医疗废水处理方案.docx
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医疗废水处理方案
目 录
一、概述
现已发展成一所集医疗、教学、科研、康复、保健于一体的综合类医疗机构。
现有床位1200张,属于大型医院。
近年来由于医院扩建,污水排放量增大,原有污水站处理能力严重不足,出水水质也不能达到排放标准要求。
随着环境保护法规的颁布与实施及国家对环境保护工作日益强化,环保局对医院污水达标排放要求加强,相关环境管理机构和人民医院有关部门均对人民医院污水处理提出了相应要求,拟对该污水站进行改扩建,提高处理能力,使污水达标排放。
为了使污水处理工程扩建所采用的工艺流程,在确保达标排放的基础上,尽可能地降低投资和运行费用,我公司在调研、考察、现场勘探、试验的基础上,编制本设计方案。
由于人民医院污水处理站建设场地面积非常有限,本方案本着节约投资、尽可能利用原有设施的原则进行设计,使构筑物布局紧凑合理,并使污水经处理后最终达标排放。
二、指导思想
医院污水中通常含有多种细菌、病毒、寄生虫卵和一些有毒、有害物质。
这些细菌病毒和寄生虫卵在环境中具有较强的抵抗力,在污水中存活时间较长。
当人们食用或接触被细菌、病毒、寄生虫卵或有毒、有害物质污染的水和蔬菜时,就会使人致病,甚至引起传染病的爆发流行。
历史上曾对医院污水危害的认识不够,医院污水未经处理任意排放,引起多起传染病流行事件,给人们的健康带来巨大危害。
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密切相关。
一般夏季耗水量较大,其他季节则要减少20%~30%。
医院污水的排放,还有一个突出的特点,即不均衡性。
资料表明,污水排放量通常在上午8~10时、下午19~21时出现两次高峰。
医院污水处理是消除污染、预防疾病的主要措施。
关于医院污水、污物的防治措施和处理技术,国内进行了大量的研究开发。
不但需要对细菌、病毒等指标进行处理,对COD、BOD、N、P等指标也提出的新的要求。
医院的污水处理的基本原则有以下几方面:
(1)污水处理程度应以排放去向和医院收治病人的类型为依据。
(2)医院污水的消毒方法应视规模不同而选择,根据监测分析,医院污水以病毒细菌污染危害为主,应将消毒作为主要处理手段。
(3)处理程度决定处理成本,两者一般呈正比关系。
对于医院污水的处理,我国已逐步形成完整的管理体系。
《水污染防治法》明确规定:
“排放含病原体的污水,必须经过消毒处理,符合国家有关标准后方准排放”。
对医院污水处理设施的建设规定了设计管理程序和方法,国家制订了《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005),颁发了《医院污水处理设计规范》、《医院污水处理技术指南》等。
三、编制依据
3.1法律法规及相关技术资料
(1)建设单位提供的污水水质、水量等基础资料;
(2)化学工业出版社《三废处理工程技术手册》
(3)《医院污水处理技术指南》
(4)国家环境保护法及相关法律法规。
3.2设计规范和标准
(1)《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003);
(2)《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069-2002);
(3)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002);
(4)《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001);
(5)《室外排水设计规范》(GB50014-2006);
(6)《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005);
(7)《城市区域环境噪声标准》(GB3096-1993);
(8)《医院污水处理设计规范》(CECS07:
2004);
(9)《污水综合排放标准》(GB8978-2005);
(10)《污水排入城市下水道水质标准》(CJ3082-1999);
(11)《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》(CJJ31-89);
(12)《城市污水处理厂污水污泥排放标准》(CJ3025-93)。
四、设计范围
本方案设计范围为从原化粪池出水开始,到废水处理后达标排放为止的废水处理站范围内的土建工程、工艺设备及工艺管路、动力配电及照明、测量控制仪表、给排水及环境保护的设计。
主要包括:
(1)从原化粪池出水开始,至接触消毒池达标水排放为止的废水处理工程范围内所需的土建、工艺、动力配电及仪表的设计、站区给水排水设计。
工程范围内与外界相连的管道计算到站界外1m。
(2)污泥处理工程的设计,包括污泥浓缩池、污泥消毒的设计。
污泥在污泥池浓缩消毒后外运。
(3)工程配套用房的设计,包括操作控制、配电和风机房的设计,。
(4)废水处理工程范围内的给水排水管路的设计。
(5)环境保护的设计,包括噪声防治、臭气治理、绿化的设计。
废水处理工程所需的动力及照明用电、自来水、暖气等由院方接至废水处理工程的指定位置。
所排废水由院方负责送至废水汇合处,处理后达标处理水由院方接入总排水管网。
五、设计原则
本设计包括工程方案的设计,并进行经济指标估算,其中包括总投资、设备费用、土建费用、运行成本、经济分析。
设计原则如下:
(1)本设计方案严格执行国家有关环境保护的各项规定,污水处理首先必须确保各项出水水质指标达到《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)的要求。
(2)针对本工程的具体情况和特点,采用简单、成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺,确保污水处理效果。
(3)尽量利用原有的构筑物,以节省造价。
(4)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。
(5)由于污水处理站离医院工作区较近,方案设计中选择低噪声的设备,且设备都置于地下。
(6)妥善处理污水处理过程中产生的栅渣和污泥,避免二次污染。
(7)管理、运行、维修方便,尽量考虑操作控制自动化,做到处理系统无人值守;设备选型选用通用产品,选购的产品在国内应是技术先进、质量保证、性能稳定可靠、工作效率高、管理方便、维修维护工程量少、价格适中及售后服务好的产品。
(8)在保证处理效率的同时,工程设计紧凑合理,节省工程费用,减少占地面积,减少运行费用。
六、设计水量与水质
6.1设计水量
根据人民医院提出的处理要求,确定的污水排放量为960m3/d。
6.2设计水质
根据本方案对同等规模的医院统计,确定人民医院排水水质如表1所示。
表1 污水排放数据表
序号
项目
进水水质
1
CODCr
450mg/L
2
BOD5
250mg/L
3
SS
300mg/L
4
氨氮
50mg/L
5
大肠杆菌
4×108MPN/L
6
PH
7-8
6.3污水排放要求
人民医院属于综合性医疗机构,其出水排入城市污水管网,并最终进入城市二级污水处理厂,经处理后的医院污水排放应符合《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)预处理排放标准的要求。
出水水质见表2。
表2 污水排放标准
序号
项目
出水水质
1
CODCr
≤250mg/L
2
BOD5
≤100mg/L
3
SS
≤60mg/L
4
类大肠菌群数
≤5000MPN/L
6.4废气排放要求
设计废气排放要求见表3。
表3 污水处理站周边大气污染物最高允许浓度
序号
控制项目
标准值
备注
1
氨
1.0mg/m3
2
硫化氢
0.03mg/m3
3
臭气浓度
10
4
氯气
0.1mg/m3
5
甲烷
1%
处理站内最高体积百分数
6.5污泥控制与处置
医院污水处理站排放的栅渣、化粪池和污水处理站污泥属危险废物,应按危险废物的有关规定进行处理与处置。
污泥在清掏前应进行监测,达到表4要求。
表4 医疗机构污泥控制标准
医疗机构类别
粪大肠菌群数
(MPN/g)
肠道致病菌
肠道病毒
结核杆菌
蛔虫卵死亡率
(%)
综合医疗机构和其他医疗机构
≤100
-
-
-
>95
七、处理工艺的选择
7.1污水水量与水质情况分析
医院污水的排放不均匀度较高,水质、水量变化较大,由于水量与水质有较大的不均匀性,因此,必须设置均质均量的调节池。
7.2污水处理工艺方案的选择
根据上述进水水质和水量的情况,本方案污水处理工艺的选择遵循以下思路:
(1)生化部分采用成熟可靠的处理工艺。
(2)选择推荐满足建设方具体要求和实地情况的污水处理工艺和污泥处理、处置方式。
7.2.1生化处理技术的选择
医院污水处理站一般采用以下几种生物处理方法:
活性污泥法、生物接触氧化法、膜生物反应器(MBR)、曝气生物滤池(BAF)等。
活性污泥法:
优点是对不同性质的污水适应性强;缺点是运行稳定性差,易发生污泥膨胀和污泥流失,分离效果不够理想;适用于800床以上的水量较大的医院污水处理工程;800床以下医院采用SBR法;基建投资较低。
生物接触氧化工艺:
优点是抗冲击负荷能力高,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;缺点是部分脱落生物膜造成出水中的悬浮固体浓度稍高;适用于场地小、水量小、水质波动较大和微生物不易培养等情况;基建投资中等。
膜-生物反应器:
优点是抗冲击负荷能力强,出水水质优质稳定,有效去除SS和病原体;占地面积小;剩余污泥产量低甚至无;缺点是气水比高,膜需进行反洗,能耗及运行费用高;适用于300床以下小规模医院污水处理工程,医院面积小,水质要求高等情况;基建投资高。
曝气生物滤池:
优点是出水水质好;运行可靠性高,抗冲击负荷能力
强;无污泥膨胀问题;容积负荷高且省去二沉池和污泥回流,占地面积小;缺点是需反冲洗,运行方式比较复杂,反冲水量较大;适用于300床以下小规模医院污水处理工程;基建投资较高。
简易生化处理工艺:
优点是造价低,动力消耗低,管理简单。
出水COD、BOD等理化指标不能保证达标;适用边远山区、经济欠发达地区医院污水处理的过渡措施;基建投资低。
从占地面积、节省投资、运行管理难易程度等几方面综合比较上述工艺的优缺点,结合同类医院污水处理工程实例和本公司实践经验,本方案选择生物接触氧化法作为本工程的主体处理构筑物。
7.2.2消毒剂的选择
医院污水常用的消毒剂液氯消毒剂、次氯酸钠消毒剂、二氧化氯消毒剂和臭氧消毒剂等。
医院污水常用消毒技术比较如表5所示。
表5 常用消毒方法比较
消毒剂名称
优点
缺点
消毒效果
氯
Cl2
具有持续消毒作用;工艺简单,技术成熟,操作简单,投量准确
产生具致癌、致畸作用的有机氯化物(THMs);处理水有氯或氯酚味;氯气腐蚀性强;运行管理有一定的危险性
能有效杀菌,但杀灭病毒效果较差
次氯酸钠
NaOCl
无毒,运行、管理无危险性
产生具致癌、致畸作用的有机氯化物(THMs);使水的PH值升高
与Cl2杀菌效果相同
二氧化氯
ClO2
具有强烈的氧化作用,不产生有机氯化物(THMs);投放简单方便;不受pH影响
ClO2运行、管理有一定的危险性;只能就地生产,就地使用;制取设备复杂;操作管理要求高
较Cl2杀菌效果好
臭氧
O3
有强氧化能力,接触时间短;不产生有机氯化物;不受pH影响;能增加水中溶解氧
臭氧运行、管理有一定的危险性;操作复杂;制取臭氧的产率低;电能消耗大;基建投资较大;运行成本高
杀菌和杀灭病毒的效果均很好
紫外线
无有害的残余物质;无臭味;操作简单,易实现自动化;运行管理和维修费用低
电耗大;紫外灯管与石英套管需定期更换;对处理水的水质要求较高,无后续杀菌作用
效果好,但对悬浮物浓度有要求
从操作管理的难易程度及危险性、杀菌的效果、投资等几方面综合比较,人民医院污水处理的消毒工艺选择二氧化氯法是比较合适的。
二氧化氯法根据其产生二氧化氯的方式不同又分为隔膜电解法和化学法两种。
电解法是采用电解食盐溶液制取ClO2、Cl2、O3等多种强氧化剂混合气体,通过水射器使其与医院污水均匀混合、接触氧化,达到杀菌消毒的目的。
其原理是直流电流引起阳极室内的电解液的电化学反应,产生ClO2、Cl2、O3及其它气态强氧化剂,利用文丘里管的局部真空将气体吸出,溶解于待处理的水中或用自来水制备的消毒剂储备液中。
其特点是:
(1)耗盐少,耗盐约1.6kg/kg混合气体,次氯酸钠发生器约为4kg/kg有效氯;
(2)电耗低,耗电1.5kWh/kg混合气体,次氯酸钠发生器约为5-7kg/kg有效氯;
(3)金属阳极寿命长,一般在8年以上;
(4)结构紧凑,体积小。
化学法是以盐酸与亚氯酸钠反应制备二氧化氯的,其反应如下:
5NaClO2+4HCl 4ClO2+5NaCl+2H2O
由于反应进行的迟缓而且只有在过量酸的存在下才能达到完全反应,因此在实际应用中,盐酸的使用量是理论计算量的3-4倍。
鉴于上述分析,本方案推荐采用化学法二氧化氯发生器。
7.3工艺流程
7.3.1原有处理工艺
医院各病区排放的污水经污水管网收集后排放至化粪池,接着流入调节池,调节池中的污水通过泵提升至一体化设备,一体化设备由好氧池、沉淀池和消毒池组成,污水经消毒池消毒后排放。
原有污水处理工艺流程如图1所示。
化粪池
调节池
一体化设备
医院废水
排放
消毒剂
污泥排放
图1 人民医院原有污水处理流程图
由于医院规模扩大,原有的污水处理系统不能满足现在医院排放要求,因此要对原有污水处理工程改建或扩建。
7.3.2本方案选择的污水处理工艺
由于现场空间不足(原有地下的构筑物建造规模大,无地下构构筑物的地点存在重要管线),原有最南边化粪池、原有的调节池和原有一体化设备拆除,拆除后的空间建设新的污水处理工程。
根据《医院污水处理技术指南》中推荐的处理工艺,结合同类医院污水处理工程实例及本公司实践经验,本方案确定人民医院污水处理工艺如图2所示。
机械格栅
生物接触氧化池
二沉池
污泥池
医院废水
鼓风机
污泥
达标排放
调节池
消毒池
污泥外运
栅渣消毒后外运或焚烧
原化粪池
二氧化氯发生器
二氧化氯发生器
图2 人民医院污水处理流程框图
人民医院排放的污水经原化粪池排至污水处理站,污水站前端设置格栅井,去除大的固体物质,接着废水自流至调节池,池中安装穿孔管曝气装置,提高搅拌作用加强均质均量作用;调节池中污水经提升泵提升至生物接触氧化池,在池中设新型组合式生物填料,经微生物作用去除污水中的有机污染物后,污水自流至二沉池,经沉淀去除污水中的悬浮颗粒物和老化脱落的生物膜后,污水自流至消毒池,在消毒池前端投加二氧化氯消毒剂杀灭各类细菌及病毒,使污水达到《医疗机构水污染物排放标准》的要求。
在格栅井至消毒池之间设置一条DN200应急检修管线(钢管)。
医院污水在处理过程中产生的污泥排放至污泥池中存放,定期加药消毒,用吸污车拉运至指定地点处置。
污泥池上清液溢流回调节池中。
栅渣消毒后外运或焚烧。
7.4方案特点
7.4.1工艺流程设计满足《医院污水处理设计规范》(CECS07:
2004)的要求,工艺参数的选择符合规范要求。
7.4.2处理流程短,处理工艺成熟,达标的可靠性较高。
7.4.3合理利用了原有的建(构)筑物。
7.5废水处理效果预测
人民医院污水处理效果预测见表6。
表6 人民医院污水处理效果预测
CODCr(mg/l)
BOD5(mg/l)
SS(mg/l)
大肠杆菌(MPN/L)
进水
出水
效率
进水
出水
效率
进水
出水
效率
进水
出水
效率
原化粪池
450
400
10%
250
213
15%
300
300
/
4×108
-
/
调节池
400
360
10%
213
192
10%
300
285
5%
-
-
/
生物氧化池
360
-
35%
192
-
50%
285
-
/
-
-
/
二沉池
-
250
-
96
-
60
80%
-
-
/
消毒池
250
234
/
96
96
/
60
60
/
-
5000
99%
排放标准
250
100
60
5000
八、处理方案各处理单元参数的确定
8.1化粪池
利用原有化粪池,管道改造。
8.2格栅井
用于去除体积较大的悬浮物质,由于栅渣含有有毒的物质,配置机械格栅自动捞渣,为了机械格栅检修方面,在其前端设置一个人工粗格栅。
8.2.1格栅井参数
设计处理量:
40m3/h
平面尺寸:
4.0m×0.4m
水深:
0.5m
总高:
2.0m
总容积:
3.2m3
结构:
钢砼
8.2.2主要设备
机械格栅:
型号:
JXL300型
栅隙:
10mm
栅宽:
300mm
电机功率:
N=0.75kW
数量:
1台
8.3调节池
用于调节医院不稳定的水量,并利用池中的微生物降解水中的有机物。
池内设穿孔管曝气,配置一台罗茨鼓风机鼓气;另配置提升泵提升池内污水至生物接触氧化池。
8.3.1调节池参数
设计处理水量:
60m3/h
设计停留时间:
6h
有效容积:
360m3
有效水深:
4.5m
平面尺寸:
10m×8m
池深:
5m
总容积:
400m3
结构:
钢砼
8.3.2主要设备
(1)罗茨鼓风机:
设计气水比为8:
1,需气量为8m3/min。
型号:
BK6005型
风量:
8.00m3/min
气压:
0.06MPa
功率:
13.71kW
数量:
1台
(2)提升泵:
型号:
65WQ60-13-4型
流量:
60m3/h
扬程:
13m
功率:
4kW
数量:
2台,1用1备
8.4生物接触氧化池
生物接触氧化池中有大量的微生物,利用微生物在好氧的条件下,利用生物氧化作用去除大部分的有机物,池中安装填料和曝气装置,配置罗茨鼓风机对池中鼓气。
在生物接触氧化池和调节池之间设置集气罩,废气集中脱臭处理,防止臭气污染周围环境。
8.4.1生物接触氧化池参数
设计处理水量:
40m3/h
设计容积负荷为:
0.7kgCOD/m3.d
停留时间:
4.2h
有效容积:
151m3
有效水深:
5m
池深:
5.5m
平面尺寸:
8m×4m
总容积:
176m3
结构:
钢砼
8.4.2主要设备材料
(1)微孔曝气装置:
数量:
64套
(2)组合填料:
材质:
Φ150PVC
数量:
114m3
(3)罗茨鼓风机:
设计气水比为18:
1,需气量为12m3/min
型号:
BK6008型
风量:
12.37m3/min
风压:
0.06MPa
功率:
18.97kW
数量:
2台,1用1备
8.5二沉池
用于沉降污水从生物池中带出的老化脱落的生物膜,二沉池采用斜管沉淀池设计。
采用堰式出水,池内设置气体提升装置排放或回流污泥。
8.5.1二沉池参数
设计处理水量:
40m3/h
设计停留时间:
3h
有效池容:
120m3
有效水深:
3m
平面尺寸:
11m×3.7m
泥斗深:
1.5m
池总深:
5.5m
总容积:
224m3
结构:
钢砼
8.5.2主要材料
斜管填料:
材质:
Φ50PVC
数量:
41m3
8.6消毒池
消灭污水中的病原体。
配置化学法二氧化氯发生器对污水消毒处理。
8.6.1消毒池参数
设计处理水量:
40m3/h
设计停留时间:
1.5h
有效池容:
60m3
有效水深:
4m
平面尺寸:
5m×3m
池深:
5.5m
总容积:
83m3
池前端投加二氧化氯消毒剂。
8.6.2主要设备
二氧化氯发生器:
处理水量:
40m3/h
加药量:
25g(有效氯)/m3(污水)
产药量:
1000g/h
型号:
H99-1000型
功率:
1.5kW
产药方式:
化学法
8.7污泥池
用于存放污水处理站在处理污水过程中产生的污泥,并利用污泥自身消化作用减少污泥的体积。
配置一台二氧化氯发生器,对池中污泥消毒,污泥消毒后利用吸污车外运。
8.6.1污泥量计算
原水中悬浮物300mg/L,出水悬浮物小于等于60mg/L,则每日产出干泥量为:
G1=Q(S1-S2)/106
=960×(300-60)/106
=0.23吨
另有每kgBOD产生0.3kg生物污泥:
G2=0.3×960×(250-100)×10-6
=0.0432吨
污泥含水率按97%计,则每日产生污泥体积为:
V1=(G1+G2)/(100-97)×100
=(0.23+0.0432)/3×100
=9.11m3
8.7.2污泥池参数
按存储3天污泥量计算
设计池容:
27.3m3
水深:
3.5m
平面尺寸:
3m×2.7m
池深:
5.5m
总容积:
45.0m3
结构:
钢砼
8.7.3主要设备
二氧化氯发生器:
型号:
H99-50型
产药量:
50g/h
产药方式:
化学法
8.8操作间
内置H99-1000型二氧化氯发生器1套;H99-50型二氧化氯发生器1套;GCT型控制系统1套。
为了防止操作间ClO2逸散,使空气中ClO2浓度超标,操作间设置良好的通风设备。
ClO2气体重为空气的2.4倍,因此排风口设在操作间下部,进气口设在操作间上部,操作间内定期通风,换气次数8-10次/h。
操作间内电器和照明均考虑防腐防爆性能。
总面积20m2,平面尺寸为5.0m×4.0m,结构:
砖砌。
8.8格栅间
内置JXL300型机械格栅一台。
总面积8m2,平面尺寸为4.0m×2.0m,结构:
砖砌。
8.9鼓风机房
内置BK6005罗茨鼓风机1台;BK6008型型罗茨鼓风机2台;除臭系统1套;钢制楼梯1架。
总面积:
44m2,平面尺寸为11m×4m,总高5.5m,结构:
钢砼
主要构筑物和工艺设备详见表7和表8。
表7 主要构筑物一览表
序号
构筑物名称
规格型号
单位
数量
结构
1
格栅井
4.0m×0.4m×2.0m
座
1
钢砼
2
调节池
10.0m×8.0m×5.0m
座
1
钢砼
3
生物接触氧化池
8.0m×4.0m×5.5m
座
1
钢砼
4
二沉池
11.0m×3.7m×5.5m
套
1
钢砼
5
消毒池
5.0m×3.0m×5.5m
座
1
钢砼
6
污泥池
3.0m×2.7m×5.5m
座
1
钢砼
7
风机房
11.0m×4.0m×5.5m
座
1
砖砌
8
操作间
5.0m×4.0m
座
1
砖砌
9
格栅间
4.0m×2.0m
座
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