医疗废水处理工艺设计毕业设计论文说明书

工程概况1.1项目概述河南省人民医院暨郑州大学人民医院座落于中华民族的发源地--黄河之滨的绿城郑州，是历史悠久的西医医院。其前身是中华基督教内地会1904年创办的开封“福音医院”。1950年2月被正式命名为“河南省人民医院”。1955年3月，随省政府迁址郑州，至今已有百年历史。河南省人民医院是河南省最大的省级综合性医院之一，是国家卫生部首批命名的“三级甲等”医院和全国“百佳医院”。全院开放床位4500余张，现有在职职工2580人，其中具有高级职称者500多人，医学博士、硕士400多人，享受国务院政府特殊津贴专家和省管优秀专家40余人，形成一支政治过硬、技术精湛、医德高尚的卫生人才队伍。医院拥有一套完整的医疗、教学、科研、预防、保健、康复和急救体系。专科分类齐全，设临床、医技科室50余个，其中心血管内科、心血管外科、眼科、消化内科、医学遗传中心、神经外科、呼吸内科、影像科为河南省医学重点学科，皮肤科、神经内科与血管瘤科为省临床特色专科。河南省眼科研究所、河南省心血管病临床研究所、河南省老年病研究中心等近20个科研机构均设在此。新建污水处理站拟建于经二路和纬五路之间，设计5000张床位，每张床位的产水量设计725L/d，则日处理量达到3600m3/d。1.2设计原则贯彻并执行国家与地方的环保政策，符合国家的有关法律法规、规范及标准；工程设计全地埋式，根据场地特点，合理选择工艺流程，力求布置紧凑，节省占地；按照投资省、运行费用低、稳定可靠、便于管理维护的原则来确定工艺流程，确保污水处理站长期稳定运行、达标排放；加强预处理，主要作用为稳定污水水质，减小来水的生物毒性，同时能去除废水中大量的悬浮固体，减轻生化处理单元的负荷；选用合适的污泥处理工艺，最大限度的降低污泥的产生量，并减少工作人员的劳动强度；设计中选用质量可靠的仪器仪表，确保工艺的稳定运行；废水处理构筑物按地下式进行设计，力求减少厂区土方量；尽量减少废水提升高度和提升次数，以节约能源；设计中尽量选用低噪声的动力设备，并适当采取消声、减振措施，防止污水站的噪音污染。1.3设计依据1.3.1法律法规和标准根据本设计所涉及的内容，采用以下设计标准和规范，在设计中并不仅限于下列的通用标准和规范。《综合医院建筑设计规范》（JGJ49-89）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）《医疗机构水污染物排放标准》（GB18466-2005）《医院污水处理设计规范》（CECS07:2004）《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）《水处理设备制造技术条件》（JBJ2932-86）《水处理设备材料》（JBJ98004-87）《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GBJ236-82）《建筑给水排水设计规范》（GBJ15-88）《泵站设计规范》（GB/T50265-97）《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）《室外排水设计规范》（GBJ14-87）《地面水环境质量标准》（GB3838-88）1.3.2废水水质水量 河南省人民医院污水处理站规划日处理量3600m³/d，平均小时处理量：150m³/h。设计水质指标见下表：（1）设计进水水质表1设计进水水质指标CODCrBOD大肠菌群油类pHSSNH3-N3001503×108157.0~9.010030注：单位：mg/L（pH值无量纲）。（2）设计排放标准污水处理后废水达到《医疗机构水污染排放标准》GB18466-2005中的排放极限值，然后进入市政管网。表2综合医疗机构和其他医疗机构水污染物排放限值序号控制项目排放标准1粪大肠菌群数（MPN/L）1002肠道致病菌不得检出3肠道病毒不得检出4结核肝菌不得检出5化学需氧量（COD）606生化需氧量（BOD）207悬浮物（SS）208氨氮（mg/L）159动植物油(mg/L)510磷酸盐（以P计）0.5注：单位：mg/L（pH值无量纲）。根据表，可以计算出各项污染物的去除效率，结果如下：（1）（2）（3）（4）（5）(6）进水pH为7～9，出水pH为7～9。在选择流程时，至少要保证所选的流程有如上的处理效果，才能达到本次设计的基本要求。2工艺选择2.1物化法与生物法工艺的对比有机污染物的处理工艺主要有以下两大类：第一种是物理化学法法，第二种是生物法。物理化学法是指经物理化学的方法，去除污水中的有机物，主要包括臭氧氧化法、混凝沉淀法、催化氧化法等;生物法是指经微生物的活动降解有机污染物，使它被降解为二氧化碳、水等，其中主要的工艺包括A/O法、生物接触氧化法、生物膜法等[1]《[1]《给水排水设计手册》第1册(常用资料).中国建筑工业出版社.现在比较具有一定代表性的物理化学处理法—混凝沉淀法，生物化学处理法—生物氧化法列表比较如下：表3混凝沉淀法—生物氧化法比较表比较项目生物法—生物氧化法物化法—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。主要处理单元氧化池、沉淀池混凝反应池、沉淀池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，不能脱除氨氮主要配套设备污水泵、沉淀池配件、鼓风机、曝气头污水泵、搅拌反应机、沉淀池配件、溶解投药装置等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。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)1400元1000元吨水运行成本500吨/天规模成本为0.434元（其中电费：0.334元，人工费：0.10元）500吨/天规模成本为0.665（其中电费：0.202元，人工费：0.20元，药剂费：0.263元）国家技术政策用生物法处理是我国污水处理的技术路线。不推荐采用综上所述，我们可以看出，生物法处理污水，效果更加稳定，既可以稳定达到国家一级排放标准，又可以保持比较低的劳动强度，还可以有效防止污泥二次污染的问题的产生。虽然在一次性投资比较中，前期投资高，但后期维护成本上来对比，明显存在优势，同时用生物法来处理医院污水非常符合国家污水处理技术的相关政策。所以本次污水的有机物处理采用生物法处理工艺。2.2生物处理法的简述污水二级处理方法当中生物处理法是使用最为广泛的方法之一。生物处理法被广泛应用于处理各类污废水。这种方法不但是去除污水中有机污染物最有效、最经济的一种方法，同时这种方法还具有运行费用低、处理效率高能力大、抗冲击负荷能力相对较强的优点。污水自身的可生化性很大程度上决定了使用生物法后处理效果的好坏。通过测定污水中的BOD5/CODCr值是判定污水可生化性的最简便且最常用的方法，其依据通常如下表所示：表4BOD5与CODCr比值可生化性BOD5/CODcr<0.25<0.30<0.40>0.40可生化性不宜生化较难生化可生化好这次需要处理的污水除去少量消毒、试验污水对生化反应会产生抑制作用以外，其余大部分污水任然是生活污水。由污水的BOD5与CODcr比值为0.333，知道从BOD5与CODcr比值这个角度说明本次污水可以生化，因此可以考虑采用生物处理法。生物处理法另一个主要作用是起到生物除氮。在一般情况下，氨氮的去除率均通过生物法可以达到70%。但是否可以采用生物法除氮工艺根本上取决于生物处理过程中自身营养是否可以平衡。BOD5与TN比值是判断是否可以采用生物除氮的主要指标，BOD5与TN比值越大，反硝化过程进行的越快，就越有利于脱氮。长时间经验告诉我们，保证足够碳源的最低BOD5与TN为1到2时，TN去除率最高能达到50%左右。这次污水中的的BOD5与TN比值为1.25，对比我国现在污水处理厂的处理效果，我们相信污水可以采用生物法除氮。2.3生物法处理医疗废水的对比与选择近年来，生物处理技术发展迅速，类型繁多，除了传统活性污泥法外，同时又针对小型污水处理站，在国内外应用比较多的有A/O法、生物接触氧化法、生物膜法等。由于本次建设项目为改建项目，受到较多的前题限制，例如高程、建设场地、构建筑物形式等较多限制，同时还要尽可能考虑充分利用原有构建物，以达到节省工程投资的目的，故此选择生物处理工艺应遵循如下原则：占地面积尽可能小，结构尽可能紧凑；尽可能全部充份利用原有污水处理单元；运行管理方便，运营成本低；适用于小规模污水生化处理；处理效果稳定可靠。同时符合本设计说明中1.2设计原则等要求，为了甄选出最适合本次工程的处理工艺，对常用的各种小规模污水生物处理工艺进行对比和甄选。2.3.1生物接触氧化法生物接触氧化法也被称为淹没式生物滤池。主要特点：向反应器内添加填料，让其变为作为微生物的载体，并且让反应器内保持高的保持量，来提高处理效率，又因为这种反应器可以被设计得相对较为紧凑，从而大幅度降低反应器池容，减小设备的占地面积[2]世豪[2]世豪.医院污水污物处理[M].京:化学工业出版社,2000.生物接触氧化法反应原理：污水中有机污染物逐渐被反应器内附着在填料上生长的生物膜吸附、氧化，慢慢作用为二氧化碳、水和细胞物质，从而达到污水净化的目的。与此同时可以实现控制氧化池内溶解氧水平的高低，确保污水中氨态氮可以由硝化细菌逐渐转化为硝态氮。生物接触氧化法因为其反应器内微生物数量多，可以耐受比较大的水质变化带来的冲击，因此比较适用于医院污水。这种偶尔会有有毒有害物质排出的污染源。选择其最重要的原因是设计的生物处理池结构紧凑、体积小可以充分利用场地。2.3.2A/O法（缺氧/好氧）工艺A/O法（缺氧/好氧）工艺是在普通活性污泥法的基础上与研究开发出来的，其中好氧池和普通曝气池相似，是一个推流池。污水在好氧池内可以既完成对含碳有机物的氧化，又可以完成对含氮有机物的硝化和聚磷菌对磷的大量吸收。缺氧池容积较小，可是因为它与好氧池相互结合，所以使整个处理系统过程具有一定的除磷和抗冲击负荷能力等优点。A/O法脱氮工艺的特点：（1）流程比较简单，不需外加碳源，不需后曝气池，建设和运营费用较低；（2）反硝化在前，硝化在后，内部设有循环，以原来污水中的有机底物作为碳源，处理效果好，反硝化反应充分；（3）好氧曝气池在后，使反硝化后的一部分残留物可以进一步去除，进一步提高处理后的水质；（4）厌氧段搅拌，为让污泥悬浮，避免溶解氧的增加。好氧段的前段强曝气后段少曝气，使内循环液的溶解氧含量降低，以保证厌氧段的缺氧状态[3]凤儒[3]凤儒,高培柱.院污水处理的方案选择[J].化工给排水设计,19SBR法SBR(SequencingBatchReactor)是利用微生物，让微生物在其反应器内，以一定的时间顺序、间歇式操作污水的一种处理技术。这种技术本身是利用活性污泥，可是有不同与活性污泥法的操作过程。这种技术把曝气与沉淀放到一池，而且不要设置二沉池及污泥回流设备。在这个系统之中，反应池会在一个特定时间内充满污水，采取间歇处理污水的方式运行。处理完成后，并且在混合液沉淀一段时间后，从反应池中排出上清液，把沉淀的生物污泥留于池内，使污泥再次用于与污水混合处理污水，这样反复运行，构成了整个处理工艺。一种典型的SBR系统可以分为：进水、反应、沉淀、排水与静止五个阶段。这种工艺适用于中小型污水处理工厂。若具体应用到此次工程中，还存在问题。其中最重要的问题是，集中间歇排水，会直接导致排出的污水消毒单元容积增大，还有就是SBR池占地面积大可是容积利用率低，所以本次工程不推荐使用此工艺方法。2.3.4结论综合考虑占地面积、设计水质、节省成本等各个方面，通过比较上述几种主要工艺的优缺点，同时我们结合相似医院污水处理工程实例，此次方案选择A/O法作为本工艺的主体处理构筑物。2.4医疗废水的消毒工艺选择医院废水中，可能会含有多种病毒、病菌、寄生虫卵，甚至一些高浓度的有毒、有害物质。如果不消毒直接排放，这些病菌、病毒和寄生虫卵将会在自然环境中成为一个重要的污染源，由此可能引发多种疾病的发生和蔓延，更严重的将危胁人们生命安全。医院废水中病原体的含量大，病原体对环境理化因素抵抗力强，所以在自然环境中的存活率比较高，不少文献资料都有证明，肠道传染病的病原体可以适应各种外界环境，并生长发育，因此，医院废水的消毒是医院污水处理中的十分关键的、不可或缺的一个步骤。杀菌消毒方法有很多，目前较为成熟的方法包括：臭氧消毒法、氯系消毒法、紫外线消毒法等，各种处理方法比较如下列表：表5常用消毒杀菌法比较比较项目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综上所述，结合医院污水消毒处理必须要求有剩余消毒杀菌能力的特点，本次选取的消毒工艺是氯系消毒法。氯系消毒法包括二氧化氯消毒法、次氯酸钠消毒法、液氯消毒法等。液氯价格较低，可是安全性较差，同时氯与有机物作用会生成有机卤代物，在进入水体后带来新的污染危害，威胁人类健康；次氯酸钠发生器其关键部件体积大、易损坏、电耗高、操作管理很不方便；二氧化氯是一种公认的安全高效的强力杀菌剂它特别适合由水传播的病原微生物，其中包括芽孢、耐氯性极强的病毒、异养菌、真菌等都保持很好的除菌效果，同时二氧化氯还具有杀菌速度快的特点，只要几分钟就可使杀菌率达到99%以上[4]蔚萍[4]蔚萍,医院污水消毒处理与废物处置研究[D].昆明:昆明理工大学,2004.2.5结论根据本次工程自身的设计原则和目标，在对比完各种工艺的优缺点后，综合考虑经济指标、技术指标等方面后，本次采用A/O工艺+化学法二氧化氯消毒工艺的组合来处理污水。3工艺流程确定3.1工艺流程图图1医院废水处理工艺流程图图2污泥处理流程示意图3.2工艺流程说明1）格栅格栅是指，由一组平行的塑料的齿钩或金属的删网或金属的栅条、外框及组装装置设备组成，并倾斜安装到污水处理厂污水进水前段的渠道中，为了用来截留刚刚进入污水厂的污水中大的漂浮物、悬浮物。防止大的漂浮物、悬浮物其阻塞后续污水处理过程中的管道或泵，结果导致整个水处理工艺不能正常工作。2）调节池由于废水排放的不连续性与水质的不均匀性，所以要设置一个集水池来调节水量及均化水质，稳定污水性质。同时为减轻污水对后续工艺的冲击，也为避免调节池淤积，在此要进行搅拌，设计采用鼓风曝气搅拌。3）生物池A/O工艺包括两个池，可以将生物池分成缺氧池与好氧池。=1\*GB3①缺氧池：主要功能是为了脱氮，硝态氮是通过内部循环从好氧池送来的，混合液量在循环中比较大；=2\*GB3②好氧反应器：曝气池，这是一个多功能的反应单元，主要功能包括去除BOD、硝化、吸收磷等。流量为两倍的原污水流量的混合液从这里回流到缺氧池。4）二沉池为接纳生物池即A/O池的出水建二沉池，主要功能是去除生物悬浮固体的沉淀池。在A/O池中，从好氧池流出的混合液经过二次沉淀池，在二沉池中进行泥水分离、污泥浓缩，混合液变澄清后的出水溢流并排出，经浓缩后的活性污泥部分回流至曝气池，其他的作为剩余污泥外排处理。5）接触消毒池经过前面工艺的处理后，排放的污水出水水质已经达标，可是在处理的污水中本来含有的细菌、病毒等致病微生物，需要采用紫外线、臭氧或液氯消毒的方法将其杀灭，用来防止污水中细菌病毒对人畜的健康产生危害，对环境造成污染。6）污泥处理根据污水处理厂实际情况，经经济技术比选，本次设计选用板框压滤机脱水一体机进行污泥脱水。经过脱水处理后的污泥将外运处置。板框压滤脱水是把污泥夹在板框之中，依靠滤带本身存在的张力，对污泥层作用压榨力和剪切力，从而使污泥层中存在的水分被挤压出来，形成滤液。固体颗粒则被截留在滤带上，形成泥饼，最终实现污泥脱水的目标。这种污泥处理方法具有设备原理简单、投资费用少、运行维护方便等特点。4污水处理系统的设计计算4.1格栅的设计4.1.1格柵的作用格栅是污水处理的第一道工序，它的作用主要是拦截可能堵塞水泵机组和阀们的污水中比较大的漂染物、悬浮物和固体颗粒等物质，为使后续处理构筑物的处理可以不受威胁，实现正常运行。在本流程中，采用一道格栅来确保处理效果。4.1.2格柵的设计计算设计参数：设计流量Qmax=0.065m3/s；栅前流速为v=0.6m/s；变化系数；过栅流速v2=0.6m/s；栅条宽度s=0.01m；格栅净间距b=0.015m；栅前宽度B1=0.465m；栅前渠道超高h2=0.3m；栅前水深为h=0.25m；格栅倾斜角=60°；渐宽部分展开角度=20°；栅前槽宽为0.1m；单位栅渣量=0.266m3栅渣/103m3污水。设计计算（1）栅条间隙数式中：α——格栅倾斜角，60°；——格栅净间距，m；——栅前水深，m；——栅前流速，m/s。（2）栅槽宽度式中：——栅条宽度，m；——格栅净间距，m；——栅条间隙数，个。（3）进水渠道中渐宽部分长度式中：——栅槽总宽度，m；——栅前槽宽，m；——渐宽部分展开角度，20°。（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（5）栅后槽总高取0.65m式中：——栅前水深，m；——格栅水头损失，m；——超高，一般采用0.3m。（6）格栅总长度为（7）每日栅渣量式中：——栅渣量，污水，格栅间隙为30~50mm时，取值为0.04——污水流量总变化系数。由于栅渣量大于0.2m3/d，故采用机械清渣。4.2调节池的设计4.2.1调节池作用由于废水排放的不连续性与水质的不均匀性，故设置一个集水池来调节水量和均化水质。经过除油的废水，自流进入调节池中，在调节池中进行均质和调节水量。除了自然调节水质水量外，为减轻后续工艺的冲击负荷，避免调节池淤积，须进行强制搅拌，设计采用鼓风曝气搅拌。4.2.2设计参数设计流量Qmax=5616m3/d=234m3/h；停留时间T=8h。4.2.3设计计算（1）调节池有效容积式中：T——停留时间，h。（2）调节池尺寸调节池平面形状为矩形。由于场地限制，其有效水深h2取4.5m，调节池的面积：式中：2——有效水深，m。池宽取13m，则池长为32m。根据格栅前有效水深推算保护高h1取0.5m，则池总高H为5.0m。调节池尺寸为32m×13m×5m。4.2.3空气搅拌设计（1）布气设施气水比为4：1（2）空气流量Qg：Qg=4×234=936m3/h=15.6m3/min选用罗茨鼓风机（3）直径225曝气头服务面积为1-2.5个/㎡，取1.5个/㎡，根据调节池面积计算可得，需要625个曝气头；支管采用UPVCФ60；4.3A/O池的设计4.3.1设计参数最大日最大时流量为Qmax=5616m3/d=234m3/h=0.065m3/s；BOD5浓度S0=150mg/L，Se=20mg/L；进水NH3－N=30mg/L；出水NH3－N=15mg/L；有效水深h≥4.5m；污泥负荷/(kgBOD5/kgMLSS*d)为0.13～0.2；TN负荷/(kgTN/kgMLSS·d)<0.05(好氧段)；污泥浓度MLSS/(mg/L)为3000～4000；污泥龄θc/d为10～20；水力停留时间t/h为7~14,缺氧0.5～3；各段停留时间比例A/O为1：(3～4)；污泥回流比R/%为50-100；混合液回流比R内/%为100-300；COD/TN为>8(厌氧池)；剩余污泥含水率98%。4.3.2设计计算（1）设计参数计算污泥回流比为100%；水力停留时间HRT为t=8h；回流污泥浓度为Xr=6600mg/L；BOD污泥负荷为Ns=0.28kgBOD5/(kgMISS.d)；曝气池混合液浓度{X}kg/m³=（2）求内回流比RN（3）A/O容积的计算有效容积反应池总水力停留时间t：池有效深度H1=4.5mA/O有效面积{S总}㎡=V/H1=1823.4/4.5=405.2㎡各段停留时间A1：A2：O=1：2则缺氧池停留时间为t1=2.67h；则好氧池停留时间为t1=5.34h；可得：缺氧池尺寸为13.89m×10.3m×5.0m好氧池尺寸为20.0m×13.89m×5.0m（4）剩余污泥量WW=aQ平Lr-bVXv+SrQ平×50%降解BOD产生的污泥量为{W1}kg/d=aQ平Lr=0.55×（5616/2）×（0.15-0.02）=200.72kg/d内源呼吸分解泥量{Xv}kg/m³=fx=0.75×3300=2.48kg/m³{W2}kg/d=bVXv=0.05×1823.4×2.48=226.10kg/d不可生物降解和惰性悬浮物（NVSS）该部分占TSS约50%，则{W3}kg/d=SrQ平×50%=（0.1-0.02）×（5616/2）×50%=112.32kg/d剩余污泥量{W}kg/d=W1-W2+W3=200.72-226.1+112.32=86.94kg/d（5）曝气系统设计计算设计需氧量本设计采用鼓风曝气系统需氧量计算，取a`=0.5，b`=0.15需氧量Q2=a`Q(SO-Se)+b`VXvfa`-每代谢1kgBOD5所需氧量；Q-污水处理设计水量；SO–进水BOD5；Se–出水BOD5；b`-没1kg活性污泥每天自身氧化所需氧含量；V–曝气池容积；Xv–曝气池内挥发液混合液浓度；取3kg/L；f–MLVSS/MISS，取0.75。Q2=a`Q(SO-Se)+b`VXv=0.5×5616×(0.15-0.02)+0.15×1823.4×3×0.75=980.4kg/d=40.85kg/h每日去除BOD5值去除1kgBOD5值的需氧量（6）标准需氧量采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器装于池底，使氧转移效率为=20%，淹没深度为4.3m，距离池底为0.2m，计算温度设为T=25℃，把实际需氧量Q2计算后换算成成标准状态下的需氧量Ro。式中:—气压调整系数，，取值为1；—在曝气池中，平均的溶解氧含量，取值为=2mg/L；—在污水内，饱和溶解氧和清水中饱和溶解氧的比，取值为0.95。查表，得水中溶解氧饱和度：空气扩散器的出口所在处的绝对压力为空气离开好氧反应池时，氧气的百分比为在好氧反应池中，平均溶解氧的饱和度为标准状况下，所需要氧气的量为=1802=75.08好氧池内，平均每一小时一小时内供气量（7）需要空气压力式中：h1—供气管道的沿程损失，取h1=0.1m；h2—供气管道的局部阻力损失，取h2=0.2m；h3—曝气头淹没水头，取h3=4.3m；h4—曝气头的阻力，取h4=0.4m；—富余水头，取=0.5m。（8）曝气头数量的确定按供氧的能力计算需要曝气器数量式中:；—曝气头在标准状态下，在类似的好氧反应池工作条件下，相似时的供氧能，kgO2/(h·个)；—按供氧能力所需要的曝气头个数，个。采用MT215型薄膜盘式微孔曝气器，动力充氧效率7.0kgO2/(kw·h)，当供风量为时，当工作的水深是4.3m时，使曝气头的氧利用率，充氧能力为=0.14kgO2/(h·个)，则：4.4二沉池的设计4.4.1二沉池作用沉淀池是根据反应池内水流方向来确定类型的，一般可分为竖流式沉淀池、平流式沉淀池和幅流式沉淀池。考虑到本次设计的设计流量不大，所以采用竖流式沉淀池。4.4.2设计参数沉淀时间t=1.5h表面负荷q’=2.5m3/(m2h)空隙内流速v1=0.02m/s中心管内流速v0=0.01m/s4.4.3设计要求本设计采用竖流式沉淀池，池子截面采用圆形，一般直径为4～7m。污泥斗倾角为。污泥管直径一般200mm。中心管内流速V0≤30mm/s,取10mm，h3取0.25～0.5m，q=0.5～1.0mm/s，取0.5mm/s，沉淀时间T=1.0～1.5h，取1.2h。4.4.4设计计算设计流量Q=0.065m3/s（1）中心管的面积为式中：V0——中心管内流速，m/s；qmax——单个池子，最大设计流量，m3/s。设使用2座沉淀池，中心管的面积是6.5/2=3.25㎡。中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度为式中：d1=1.35d0v1——喇叭口和反射板之间的缝隙内流速，m/s。（3）中心管的直径为（4）沉淀部分有效断面积式中：v——沉降区内流速，m/s。（5）沉淀池直径（6）沉淀池有效水深式中：t——沉降时间，h。（7）校核池径水深比，符合要求。（8）污泥的产量SS去除时候所产生的污泥量为COD去除时候产生的污泥量为式中：a——污泥表观增长系数，取值为0.3；Ca，Cc——分别代表进口和出口COD的浓度，mg/l。W=W1+W2=+=kg/d。污泥的总产量为（9）污泥部分需要的容积按污泥停留时间T=2h，得式中：T——污泥的停留时间，h；P——污泥中的含水率，%；r——污泥容重，kg/m3，取值为1000kg/m3。（10）污泥斗设污泥斗为截圆锥形，设截锥高度为h5，底部的直径d′取值为1.2m，截锥侧壁倾角取值为a=55°，则则污泥斗体积V2＞V,由此可知，污泥斗可以容纳产生的污泥量。(11)池子的总高度式中：h1——超高，取值为0.3m；h4——缓冲层高度，取值为0.3m。4.5消毒池的设计4.5.1消毒池的作用对出水进行消毒，并降低余氯。4.5.2设计参数二氧化氯较氯不易保存，故必须购买即加即反应设备。停留时间t=1h；4.5.3计算公式表6消毒计算公式名称公式符号说明每日二氧化氯投加量M（g/d）─最大设计流量，m3/dC─二氧化氯投加量，5~10mg/L4.5.4计算过程=5616×0.005=28.08g设停留时间，消毒池设计成尺寸9m×6.5m×﹙2m+0.5m），0.5为超高的池子。4.5.5二氧化氯发生器选型选自深圳欧泰华环保技术有限公司生产的HT99-3000型高效复合二氧化氯发生器。4.6污泥泵房废水是决定其产生的污泥的性质及组成的重要因素，同时废水处理工艺也对产生的污泥有影响。根据废水处理工艺，污泥因此可以分为初沉污泥、剩余污泥、消化污泥和化学污泥四种，同时也包含了沉砂池沉渣和栅渣。这样使不同的污泥其性质和组成也不一样。污泥的性质是通过四个指标来衡量它们是，污泥脱水性能、污泥含水率、污泥相对密度和挥发性固体与固定性固体。本次设计的污泥主要包括水解和沉淀污泥。一种是悬浮固体物质，另一种是去除BOD时候所产生的活性污泥，污泥量计算时候主要是从这两方面考虑。4.6.1设计计算（1）悬浮固体a．污泥相对密度：γ3=式中：P1——含水率，%，综合栅渣和后续处理，取值为96%；γ1——固体的相对密度，取值为2.5；γ2——水的相对密度，取值为1.0。γ3==1.025b．污泥量W1=式中：c0，c1——悬浮的固体进、出水浓度，mg/L；W1——悬浮的固体产生的湿污泥量，kg/d；P1——污泥的含水率，取值为96%。W1==12.3×104kg/d（2）剩余活性污泥量a．湿污泥量W2=式中：P2——污泥含水率，由表2-9知，生物膜污泥P2=96～99%，本设计取P2=98%。W2==49.02×103kg/db．干污泥量ΔX=YQ(S0－Se)－KdXvVΔX=0.5×5616×(0.15-0.02)+0.15×1823.4×3×0.75=980.4kg/dc．污泥的相对密度γ4===1.012（3）污泥总量a．污泥总量W=W1+W2=12.3×103+49.02×103=61.32×103kg/db．污泥相对密度γ===1.02c．污泥含水率P===97.6%d．污泥流量Qw===60.12m3/d4.6.2污泥泵的选型为了满足污泥自流回到污泥泵房，浓缩池内部的上清液、脱水机滤液可以自流到缺氧池，大概取值，水头损失取值为7m，选GW80-40-7-2.2性能,流量40m3/h，转速1420r/min，功率2.2kW。泵取三台，二用一备。4.7浓缩池4.7.1浓缩池设计连续流的污泥浓缩池可以选择采用沉淀池的形式，因此可以采用竖流式或辐流式。如果污泥在初次沉淀池中，则污泥的含水率一般为95～98%，污泥固体的负荷一般采用80-120kg/(m2·d)。而浓缩以后的污泥的含水率可能降低到90～92%；但是如果污泥是活性污泥，此时污泥固体负荷一般是采用20-30kg/(m2·d)，浓缩后的污泥的含水率可降低到97.5%。本次设计方案设计浓缩池的个数为1个。（1）浓缩池的池体表面积A=式中：G——污泥的固体负荷，kg/(m2·d)，辐流式的浓缩池一般采用G=20～30kg/(m2·d)，本设计取值为28kg/(m2·d)；n——污泥浓缩池个数，本设计取值为1。A==52.56m2选择采用圆形的浓缩池，计算直径D===8.2m（2）排水量、排泥量及贮泥斗：a．排水量Q＇=Qw－Qw＇=60.12-16.8=43.3m3/dQw＇=Qw式中：P0——浓缩后含水率，%，本设计取P0=95%。Qw＇=60.12×=16.8m3/db．排泥量Qw＇=Qw式中：P0——浓缩后含水率，%，本设计取值为95%。Qw＇=60.12×=16.8m3/dc．贮泥斗按2h的贮泥时间计算贮泥量，则贮泥区所需容积V1===2.505m3贮泥斗的实际容积V3=(d12+d22+d1d2)式中：d1——贮泥斗的上口半径，m，取值为1.5m；d2——贮泥斗的下口半径，取值为0.6m；h5——贮泥斗的高度，m，取h5=1m。V3=×(1.52+0.62+1.5×0.6)=0.918m3（3）浓缩池高度a．压缩区高度h3=式中：tu——停留时间，h，tu≥16h，本次设计取值为16h。h3==0.0064mb．坡落差h4=i式中：i——池底坡度，采用自然沉泥，本次设计取值为0.5。h4=×0.5=1.675mc．浓缩池总高度HH=h1+h2+h3+h4+h5式中：h1——保护高，m，h1=0.3～0.5m，本次设计取值为0.4m；h2——澄清区高，m，h2=1.5～2.5m，本次设计取值为2.3m；由此，得H=0.4+2.3+0.0064+1.675+1=5.3814m取5.4m（4）浓缩池的尺寸：Φ8.2m×5.4m。4.8脱水车间4.8.1污泥脱水机设计本次设计选用BAJZ型自动板框式的压滤机。过滤面积计算如下A=×式中：v——过滤速度，kg/(m2·h)，v=2～4kg/(m2·h)，本设计取v=3kg/(m2·h)；PW——进口污泥含水率，本次设计取值为95%；A——过滤面积，m2；Q——污泥量，kg/h，Q=W－1000Q＇=61.32×103－1000×43.3=18.02×103kg/d=750.8kg/h。A=×=12.5m2根据过滤面积的值，选择XAMY20/630-20U型自动板框压滤机一台，设计每天运行次数为两次。其规格如下表表7BAJZ型自动板框压滤机性能规格[5][5]《给水排水设计手册》第11册(常用设备)中国建筑工业出版社.型号过滤面积(m2)滤室容积(L)框内尺寸(mm)滤框厚度(mm)压紧板最大位移(mm)过滤压力(MPa)重量(kg)XAMQ6/450-20U2091450×4502040015~186304.8.2脱水车间车间尺寸脱水车间平面尺寸：L×B×H=4.5m×4m×3m。4.9鼓风机房鼓风机房主要功能是为调节池、好氧池和沉淀池提供所需要的空气。鼓风机房的设计计算首先根据空气压力和空气量来选择鼓风机的大小，然后依据鼓风机的大小选择鼓风机房的尺寸，与此同时必须考虑到防噪声。4.9.1设计风量（1）总风量总Q=Q调节池+Q接触氧化=15.6+20.9=36.5m3/min（2）排气压力本好氧池设计有效水深为4.5米，则P1=45kPa4.9.2风机选型（1）总风量Q=36.5m3/min（2）排气压力P由排气压力P=45kPa，设总管损失为500Pa，则P：P=P1+0.5=45.5kPa（3）风机选型根据设计的总风量与和排气压力，确定采用3台HBCSR150型罗茨鼓风机，其中两台机器工作，一台机器留做备用。该种风机的主要参数：型号HBCSR150，转速1240r/min，口径150A，进口流量Qs18.23m3/min，排气压力49kPa，需要配备电动机功率P=30kW[6]红光[6]红光.环境保护设备选用手册水处理设备[M].北京:化学工业出版社,200电控房尺寸电控房的设计尺寸为：L×B×H＝5m×3m×3m。4.10风机房尺寸鼓风机房的设计尺寸为：L×B×H＝4.5m×4m×3m。4.11值班室尺寸值班室的设计尺寸为：L×B×H＝4m×3m×3m。5建筑物总平面布置与高程布置5.1总平面图布置原则5.1.1总平面布置说明整体平面布置需要满足设计规范，需要对工艺处理过程中的总平面实现整齐划一。处理单元的各个构筑物之间必须满足相互紧凑衔接的设计要求，同时尽可能减少废水站的占地面积。5.1.2总平面布置的规划原则（1）要按各个不同功能，分区进行相关布置，各部分之间可用绿化带进行分隔开来。（2）各个的相关的相邻构筑物之间他们的间距的确定，还要考虑各类不同管道渠道等、设备的相关不同的施工维修方便及还要满足消防的相关安全要求。（3）需要考虑有影响的人流、物流是否运输方便，布置各个主要次要站区道路等。（4）如何进行合理进行布置各功能区还要根据夏季的相关主导方向的和全年风的频率。（5）节约用地、便于管理，布置紧凑处理构筑物之间间距。（6）衔接道路与站外，站区供水管、雨水管网。（7）要尽量与周围的环境相互协调。5.2高程布置原则5.2.1