医院废水处理设计毕业论文.doc

装订线 毕业论文报告纸医院废水处理设计毕业论文目 录第一章 绪论11.1医院污水的来源与主要污染物11.1.1医院污水的来源11.1.2医院污水的主要污染物11.2医院污水特征21.2.1医院污水水量特征21.2.2医院污水水质特征21.3医院污水处理工艺21.4国内外常用工艺及实例3第二章 工程概述62.1设计背景62.1.1设计水质与水量62.1.2水质排放标准62.1.3设计原则62.2工艺比较与论证72.2.1生物工艺比选82.2.2消毒工艺比选10第三章 工程设计说明123.1构筑物设计123.1.1 化粪池123.1.2 格栅井123.1.3提升泵房123.1.4CASS池133.1.5污泥浓缩池143.1.6接触消毒池143.1.7脱氯池153.1.8 检测口153.1.9加氯间153.1.10鼓风机房153.2厂区平面设计163.2.1平面布置原则163.2.2厂区平面布置163.3 高程设计173.3.1高程布置原则173.1.2高程布置注意事项173.4结构设计183.4.1 地质概述183.4.2结构形式及技术要求18第四章 设计计算194.1构筑物计算194.1.1化粪池194.1.2格栅间194.1.3泵房224.1.4CASS池234.1.5接触消毒池304.1.5脱氯池324.1.6污泥浓缩池324.2高程水力计算354.3经济技术分析404.3.1工程投资估算40（2）设备投资414.3.2运行成本核算41第五章 运行管理425.1电气设备控制42致谢44参考文献45I第1章 绪论1.1医院污水的来源与主要污染物1.1.1医院污水的来源医院污水主要来自门诊部与住院部的化验室、手术室、解剖室、药剂室、药剂室、动物房、厕所、洗衣房、浴室以及医护人员的宿舍等。医院污水按水质成分不同，大体上分为生活污水、特种废水和放射性废水三大类，其中生活污水占的比重较大。生活污水包括厕所冲洗水、洗涤污水、洗浴污水及医护。人员的宿舍排放的污水等，其水质与普通生活污水相似。特种废水包括化验室、手术室、实验室、解剖室、药剂室排出的污水,含有重金属、消毒剂、有机物质、酸、碱等有毒有害物质。放射性废水是放射性诊断、治疗及实验研究过程中排放的含有放射性同位素的废水。1.1.2医院污水的主要污染物医院污水的主要污染物包括病原性微生物、有毒有害的物理化学污染物及放射性污染物。1. 病原性微生物医院污水中的病原性微生物主要包括病原性细菌、肠道病毒及寄生虫等。（1） 病原性细菌 病原性细菌主要有沙门氏菌属、痢疾杆菌、结核分枝杆菌、霍乱弧菌、致病性大肠杆菌及炭疽杆菌等。（2） 肠道病毒 肠道病毒体积很小，没有完整的细胞结构，需寄生在细胞内。肠道病毒包括传染性肝炎病毒、脊髓灰质病毒、埃可病毒、柯萨奇病毒及其他人类肠道细胞致病性病毒。（3）蠕虫卵医院污水中的蠕虫卵主要含有蛔虫卵、钩虫卵、吸血虫等。（4） 原虫与水污染有关的原虫病主要是阿米巴痢疾，阿米巴痢疾的病原体是阿米巴原虫。 2.有毒有害物质(1) 有机物与无机物医院污水中除含有各种病菌、病毒和寄生虫卵外，还含有许多有机物与无机物，包括各种药物、消毒剂等：同时医院的厨房、浴室、洗衣房、厕所排放的污水中也含有大量的有机物与无机污染物。(2)悬浮物悬浮物是指水样通过孔径为0.45的滤膜后截留在滤膜上、并于103-105烘干至恒重的固体物质。医院污水中往往含有大量的悬浮物，如纸类、布类、粪便、剩饭菜等。(3)放射性同位素医院放射性污水主要来自同位素治疗室。医院在治疗和诊断中使用的放射性同位素有、等，放射性同位素在衰变过程中产生的、和放射性可在人体内积累而对人体健康构成危害。1.2医院污水特征1.2.1医院污水水量特征医院污水在水量和水质上具有其独自的特征。医院每日排放污水量的大小取决于许多因素，它与医院的规模、性质、医院设施情况、医疗内容、住院与门诊人数、地域、季节、人的生活习惯及管理制度等因素相关。一般认为，医院排水量小于医院每天的用水量，为用水量的4/5。1.2.2医院污水水质特征医院污水水质与医院的类别、收治病人的类型与人数等因素密切相关。一般的说，综合医院污水与生活污水生物性、理化污染指标相似；传染病医院污水则通常含有大量的传染性细菌和病毒，其危害较大。设施较好、规模较大的省市级医院，由于收治病人人数较多、病人类型复杂，其排放污水水质通常比规模较小的县级和乡镇医院差。1.3医院污水处理工艺医院污水成分复杂， 净化处理技术涉及的学科多，其净化处理单元主要包括化粪池、调解池、生化反应池、沉淀池、消毒接触池等。医院污水处理的目的是通过采用各种水处理和设备去除水中各种物理的、化学的和生物的污染物，使水质得到净化，达到国家或地方的水污染排放标准，保护水环境和人体健康。医院污水一般排放量比较小，其处理规模属于小型污水处理。根据医院的性质、规模、污水排放去向和当地的处理要求等，医院污水的处理方法可以采用不同的处理方法和处理工艺流程。常用的处理方法按其作用原理可以分为物理法、化学法和生物法。按其处理程度可分为一级处理、二级处理和三级处理等。按处理工艺可分为预处理、主要处理、后处理工艺等。1. 一级处理常规以及处理目的主要是去除污水中的漂浮物和悬浮物（SS），为后续处理创造条件。主要设备和构筑物是：格栅、沉砂池、沉淀池等。格栅可去除污水中较大的颗粒物质和漂浮固体物质。沉砂池可以去除0.2mm以上的砂粒，沉淀池可以去除污水中大部分悬浮物。一般通过一级处理可去除60%的悬浮物和25%的BOD。由于医院污水污染物浓度一般低于生活污水，所以在医院污水处理工程中可根据处理要求适当选用一些强化的一级处理工艺或被称为一级半处理工艺的工艺方法。一级半处理包括投加适当混凝剂的化学处理工艺、预过滤处理或简单生物处理等。2.二级处理及深度处理二级处理主要是指生物处理。生物处理可以去除污水中溶解的和呈胶体状的有机污染物。其BOD的去除率在90%以上，处理出水的BOD可降至30mg/L一下，对COD、酚、氰、直链烷基苯磺酸盐（LAS）等有机物污染物均有较好的去除效果。常规的二级生物处理工艺对水中的氮和磷去除率较低。在污水排放标准要求比较高的地方，为了防止水体的富营养化，要求污水进行脱氮除磷。因此，国内外已开发了生物脱氮除磷的改进二级处理技术或称三级处理技术，三级生物脱氮除磷技术往往和二级处理工艺结合使用，有时是对常规生物处理设施进行改造，使之具有脱氮除磷的功能。目前采用的技术有A/O法，A/A/O、SBR法、cass法等。3. 消毒医院综合污水处理消毒放在处理工艺的最后阶段，其目的是杀灭医院污水中的致病性微生物和粪大肠菌群，达到排放标准的要求。消毒设施主要由消毒剂制备、投加控制系统与混合池、接触池组成。通常使用的消毒剂有次氯酸钠、二氧化钠、液氯和次氯酸钙等化学消毒剂，也有少数医院采用臭氧、紫外线和其他消毒剂消毒。通过接触池后，一般仍要保持一定的余氯量，杀菌效果可达到99.99%以上。1.4国内外常用工艺及实例（1） 水解酸化处理工艺与传统的活性污泥法相比，作为水解酸化后续处理工艺的活性污泥工艺HRT大大缩短，曝气量减少，气水比大幅度降低，不采用传统的污泥消化系统，曝气池产生的剩余污泥连续送入水解池，整个系统的污泥从水解池排走，进入浓缩池，脱水后处理。以下为浙江省东阳市市属某综合医院排放污水的水解酸化处理工艺流程：曝气沉砂池水力筛原污水水解池曝气池二次沉淀池浓缩池出水脱水机房图1.1-1 浙江省东阳市某市属医院污水处理工艺流程泥饼外运经监测表明，水解酸化池进水水质为：pH6.17.0，COD平均值210.6mg/L；BOD平均值108.2mg/L；SS平均值92.7mg/L；粪大肠菌群数平均值10660个/L。经处理后，消毒池出水水质为：pH6.22；COD平均值20.65mg/L，去除率为90.2%；BOD平均值9.08mg/L,去除率为90.55%；SS平均值22.4mg/L，去除率76.05%；粪大肠菌群数平均值99.97%。经该工艺处理，医院污水出水效果稳定各项指标均达到国家一级排放标准，处理费用也较低。投资省，占地少，便于操作管理，使用效果良好。(2) CASS工艺CASS工艺是间歇式活性污泥法的一种变革，并保留了其他间歇式活性污泥法的有点。是近年来国际公认的生活污水及工业污水处理的先进工艺，是由SBR工艺在工程设计中 发展而来的。目前，CASS工艺在我国工业废水及生活污水处理领域应用比较广泛，已经建成的CASS工艺处理的污水包括：小区生活污水、医院污水、制药厂废水、电器厂含磷废水、化工厂含氨氮废水、印染废水、汽车厂含油废水、啤酒废水等。以下为徐州医院第二附属医院污水处理工程。消毒液接触消毒池医院污水CASS池化粪池格栅污泥池图1.4-2徐州医院第二附属医院污水处理流程图该医院进水水质为：COD350mg/L；BOD约为160mg/L；SS为约300mg/L；氨氮约为30mg/L；粪大肠杆菌总数约为个。经处理后出水水质为：COD约为60mg/L，去除率达到83%；BOD约为20mg/L，去除率达到87.5%；SS约为20mg/L，去除率达到93%；氨氮约为15mg/L，去除率达到50%；粪大肠为500，去除率为99.99%。经该工艺处理后，污水达到医疗机构水污染物排放标准GB18466-2005中一级排放标准。该工艺处理流程简单，不需要调节池不需要二沉池，占地省，投资省。（3）氧化沟 氧化沟是一种活性污泥法工艺，其曝气池呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥混合液在其中循环流动，因此被称为“氧化沟”，又称为“循环曝气池”，“无终端的曝气系统”。氧化沟采用的水力停留时间长达1040h，污泥龄一般大于10d，其有机负荷一般低于0.10kg BOD5/(kg MLSSd)，实质上属于延时曝气法。由于构造简单、管理方遍、基建费用低、出水水质好等优点，逐渐用于医院污水的二级处理。以下为德国BASF污水厂的工艺流程图：加氯曝气沉砂池细格栅粗格栅及泵房氧化沟二沉池接触消毒池出水浓缩池图1.4-3德国BASF污水厂的工艺流程图该厂进水指标为：BOD400700mg/L；氨氮1023mg/L；其他指标不详。出水指标为：BOD0.5mg/L。2.1.3设计原则贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法律、法规、规范及标准，结合医院的具体情况，采用先进、实用、成熟、可靠的处理工艺，满足水质、水量波动和可生化性较差的进水要求，确保废水处理后达标排放；根据设计进水水质和出厂水质要求，所选污水处理工艺力求技术先进成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理，确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用；最大程度上的降低处理成本和保证系统稳定运行；妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥，避免造成二次污染；为确保工程的可靠性及有效性，提高自动化水平，降低运行费用，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件；采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理；做到技术可靠、经济合理；平面布置力求在便于施工、便于安装和便于维修的前提下，使各处理构筑物尽量集中，节约用地，扩大绿化面积，并留有发展余地；2.2工艺比较与论证有机污染物处理工艺主要有二大类：一是物化法，一是生物法。物化是通过物理化学的方法去除污水中的有机物，主要有混凝沉淀法，湿式催化氧化法，臭氧氧化法等。生物法是通过微生物的活动降解有机污染物，使之成为二氧化碳、水等，主要有生物接触氧化法、活性污泥法、SBR法、氧化沟法、A/O法等。下面就挑选适合小型污水处理，具有一定代表性的物化处理法混凝沉淀法，生化处理法生物接触氧化法列表比较如下：表2.2-1物理处理法与生物处理法的比较比较项目生物法生物接触氧化法物化法混凝沉淀法作用原理通过微生物的吸附、降解等生命活动，使有机污染物转化为二氧化碳和水混过混凝剂的絮凝、吸附等作用，使有机物形成沉淀与水分离。能去除有机物的形态能去除悬浮态、胶体态和溶解态等形态存在的有机物，且能脱除氨氮。只能去除悬浮态和胶体态形态存在的有机物，不能脱除氨氮主要处理单元接触氧化池、沉淀池混凝反应池、沉淀池主要配套设备污水泵、沉淀池配件、鼓风机、生物填料、曝气头污水泵、搅拌反应机、沉淀池配件、溶解投药装置等劳动强度，500吨/天规模人员配置日常工作为循视检查，配备1名操作管理人员即可。日常工作为循视检查、搬运配置药品、外运污泥等，至少需配置6人处理效果达标情况处理效果稳定，耐冲击负荷能力强，能稳定达到一级排放标准处理效果不太稳定，受进水水质影响较大，尚能达到二级排放标准，运行不稳定。国家技术政策用生物法处理是我国污水处理的技术路线。不推荐采用污泥产量污泥产量少，泥质稳定，不易腐败。污泥产量约为生物法的6倍，且泥质不稳定，易腐化变质，易产生污泥的二次污染。吨水投资(500吨/天规模)1400元1000元吨水运行成本(500吨/天规模，没考虑消毒药剂消耗)0.434（其中电费：0.334元，人工费：0.10元）0.665（其中电费：0.202元，人工费：0.20元，药剂费：0.263元） 从上表比较中可以看出，生物处理法具有处理效果稳定，可达稳定到国家一级排放标准，劳动强度低，无污泥二次污染产生，能脱除氨氮，虽然一次性投资较物化法高一些，但日常运行成本约为物化法的一半，每年可省运行成本5.5万元，且采用生物法处理医院污水符合国家污水处理技术政策。因此污水的有机物处理采用生物处理工艺。2.2.1生物工艺比选目前生活污水的生物处理技术发展较快，类型较多，除广泛使用的传统活性污泥法外，近年来针对小型污水处理站国内外应用较多的有生物接触氧化法、A/O法、SBR法等。选择生物处理工艺应遵循如下原则：1 适用于小规模污水生化处理，处理效果稳定可靠；2 结构紧凑，占地面积最小；3 运行管理方便，运转方式灵活；4 有机物的去除能力强；为了选择本工程最适合的处理工艺，对目前常用的适于小规模污水生物处理工艺进行比较分析和选择。（1） 水解酸化处理工艺水解（酸化）处理方法是一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法，和其它工艺组合可以降低处理成本提高处理效率。水解酸化工艺根据产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段，即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善废水的可生化性，为后续处理奠定良好基础。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。低浓度有机污水的厌氧处理在工艺上不同于高浓度有机污水，对此国内外都开展了大量的研究工作。由我国自行研究开发的水解酸化好氧生物工艺处理低浓度污水，获得国家专利，已经在全国各地，在包括医院污水等各行业的污水处理中得到较多应用，并取得了良好的处理效果。水解酸化工艺的广泛应用起源于城市污水的厌氧生物处理。20世纪80年代背景市环保研究所对水解酸化工艺处理污、废水的原理和效果作了较为系统的研究，进行了小试、中试和生产性试验，全国各地许多研究部门相继又进行了大量实验及工程实践。积累了较多的经验。水解酸化技术在我国生活废水、工业废水处理方面得到迅速推广应用，收到良好的效果。经水解酸化后，不但大大提高了难降解有机物的可降解性能，而且水解酸化处理单元的SS、CODCr、BOD5、蛔虫卵的去除率与初沉池相比，在水力停留时间相当的条件下，明显要高。水解酸化工艺应用于包括医院污水在内的各种污废水处理，具有成本低，效率高的优势，是一种日趋成熟的新型污水处理技术。在日益重视环境保护和提高经济效益的现代社会，其高效性和经济性使水解酸化工艺具有很大的发展潜力和广泛的市场前景。(2) 氧化沟 氧化沟是一种活性污泥法工艺，其曝气池呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥混合液在其中循环流动，因此被称为“氧化沟”，又称为“循环曝气池”，“无终端的曝气系统”。氧化沟采用的水力停留时间长达1040h，污泥龄一般大于10d，其有机负荷一般低于0.10kg BOD5/(kg MLSSd)，实质上属于延时曝气法。由于构造简单、管理方遍、基建费用低、出水水质好等优点，逐渐用于医院污水的二级处理。氧化沟自正式应用以来，以其显著的优越性能很快在世界各地推广。氧化沟污水处理厂不仅在数量上迅速增多，处理规模也迅速扩大，处理对象也从单一的生活污水拓宽到各种工业废水，这与氧化沟工艺研究中新沟型和高效充氧设备的研制开发是密切相关的。 我国目前已建成并投产的氧化沟污水处理厂约有数十座。据统计，我国城市目前每年排放污水量已近41011t，已建 污水处理设施400余座，城市污水的处理率为30%左右，二级处理达到15%，但仍有大量污水未经处理直接排入水体。随着我国城市化进程的加快，中小城市的发展十分迅速。由于中小城市众多，且很多处于河流中上游，其水污染程度直接关系到下游广大区域的水环境。因此，尽快控制治理中小城市所带来的水污染是解决我国水污染问题的重要环节。从国内外多年的发展趋势来看，污水处理技术向着简易、高效、经济的方向发展，氧化沟工艺具有流程简洁、管理方便、处理效果好的优点。作为有效竞争力的二级处理工艺，前景十分广阔。同时，在医院污水应用方面，氧化沟还不太常用，主要原因是医院污水大多规模较小且含大量病原微生物，如何更好地将氧化沟应用于医院污水处理上是一个值得深入研究的课题。（3）CASS工艺CASS工艺是间歇式活性污泥法的一种变革，并保留了其他间歇式活性污泥法的有点。是近年来国际公认的生活污水及工业污水处理的先进工艺，是由SBR工艺在工程设计中发展而来的。 CASS工艺的核心是CASS池，其基本结构是：在序批式活性污泥法（SBR）的基础上，反应池沿池方向设计分为，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，其主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统，不需要调节池；同时可连续进水，间断排水。CASS工艺采用延时曝气，使污泥产率低、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具有良好的除氮除磷功能使二级处理的投资可达三级处理出水水质效果。CASS工艺最早在国外应用，目前该方法在生活污水和工业污水中已有数百个应用实例。我国20世纪90年代开始引进、消化，许多污水处理工作者做出了大量的研究和实践工作，开发出适合我国国情的新型污水处理新工艺，将研究成果成功地应用于处理生活污水及不同种工业废水的工程实践中，取得了良好的经济、社会和环境效益。由于医院污水水量较小，可用地也较小，所以选用占地小工艺流程简单CASS工艺作为本次设计的生物处理单元。表2.2-2常用杀毒方法的比较2.2.2消毒工艺比选处理方法氯系消毒法臭氧消毒法紫外线消毒法作用原理氯分子使细菌、病毒蛋白质变性失活臭氧分子使细菌、病毒蛋白质变性失活紫外线细菌、病毒蛋白质变性失活应用范围饮用水、污水、工业给水等饮用水、污水、工业给水饮用水、工业给水出水是否有剩余抑毒杀菌能力有无无作用速度较快较快快投资高低中等最高较低由表1比较，结合医院污水消毒处理要求有一定剩余消毒杀菌能力的特点，本方案选用的消毒工艺采用氯系消毒法。氯系消毒法也有多种，主要有二氧化氯消毒法（有电解法和化学法二种）、液氯消毒法、次氯酸钠消毒法等。液氯虽然价格较低，但安全性较差，易于泄露，且氯与有机物作用会生成有机卤代物，进入水体后造成新的污染，威胁人类健康。次氯酸钠发生器虽然没有以上的危险，但其关键部件易损坏，体积大，电耗和盐耗都较高，操作管理不便。二氧化氯被世界卫生组织（WHO）确认为一种安全高效的强力杀菌剂（二氧化氯消毒杀菌能国约为氯的2.6倍），它对经水传播的病原微生物，包括耐氯性极强的病毒、芽孢及水路系统中的异养菌、硫酸盐还原菌和真菌等均有很好的消毒效果。二氧化氯的杀菌速度快，只要几分钟就可使杀菌率达到99%以上，二氧化氯还可以与污水中的部分有机物反应，降低污水的臭味，且不易生成三卤甲烷等致癌物质。消毒后形成的二氧化氯残余量可防止细菌的再度繁殖。二氧化氯有二种方法制备，一种是电解法，一种是化学法，由于化学法较电解法设备投资低，运行管理方便，本方案拟采用化学法发生二氧化氯消毒法。综合以上叙述，本次设计采用CASS+二氧化氯消毒法工艺。其具体流程图如下：格栅间及提升泵房化粪池医院污水CASSS生化池污泥储存池监测排放二氧化氯消毒剂脱氯池消毒池污泥走向污水走向 图2.2.1工艺流程图第三章 工程设计说明3.1构筑物设计3.1.1 化粪池设计说明：该构筑物为医院已有建筑物，主要作用是沉降污水中的悬浮物和漂浮物以及储存从浓缩池打回的污泥，因此水力停留时间比传统的化粪池短，仅为6h。主要作用：沉降污水中悬浮物，对污水进行初步的厌氧发酵，并储存从浓缩池打回来的污泥。末端设细格栅阻隔粗杂、漂浮物，保证水泵及后续处理构筑物和设备的顺利进行。该池由院方在基建工程中自建。化粪池污泥每半年启运一次建议设计参数为水力停留时间：T=6h。池型：2室化粪池。3.1.2 格栅井主要作用：拦截较大的漂、悬浮物，保护水泵及其它主体设备。保证后续设备的稳定运行。设计说明：考虑到医院污水会有部分手术残留物和其它杂质混入排入化粪池，并且经常会有塑料薄膜等难降解或者未降解的杂物随污水流入污水处理系统，导致水泵堵塞等事故发生，同时考虑到去除部分COD等以降低系统负荷，确保系统达标运行，故在污水进入CASS池之前设立格栅井进行拦截。同时因为化粪池出水带有难闻的气味，格栅井采用地埋式结合排气管结构。设计过栅流速： 0.9m/s设计最大时流量： 24.3L/s结构尺寸：地下钢筋砼BLH=22.23.5m地上框架 BLH =353m配套设备：6根栅条，格栅间隙10mm。3.1.3提升泵房主要作用：满足后续污水处理流程水位衔接要求设计说明：提升泵房与格栅间比邻建设地上框架： BLH =366.5m主要设备及性能参数：闸门1000x1500mm镶铜铸铁方闸门及手电两用启闭机2套，N=0.75kw排污泵：IP100-80-125型泵，流量为50，扬程9m，电动机转速1450（r/min），功率为1.5kW。一用一备。3.1.4CASS池 主要作用：是本污水处理系统的核心部分，通过池中极大量的微生物将水中的污染物降解同化，达到将污水净化的目的。 设计说明：为保证后续的接触消毒池能够连续进水，CASS池共分为四格，各单格交替循环进行曝气，沉淀，滗水。各阶段具体运行情况如下：（1） 曝气阶段（2.5h）。在此阶段，曝气系统向反应池内供氧，一方面满足好氧微生物对氧的需要，另一方面有利于活性污泥与有机物的混合与接触，从而使有机污染物被微生物氧化分解。同时，污水中的氨氮也通过微生物的硝化作用转化为氨基氮。（2） 沉淀阶段（2h)。停止曝气后，微生物继续利用水中剩余的溶解氧进行氧化分解。随着反应池溶解氧的进一步降低，微生物由好氧状态向缺氧状态转化，并发生一定的反硝化作用。与此同时，活性污泥在几乎静置沉淀的条件下进行泥水分离，活性污泥沉淀至池底，下一个周期继续发挥作用，处理后的水位位于污泥层上部。（3） 滗水阶段（1.5h）。沉淀阶段完成后，置于反应池末端的滗水器在程序控制下工作，自上而下逐层排除上清液。与此同时，反应池污泥层内因为溶解 氧很低，仍会发生反硝化作用。(4)闲置阶段（含在滗水阶段）。闲置阶段的时间一般较短，主要保证滗水器在此阶段上升到原始位置，防止污泥流失。如果在此阶段进行曝气，则有利于污泥恢复活性。有效容积：624m3 ，其中预反应区占10%，主反应区共分为四格，单格有效容积为140。总停留时间：6h结构尺寸：13124.5m有效水深：4m气水比：4：1数量： 1座，地下钢筋砼。配套设备及性能参数：滗水器：型号：PSF10型浮筒式摆滗水器，出水直径为250mm，电功率1.5kw。潜水排污泵：型号：65QW25-12.5A，转速2900（r/min），电功率1.5Kw，重65kg，1用一备。污泥回流泵：型号：50QW12.5-22，出口直径50mm,重量70kg，1用1备。出泥管管径取d=250mm，1.5kw。电动蝶阀：型号DN150，功率0.18kw，2台。3.1.5污泥浓缩池 主要作用：污泥浓缩的目的在于去除污泥颗粒间的空隙水，以减少污泥体积。设计说明：采用重力浓缩。剩余污泥用排污泵打回化粪池，上清液回流至CASS池。有效容积： 13.5 m3停留时间： 16h结构尺寸： 直径：3.4m，深度：1.91m数量： 1座，砖混配套设备：泵65QW30-35A，转速2900（r/min），电功率5.5Kw，130kg。电动蝶阀:DN250,功率0.18kw，两台。3.1.6接触消毒池主要作用：对出水进行消毒并降低余氯设计说明：因为医院污水含有大量的致病微生物，通过生物处理过程并不能保证完全杀灭水中的致病微生物，因此需要设立消毒池。池型：廊道式带坡度自流式接触消毒池。预算尺寸：118.62.5m。接触时间：2h 污水投氯量：K=14g/m3。 3.1.7脱氯池主要作用： 医院污水消毒工艺中，为保证消毒杀菌能力，达到消除病毒、细菌的效果，需要添加二氧化氯，总余氯量为4-6mg/L，而要求出水余氯小于0.5mg/L，故必须进行脱氯处理。设计说明：设计采用硫代硫酸钠作还原剂，投加量为20g/t水。结构尺寸：m配套设备：自动投加泵：型号CQ16-8，功率120W3.1.8 检测口 主要作用：检测出水水样 设计说明：通过检测口的水已达到排放标准，设立检测口可以起到一个调查证明的作用。3.1.9加氯间主要作用：反应生成二氧化氯，并向接触消毒池中投加二氧化氯。结构尺寸：5m4m3m。配套设备： （1）搅拌机：型号IS80-65J-125，功率0.75kw（2）二氧化氯发生器。HYFD1-3000，2台8.5 KW，一用一备（3）自动投加泵：型号CQ16-8，功率120W3.1.10鼓风机房主要作用：对CASS池进行曝气。结构尺寸：5m3m3m曝气器：型号：110-,转速1500（r/min），功率11kW,供气量1318kg/h。重量280kg，外形。3.2厂区平面设计3.2.1平面布置原则 (1)按功能分区，配置得当主要是指对生产、辅助生产、生产管理、生活福利等各部分布置，要做到分区明确、配置得当而又不过分独立分散。(2)功能明确，布置紧凑首先应保证生产的需要，结合地形、地质、土方、结构和施工等因素全面考虑。布置时力求减少占地面积，减少连接管（渠）的长度，便于操作管理。(3)顺流排列，流程简捷指处理构筑物尽量按流程方向布置，避免与进（出）水方向相反安排；各构筑物之间的连接管应以最短路线布置，尽量避免不必要的转弯和用水泵提升，严禁将管线埋在构筑物下面。(4)充分利用地形，平衡土方，降低工程费用某些构筑物放在较高处，便于减少土方，便于放空、排泥，又减少了工程量，而另一些构筑物放在较低处，使水按流程按重力顺畅输送。(5)必要时应预留适当余地，考虑扩建和施工可能(6)构筑物布置应注意风向和朝向将排放异味、有害气体的构筑物布置在居住与办公场所的下风向；为保证良好的自然通风条件，建筑物布置应考虑主导风向。3.2.2厂区平面布置厂区共占地2100m2。构筑物包括化粪池、CASS池、接触消毒池、脱氯池、污泥浓缩池；管理用房含控制室、化验室、鼓风机房、值班室、仓库和二氧化氯发生间等。总平面布置见附图。该方案的特点是处理单元布置紧凑，占地面积小，污水处理流程顺畅，操作管理方便，对周边建筑及环境影响小。3.3 高程设计3.3.1高程布置原则高程布置时，所依据的主要技术参数是构筑物高度和水头损失。两个构筑物之间的水面高差的数值就是流程过程中的水头损失，主要由三个部分组成：构筑物本身的、连接管的以及计量设备的水头损失。因此进行高程布置时，首先计算这些水头损失，而且计算所得的数值应考虑一些安全因素，以便留有余地。考虑远期发展，水量增加的预留水头。避免处理构筑物之间跌水等浪费水头现象，充分利用地形高差，实现自流。在计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的流程，以降低运行费用。需要排放的处理水，常年大多数时间里能够自流排放水体。注意排放水位一定不选取每年最高水位，因为其出现时间较短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位。应尽可能使污水处理工程的出水管高程不受洪水顶托，并能自流。3.1.2高程布置注意事项污水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项。选择一条距离长最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当留有余地，以保证在任何情况下处理系统能够正常运行。污水尽量经一次提升就应能靠重力通过处理构筑物，而中间不应再经加压提升。计算水头损失时，一般应以近期最大流量最为处理构筑物和管的设计流量。污水处理后应能自流排入下水道或者水体，包括洪水季节（一般按25年1遇防洪标准考虑）。高程布置既要考虑某些处理构筑物（如沉淀池、调节池、沉砂池）的排空，但构筑物的挖土深度又不宜过大，以免土建投资过大和增加施工的困难。高程布置时应注意污水流程和污泥流程的结合，尽量减少需提升的污泥量。污泥浓缩池、消化池等构筑物高程的确定，应注意它们的污泥能排入污水井或者其他构筑物的可能性。进行构筑物高程布置时，应与厂区的地形、地质条件相联系。当地形有自然坡度时，有利于高程布置；当地形平坦时，既要避免二沉池埋入地下过深，又应避免沉砂池在地面上架得很高，这样导致构筑物造价的增加，尤其是地质条件较差、地下水位较高时。污水处理厂厂区地面高程按设定为相对标高+0.0m，污水处理站起端进水管底标高约为-3.5m，出水口标高-0.8m。污水厂的进水由潜水排污泵提升进入CASS池降解，沉淀后的污水经过消毒后自流排出，实现一次提升完成全流程的目的。CASS池的沉淀污泥一部分排入污泥储池定期消毒后经吸粪车抽吸外运。各个构筑物水面高程及详细计算见计算部分。3.4结构设计3.4.1 地质概述因缺乏该地区具体地质资料，只能根据一般地质情况，对地基处理做综合的评述。表层耕土及杂填土均不宜做结构基础持力层。当原土地基承载力大于或等于120Kpa且软弱下卧层时，采用天然地基。当实际情况与上述情况不符时，要根据实际地质情况，采取相应的措施来处理。当软弱土较深或为下卧层时，要根据具体情况采用碎石振冲桩、灌柱桩或其他方法进行处理。当该地区内有液化土层时，上部结构及地基要做相应处理。埋深大的构筑物，要根据地下水的埋藏深度进行抗浮设计。如不能满足抗浮稳定性的要求，须采取抗浮措施，一般情况下采用配重抗浮。3.4.2结构形式及技术要求1、建筑物：一般情况下，采用砖混结构。基础采用柱下独立基础和墙下条形基础。有特殊要求的建筑可采用框架或排架结构。2、构筑物：本工程属小型规模的污水处理站，其主要构筑物均为盛水构筑物，对结构防水性能有较高的要求。故盛水构筑物均采用钢筋混凝土结构。材料要求：混凝土C20或C25，垫层C10。水灰比不大于0.55抗冻标号：D50抗渗标号：S6第四章 设计计算4.1构筑物计算4.1.1化粪池(1) 设计参数：水力停留时间：t=6h，化粪池掏清周期：T=180d，污泥量根据建筑给排水设计规范中人均污泥量与污水量之比取污水量的1%。(2)池容：污水容积Vw=250m3，污泥容积Vs=2501%180=450m3,池容V=1800+1000=700m3，此设计采用双格化粪池，第一格为总容积的75%，V1=70075%=520m3。 (3)化粪池尺寸：有效水深取d1=5m，超高0.5m。表面积A=140m2，长度L=14m，宽度B=10m，隔墙取0.5m。图4.1.1 化粪池设计草图4.1.2格栅间（1） 栅槽宽度1 栅条间隙数n（个）式中 -最大设计流量； -格栅倾角，取60； b-栅条间隙，取0.01m； n-栅条间隙数，个； h-栅前水深，取0.4m； v-过栅流速，取0.9m/s；格栅设两组，按两组同时工作设计，一格停用，一格工作校核。则栅条间隙数n=6个2 栅槽宽度B。栅槽宽度一般比格栅宽0.2m左右，取0.2m。设栅条宽度S=5mm,则栅槽宽度B=S(n-1)+bn+0.2 =0.005（6-1）+0.0112+0.2 0.35m（2） 通过格栅的水头损失h1（m）=式中 -设计水头损失，m； -计算水头损失，m； -重力加速度，m/； -系数，格栅受污染物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3； -阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供的计算公式和相关系数计算。设栅条断面为锐边矩形断面，=2.42，代入数据得= =2.42 =0.1m（3） 栅后槽总高度H（m） 设栅前渠道高h2=0.3m，则H=0.4+0.1+0.3=0.8m（4） 栅槽总长度L(m)1 进水渠道渐宽部分的长度L1。设进水渠宽B1=0.25m，其渐宽部分展开角度=20，进水渠道内部流速为0.70m。L1=2 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2m式中，为栅前渠道深，m。L=0.14+0.7+0.5+1.0+ =2.11m（5） 每日栅渣量W(m3/d)式中为每日栅渣量取污水。采用人工清渣。计算草图如下图4.1.2 格栅计算草图4.1.3泵房设计参数设计流量：Q=24.3L/s污水提升前水位-3.95m（既泵站吸水池最底水位）提升后水位+1.45（CASS池水面标高） （1） 提升净扬程Z=5.9m（2） 所需水泵扬程 水泵水头损失取3m，H=Z+h=8.9m。 所需水泵数量 采用IP100-80-125型泵，流量为50，扬程9m，电动机转速1450（r/min），功率为1.5kW。一用一备。（4） 泵房草图图4.1.3提升泵房4.1.4CASS池（1） 设计参数考虑到化粪池和格栅间可去除部分有机物以及SS，取COD,BOD5,NH3-N,TP去除率为30%，SS去除率为35%。则进水水质为：COD=550mg/L(1-30)%=385mg/LBOD5=275mg/L(1-30)%=192.5mg/LNH3-N=26mg/L(1-30)%=18.2mg/LSS=120mg/L(1-35)%=78mg/L处理规模Q=1000t/d（41.7m3/h）=11.6L/s,总变化系Kz=2.1Qmax=11.58 2.1=24.3L/s反应池有效水深一般取3-5m，本次设计采用4.0m排水比：取0.4（2） 曝气时间ta 污泥负荷取0.3kgBOD5/(kgMLSSd)，混合液污泥浓度=2500mg/L(3) 沉淀时间ts 当污泥浓度小于3000mg/L时，污泥界面沉降速度为u=7.4104TX-1.7式中，T为污水温度。设污水温度T=10，污泥界面沉降速度为u=7.4104TX-1.7=1.24(m/h)曝气池水深为4.0m，缓冲层高度=0.5m，沉淀时间为ts=（4） 每座运行周期t 设排水时间为=1.5h，运行周期为 每日周期数 （5） 曝气池容积V 为保证系统连续排水，曝气池分为四格。单格曝气池容积 =156（6） 滗水高度 曝气池有效水深H=4m，选用BSF10型浮筒式摆滗水器，出水直径为250mm。(7) 连通口尺寸隔墙底部设连通孔，连两区水流。连通孔个数为5。连通孔孔口尺寸面积A按下式计算。=3m2式中 -连通孔个数，个； -孔口流速m/h，一般取值2050m/h，本设计取30m/h。（8）曝气池尺寸即平面布置 曝气池长总长13m，宽12m，水深4m，超高0.5m，预反应区1.3m，占曝气池容积的10%。单格CASS为1344曝气池布置图如下： 图4.1.4 CASS池平面图 图4.1.5 CASS池剖面图（9）复核出水溶解BOD 根据设计出水水质，出水溶解性BOD 应小于20mg/L。本次出水溶解性BOD 为其中 K2有机基质降解速率常数，L/(mgd),生活污水K2取值范围为0.0168-0.0281，本次设计取值0.022；f混合液中挥发性悬浮固体与总悬浮固体浓度的比值，一般在生活污水中，f值为0.7-0.8,本水厂设计选用0.75。（10）计算剩余污泥量 10时活性污泥自身氧化系数为剩余生物污泥量 =81.54kg/d其中Y-污泥产率系数，取0.6剩余非生物污泥量为kg/d剩余污泥总量为81.54+3.8=85.34kg/d剩余污泥浓度为剩余污泥含水率按99.1%计算，湿污泥量=20.3m3/d复核污泥龄污泥龄能满足氨氮完全硝化。（12）需氧量设计需氧量包括氧化有机物需氧量，污泥自身需氧量、氨氮硝化需氧量及出水带走的氧量。设计需氧量考虑最不利情况，按夏季时高水温计算设计需氧量。1 氧化有机物需氧量，污泥自身需氧量O1以每去除1BOD需要0.48Oa的经验法计算。 = 307.3(kgO2/d) 式中活性污泥微生物每代谢1BOD需氧量，一般生活污水取为0.420.53，本设计取0.48；1活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，一般生活污水取为0.110.188，本设计取0.12。2 氨氮硝化需氧量Ob按下式计算； =4.571000（18.2-12）10-3-0.12 = 42(kgO2/d) 式中 4.57氨氮的氧当量系数； N0进水氨氮浓度，mg/L；Ne出水氨氮浓度，mg/L； 系统每天排出的剩余污泥量，/d；总需氧量 /d=14.6kg/h （