1、目前常用的医疗污水处理工艺为生化结合物化的综合强化处理工艺，首先采用生化处理工艺，使有机污染物实现达标排放，然后采用物化工艺使病毒、重金属、放射等指标也达到排放标准。第二章设计和供货规范、范围及原则2.1 设计和供货规范2.1.1环保标准规范 业主提供的基础设计资料 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB189182.1.2通用标准规范室外排水设计规范 GB50014建筑给水排水设计规范 GB50015工业与民用供配电系统设计规范 GB50054低压配电设计规范 GB50055地下工程防水技术规范 GB50108医院污水处理设计规范 CECS07:20042.1.2设备标准一般用途离心式鼓风机 J
2、B/T7258污水污物潜水电泵 JB/T5118离心泵技术条件 GB/T5656计量泵标准 API675机电产品包装通用技术条件 GB/T13384水处理设备制造技术条件 JB2923摆线针减速机 JB/T2982水处理设备油漆、包装技术条件 ZBJ980032.2 设计和供货范围1）工程界区：工程界区为业主提供的污水处理场区域。2）设计范围：工程界区内所有工艺、装置、土建、仪表、控制、电气、照明、管道材料等的设计以及系统的制造、安装、调试、操作人员培训、运行及维护等的设计。3）供货范围：污水处理站的施工设计（包括工艺、建筑结构、设备、电气、仪表自控系统的设计）；配套设备（包括工艺设备、电气、
3、仪表）的供应；污水处理站进水口至设备出水口配套管道和阀门；整个污水处理站的电气、自动控制、工艺系统的调试；4）设计分工：供货方负责污水处理站的总体设计，包括：工艺、建筑、结构、设备、电气、控制、仪表、管道、照明、道路等；污水处理站的设计主要分为污水处理和污泥处理及处置两大部分。污水处理：调查研究水量、水质变化情况，结合污水本身所特有的情况，选择技术成熟、经济合理、运行灵活、管理方便、处理效果稳定的方案。污泥处理与处置：污水处理过程中产生污泥，应进行减量化处理，防止对环境造成二次污染，并妥善考虑污泥的最终处置。根据业主所提供的污水水质水量条件，供货方提出技术先进、性能稳定可靠的工艺方案，并进行优
4、化和施工图的设计。供货方完成污水处理站内所有配套管道的施工图设计，提出与外界连接的公用工程外管接口条件（在界区外1米处），与业主提供的公用工程管线在界区外1米处法兰对接。供货方完成污水处理站内的所有设备用电的详细设计，业主负责总电源线（380/220V）的引入。供货方提出污水处理站的布置方案，最终由业主设计院完成总图布置。2.3 设计原则本设计方案严格执行有关环境保护的各项规定，污水处理后必须确保各项出水水质指标均达到排放标准。采用简单、成熟、先进、稳定、实用、经济合理的处理工艺，保证处理效果，并节省投资和运行管理费用。处理系统运行有一定的灵活性和调节余地，以适应水质水量的变化。设备选型兼顾通
5、用性和先进性，运行稳定可靠、效率高、管理方便、维修维护工作量少、价格适中。系统运行灵活、管理方便、维修简单，在合理、充分考虑操作自动化，减少操作劳动强度。设计美观、布局合理，与已有和周围设施统一协调考虑。设置必要的监控仪表，提高控制操作的自动化程度。尽量采取措施减小对周围环境的影响，合理控制噪声、气味，妥善处理与处置固体废弃物，避免二次污染。第三章设计条件3.1 污水水质水量XXXXXXXX医院新区医院属中型医疗机构，目前固定床位约500张。根据医院污水处理设计规范规定，中型医院平均日污水量为500600L/床d，k=2.22.5；污染物排出量按：BOD为60g/床d，COD为100150g/
6、床d，SS为50100g/床d。故建成后XXXXXXXX医院污水的总排量为250300m3/d，BOD为100120mg/L，COD为170300mg/L，SS为80200mg/L。3.2.1设计处理能力设计水量按最大值选择，即300m3/d（12.5m3/h），Kz系数2.22.5。3.2.2设计进水水质考虑一定的安全系数，设计水质按最高值考虑，即：BOD 120mg/LCOD 300mg/LSS 200mg/L根据经验，其它进水水质设计为NH3-N 40mg/LPH 69粪大肠菌群 1107MPN/L动植物油 20mg/L3.2.3设计出水水质CODcr60mg/lBOD520mg/LSS
7、20mg/LNH3-N8（15）mg/lPH：6-9粪大肠菌群100MPN/L动植物油3mg/L3.3 主要设计规范要求调节池容积：连续消毒时为56小时实际流量，间歇消毒时为612小时实际流量；曝气池容积：69小时实际流量；消毒池容积：按最大水量计的规定接触时间，一般医院大于1小时，结核、传染医院大于1.5小时；污水消毒加氯量：一级处理3050mg/L，二级处理1525mg/L；氯消毒时余氯量：一级标准小于等于0.5mg/L；污水不得超越消毒接触池；污泥必须经过有效消毒处理；污泥消毒剂量：氯不低于2.5kg/m3，石灰不低于15 kg/m3。第四章处理工艺选择4.1 污水水质水量情况分析来水水
8、量不均匀程度较高（KZ=2.22.5），水质、水量变化较大，对处理设施的负荷冲击较大。BOD/COD值约0.5，可生化性较好。病毒指标超标，是重点处理和控制对象。氨氮超标，必须进行有效脱氮。4.1.2污染物去除及处理工艺污水处理的目的是去除水中的污染物，使污水得到净化。本项目主要难管控污染物为病菌、有机物、氨氮。病菌的去除消毒技术是伴随着人类对环境保护认识的不断加深而迅速发展的，目前污水处理消毒方式主要有氯系（氯气、二氧化氯、次氯酸、氯片等）消毒、氧系（臭氧、过氧化氢等）消毒和光谱（紫外线）消毒三种。1）紫外线消毒紫外线是一种频率高于可见光的电磁波，按其波长可以分为UV-A（315nm400n
9、m）、U V-B（280nm315nm）和UV-C（100nm280nm）三个波段。其中UV-C波段恰好处在微生物的吸收峰范围之内，因此UV-C波段的紫外线杀菌效果最好。实验证明，在260nm左右的紫外光，杀菌效率最高，目前用于污水处理消毒的紫外波长均为253.7nm。紫外线消毒是利用紫外光发生装置，产生的强紫外c光照射水、空气、物体表面，当水、空气、物体表面中的各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其它病原体受到一定剂量的紫外c光辐射后，其细胞中的DNA结构受到破坏，达到消毒和净化的目的。紫外消毒特点：a）消毒速度快，效率高，占地面积小。b）不影响水的物理化学成分，不增加水的臭和味。c）设备操作简
10、单，便于运行管理和实现自动化等。紫外消毒缺点：a）不具后续消毒能力，易产生二次污染。b）只有吸收紫外线的微生物才会被灭活，SS较多时，消毒效果很难保证。c）细菌细胞在紫外线消毒器中并没有被去除，被杀死的微生物和其它污染物可能成为生存下来的细菌的营养。2）氧系消毒氧系消毒法是利用双氧或三氧的不稳定特性，分解时放出新生态氧（初生氧），而新生态氧具有非常强的氧化能力，对细菌和病毒产生强大的杀伤力，致使细菌和病毒死亡。氧系消毒特点：a）效率高。b）有效地降解污水中残留的有机物，脱色除味效果优异。c）污水的pH值、温度对消毒效果影响较小，不产生一次污染。d）对病菌、芽孢等也具有强烈的杀灭作用，传染、结核
11、医院应优先采用。氧系消毒缺点：a）成本高。b）初生氧衰减速度较快，影响持续杀菌能力。3）氯系消毒氯系消毒剂是一种强氧化剂，最早用于污水处理厂消毒。由于其杀菌能力强，价格低廉，消毒可靠，是目前应用最为广泛的消毒剂。 氯系消毒剂最终的有效成分主要为次氯酸，次氯酸扩散到细菌表面，并穿过细菌的细胞壁穿透到细胞内部，发生氧化作用破坏了细菌的酶系统而使细菌死亡。氯系消毒特点：a）具有持续杀菌能力。b）具有广谱杀菌性。c）对难生物降解物质有一定的降解能力。氯系消毒缺点：a）对病菌、芽孢杀灭能力较差。b）能导致PH值的轻微下降。c）能轻微增加污水中的盐分，影响污水的回收利用。d）对建构筑物和设备的腐蚀影响程度
12、大。有机物的去除污水中有机物的去除主要是靠微生物的吸附作用和代谢作用，对BOD降解，利用BOD合成新细胞，然后对污泥与水进行分离，从而完成BOD的去除。在活性污泥与污水接触的初期，就会出现很高的BOD去除率，这是由于污水中的有机颗粒和胶体被絮凝和吸附在微生物表面，从而被去除所致。但是，这种吸附作用仅对污水中的悬浮物和胶体起作用，对溶解性有机物则不起作用。因此主要靠活性污泥的这种吸附作用去除BOD的污水处理工艺，其出水中残余的BOD仍然很高，属于部分净化。对于非溶解性的有机物，微生物必须先将其吸附在表面，然后才能靠生物酶的作用对其水解和吸收，从这种意义来讲保证活性污泥具有较高的吸附性能是很有必要
13、的。活性污泥中的微生物在有氧的条件下，将污水中的一部分有机物用于合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是CO2和H2O等稳定物质。在合成代谢与分解代谢的过程中，溶解性有机物（如低分子有机酸等）直接进入细胞内部被利用，而非溶解有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被胞外酶水解后进入细胞内部被利用。由此可见，微生物的好氧代谢作用对污水中的溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用，并且代谢产物是无害的稳定物质，因此，可以使处理后污水中的残余BOD浓度很低。根据国外有关设计资料，在污泥负荷为0.2kgCODCr/kgMLSSd 以下时，就很容易使得出水BOD保持在2
14、0mg/L以下。但要满足硝化要求时，污水处理系统必须有足够的泥龄，因而污泥负荷不能太高，也使得出水BOD浓度更低。氨氮的去除去除污水中氨氮的方法主要有物理化学法和生物法两大类，其中生物法去除氨氮是污水处理中经济和常用的方法。在原污水中，氮以NH3-N 及有机氮的形式存在，这两种形式的氮合在一起称之为凯氏氮，用TKN 表示。而原污水中的NOx-N（包括亚硝酸盐和硝酸盐在内）含量很少。这些不同形式的氮统称为总氮（TN）。氮是构成微生物的元素之一，一部分进入细胞体内的氮将随剩余污泥一起从水中去除。这部分氮量约占所去除的CODCr的5%，为微生物重量的12%，约占污水处理剩余活性污泥量的4%。在有机物
15、被分解的同时，污水中的有机氮也被分解成氨氮，在溶解氧充足、泥龄较长的情况下，亚硝化菌和硝化菌进一步将氨氮氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，通常称之为硝化过程。其反应方程式如下：NH4+1.5O2NO2-+2H+H2ONO2-+0.5O2NO3-第一步反应靠亚硝化菌完成，第二步反应靠硝化菌完成，总的反应为：NH4+2O2NO3-+2H+H2O因为硝化菌属于自养菌，其比生长率N明显小于异养菌的生长率h，生物脱氮系统维持硝化的必要条件是N，即系统的实际泥龄大于硝化要求的泥龄，也就是说系统必须维持在较低的污泥负荷条件下运行，使得系统泥龄大于维持硝化所需的最小泥龄。经过好氧硝化处理后的污水，其中大部分的氨氮都被氧
16、化成为硝酸盐，反硝化菌在溶解氧浓度极低或缺氧条件下可以利用硝酸盐中氧作为电子受体，氧化有机物，将硝酸盐中的氮还原成氮气，从而完成污水的脱氮过程，通常称之为反硝化过程。其能量来源于甲醇、乙酸、甲烷或污水中的碳源，反应方程式如下：6NO3-+5CH3OH3N2+5CO2+7H2O+6OH-8NO3-+5CH3COOH4N2+10CO2+6H2O+8OH-8NO3-+5CH44N2+5CO2+6H2O+8OH-10NO3-+C10H19O3N5N2+10CO2+3H2O+NH3+10OH-在反硝化过程中氢氧根离子与水中的二氧化碳反应生成重碳酸根离子：OH-+CO2HCO3-从上述硝化和反硝化过程反应
17、方程式可以看出：在硝酸盐还原为氮气的反硝化过程中，反硝化菌利用硝酸盐（NO3-）作为电子受体，而以污水中的有机物作为碳源提供能量并使之氧化稳定。每转化1kgNO3-N为N2时，需要消耗有机物（以CODCr计）2.86kg，即反硝化1kg硝酸盐可以回收2.86kg氧。硝化过程有H+产生，要消耗水中碱度，当碱度不够时，污水的pH 值将下降至维持硝化反应正常进行所需的pH值之下，从而使硝化反应不能正常进行。每氧化1kg NH3-N为NO3-N 时要消耗碱度7.14kg。而反硝化反应则伴随有OH-产生，每转化1kgNO3-N 为N2时要产生3.75kg碱度，即可以回收3.75kg碱度，使硝化过程消耗的
18、部分碱度得到补充，但总体上每脱除1kg NH3-N需要消耗3.39kg碱度。4.1.3处理工艺选择选择思路根据进出水水量和水质情况，我方考虑处理工艺的选择必须依照如下思路：1）采用以生化方法为主、物化法为辅的综合强化处理工艺；2）根据国内外医疗污水处理工程经验和实例，优化处理工艺，确保达标排放；3）工艺流程简捷、高效；4）工程造价低、运行经济、便于管理。预处理工艺的选择污水的预处理工艺主要指为改善进水水质水量、满足主处理运行条件和提高主处理效率效果的前处理方法。医疗污水影响主处理效率效果的主要因素是大颗粒SS。去除SS可以采用格栅拦截（大颗粒）、过滤（细颗粒）、沉淀（高密度）、气浮（低密度）等
19、方法。根据SS影响类型，建议预处理选择格栅拦截方式。各类漂浮物质设置格栅加以拦截，可以防止堵塞后续的水泵或处理设备，避免在后续水池内沉淀而使检修次数增加。因水量大，栅渣量多，为提高自动化程度，宜采用机械格栅，机械格栅清理的栅渣与其它垃圾一起定期消毒外运或焚烧处置。水质水量的收集和调节由于污水排放的水量水质很不均匀，造成污水来水水质、水量波动较大，因此只有足够大的调节容量才能使进入生化处理的水质、水量稳定，因此必须设置调节池，进行水量水质的均衡，减轻后续处理构筑物的冲击负荷。生物处理工艺选择医院污水采用生物处理是最常规最经济的，生物法工作过程为：通过驯化培养而聚集的优势微生物群体，在生长过程中利
20、用周围环境中的营养物质即水中的有关污染物质进行新陈代谢，达到降解污染物、净化水质的目的。好氧生物处理去除有机污染物的机理如下所示： 酶4CxHyOz+（4x+y-2z）O2 4xCO2+2yH2O+能量好氧生物处理工艺按生物生长状态，主要分为活性污泥法、生物膜法两种。a）活性污泥法活性污泥法在污水处理工艺中是一种应用最广的污水好氧生物处理技术。活性污泥处理系统的优点是：处理效果好，BOD的去除率可达到95%以上，特别适用于处理净化程度和稳定程度要求较高的污水；对污水的处理程度比较灵活，根据要求可高可低，便于节约和控制运行费用；单位池体的建设成本最低。传统活性污泥法、氧化沟等主要应用于大型的污水
21、处理厂，其构筑物通常采用敞口设置，对于医院并不适用。SBR法可以埋地设置，对医院整体视觉环境无污染，但因处理负荷低，土建投资较大，优点不明显等，也很少应用于医院污水处理。不仅基于以上原因，还因为活性污泥工艺本身具有的一些缺点使活性污泥法极少应用于医院的医院污水处理。b）生物接触氧化法生物接触氧化法属于生物膜法，具有以下优点和特点：生物接触氧化法生物池内设置填料，由于填料的比表面积大，池内充氧条件好，生物接触氧化池内单位容积的生物体量都高于活性污泥法曝气池及生物滤池，因此生物接触氧化池具有较高的容积负荷；由于大一部分微生物固着生长在填料表面，生物接触氧化法可不设污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题
22、，运行管理方便；由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流属于完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力；由于接触氧化池内生物固体量多，当有机物容积负荷较高时，其F/M（F为有机基质量，M为微生物量）可保持在一定水平，因此污泥产量可相当于或低于活性污泥法；有鉴于此，本方案生化处理部分采用生物接触氧化工艺。A/O工艺即缺氧、好氧工艺，其主要针对脱氮要求。采用A/O生物接触氧化法是近几年来医院污水处理的主要方法，该方法具有如下特点：利用系统中培养的硝化菌、反硝化菌，同时达到脱氮和去除碳源有机物的目的。A/O生物处理系统产生的剩余污泥量较一般生物处理系统少，且污泥沉降性能好，易于脱水
23、。A/O生物法较一般生物处理系统相比耐冲击负荷高，运行稳定。A/O生物处理系统能将NO2-N转化成N2，因此不会出现硝化过程中产生NO2-N的积累（1mg/NO2-N会引起1.14mgCOD值，因此只硝化时，虽然氨氮浓度可能达标，但COD浓度却往往超标严重）。消毒工艺由于紫外线消毒工艺无持续杀菌能力，出水容易重新滋生病菌，故医疗污水应用紫外线消毒工艺风险较大。氯系消毒剂对病毒、芽孢杀灭能力较差，因此也不宜单独采用。氧系消毒剂杀菌能力强而迅速，对病毒、芽孢也有超强杀灭能力，比较适合医疗机构选用，这也是医疗防疫部门通常采用的消毒种类。综合上述原因，消毒方式建议采用臭氧消毒工艺。污泥采用简单经济的石
24、灰消毒法。其它工艺经沉淀后，污水中的SS尚无法保证达标排放（排放标准是低于20mg/L）。根据此时SS的物化特性，建议采用过滤法实现达标排放。4.1.4处理工艺确定通过上述比较，处理工艺确定为：格栅拦截+调节+A/O接触氧化（包括沉淀）+过滤+消毒。污水的主要处理工艺过程设计如下：所有污水经化粪池和（或）消毒池（结核、传染病房污水）预处理后汇总自流进入本污水处理站，首先进入格栅井，经格栅拦截后自流至调节池调节污水的水质水量，出水提升至A/O接触氧化系统进行生化处理；A/O系统出水含有大量死亡脱落的微生物，故自流入二沉池进行沉淀分离处理；二沉池出水自流至中间池；中间池出水提升至过滤器过滤后进入消
25、毒池，经消毒后达标排放。污水处理简要流程如下图： 外运处置 达标排放 图例：污水管道和流向： 污泥管道和流向：药剂管道和流向：4.2 污泥的处理与处置国家标准室外排水设计规范GB50014-2006中规定，污水污泥的处理流程应根据污泥的最终处置方法选定。污泥处理一般工艺方法：污泥处理工艺一般包括减量化、稳定化、无害化三个方面。污泥减量化：主要是降低污泥的含水率，常用方法有污泥浓缩、机械脱水、干化焚烧等，便于污泥输送及后续的处理、处置。污泥稳定化处理：进一步降解污泥中的有机物，使污泥稳定，常用的污泥稳定处理有好氧稳定处理和厌氧稳定处理。好氧稳定：长时间曝气，分解有机物；厌氧稳定：在无氧条件下，降
26、解有机物，常用污泥消化。污泥无害化：去除和控制污泥中的有害物质，如重金属离子、病菌。一般污泥处置流程如下图所示。1污泥处理流程的选择污泥是污水处理过程的产物，是整个污水处理站的重要组成部份，处理目的在于降低污泥含水率，减少污泥体积，达到性质稳定，并为进一步处置创造条件。污水处理过程中产生的污泥，有机物含量较高，并且很不稳定，易腐化，含有大量病菌及寄生虫，若不经妥善处理和处置将造成二次污染，必须进行必要的污泥处理和处置，污泥处理的目的是：减少部分有机物，使污泥稳定化；减少污泥体积，降低污泥后续处置费用。尽可能利用污泥中可用物质，回收能源。目前国内外污水站污泥最终处置和利用不外乎农用、卫生填埋、焚
27、烧、抛海以及经必要的处理后作建材利用的几种途径。医疗污水处理系统剩余污泥属危险废弃物，目前最终处置方式只有焚烧法。污泥脱水处理是污水处理厂污泥处理处置工艺中不可缺少的一个重要阶段。污泥通过脱水处理，可以进一步降低污泥含水率，减少污泥体积，对减小后续处理构筑物的规模，降低工程投资和最终处置费用。带式污泥脱水机是一种将浓缩与压榨脱水集于一体的污泥脱水设备，其主要工作原理是：利用由小到大的挤压作用力，达到污泥脱水的最终目的。带式污泥脱水机主要由框架、调理槽、滤布、压辊、驱动装置、纠偏装置、冲洗装置等组成。带式污泥脱水机具有如下优点：应用结果表明，脱水性能良好；采用封闭式机架结构，无溅溢，操作环境良好
28、；污泥处置系统中可省却传统污泥浓缩池，结构美观、紧凑。因此本工程污泥脱水采用带式污泥脱水机，并配套絮凝剂投配装置、污泥进料泵等辅助设施。其特点：噪声轻，操作方便，自控程度高，连续运行、工作条件好。最终，污泥处理推荐流程为：污泥污泥池污泥浓缩池带式污泥脱水机委外焚烧处置各设施污泥量计算表：序号项 目污泥量备 注一二沉池1干污泥总量（kg/d）60.0080%进入A级池20%进入污泥池2含水率（%）99.603污泥体积（m3）15.00二污泥池12.00来自二沉池20%污泥100%进入污泥池99.201.50三污泥脱水机来自污泥池100%污泥100%外运处置80.000.06第五章处理工艺设计5.1
