《污水处理论文》word版 56页

'目录摘要IAbstractII1前言31.1阳新妇幼保健院废水来源及危害31.2医院废水处理技术与发展31.2.1医院废水处理技术31.2.2医院废水处理技术的发展62设计说明书72.1设计资料及要求72.1.1设计原始资料72.1.2排放标准及去除率72.1.3设计要求82.2废水处理站设计方案82.2.1处理工艺的比较82.2.2处理工艺的选择112.3废水处理系统122.3.1格栅122.3.2调节池与沉砂池合建132.3.3水解酸化池132.3.4生物接触氧化池152.3.5二沉池152.3.6接触消毒池162.3.7污泥池172.4平面布置和高程布置172.4.1平面布置172.4.2高程布置183设计计算书203.1污水设计流量的计算203.2格栅与调节沉砂池合建的格栅203.2.1格栅的设计参数203.2.2格栅与沉砂池合建的格栅213.3调节沉砂池的设计计算233.3.1.设计参数233.3.2竖流沉砂调节池的计算233.4污水提升263.5水解酸化池设计计算273.5.1水解酸化池的生化处理273.5.2水解酸化池的计算273.6生物接触氧化池的设计计算29 3.6.1容积负荷293.6.2平面尺寸计算303.6.3需气量313.6.4平面布置313.6.5进出水系统323.6.6曝气系统设计333.6.7填料设计353.7二沉池的设计计算353.8消毒接触池的设计计算403.8.1消毒剂的选择及投加403.8.2竖流式消毒接触池的设计计算413.9污泥浓缩池443.9.1剩余污泥量计算443.9.2竖流污泥浓缩池453.10鼓风机房493.11附属构筑物的确定493.12污水厂的平面布置493.13高程计算494工程投资估算51参考文献53致谢54 摘要医院和医疗机构在医疗、诊断、科研和日常管理中产生各种医疗污水，若不加以处理会对人体健康和生态环境造成危害。利用占地少、投资省、运行费用低、管理方便的处理工艺对医院废水进行处理，技术工艺稳定、可靠，处理后的出水达到相应的国家标准。运用生物接触氧化工艺处理医院污水，经实践证明，整体工艺具备质量可靠、排放达标、安全耐用、投入较少等特点。关键词：医院污水生物接触氧化法环保节能 AbstractThehospitalsandthemedicaltreatmentorganizationsproducemedicalwastewaterintheirusualwork.Ifthewastewaterisnottreatedproperlyitwilldamagetohumanandenvironment.Aprocessoflowlandoccupation，operatingcostsandconvenientmanagementwasusedtotreathospitalwastewater.Theeffluentisstable，reliabletomeetthecorrespondingnationalstandardsofferusingthetechnicalprocess.Itisverifiedthroughpracticethattheapplyingofbio-contractoxidationprocesstotreathospitalsewagehassomeadvantages.Forexample，thequalityoftheoverallprocessisreliablequality、emissionstandard、safeanddurableandlessinput.Keywords：HospitalsewageBio-contactOxidationEnvironmentalprotectionandEnergysaving 1前言阳新妇幼保健院的医疗污水主要是从医院的诊疗室、化验室、病房、洗衣房和手术室等排放的污水，其污水来源及成分十分复杂，而且该医院污水中含有的病原细菌、病毒、化学药剂和有机物，其污水最终排入富河，若该医院的污水不经处理会对环境造成污染，甚至可能造成传染病的传播，本课题就是对阳新妇幼保健院的废水处理进行初步设计。1.1阳新妇幼保健院废水来源及危害该医院的污水主要来源于医疗废水以及相关的医疗活动所产生的综合废水，这些医院污水若不经处理直接排入水体，会对生态环境、水体稳定和居民健康造成潜在的危害，甚至可能造成传染病的传播，危害人们的身体健康。1.2医院废水处理技术与发展1.2.1医院废水处理技术目前国内的医院污水处理已经取得了较为突出的成就，比较成熟的污水处理工艺有CASS工艺、生物接触氧化法、SBR法、AB法、A/O法、A2/O法等，在污水处理领域国内的污水处理工艺正取得较为明显的进步[6]。1.CASS工艺法目前医院污水处理比较好的方法有序批式活性污泥法（即SBR法）和周期性循环活性污泥法（即CASS法）CASS法是SBR法的改进型。CASS工艺主反应区由缺氧和好氧两部分组成，周期性进行曝气、沉淀和滗水。由于周期曝气，曝气时氧浓度梯度大，传递效率高，节能效果明显，运行费用可降低20%左右。CASS工艺的生物降解、污泥沉淀和废水排放均在同一池中进行，不需调节池、二沉池及污泥回流设备，节省投资、降低运行费用和减少用地。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工艺在医院污水处理中得到了广泛应用，处理的出水水质较高，该系统具有如下优点：（1）采用组合结构形式，水量及水质调节、生物降解、污泥沉淀废水排放均在同一池中进行，不需调节池、二沉池及污泥回流设备，可大大节省投资并减少用地。（2）进行周期性曝气，曝气时氧浓度梯度大，并且采用高效射流曝气，氧传递效率高，节能效果好，可明显降低运行费用。（3）采用水下射流曝气机代替传统的鼓风机曝气可有效解决噪音污染。（4）污泥的泥龄长，沉降性能和脱水性能良好，排放的剩余污泥浓度高，体积小，处理方便简捷。CASS工艺处理污水效果虽然较好，但也存在着一些问题，在一些工艺环节中还有待改进，主要表现在一下几个方面：（1）加强格栅等环节的污水预处理，防止纱布、废纸等大块物体进入处理系统，导致射流曝气系统的损坏和曝气效果的降低。（2）鉴于该系统目前对磷的处理效果不理想，可以根据生物脱磷的机理适当调整运行时间参数，可增强生物脱磷的效果。（3）根据CASS工艺的特点，污水处理厂可方便的实现自动控制，在不同的工作环节设定几个PLC控制单元，即可在操作室中通过微机对系统设备的运行情况、系统的运行参数进行实时监控，对故障情况给予声光报警，并可对系统参数进行设定、调整，还可以自动生成并打印有关数据报表。2.生物接触氧化法生物处理工艺是利用系统中培养的硝化菌及脱氧菌去除污水中含经过普通活性污泥法处理后再增加脱氮三级处理系统相比，基建投资省、运行费用低、电耗低、占地面积小、周剩余污泥量较少、污泥沉降性能好、易于脱水及运行稳定。在生物接触氧化工艺中起中起重要作用的构筑物是生物接触氧化池，生物接触氧化池是一种生物处理构筑物，兼有生物滤池和曝气池的某些特点，又称生物接触氧化发。在该处理构筑物中，生物膜与污水接触是均匀的；再通过用人工供给生化过程所需的氧后，可以调整水中的溶解氧，使池中微生物生长良好，从而可以得到较高的污水净化效果。 生物接触氧化池具有的优点是：（1）池内脱落的生物膜始终保持有活性，因此污泥浓度较高，体积负荷较大，节省了建筑面积；（2）由于生物膜附着在填料表面，可避免产生污泥膨胀，当水量水质浓度发生变化时，适当调节风量和通氧时间即可，管理控制操作比较容易；（3）因医院用水峰值变化比较大，且夜间用水量很小，有时甚至停水，生物接触氧化池完全能适应这个特性。该工艺在医院污水处理中处理效果良好，但在某些方面仍有不足，需要进一步的改进：（1）出水水质更新不稳定，填料更新维修麻烦，定期需对部分填料进行更换，增加了而运行费用。（2）部脱落生物膜造成水中的悬浮固体浓度稍高。3.SBR工艺法SBR工艺是间歇式活性污泥系统，又称序批式活性污泥系统。SBR工艺的曝气池，在流态上属完全混合，在有机物降解上，却是时间上的推流，有机物是随着时间的推移而被降解的，其基本操作流程由进水、反应、沉淀、出水和闲置等五个基本过程组成，从污水到闲置结束构成一个周期，在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌的反应器内依次进行的。SBR工艺与连续流活性污泥工艺相比，有以下一些优点：（1）工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备。（2）耐冲击负荷，在一般情况下无需设置调节池。（3）反应推动力大，易于得到优于连续流系统的出水水质。（4）运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效果。（5）污泥沉淀性能好，SVI值较低，能有效地防止丝状菌膨胀。（6）该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制，便于自控运行，易于维护管理。（7）污泥性能好，耐冲击负荷，出水水质好且稳定，污泥产生率低，溶解氧的利用率高；经济方面虽基建费和一次性投资费用高，但易于管理，运行费用低，且占地面积小，对于医院污水处理较为适宜。 该工艺在处理医院污水优点很多，但仍有一些不足之处，其缺点为曝气用的充放管易被堵塞，影响曝气效果，经常维修。因此，SBR法与混凝沉淀法相结合，将能发挥更好的作用。4.AB工艺法AB法就是生物吸附降解法。A级以高负荷或超高负荷运行(污泥负荷>2.0kgBOD5/kgMLSS·d)，B级以低负荷运行（污泥负荷一般为0.1～0.3kgBOD5/kgMLSSS·d），A、B两级各自有独立的污泥回流系统，两级的污泥互不相混。该工艺处理效果稳定，具有抗冲击负荷、PH值变化的能力，该工艺还可以根据经济实力进行分期建设。如可先建A级，以削减污水中的大量有机物，达到优于一级处理效果，等条件成熟，再建B级以满足更高的处理要求。5.A/O和A2/O法A/O系统和A2/O系统是由缺氧－好氧或厌氧－缺氧－好氧生物处理组成的污水生物脱氮除磷处理工艺。A2/O法处理医院污水的特点有：（1）A2/O法在去除有机碳污染物的同时，还能去除污水中的氮磷，与传统活性污泥法二级处理后再进行深度处理相比，不仅投资少、运行费用低，而且没有大量的化学污泥，具有良好的环境效益。（2）A2/O法厌氧、缺氧、好氧交替进行，有利于抑制丝状菌的膨胀，改善污泥沉降性能。（3）A2/O法工艺流程简单，总水力停留时间少于其他同样功能的工艺，节省基建投资。（4）A2/O法缺点是受泥龄、回流污泥中溶解氧和硝酸盐氮的限制，不可能同时取得脱氮和除磷都好的双重效果。（5）该工艺处理医院污水具有处理效果好、运行稳定可靠、管理方便简单、投资省、运行费用低、占地面积小等优点。1.2.2医院废水处理技术的发展医院污水处理工艺应当向经济性、实用性、先进性和稳定性等方面发展，在综合比较排污费用、污水处理费用以及再生回用产生的效益的基础上，采取成熟可靠的污水处理工艺。 2设计说明书2.1设计资料及要求2.1.1设计原始资料（1）地理位置阳新县妇幼保健院位于湖北省位于鄂东南，幕阜山北麓，长江中游南岸。处东经114°43"～115°30′；北纬29°30′～30°09′。（2）废水水质指标该医院废水的水质指标如表2-1所示。表2-1废水水质mg/L（pH值除外）项目水量（m3/L）CODcrBOD5SS氨氮粪大肠菌群数MPN/L医疗废水180300150200301×108（3）气象资料阳新县属亚热带季风气候，光照充足，雨量充沛。年平均日照时数为1904小时，日照率为43.5%。历年月平均最高气温29℃，年平均气温16.9℃，极端最高的气温41.1℃，最低气温-14.9℃。无霜期在252～257天之间.年平均降雨量1374mm，其中，春夏两季约占全年总降水量的70～75%。积雪深度23cm。常年主导风向为东北风、东风，平均风速2.1m/s。（4）水文水系厂区有一南北向排水渠，水面高程8.3m，由此经双马堤湖，最终排入富河。（5）地质地貌厂址平坦，占地面积约为40亩，地基岩石分布均匀，无不良地质现象，该地区地层上部为第四系冲积层，主要是红色粘土，基本地震强度7度。厂区高程21m。2.1.2排放标准及去除率为了保护环境，防止医院污水排入水体对环境造成污染，阳新妇幼保健院的污水处理站出水执行《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)中的综合医疗机构和其他医疗机构水污染物放限值的排放标准见表2-2。表2-2排放标准污染物CODcrBOD5SS氨氮粪大肠菌群数MPN/L 排放浓度≤60mg/L≤20mg/L≤20mg/L≤15mg/L100求出各指标的去除率如下：1.COD的去处率：2.溶解性BOD5的去处理：3.SS的去除率：4.氨氮的去除率：5.粪大肠菌群数的去除率：2.1.3设计要求因该污水处理站要求建在医院内，故要求污水站为埋地式。2.2废水处理站设计方案2.2.1处理工艺的比较医院污水处理站的一般设计原则：（1）保证出水水质排放要求；（2）采用功能齐全、运行稳定、灵活性高、管理方便的处理工艺；（3）采用自动操作控制以减轻维护管理人员工作量；（4）处理好污水排放、污泥处理及噪声控制，尽量避免可能产生的二次污染；(5)在保证运行稳定、出水水质达标的前提下，尽量采用新产品、新设备以降低工程造价及运行成本，减轻管理工作量。根据阳新妇幼保健院的实际情况可知，阳新妇幼保健院属于中小型城镇医院，因为污水站要建立在医院内，故要污水站的设计需采用埋地式。针对地埋式污水站还有以下要求：一、此类污水排放具有很强的不定性，必须具备调节单元；二、污水处理站在保证处理效果的同时应尽量节省占地。目前小型地埋式污水处理站常用的处理工艺有MBR工艺和生物接触氧化法，均符合工艺流程短、处理单元较少的特点。 1.生物接触氧化法生物接触氧化处理技术的实质之一是在池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢功能的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化，因此，生物接触氧化处理技术有称为“淹没式生物滤池”。生物接触氧化法的主要工艺特点：（1）生物活性高，其耗氧速率比普通活性污泥法高1.8倍。（2）出水水质较为稳定。（3）由于接触法属于生物膜法的一种其不需进行污泥回流。（4）污泥产量较低。（5）由于填料固定不易产生污泥膨胀。生物接触氧化法是一种具有活性污泥特点的生物膜法。兼有生物膜法和活性污泥的优点，主要表现在以下几个方面：生物接触氧化水处理技术先进实用、成熟可靠、运行效果好；能去除氨氮、铁、锰等污染物；生物活性高，能有效降解藻类和藻毒素；净化效率高；处理时间短；对进水有机负荷的变动适应性强；不需要污泥回流；没有污泥膨胀问题；运行管理方便；占地面积小等。生物接触氧化法经常碰到的问题是：由于设计或运行不当易发生填料堵塞现象。2.MBR工艺MBR又称膜生物反应器，是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。膜生物反应器采用透气性致密膜（如硅橡胶膜）或微孔膜（如疏水性聚合膜），以板式或中空纤维式组件，在保持气体分压低于泡点情况下，可实现向生物反应器的无泡曝气。该工艺的特点是提高了接触时间和传氧效率，有利于曝气工艺的控制，不受传统曝气中气泡大小和停留时间的因素的影响。MBR工艺的主要工艺特点：（1）采用膜生物反应器作为主处理单元，它具有抗冲击能力强，出水水质优质稳定，其处理构筑物全部置于地下，占地面积小，布局合理。PLC柜置于地上控制室内，使管理较为简单。(2)MBR工艺由于高效的固液分离作用，出水悬浮物浓度低，细菌和病毒失去了附着或包裹的屏障，易于被灭活，能有效去除SS和细菌。 (3)膜组件的高效截留作用使反应器内保持了较高的生物量，提高了生物处理效率，由于MBR的截留作用使微生物富集，可使世代周期较长的硝化细菌得以保留和繁殖，从而到达了很好的脱氮效果。(4)反应器内采用不同管径不同区域的微孔曝气，不仅提高了充氧效率，而且优化了反应器的水力条件。微孔曝气给生物接触氧化提供了足够的溶解氧，曝气系统有助于膜两侧的翻水，强化了气体对膜的剪切作用，有利于气液两相流间的传质，使处理系统的正常稳定运行。(5)医院废水处理产生的剩余污泥中含有大量的细菌和病原微生物，处理不当会造成二次污染。所以维持在低污泥浓度条件下运行，可有效地解决排泥问题。MBR剩余污泥产量低，并且将剩余污泥回流到调节池中，从而达到系统污泥零排放，大大节省了污泥处理的经费问题，有利于污泥资源化管理。MBR工艺是一种经济高效的处理工艺，具有流程简洁，出水水质优良稳定，技术成熟可靠；可大幅度降低消毒剂的用量，减少消毒副产品的产生和对环境的影响，对于医院污水处理具有普遍的适用性；占地面积小，运行管理方便和费用低等优点。MBR工艺可以维持污泥在高浓度下运行，在运行初期，污泥浓度很低的情况下取得了良好的出水效果，而高的污泥浓度在去除有机物的同时，同样带来了膜污染和污泥资源化的问题。3.两种工艺的比较实践证明，生接触氧化法和MBR工艺应用于医院污水处理有着成熟的运行实例，也积累了许多经验。两种不同的工艺都可以应用于阳新妇幼保健院的废水处理工程埋地式污水处理站设计运行，两种工艺的比较如下表所示：表2-3适合中小型埋地式医院污水处理站的污水处理工艺比较工艺优点缺点适用范围基建投资MBR工艺抗冲击负荷能力强，出水水质优质稳定，有效去除SS和病原体；占地面积小；剩余污泥产量低汽水比高，膜需进行反洗，能耗及运行费用高300床以下小规模医院污水处理工程；医院面积小，水质要求高高生物接触氧化法抗冲击负荷能力高，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，运行管理简单部分脱生物膜造成水中的悬浮固体浓度稍高500床以下的中小规模医院污水处理工程。适用于场地小、中水量小、水质波动较大和微生物不易培养等情况中 2.2.2处理工艺的选择综上所述，经过比较后可以确定适合阳新妇幼保健院废水处理工程的污水处理工艺是生物接触氧化法。为了满足《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)中的综合医疗机构和其他医疗机构水污染物放限值的排放标准，可采用生物接触氧化法的组合工艺，即生物接触氧化工艺。生物处理工艺是利用水解酸化池将医院污水中的难降解微生物进行降解，进入生物接触氧化池中进一步进行处理，从而可以有效的提高污水处理的水质。选用该工艺处理阳新妇幼保健院的污水具有以下特点：（1）先进成熟的处理工艺，行费用低，出水稳定可靠且有较好的灭菌和脱氮效果。处理工艺对进水负荷变化的适应性较强，可根据进水的变化，自行调整生物量和菌群种类。（2）低能耗的二级生物处理。先进的工艺设计配置以节能的水泵、风机和高氧利用率的曝气装置，节约能耗（3）简单的污泥处置。采用剩余污泥量少的生物接触氧化工艺，再配以厌氧水解池的污泥处理，使污水站排入周围环境的污泥量很少。水解池沉积泥定期用排泥泵抽送入污泥处理池和栅渣混合消毒后，外运填埋，简单方便。则根据阳新县妇幼保健院的实际情况，经过经济技术等综合比较，该医院污水采用生物接触氧化工艺。医疗污水由排污管道经化粪池出来后，汇总经过一道格栅，去除水中较大的悬浮物、漂浮物和带状物，上清液通过重力自流入调节池沉砂池调节污水的水量和水质以及去除部分污水中含有的砂粒等。调节池污水提升进入水解生化池和生物接触氧化池进行生化处理，再经过沉淀池处理与二氧化氯(ClO2)消毒而达标排放。其具体工艺流程如下： 医院废水格栅栅渣调节池沉砂池溢污水提升流上水解酸化池清液气提生物接触氧化池风机气提污泥池二沉池消毒装置消毒接触池排泥排放2.3废水处理系统2.3.1格栅格栅井设置于调节沉砂池内污水源进水一端，设计考虑节约用地和投资。采用在医院排放管路汇集中心和厂区内的排水渠较近的边缘处。格栅井内设置人工格栅，拦截去除医院污水中较大的悬浮物固体，保护水泵后管路系统不被堵塞。在本设计中，依据阳新妇幼保健院的污水设计流量较小，该医院设计污水处理站属于一般的小型污水处理站，则经过技术经济合理的比较，采用人工格栅清渣，为便于人工的清除栅渣的工作，由于栅渣量量少，可将处理污水的栅渣进行焚烧处理，格栅的工作平台至少应大于1.2m。 2.3.2调节池与沉砂池合建污水的水质、水量随时间能波动，调节池起收集污水、均衡水量、均匀水质的作用，不得渗漏，池内壁应采用防腐措施。在调节池内，由于污水中存活着大量细菌，这些细菌已经适应原污水水质，并且不断的进行增值、适应、淘汰、优选等过程，对污染物质有着很强的吸附、降解能力。调节池就是充分利用这些微生物的活性，人工强化其生长环境，达到快速降解、吸附污染物的目的。调节池对进水水质的冲击，特别是有毒有害物质起到较好的缓冲作用。通过调节池设置，充分平衡水质、水量，使污水能比较均匀进入后续处理单元，提高整个系统的抗冲击性能，减少处理单元的设计规模。有利于降低运行成本和水质波动带来的影响。在调节池内设置潜水搅拌泵，起到均衡水质防止沉淀的作用。并设置液位自动控制装置，水泵将根据液位自动开启。提升式医院污水处理设施应设调节池，其有效容积宜为5～6h污水平均小时流量，在本设计中调节池设计水力停留时间6小时，采用钢筋混凝土结构，池内设2台潜水排污泵，一用一备。沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒（如泥沙、煤渣等，它们的相对密度约为2.65）。沉砂池一般设于泵站。倒虹吸前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可以设在初次沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。常用的沉砂池有平流沉砂池、竖流沉砂池、曝气沉砂池、涡流沉砂池等。考虑到沉砂池后的处理构筑物需要厌氧的条件，以及污水设计流量较小，故在本设计采用竖流式沉砂池。表2-4调节沉砂池尺寸和设备名称规格数量设计参数主要设备备注竖流式沉砂池外径尺寸D=3.2m中心管尺寸d=1.8m1座单座设计流量Ｑ=0.005m3/s，中心管流速v＝0.02m/s，污水停留时间t=60s,调节沉砂池有效水深H=3m，停留时间T＝6h圆形沉砂池中心管采用重力排砂2.3.3水解酸化池 水解酸化池底部是一个高浓度污泥床，在正常水温和厌氧状态下，大量微生物将进水中颗粒物质和胶体物质迅速截留吸附，在大量水解细菌的作用下将大分子难溶性有机物进行水解酸化而转变为易于生物降解的小分子、溶解性物质，同时降解了部分有机物，改善了水质，有利于后续处理。水解（酸化）池设计计算①有效池容V可以根据污水在池内的水力停留时间计算的。水解（酸化）池内水力停留时间需根据污水的有机物种类（水解的速度情况）、进水有机物浓度、当地的平均气温情况综合而定。②池截面面积根据污水在池内的上升流速计算。对于水解酸化反应器,为了保持其处理的高效率,必须保持池内足够多的活性污泥,同时要使进入反应器的废水尽量快地与活性污泥混合,增加活性污泥与进水有机物的接触好。上升流速需要保证污泥不沉积，同时又不能使活性污泥流失，所以保持合适的上升流速是必要的。　　③反应池布水系统设计。水解酸化反应器良好运行的重要条件之一是保障污泥与废水之间的充分接触，为了布水均匀与克服死区，水解酸化池底部按多槽布水区设计，并且反应器底部进水布水系统应该尽可能地布水均匀。　　水解酸化池的布水系统形式有多种，布水系统兼有配水和水力搅拌的功能，为了保证这两个功能的实现，需要满足以下原则。　　①确保各单位面积的进水量基本相同，以防止发生短路现象；　　②尽可能满足水力搅拌需要，保证进水有机物与污泥迅速混合；　　③易观察到进水管的堵塞，并当堵塞发生后很容易被清除。　　对于水解酸化池的停留时间，由于废水的种类不同，所含的有机物水解速度不同，所以停留时间自然不会相同。设计中水解酸化池对BOD5、CODcr、SS的去除率与停留时间的关系参考了《水解酸化池在污水处理工程的应用》论文中的研究成果。水解酸化池常规设计的两个参数如下：　　①停留时间：一般为2.5～4.5h，考虑综合情况。　　②池内上升流速：一般控制在0.8～1.8m/h较合适。水解酸化主要用于有机物浓度较高、SS较高的污水处理工艺，是一个比较重要的工艺。水解酸化和生物接触氧化组合工艺处理医院污水，可有效降低生物接触氧化池的有机负荷和污泥负荷，从而提高污水的水质，处理效果良好，运行管理方便。 2.3.4生物接触氧化池污水经缺氧池处理后，自流进入接触氧化池。接触氧化是一种生物膜法为主，兼有活性泥的生物处理装置。通过提供氧源，污水中的有机物被微生物吸附、降解，使水质得到净化。生物接触氧化池的主要构造①池体：接触氧化池的池体在平面上多呈圆形和矩形或方形，用钢板焊接制成或用钢筋混凝土浇灌砌成。各部位的尺寸为：池内填料高度为3.0～3.5m；底部布气层高度为0.6～0.7m；顶部稳定水层0.5～0.6m，总高度约为4.5～5.0m。②填料：填料是生物膜的载体，所以也称之为载体。填料是接触氧化处理工艺的关键部位，它直接影响处理效果，同时，它的费用在接车氧化系统的建设费用中占的比重较大，所以选定事宜的填料是具有经济和技术意义的。接触氧化时间4小时，用高比表面积的弹性填料，比表面积近600m2／m3，填充率70％，在设计面积负荷时,应考虑冬天气温很低的情况下有较好的处理效率。填料使用寿命8年，池内氧气由罗茨鼓风机提供。气水比为10：1，胶膜爆气头，微气孔爆气。该装置不会出现堵塞现象，具有爆气孔小、氧利用率高等优点。极少量悬浮性的活性污泥不会产生膨胀，关键做好初期填料层的生物培养与落床。2.3.5二沉池二沉池是水解酸化+生物接触氧化工艺处理阳新妇幼保健院污水的重要组成部分，用于生物接触氧化池流出的混合液进行泥水分离，并浓缩，确保污水厂出水SS和BOD5等指标达到所要求的排放标准。二沉池的主要功能是进行泥水分离，上清液作为处理水经消毒后排放，污泥排入污泥池进行污泥浓缩处理。在本设计中考虑处理污水水量小，各种二沉池的优缺点及适用条件比较如表2-5所示。表2-5二沉池的优缺点及适用条件比较名称优点缺点适用条件平流式沉淀池一般多用于初沉池，作为二沉池比较少见。配水不易均匀，排泥设施复杂，不易管理。可适用于大、中、小型污水厂辐流式沉淀池一般采用对称布置，配水采用集配水井，这样各池之间配水均匀，结构紧凑。排泥机械已定型化，运行效果好，管理方便。排泥设备复杂，要较高水平的运行管理；施工质量要求高。适用于大、中型污水厂 竖流式沉淀池占地面小，排泥方便，运行管理简单。池深大，施工困难；对水量和温度的变化适应性较差；池径不宜过大。适用于工业废水处理站；日处理量在5000m3以下的小型污水处理厂。斜管（板）沉淀池沉淀效率高、停留时间短、占地少等优点。处理效果不稳定，容易形成污泥堵塞，维护管理不方便。一般常用于小型污水处理厂或工业企业内的污水处理站。经过比较，由于斜管（板）沉淀池不已作为二次沉淀池，原因是：活性污泥的年粘度较大，容易黏附在斜管（板）上，影响沉淀效果甚至可能堵塞斜管（板）。而竖流式沉淀池作为二沉池是可行的，适用于中小型污水处理厂，故在本设计中采用竖流式沉淀池作为二沉池。2.3.6接触消毒池污水经过以上构筑物处理后，虽然水质得到了改善，细菌数量也大幅减少，但是细菌的绝对值仍然十分可观，并有存在病原菌的可能。因此该妇幼保健院的污水在排放水体前，应进行消毒处理。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2-5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2-6各种消毒方法的比较 优点缺点适用条件液氯Cl2效果可靠，投配设备简单，价格便宜 余氯对对水生生物有害，氯化后可能产生致癌物质 适用于大、中型污水处理厂次氯酸钠NaOCl可以现场制备，使用方便，投量容易控制需要次氯酸钠发生器和投配设备适用于中、小型处理厂二氧化氯ClO2杀毒效果好，无气味，有定型产品维修管理要求高中、小型污水处理厂臭氧O3除色、除臭效果好，不产生残留的有害物质，增加溶解氧投资大，成本高设备管理复杂对出水水质卫生条件要求高的污水处理厂紫外线快速、无化学药剂，杀毒效果好，无残留有害物质耗能较大，对浊度要求高下游水体要求较高的处理厂 经过比较，该妇幼保健院采用二氧化氯消毒工艺，消毒装置采用化学法二氧化氯发生器，安装在设备房内，二氧化氯具有高效氧化剂、消毒剂以及漂白剂的功能。作为强化氧化剂，它所氧化的产物中无有机氯化物；作为消毒剂，它具有广泛性的消毒效果。二氧化氯必须现场制备。现场制备二氧化氯的方法主要为化学法和电解法，在本设计中主要采用化学法。接触消毒池内应设置导流墙，避免污水短路，由于该妇幼保健院属县级医院，设计该医院的污水处理站的设计水量较小，且采用埋地式污水处理站，故经过比较几种消毒接触池的结构形式及适用条件后，在本设计中接触消毒池采用竖流式消毒接触池。2.3.7污泥池医院污泥处理工艺以污泥消毒和污泥脱水为主，水处理工艺产生的剩余污泥在污泥消毒池内，投加石灰或漂白粉作为消毒剂进行消毒。若污泥量很小，则消毒污泥可排入化粪池进行贮存；污泥量大，则消毒污泥需经脱水后封装外运，作为危险废物进行焚烧处理。　　污泥根据国家环境保护总局危险废物分类，属于危险废物的范畴，必须按医疗废物处理要求进行集中(焚烧)处置。在本设计中该医院设计的是小型埋地式污水处理站，由于产生的污泥量小，故不需设置污泥处理设施，只需在污泥池的底部设置一组穿孔曝气管，由风机间歇充气搅拌，对污泥进行好氧稳定。由二次沉淀池下来的污泥进入污泥池，污泥池内设有污泥消化系统，绝大部分有机污泥可得到消化，污泥池上清液回流至调节池，一般定期每月一次由环卫车将污泥抽走外运处理，也可根据实际情况的改变来调整污泥外运的时间。2.4平面布置和高程布置2.4.1平面布置(1)各处理单元构筑物和辅助建筑物的平面布置①根据小型医院污水处理站的相关要求，考虑到设备及构筑物的检修，应设置通向各构筑物的人行道，为了便于环卫车定期将污泥抽走外运，应设置车行道，在本设计中人行道采用2m，车行道采用4m.②在处理构筑物之间，应保持一定的间距，以保证敷设连接管、渠的要求，一般的间距可取5~10m，在本设计中各构筑物之间的间距采用10m。 ③该小型污水处理站的辅助构筑物较少，相关的人员工作室直接使用该医院的相关办公楼房。④本设计中污水处理站采用埋地式，故考虑遵照环保、节能、降耗、减排的原则，上部种植绿化，处理过程过程溢出臭气通过设置排气管引至工程高层屋顶高空排放。（2）管、渠的平面布置①在各处理构筑物之间设有贯通、连接的管、渠，应设有能够使各处理构筑物独立运行的管、渠，当某一处理构筑物因故停止工作时，使其后接处理构筑物，仍能够保持正常运。②在厂区内还设有给水管，空气管以及输配电线路。这些管线敷设在地下，对它们的安排既要便于施工和维护管理，但也要紧凑，少占用地。在污水处理站区内，应有完善的排雨水管道系统。③每个构筑物均应设置放空管，以免各构筑物故障时便于检修，同时，应设置超越管，放空管接超越管便于污水处理故障的时检修。2.4.2高程布置污水处理流程高程布是确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑之间连接管、渠的尺寸及标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅的流动，保证污水处理厂的正常运行。考虑到降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以按重力流考虑为宜（不考虑污泥流动）。为此，必须计算污水流动中的水头损失，水头损失包括：（1）污水流经各处理构筑物的水头损失；（2）污水流经连接前后两处理构筑物管、渠（包括配水设备）的水头损失。包括沿程和局部水头损失。（3）污水流经计量设备的水头损失。在对污水处理站污水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项：（1）选择一条距离长，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，处理系统都能够运行正常。（2）计算水头损失时，一般应以最大流量（或泵的最大出水量），作 为构筑物和管渠的设计流量。（3）水力计算常以接纳处理后的污水水体的最高水位为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理后的污水在洪水季节也能自由排出。还应考虑到应维修等原因需将池水放空而在高程上提出的要求。（4）在做高程布置时还应注意污水流程和污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。根据这些要求，确定高程见图3-13和表3-3。 3设计计算书3.1污水设计流量的计算根据阳新妇幼保健院的设计原始资料可知，该医院的日平均污水流量Q=180m3/d。医院的综合耗水量、小时变化系数与医院性质、规模、设备完善程度有关，应根据实测确定。当无实测资料时，可按下列依据进行设计计算：(1)设备比较齐全的大型医院：日耗水量为650～800L/床·d；小时变化系数Kz=2.0～2.2。(2)一般设备的中型医院：日耗水量为500～600L/床·d；小时变化系数Kz=2.2～2.5。(3)小型医院：日耗水量为350～400L/床·d；小时变化系数Kz=2.5。在本设计中，阳新妇幼保健院属综合性小型医院时变化系数Kz=2.5，则设计流量Qmax=180×2.5=450m3/d=0.005m3/s3.2格栅与调节沉砂池合建的格栅根据阳新妇幼保健院的实际情况，该污水水量较小，属于小型污水处理厂，故格栅使用人工清渣的方式，定期将栅渣清捞送至垃圾站。由于污水量较小，基于经济和节省占地的考虑，本设计中采用格栅与调节沉砂池合建的设计方式。3.2.1格栅的设计参数1.设计参数表3-1主要设计参数项目参数值栅条间隙e细格栅e=3～10mm栅前流速ν0.5～0.7m/s过栅流速υ0.6～1.0m/s安装倾角α30°～45°本次设计的栅条间隙取e=10mm，栅前流速取ν=0.6m/s，过栅流速取υ=0.8m/s。为了使工人易于清渣作业，避免清渣过程中的栅渣掉回水中，格栅安装倾角取α=45°；在格栅间隙10mm的情况下，设单位栅渣量：w1=0.01m3栅渣/103m3 污水。确定栅前水深：废水在化粪池收集后由DN200mm污水管送入调节池前端的格栅井，拦截去除粗大漂浮物及悬浮物，对水泵机组及后续处理构筑物具有重要保护作用，格栅选用不绣钢材质，本设计中取栅前水深为0.8m。3.2.2格栅与沉砂池合建的格栅设计中选择一组格栅，N=1组，格栅与调节沉砂池合建，格栅的设计流量为Q=450m3/d=0.005m3/s。格栅的设计草图如图3-1所示。图3-1格栅计算草图1.格栅槽宽度式中B————格栅槽宽度(m)；S————每根格栅条的宽度(m)；n————格栅的间隙数(个)。设计中取S=0.02m，设计中采用人工清渣的平面格栅，设计中取格栅的间隙数n=20个B=0.02×(20－1）+0.01×20=0.58m由格栅的平面尺寸规格本设计中取格栅槽的宽度B=0.6m。3.通过格栅的水头损失 式中h1————水头损失（m);β————格栅条的阻力系数，查表得β=2.42；k————格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般采用k=3。3.栅后明渠的总高度H=h+h1+h2式中H————栅后明渠的总高度（m）；h2————明渠超高（m），一般采用0.3～0.5m。设计中取h2=0.3mH=0.3+0.42+0.8=1.52m5.格栅部分总长度式中L格栅部分总长度（m)；H1格栅明渠的深度（m）。6.进水与出水渠道妇幼保健院的污水在化粪池收集后通过DN200mm的管道送入进水渠道，格栅的进水渠道与格栅槽相连，格栅与调节沉砂池合建在一起，格栅出水直接进入调节沉砂池的中心管道，进水渠道宽度B1=B=0.6m,渠道水深h1=h=0.3m。格栅与调节沉砂池合建的格栅平面布置如图3-2所示。 图3-2格栅与沉砂池合建的平面布置图3.3调节沉砂池的设计计算在本设计中考虑到污水流量较小，故采用调节池沉砂池合建的方式节约占地，节省投资，考虑到该污水站为埋地式污水站，且污水水量小，故本设计中采用竖流式沉砂调节池。3.3.1.设计参数(1)最大流速为0.1m/s，最小流速为0.02m/s。(2)最大流量时停留时间不小于20s；一般采用30～60s。(3)进水中心管最大流速为0.3m/s。3.3.2竖流沉砂调节池的计算在本设计中采用调节池和竖流式沉砂池合建的方式，则沉砂池的有效容积需满足调节池所需调节水量容积，在底部设置排砂管。竖流式沉砂池可采用圆形或方形，直径或边长一般小于6～10m，在本设计中考虑到节省占地采用圆形。1.调节的容积计算设计流量：按平均日平均时7.5m3/h。停留时间：HRT=6h；有效水深：h=3.0m，时变化系数Kz=2.5。则调节沉砂池调节水量所需容积容：V=Kz×Q×T=2.5×7.5×6=112.5m3。2.沉砂池的直径式中D————沉砂池的直径（m)；Q————设计流量(m³/s)；ν1————污水在中心管内的流速（m/s)，一般采用v1≤0.30m/s；ν2————污水在池内上升流速（m/s)，一般采用0.02～0.10m/s；设计中取ν1=0.001m/s，ν2=0.02m/s 在本设计中取D=3.2m3.沉砂池中心管径式中d————沉砂池中心管直径(m)。在本设计中取沉砂池中心管直径d=0.6m3.沉砂池水流部分高度式中h2————水流部分高度(m)；t————污水停留时间(s)，一般采用30～60s。设计中取t=60s4.沉砂室所需容积式中————平均流量（m³/s）；X————医院污水沉砂量（m³/106m³污水），一般采用30m³/106m3污水；T————清除沉砂的间隔时间（d)，一般采用1～2d。设计中取清除沉砂的间隔时间T=2d，医院污水沉砂量X=30m³/106m3污水5.每个沉砂斗的容积式中V0每个沉砂斗的容积（m3）；n沉砂斗的格数（个）。设计中取每一个分格有个沉砂斗，共有n=1个沉砂斗6.沉砂斗的高度 式中h4————沉砂斗的高度(m)；r————沉砂斗底的直径(m)，一般采用0.4m×0.4m～0.8m×0.8m；α————沉砂斗角度(°)，一般采用圆形沉砂池α=55°，矩形沉砂池α=60°。设计中取r=0.5m，α=55°7.沉砂斗实际容积8.沉砂池总高度式中H沉砂池总高度（m)；h1沉砂池超高（m),一般采用0.3～0.5m。h3沉砂池缓冲高度(m)，一般采用0.2～0.3m。设计中取h1=0.3m，h3=0.3m9.进水管道在本设计中由于采用了格栅与调节沉砂池的合建，格栅的出水直接进入调节沉砂池的中心管里。10.出水装置出水采用薄壁出水堰向周边出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头为：式中H1————堰上水头(m)；Q1————沉砂池内设计流量(m³/s)；m————流量系数，一般采用0.4～0.5； b2————堰宽(m)，等于沉砂池的出水槽周长。设计中取m=0.4，b2=3.2×3.14=10.05m出水堰后自由跌落0.15m后进入出水槽，考虑到沉砂池与调节池合建，则竖流式沉砂池可采用下部进行沉砂，上部分出水槽可用于进行调节水量，则在本设计中取出水槽宽2.15m，出水槽水深3m。11.排砂管道采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径DN=200mm。竖流式沉砂调节池合建平面布置如图3-3所示。图3-3竖流式沉砂调节池平面图3.4污水提升在调节池内设两台潜污泵，一用一备。水泵型号：50QW25-10-1.5，流量Q=25m3/h，扬程H=10米，功率N=1.5Kw。调节水泵流量，控制流量不超过25m3 /h，将调节沉砂池的出水槽的污水提升，送入污水处理设施，即将污水提升后送入水解酸化池。3.5水解酸化池设计计算3.5.1水解酸化池的生化处理1.水解酸化池的去除率水解生化池对BOD、COD、SS的去除率与水力停留时间有关，水力停留时间与去除率的关系如表3-2所示：表3-2水力停留时间与去除率的关系停留时间(h)2.53.03.54.05.0COD去除率(%)43.041.340.448.040.8BOD去除率(%)29.833.127.955.434.9SS去除率(%)82.674.877.881.784.12.水解酸化池的出水污染物浓度依据所给资料可知经过水解酸化池之后BOD5、CODcr、SS的去除率，设计中取水力停留时间T=4h，则其出水浓度：BOD5的出水浓度：=150×(1-55.4%)=66.9mg/LCODcr的出水浓度：=300×(1-48%)=156mg/LSS的出水浓度：=200×(1-81.7%)=36.6mg/L根据阳新妇幼保健院的污水处理站出水执行《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)中的综合医疗机构和其他医疗机构水污染物放限值的排放标准可知，经过水解酸化池处理后的污水并不符合排放标准，必须经过进一步的处理后方能排放。3.5.2水解酸化池的计算1.水解酸化池表面积式中A————池表面积(m2)；Q————最大设计流量(m3/h)； q————表面负荷[m3/(m2·h)]。设计污水流量为Q=18.75m3/h，在本设计中取表面负荷q=0.8m3/(m2·h)，则水解酸化池表面积为：，设计中取A=24m2。2.有效水深式中H————有效水深(m)；t————停留时间(h)。本设计中取表面负荷q=0.8m3/(m2·h)，则有效水深：3.有效容积式中V————有效容积(m3)；H————有效水深(m)。本设计中设水解酸化池2座，每座分2格，则每座池的面积为12m2。采用水解酸化池每格平面尺寸为2m×3m。4.反应池总高度式中：H——填料高度(m)；h1——超高(m)，一般采用0.3～0.5m；h2——填料上部稳定水深(m)，一般采用0.4～0.5m；h3——填料距池底的高度(m)。设计中取h1=0.3m，h2=0.5m，h3=1.0m5.进水系统由调节沉砂池管道送入每座水解酸化池的进水渠道， 渠道宽度为0.5m，有效水深0.25m，孔口采用圆孔均匀布水，孔口尺寸直径为d=0.1m,孔口中心间距0.2m。6.出水系统水解酸化池的出水设计采用矩形薄壁堰跌落出水，出水堰可保证水解酸化池内水位标高恒定，堰上水头式中H————堰上水头(m)；Q————反应池出水量(m3/s)；m————流量系数，一般采用0.4～0.5；b————堰宽(m)。设计中取m=0.4，b=3m，Q1=0.005m3/s每格反应池的出水进入出水槽，长度为0.8m，宽度为0.5m，出水槽有效水深为0.25m。最后通过DN100m的出水管，将每格水解酸化池的出水送至生物接触氧化池，出水管内的水流速度为0.32m/s。7.排泥系统在水解酸化池的底部设穿孔排泥支管，管径为DN150mm，支管集泥排至排泥总管，管径为DN200mm，送至污泥池。3.6生物接触氧化池的设计计算3.6.1容积负荷污水二级处理，采用的BOD5—容积负荷率为1.2～20kgBOD5/(m3/d)，当处理水BOD5值要求达到30mg/L以下时，采取的负荷率为0.8kgBOD5/(m3/d)。污水三级处理，采用的BOD5—容积负荷率为0.12～0.18kgBOD5/(m3/d)，当处理水BOD5值要求达到30mg/L以下时，采取的负荷率为0.8kgBOD5/(m3/d)。则根据阳新妇幼保健院的出水水质排放标准的要求，在本设计中医院污水处理采用三级处理，则可采用BOD5的容积负荷取Nv=0.15kgBOD5/(m3/d)。 3.6.2平面尺寸计算1.生物接触氧化池的有效容积式中V————有效容积(m3)；Q————平均日污水量(m3/d)；Sa————进水BOD5浓度(mg/L)；Se————出水BOD5浓度(mg/L)；Nv————BOD5—容积负荷[kgBOD5/(m3/d)]。设计中取Q==180m3/d在本设计中取V=60m3。2.接触氧化池总面积式中A————接触氧化池总面积(m2)；H————填料层总高度(m)，一般取3m。设计中取H=3.0m3.接触氧化池分格数式中n————接触氧化池总格数，一般n≥2；a————每座接触氧化池池面积(m2)，为了保证布水、布气均匀，每格池面积不宜大于25m2。设计中取a=10m2，设计中取为2个4.接触氧化池总高度 式中H0————池子总高度(m)；h1————超高(m)，一般不宜小于0.5m；h2————填料上水深(m)，h2=0.5～0.6m；h3————配水区高度(m)，当考虑需要入内检修时，h3=1.5m，当不需要入内检修时，h3=0.5m。设计中取h1=0.5m，h2=0.5m，h3=0.5m1.有效接触时间式中t————有效接触时间（h)。3.6.3需气量式中D0————气水比，即每m3污水所需空气量，一般采用10～15。设计中取D0=10D=10×180=1800m3/d3.6.4平面布置生物接触氧化池平行布置，中间为进水渠道，两侧为出水渠道，具体布置如图3-4所示。图3-4生物接触氧化法平面布置图 3.6.5进出水系统1.生物接触氧化池的进水设计水解酸化池的出水通过DN100mm的管道送往生物接触氧化池，管道内的水流速度为0.64m/s，管道出水直接进入进水渠道。进水渠道的宽度为0.5m，有效水深为0.3m，进水渠道建在两座生物接触氧化池的中心处，向每格反应池进行配水。从配水渠道向反应池配水采用孔口，每格孔口所需面积式中f————每格孔口所需面积(m2)；N————反应池格数；v1————孔口流速(m/s)。设计中取N=2，v1=0.05m/s设孔口尺寸为0.1m×0.1m，则孔口个数为5个。孔口布置如图3-5所示。图3-5生物接触氧化池进水孔口布置图2.生物接触氧化池的出水设计生物接触氧化池的出水设计采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水头式中H————堰上水头(m)；Q————每座反应池出水量(m3/s)；m————流量系数，一般采用0.4～0.5；b————堰宽(m)。设计中取m=0.4，b=2.5m 每格反应池的出水进入出水支渠，出水支渠的宽度为0.5m，总共2条出水支渠将出水收集至出水总渠，出水总渠宽度为0.8m。最后通过DN100m的出水总管，将生物接触氧化池的出水送至二沉池，出水管内的水流速度为0.64m/s。3.6.6曝气系统设计1.布气系统在生物接触氧化池中，曝气系统多采用穿孔管布气。穿孔管管径为20mm，中心间距100m布置，共40根；穿孔管上孔眼直径为3mm，孔眼中心间距100mm,则每根穿孔管上开孔25个。则孔口空气流速式中v2————孔口空气流速(m/s)；d————孔眼直径(m)。穿孔管布置及开孔示意图如图3-6所示。图3-6穿孔管布置及孔口示意图2.空气管计算从鼓风机房出来的空气供气干管，在相邻生物接触氧化池的隔墙上设两根供气支管，每池一根支管供气。在每根支管上设40根穿孔管，穿孔管上设有布气孔。 布气孔的配气量为式中————配气支管数；————穿孔管数。3.鼓风机房设计①供风量鼓风机房所需出风压力为式中H1—生物接触氧化池所需风压，即静水压力；H2—空气管路系统风压损失；H3—曝气系统空气风压，设管路空气安全压头为0.1mH2O，即100×9.8pa。设计中采用的是穿孔管曝气，查《排水工程》（下册）附录4得各种管内部压力损失的换算系数的铸铁管压力损失系数，管径DN300mm曝气管的压力损失系数为0.001mH2O，穿孔管的压力损失可忽略不计。则空气管路系统风压损失0.001×（8+10）=0.018则=3.75+0.018+0.1=3.868mH2O②鼓风机的选择综上以上计算，鼓风机总供风量及风压为ps=3.868mH2O=38.86kpa回转式风机HF—501S型2台，1用1备。风量：=1.36m3/min，功率：N=2.2Kw，排出压力ps=40KPa③鼓风机房布置鼓风机房平面尺寸4×4m2，鼓风机房净高3m。鼓风机房设值班（控制）室一间3.0m2。鼓风机组间距不少于1.5m。鼓风机房不专设风道，新鲜空气直接从建筑窗上部的进风叶窗进入，由鼓风机进风过滤器除尘，鼓风机在出风干管上装设压力表及单阀，鼓风机由值班室控制。机组设防噪设施。 3.6.7填料设计选择ZH150×80型组合填料，该填料由纤维束、塑料环片、套管、中心绳几部分组成，塑料环片直径（包括纤维）为150mm，塑料环片间距为80mm。该填料及安装示意图如图3-6所示。图3-7填料及安装示意图3.7二沉池的设计计算竖流沉淀池中污水沿中心管向下流动，经中心管下部的反射板折向上方，有沉淀池顶部锯齿形三角堰收集排出。竖流沉淀池仅适用于小型污水处理厂。污水通过DN100mm的管道送入竖流沉淀池的中心管道。竖流沉淀池示意图如图3-7、3-8所示。图3-8竖流二沉池平面示意图 图3-9竖流二沉池剖面示意图1.中心进水管面积与直径式中A1————沉淀池中心进水管面积(m2)；Q————中心进水管设计流量(m3/s)；v0————中心进水管流速(m/s)，一般采用v0≤0.03m/s；d0————中心进水管直径(m)。设计中取v0=0.008m/s，设计中取为0.8m。竖流式沉淀池的进水管采用DN=100mm。管内流速1.中心进水管喇叭口与反射板之间的缝隙高度式中h3————中心进水管喇叭口与反射板之间的板缝高度(m)； v1————污水从中心进水管喇叭口与反射板之间缝隙流出速度(m/s)，一般采用0.02～0.03m/s；d1————喇叭口直径(m)，一般采用d1=1.35d0；d2————反射板直径(m)，一般采用d2=1.3d1。设计中取v1=0.02m/s，d0=0.8m，d1=1.35d0=1.08m，设计中取为1.1m，d2=1.3d1=1.43m，设计中取1.5m,设计中取为0.2m。1.沉淀区有效面积式中A2————沉淀部分有效断面(m2)；v————污水在沉淀池内流速(m/s)。设计中取沉淀池的表面负荷q"=1.4m3/(m2·h)，v=q"=0.00038m/s2.沉淀池边长式中B————沉淀池边长(m)，一般采用B≤8～10m。，设计中取3.66m≤8m。5.沉淀池有效水深式中h2————沉淀池有效水深(m)；t————沉淀时间(h)，一般采用1～2h；q"————表面负荷[m3/(m2·h)]，一般采用0.5～1.5m3/(m2·h)。设计中取t=2h，q"=1.5m3/(m2·h)校核沉淀池与水深之比，B/h2=4/3=1.33<3。6.污泥区容积式中V1————污泥部分所需容积(m3)； Q0————污水平均流量(m3/s)；R————污泥回流比(%)；X————曝气池中污泥浓度(mg/L)；Xr————二沉池排泥浓度(mg/L)。设计中取Q0=0.002m3/s，R=50%，式中SVI————污泥容积指数，一般采用70～150；r————系数，一般采用1.2。设计中取SVI=100，设计中采用了竖流式沉淀池，污泥区容积6.污泥斗的容积污泥斗设在沉淀池的底部，采用重力排泥，排泥管伸入污泥斗底部，为防止污泥斗底部积泥，设计中采用污泥斗底部边长0.5m，污泥斗倾角60°。式中V1————污泥斗容积(m3)；h5————污泥斗高(m)；————污泥斗上口边长(m)；————污泥斗下口边长(m)。设计中取=3.66m，=0.5m。污泥斗容积可以满足污泥区的要求。 6.沉淀池总高度式中H————沉淀池的总高度(m)；h1————沉淀池超高，一般采用0.3m；h4————沉淀池缓冲层高度(m)，一般采用0.3～0.5m；h5————污泥部分高度(m)。设计中取h1=0.3m，因为污泥面较低，设计中取缓冲层高度h4=0.3m。9.进水管道沉淀池的进水设计流量为0.005m3/s，通过DN100的管道送入沉淀池中心管，然后流入沉淀池，水流流速为0.64m/s。10.出水堰沉淀池出水经过出水堰跌落进入出水渠道，然后汇入出水管，排入集配水井中外部的集水井内。出水堰采用单侧90°三角形出水堰，三角堰顶长0.16m，深0.08m，集水槽宽0.3m，沉淀池有92个三角堰。三角堰流量Q1为：式中B————沉淀池的边长(m）；B1————集水槽宽度(m)；————三角堰顶长(m)。设计中取B=3.66m，B1=0.3m，=0.16m，设计中取为77式中Q1————三角堰流量(m3/s)；H1————三角堰水深(m)；Q————污水设计流量(m3/s)；N————沉淀池数量(个)；n————单池三角堰数量（个）。 三角堰后自由跌落0.1m，则出水堰水头损失为0.115m，设计中取0.12m。堰上负荷：10.出水渠道出水渠道设在沉淀池四周，单侧集水，出水渠道宽0.4m，水深0.2m。出水渠道将三角堰出水汇集送入出水管，出水管道采用钢管，管径DN100mm，管内流速0.64m/s。11.排泥管排泥管伸入污泥斗底部，为防止排泥管堵塞，排泥管径设为DN200mm。3.8消毒接触池的设计计算3.8.1消毒剂的选择及投加1.消毒剂的选择污水消毒的主要方法是向污水中投加消毒剂,经过比较，本设计中消毒剂采用二氧化氯消毒，消毒装置采用化学法二氧化氯发生器，安装在设备房内，消毒池内设导流墙，避免污水短路。由原始资料，该污水处理站污水水量较小，故设计中采用二氧化氯作为消毒剂碎污水进行消毒。2.消毒剂的投加（1）二氧化氯投加量的计算二级处理出水采用二氧化氯消毒时，投加量为20mg/L，每日二氧化氯投加量：式中q————每日二氧化氯投加量(kg/d)；————二氧化氯投加量（mg/L）；Q————污水设计流量（m3/s）。（2）二氧化氯的投加设备 在本设计中采用化学法二氧化氯发生器，二氧化氯必须现场制备，以保证其良好的消毒效果。3.8.2竖流式消毒接触池的设计计算竖流式消毒池仅适用于小型污水厂，适用于本设计中的妇幼保健院的污水处理站，污水由二沉池中的出水管道DN100mm自流流入竖流式消毒池。接触消毒池的示意图如图3-10所示。图3-10接触消毒池示意图1.中心进水管面积与直径式中A0————消毒接触池中心进水管面积(m2)；Q————中心进水管设计流量(m3/s)；v0————中心进水管流速(m/s)，一般采用v0≤0.03m/s；d0————中心进水管直径(m)。设计中取v0=0.008m/s，设计中取为0.8m。竖流式消毒接触池的进水管采用DN=100mm。管内流速2.中心进水管喇叭口与反射板之间的缝隙高度 式中h3————中心进水管喇叭口与反射板之间的板缝高度(m)；v1————污水从中心进水管喇叭口与反射板之间缝隙流出速度(m/s)，一般采用0.02～0.03m/s；d1————喇叭口直径(m)，一般采用d1=1.35d0；d2————反射板直径(m)，一般采用d2=1.3d1。设计中取v1=0.02m/s，d0=0.8m，d1=1.35d0=1.08m，设计中取为1.1m，d2=1.3d1=1.43m，设计中取1.5m,设计中取为0.2m。3.消毒接触池有效断面式中A————消毒接触池有效断面(m2)；v————污水在消毒接触池内流速(m/s)，一般采用0.001～0.0013m/s。设计中取v=0.0012m/s，设计中取为4.2m24.消毒接触池边长式中B————消毒接触池池边长(m)，一般采用B≤8～10m。，设计中取2.2m<8m。5.消毒接触池有效水深式中h2————消毒接触池有效水深(m)；t————消毒时间(h)，一般采用0.5～1.0h。设计中取t=0.5h校核沉淀池与水深之比，B/h2=2.2/2.16=1.02<3。6.接触池总高度 式中H————接触池的总高度(m)；h1————接触池超高，一般采用0.3m；设计中取h1=0.3m7.进水管道污水由二沉池的管道，管道直径DN100，直接进入消毒接触池中心管流入消毒接触池，进水管道的水流流速0.64m/s。8.出水堰接触池出水经过出水堰跌落进入出水渠道，然后汇入出水管，排入阳新妇幼保健院的厂区一南北向的排水渠中。出水堰采用单侧90°三角形出水堰，三角堰顶长0.16m，深0.08m，集水槽宽0.3m，每格接触池有个三角堰。三角堰流量Q1为：式中B————接触池的边长(m）；B1————集水槽宽度(m)；————三角堰顶长(m)。n————三角堰数量（个）。设计中取B=7.4m，B1=0.3m，=0.16m个三角堰流量Q1为：式中Q1————三角堰流量(m3/s)；H1————三角堰堰上水深(m)。设计中取设三角堰后自由跌落0.1m，则出水堰水头损失为0.119m，设计中取0.12m。9.出水管道 出水渠道设在接触池四周，单侧集水。出水渠道宽0.4m，水深0.15m，水平流速0.08m/s。出水渠道将三角堰出水汇集送入出水管，出水管道采用钢管，管径DN100mm，管内流速0.64m/s，直接排放到厂区内的南北向排水渠中，由此经双马堤湖，最终排入富河。3.9污泥浓缩池3.9.1剩余污泥量计算1.曝气池内每日增加的污泥量式中————每日增长的污泥量(kg/d)；————曝气池进水BOD5浓度(mg/L)；————曝气池出水BOD5浓度(mg/L)；————污泥产率系数，一般采用0.5～0.7；————污水平均流量(m3/d)；————曝气池容积(m3)；————挥发性污泥浓度MLVSS(mg/L)；————污泥自身氧化率，一般采用0.04～0.1。根据前面计算结果，设计中取=66.9mg/L，=20mg/L，=0.6，=180m3/d，=60m3，=1000mg/L，=0.1=0.6×（66.9－20）×180/1000－0.05×60×1000/1000=2.065kg/d2.曝气池内每日排出的剩余污泥量式中————曝气池每日排出的剩余污泥量(m3/d)；————0.75；————回流污泥浓度(mg/L)。设计中取=12000mg/L 3.9.2竖流污泥浓缩池污泥浓缩池的结构示意图如图3-11和3-12所示。图3-11污泥浓缩池的平面示意图图3-12污泥浓缩池的剖面示意图1.中心进泥管面积与直径式中————消毒接触池中心进水管面积(m2)；Q2————中心进水管设计流量(m3/s)；v0————中心进水管流速(m/s)，一般采用v0≤0.03m/s；d0————中心进水管直径(m)。设计中取v0=0.008m/s ，设计中取d0为0.2m。竖流式污泥池的进水管采用DN=200mm。2.中心进水管喇叭口与反射板之间的缝隙高度式中h3————中心进水管喇叭口与反射板之间的板缝高度(m)；v1————污水从中心进水管喇叭口与反射板之间缝隙流出速度(m/s)，一般采用0.02～0.03m/s；d1————喇叭口直径(m)，一般采用d1=1.35d0；设计中取v1=0.02m/s，d0=0.2m，,d1=1.35d0=0.27m3.浓缩后分离出的污水量式中————浓缩后分离出的污水量(m3/s)；————进入浓缩池的污泥量(m3/s)；————浓缩前污泥含水率，一般采用99%；————浓缩后污泥含水率，一般采用97%。4.污泥池水流部分面积式中————浓缩池水流面积(m2)；————污水在池内的上升流速(m/s)，一般采用=0.00005～0.0001m/s。设计中取=0.00005m/s5.浓缩池的直径 式中————浓缩池直径(m)；，设计中取2.1m。6.有效水深式中————浓缩池有效水深(m)；————浓缩时间(h)，一般采用10～16h。设计中取=16h7.浓缩后剩余污泥量式中————浓缩后剩余污泥量(m3/s)。8.浓缩池污泥斗容积污泥斗设在浓缩池的底部，采用重力排泥。式中————污泥斗高度(m)；————污泥斗倾角，圆形池体污泥斗倾角≥55°；————污泥斗底部半径(m)，一般采用0.5m×0.5m；————浓缩池半径(m)。设计中采用=60°，=0.25m，=1.05m污泥斗容积为：9.污泥在污泥斗中的同流时间 式中————污泥斗容积(m3)，————污泥在泥斗中的停留时间(h)。10.浓缩池总高度式中————浓缩池总高(m)；————超高(m)，一般采用0.3～0.5m；————缓冲层高度(m)，一般采用0.3～0.5m。设计中取=0.3m，11.溢流堰浓缩池溢流出水经过溢流堰进入出水槽，汇入出水管送入调节沉砂池中。出水堰流量，设出水槽宽，水深0.05m，则水流速度0.24m/s。溢流堰周长式中————溢流堰周长(m)；————浓缩池直径(m)；————出水槽宽(m)。溢流堰采用单侧90°三角形出水堰，三角堰顶宽0.16m，深0.08m，污泥浓缩池有36个三角堰。三角堰流量为：式中————三角堰流量(m3/s)；————三角堰水深(m)。三角堰后自由跌落0.10m，则出水堰水头损失为0.113。12.溢流管 溢流水量0.0018m3/s，设溢流管管径DN150mm，管内流速。13.排泥管浓缩后剩余污泥量0.00008m3/s，泥量很少，采用间歇式排泥，污泥斗的容积3.12m3，污泥管道选用DN200mm，每次排泥时间0.5h，每天排泥2次，间隔时间12h，池底部设一组穿孔曝气管，由风机间歇充气搅拌，对污泥进行好氧稳定，一般定期每月一次由环卫车将污泥抽走外运处理。3.10鼓风机房考虑到该医院所建的为小型埋地式污水处理站，处理污水水量较小，鼓风机机房采用与其他设备辅房合建，内设回转式风机HF—501S型2台，1用1备。风量：=1.36m3/min，功率：N=2.2Kw，排出压力ΔP=40KPa。风机为生化池鼓风曝气。风机房内进、出风口设消声器，能大大降低风机运行时的噪声。3.11附属构筑物的确定根据该污水处理站的实际情况，个附属构筑物的设计参考《室外排水设计规范》，具体见该污水处理站的总平面图，主要设计了鼓风机房及配电室合建构筑物。3.12污水厂的平面布置该医院污水处理站属埋地式，各构筑物之间的间距设计中取为10m，设计的人工道路为2m，在通向污泥池的地段，布置车行道，道宽为4m，呈环状布置，以便车辆回程。排水渠向西是医院的后勤部门，污水处理产要构筑物均为地下式，位于站区西部，污泥处理构筑物在站区东部，此中污泥泵房为半地下式，污泥则由环卫车定期运走。从景观方面布置要美观，另外污泥处理时有异味，应远离人群活动区。全封闭在地下的构筑物设置地下通道，方便检修。3.13高程计算高程布置应确定控制点的标高，在本设计中，厂区控制点的标高是厂区的南北向排水渠的水面高程8.3m，只要使得接触 消毒池出水管的高度能够保证水能自流过去，并且有一定的富余水头即可。整个污水处理部分的高程主要围绕两部分损失来进行：构筑物内水头损失，管路损失。其中构筑物损失主要是进水配水以及出水集水时会带来水头损失，管道主要是沿程阻力损失，以及管道弯头、三通具有阻力。查《给水排水设计手册》（第01册）得沿程阻力系数i=0.00749，根据设计资料厂区高程21m，由排水渠的水面高程确定出水管的标高为8.3m。水力计算草图如图3-10所示。图3-13水力计算草图计算该污水处理站的污水在处理流程中的水头损失如表3-3所示。表3-3各污水处理构筑物的设计水面标高及池底标高名称设计流量m3/s管径m流速m/s管长m水头损失m水面标高m池底标高m局部沿程出水管0.0051000.64100.088.3接触消毒池0.3218.2815.92消毒池—二沉池0.0051000.64100.08二沉池0.2618.6812.44二沉池—生物接触氧化池0.00251000.32100.16生物接触氧化池0.4219.2水解酸化池—生物接触氧化池0.0051000.64100.08水解酸化池0.3319.715.7水解酸化池—调节沉砂池0.0051000.64100.08调节沉砂池0.4118.0419.28细格栅0.42819.718.48地面标高为21m 4工程投资估算1.估算范围该妇幼保健院污水处理工程估算范围包括该项目的工程设计、设备及材料采购加工、建筑安装、土建施工、工程质量监控、设备安装、试运行。2.编制依据(1)本工程依据《全国市政工程投资估算指标》、《给水排水工程概预算》和参照相关经验值。(2)工艺设计方案3.投资估算该项目土建工程主要包括生化处理设施构筑物及管道等。土建部分工程投资估算详见下表5-1所示：表4-1土建部分投资估算（单位：万元）序号名称容积规格（m3）单位数量总价1调节沉砂池140座1142水解酸化池120座1123生物接触氧化池90座194二沉池55座15.55消毒接触池15座11.56污泥池16座11.67污水管网108土方及植被恢复309小计83.6项目设备部分主要包括污水处理设施配件、动力设备以及电气控制部分的投资估算如下表5-2所示：表4-2设备投资估算（单位：万元）序号名称规格型号单位数量总价1格栅B=600mm台1102污水提升泵50QW25-10-1.5台2213生化池填料240m360324填料支架套125穿孔瀑气管套10.56风机HF501S台227气提装置套248二氧化氯发生器HB—100台13 9电器控制及仪表PLC控制套12010管道管件阀门套1611小计100.5运行成本估算：①电耗：表4-3能耗分析序号名称功率折工时/d能耗(Kw·H/D)1污水提升泵1.52436×70%=25.22风机2.22452.8×70%=36.963小计62.16污水处理设施建成后日耗电量62.16Kw·h/d，每度电按0.60元/Kw·h计，则电费为=62.16×0.60=37.3元/d。②人工费：污水处理设施稳定运行之后，需编制1名管理人员（四班三运转），月工资按1200元/月·人计则人工费为：=1200元/月·人×1人÷30d/月=40元/d。③药剂消耗费：消毒装置采用盐酸、氯化钠，药剂消耗费用为：0.01元/g，则核药费：=0.01×100×24=24.00元/d。通过以上核算，处理污水费用为：=++=37.3+40+24=101.30元/d，则处理1m3污水成本为0.56元/m3污水。则年处理污水成本=0.56×180×365/10000=3.68万元维护修理费取按2%计，则年维护修理费用（万元/年）为18.1×2%=3.68则年运行成本（S）S=100.5+83.6+3.68+3.68=191.46万元 参考文献[1]韩洪军.水处理工程设计计算.中国建筑工业出版社，2006.[2]张智.给排水科学与工程专业毕业设计指南（第二版）.北京：中国水利水电出版社.2008[3]张自杰.排水工程下册（第四版）.北京：中国建筑工业出版社，2000.[4]邓小红.水解酸化/接触氧化/ClO2消毒处理医院污水.中国给水排水.2010,26(16).[5]尹士君.水处理构筑物设计与计算（第二版）.北京：化学工业出版社，2007.[6]室外排水设计规范.GB50014-2006.[7]王荣和.给水排水工程CAD.北京：中国建筑工业出版社，2002.[8]给水排水设计手册（第05册）.北京：中国建筑工业出版社，2002.[9]医疗机构水污染物排放标准GB18466-2005.[10]升流式厌氧污泥床反应器污水处理工程技术规范HJ.[11]生物接触氧化法污水处理工程技术规范--HJ.[12]贾利伟.水解酸化工艺预处理难降解废水试验研究.化学工程与装备.2011(7).[13]医院污水处理设计规范CECS-07：2004.[14]孟辉，刘红梅.水解酸化池在污水处理工程应用.中国石油集团工程设计有限公司东北分公司，2008.[15]汤双振.医院污水处理技术.1992.[16]韩洪军.污水处理构筑物设计与计算.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2002[17]杨岳平.废水处理工程及实例分析.北京：化工工业出版社，2003. 致谢在我半学期的毕业设计生活中，指导老师和同学们给予了我很多的帮助，在此我向他们表示衷心的感谢！首先，我要感谢我的指导老师对我的耐心指导和悉心关怀。XX老师的认真细致给我们留下了深刻的印象；在给予我设计上的指导时，老师科学的思考方法和严谨的治学态度使我受益匪浅、终生难忘。在此，我衷心地祝愿老师您家庭和美，身体健康，万事如意，培养出更多更好的学生！其次，感谢三年来给予我教育的老师们。是他们让我对专业课和各项基础知识有了深入的了解，使我的知识得到了充实，也让我对本专业产生了浓厚的兴趣，使我对日后的工作充满了希望和信心。尤其对各门专业基础课及专业课有了更深的认识，为我以后的学习和帮助有了坚强的基础，也为我更好的从事本专业工作树立了信心。在此，我再一次衷心的感谢我所有的任课教师。再次，感谢指导我设计的每一位老师，他们在教会我知识的同时也教会了我们做人的道理和他们严谨的治学作风，让我受益非浅，并将伴随一生。我衷心祝愿学院的每一位老师，身体健康，事业有成！最后，感谢我的同学们。他们在日常的学习生活中给予了我很多帮助，我们一起探讨学习过程中遇到的难题，彼此相互帮助，相互关怀，帮我度过了一个个难关，点点滴滴见真情，他们是我的好同学好朋友。祝他们早日实现目标，一展宏图。'