設計流程中，污

29、水需要從調節池提升到水解酸化池，設水解酸化池水面標高為+8m（水平地面相對標高為±0.00m），調節池池底標高為-4.5m，提升泵的水頭損失為0.5m，則揚程H=10（ 4.5）+0.5m=15m，故選用50LW10-10-0.75型排污泵16。其主要性能參數如表3.2所示。表3.1 性能參數泵型號排出口徑(mm)流量(m3/h)揚程(m)轉速(r/min)功率(kw)效率(%)50LW10-10-0.7550101013900.75563.3水解酸化池 水解酸化池為厭氧污泥反應器中的一種。在水解酸化池內，利用水解和產酸菌的作用將不溶性有機物水解為可溶性有機物，將大分子物質分解為小分

30、子物質，大大提高了污水的可生化性，為下一步的好氧處理提供良好條件17。3.3.1 設計參數 最大設計流量Qmax=5000m3/d=0.058m3/s，廢水在水解酸化池中的停留時間T=6h，水解酸化池內廢水上升速度v上升=1.0m/s。3.3.2 設計計算 水解酸化池的有效容積： (式3.8)代入數據得： 水解酸化池的有效高度：代入數據得： 為了增加水解酸化反應器中活性污泥的濃度，提高反應速率，在池中還加設了供微生物棲息的立體彈性填料，填料高度2.5m，滿池布置，填料下部區域為活性污泥層，填料底部距池底1.5m，填料上部距水面高度為0.5m，取池子的超高為0.5m，則水解池的實際總高度： 按有

31、效池容計算，水解酸化池的有效截面積： (式3.9) 代入數據得： 將水解酸化池分為兩格，每格尺寸為15m×5m×5m。復核水解池上升流速： (式3.10) 符合0.81.8m/h的范圍。3.3.3 布水系統設計計算水解酸化池良好運行的條件之一是保障污泥與廢水之間的充分接觸，因此水池底部布水系統應該盡可能地布水均勻，這樣才能產生比較好的水力攪拌作用。水解酸化池的布水系統形式有多種，本設計中擬采用最簡單的穿孔管布水器。穿孔管布水器的布置一般是沿池長方向設置總布水管，沿池寬度方向間隔布置配水橫管，即采用“豐”字形布置。配水管下部交叉開有布水孔。從橫管端面來看，布水孔的夾角為50&

32、#176;。為了配水均勻，配水管一般采用對稱布置，以總布水管為對稱線，這種布水系統的特點是采用較長的配水支管以增加沿程阻力，以達到布水均勻的目的18。配水支管上布水孔的設置應滿足下列條件：1、配水支管直徑不小于50mm，出水孔眼應沿配水管中心線兩側向下交叉布置，從管橫斷面上看出兩側出水孔的夾角為50°。2、水孔最小孔徑不宜小于15mm，以免進水中的雜物堵塞孔眼，一般孔徑在1525m之間。3、配水支管應位于服務面積的中心，配水支管上出水孔距池底的高度約2025cm，孔口流速不小于2m/s。取孔口流速為2.5m/s，孔徑為18mm，則單池內孔口數量個 為方便安裝，取40個。設計進水總管管徑為150