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1工程概况

2编制依据

《环境工程设计手册》
《三废处理工程技术手册》
《室外排水设计规范》                 (GB50014—2006)
《室外给水设计规范》                 (GB50013—2006)
《医疗机构水污染物排放标准》        (GB18466-2005)
《给水排水工程构筑物结构设计规范》   (GB50069—2002)
《电力设备接地设计技术规程》           (SDJ8—79)
《给水排水管道工程施工及验收规范》       (GB50268—2008)
《给水排水构筑物工程施工及验收规范》      (GBJ50141—2008)
《机械设备安装工程施工及验收通用规范》   (GB50231—2009)
《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》(GB50236—98)
《工业自动化仪表工程施工及验收规范》     (GB50093—2002)
《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(GB50169—2006)

3设计原则和设计范围

3.1设计原则

①综合考虑该医院的实际情况,优先采用低能耗、低运行费用、基建投资省、工期短、占地面积少、操作管理简便、成熟的污水处理工艺;
②污水处理过程力求安全可靠、经济实用;
③妥善处置工艺过程产生的沉渣、沉砂和污泥,避免造成二次污染;
④认真贯彻执行国家关于环境保护的方针政策,遵守国家有关法规、规范、标准;
⑤根据污水水质和处理要求,合理选择工艺路线,要求处理技术先进,处理出水水质达标排放,运行稳定可靠;
⑥设备选型要综合考虑性能、价格因素,设备要求高效节能、噪音低、运行可靠、维护管理简便;
⑦废水处理站平面和高程布置要求紧凑、合理、美观,实现功能分区,方便运行管理。

3.2设计范围

1)从污水处理格栅井开始到处理设备的排放口为止。
2)污水工程的工艺流程,工艺设备选型,工艺设备的结构布置,电气控制说明等设计工作。
3)污水处理工程一体化处理设备的安装、调试等工作。
4)污水工程的动力配线,由业主将主电引至污水工程的配电控制箱,配电分配箱至各电器使用点将由我公司负责。
5)不包括废水的收集管网及废水排出界区的外排水管网。

4水质水量情况

4.1污水来源

本污水处理系统的污水主要来自医院内的医疗废水。主要污染物为NH3-N,BOD,COD,大肠杆菌等。

4.2污水水量和进水水质

根据业主提供的情况,污水处理量为8立方/天。每小时处理量为0.5立方,设备设计运行16小时。由于医院缺乏相关污水水质数据积累,所以参考同类医院的污水水质情况如下:
参数名称CODcrBOD5SS氨氮大肠菌群
水质数据350160300306.0×106
注:上表数据单位除大肠菌群数为个/L外,其余均为mg/L。

4.3设计出水水质

排放标准为《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)中的预处理标准。
 

 

5工艺选择

5.1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:
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。

5.2生物处理法综述

生物处理法是使用最广泛的一种污水二级处理方法。被广泛应用于各类污废水处理之中。它是去除污水中有机污染物最有效、最经济的一种方法,具有处理能力大、处理效率高、运行费用低、抗冲击负荷能力强等优点。用生物法处理是我国污水处理的技术路线。
生物法的处理效果很大程度上取决于污水的可生化性。测定污水的BOD5/CODCr值是鉴定污水可生化性的最简便且最常用的方法,其判定依据通常如下表所示:
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

 

本工程污水除少量医院消毒、试验污水对生化有抑制作用外,大部分污水为日常生活污水,从污水的BOD5/CODcr为0.46,可见从BOD5/CODcr比值这个角度说明污水生化性能较好,采用生物处理工艺是可行的。
生物处理法另一个作用是生物除氮,在正常情况下氨氮的去除率均可达70%左右。但是,能否采用生物除氮工艺取决于生物处理过程中自身营养能否平衡。BOD/TN比值是判断能否采用生物脱氮的主要指标,其值越大,反硝化进行越快,越有利于脱氮。经验认为,保证足够碳源的最低BOD5/TN为1-2时,TN去除率最高能达到50%左右。
本工程的BOD5/TN大于3,结合我国现有污水处理厂站的处理效果,可以相信污水完全可以采用生物除氮工艺。

5.3生物处理法比较与选择

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。由于本项目为改建项目,有较多的限制,诸如建设场地、构建筑物形式、高程等均有较多限制,同时也要考虑充分利用原有构建物的空间,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:
(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,自动化程度高,不需专人看守。
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、生物接触氧化法
生物接触氧化法也称淹没式生物滤池,其主要特点是在反应器内设置填料作为微生物的载体,使反应器内保持一个相对高的保持量,进而可提高处理效率,其反应器可设计得相对较为紧凑,可大幅度减小反应器池容,减小占地面积。其反应原理为反应器内附着填料生长的生物膜的吸附、氧化等作用,将污水中有机污染物逐步氧化成二氧化碳、水和细胞物质,污水得到净化。同时控制氧化池内溶氧水平,保证污水中氨态氮由硝化细菌转化为硝态氮。生物接触氧化法有以下优点:
(1)BOD负荷高,MLSS量大,相对地说效率较高,并且对负荷的急剧变动适应性强。
(2)处理时间短。在处理水量相同的条件下,所需装置设备小,因而占地面积小。
(3)维护管理方便,无污泥回流,没有活性污泥法中所容易产生的污泥膨胀。易于培菌驯化,较长时期停运后,若再运转时生物膜恢复快。剩余污泥量少。
生物接触法有以下缺点:
(1)填料上的生物膜的量需视BOD负荷而异。BOD负荷高,则生物膜数量多;反之亦然。因此不能借助于运转条件的变化任意地调节生物量和装置的效能。
(2)生物膜量随负荷增加而增加,负荷过高,则生物膜过厚,易于堵塞填料。所以,必须要有负荷界限和必要的防堵塞冲洗措施。
(3)大量产生后生动物(如轮虫类等)。若生物膜瞬时大块地脱落,则易影响处理水水质。
(4)组合状的接触填料会影响均匀地曝气与搅拌。
本设计的医院废水处理量小,可以利用的空间有限,如果使用生物接触氧化的话,需要的构筑物和设备较多,进水水质不稳定,处理工艺不好控制,而且填料使用年限时间短,两三年就需要更换一次,更换成本高,更换维修不方便,所以本方案不使用该处理工艺。
2、A/O法(缺氧/好氧)工艺
该工艺是在普通的活性污泥法基础上研究开发的,其好氧池是与普通曝气池相似的推流池。在好氧池内可完成对含碳有机物的氧化、含氮有机物的硝化和聚磷菌对磷的大量吸收;其缺氧池容积较小,但由于它与好氧池的结合使用,所以使处理系统具有一定的除磷作用和抗冲击负荷能力等优点。本工程污水处理量小,污水站使用空间有限,很难满足工艺的占地面积, 本处理工艺不适合。
3、SBR法 
SBR(Sequencing Batch Reactor)是一种利用微生物在反应器中按照一定的时间顺序间歇式操作污水处理技术。这种技术本身是活性污泥法的一种,但又与活性污泥法的操作过程根本不同。这种技术集曝气、沉淀于一池,而不需要设置二沉池及污泥回流设备,也无需初沉池。在该系统中,反应池在一定时间间隔内充满污水,以间歇处理方式运行,处理后混合液沉淀一段时间后,从池中排除上清液,沉淀的生物污泥则留于池内,用于再次与污水混合处理污水,这样依次反复运行,则构成了序批式处理工艺。典型的SBR系统分为:进水、反应、沉淀、排水与闲置5个阶段。本医院污水处理水量小,受场地的限制,不能新建很多构筑物。这么小规模的污水处理站,也不需要专人负责看守。所以本设计方案选择SBR工艺为主要处理工艺,配套PLC控制系统对工艺进行设定,完全可以满足院方对污水处理排放的要求。

5.4消毒工艺选择

医院污水中,不同程度地含有多种病毒、病菌、寄生虫卵和一些有毒、有害物质。如果不经过消毒,这些病毒、病菌和寄生虫卵在环境中将成为一个集中的污染源,可能引起多种疾病的发生和蔓延,严重危胁人们的身体健康。通过流行病学调查和细菌学检验证明,国内外历次大规模的传染病爆发流行,几乎都与饮用或接触被污染的水有关。医院污水中病原体的含量大,对环境理化因素抵抗力强,因而在环境中的存活率比较高,有文献资料证明,肠道传染病的病原体可以在各种外界环境中长期生存,因此,医院污水的消毒是医院污水处理中的关键的一步。
 消毒杀菌方法较多,目前较为成熟常用的方法有氯系消毒法,臭氧消毒法、紫外线消毒法等,对各处理方法列表比较如下:
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
作用速度较快较快
投资高低中等最高较低
由上表比较,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。由于本工程处理水量小,所以选用次氯酸钠消毒法处理。

6污水处理方案设计说明

根据上述医院污水处理工艺的论证,结合本工程的特点,设计污水处理工艺为:
污水处理处理工艺流程图(保密)
1、人工格栅格栅间隙5mm,防止大颗粒物流入后续处理系统堵塞水泵和管道,滤渣需要定期清理。同时增加一台污水提升泵,把污水抽到一体化设备中进行处理。
2、新增加一套一体化处理设备,处理污水中的有机物和悬浮物,同时去除部分氨氮污染物,最后进行接触消毒处理,使污水的出水水质到达卫生部门和环保部分的要求。一体化处理设备通过PLC控制系统进行参数设定,污水处理按照设定的程序进行运行。无需人员看守,只需要不定时巡查。

7电气控制系统设计

本污水处理站规模小,院方要求,污水站运行需要自动化程度高,操作简单,无人值守。所以本方案设计采用PLC自动化控制系统,处理工艺完全按照程序设定进行运行,人员只需要不定时巡查。具体设计如下:
集水井安装液位控制开关,防止污水泵因为没有水空转,通过PLC设定,污水提升泵只有在集水井中有水时才能启动。
一体化设备中安装液位控制开关,控制进水量,同时控制反应池的出水。消毒池中也安装液位控制开关,控制消毒池的进水。
PLC设定进水时间,曝气时间,反应时间,沉淀时间,排水时间。污水处理的工艺完全由程序设定好。
消毒液的投加有计量泵按照出水量控制,调节计量泵的流量控制好余氯在排放标准范围内。
同时设置手动和自动开关,自动开启时污水站完全由PLC控制运行,不需要人员现场操作。有故障或者需要检修时,可以开启手动操作。

8 工程投资估算

序号名称技术参数单位数量报价(万元)备注
2污水提升泵N=0.15,H=4m,Q=80L/min1保密JS-150
3污水处理一体化设备3000x1500x2000mm1保密6mm钢板
4液位开关/3保密
5曝气头Φ215mm10保密
6电动阀门DN651保密
7电磁阀门DN651保密
8风机N=0.37KW,Q=0.25m3/min,430rpm1保密HC-25S
9加药泵Q=1L/h1保密
10加药桶50L1保密
11PLC电控系统三菱PLC1保密
12管道阀门
1保密
13安装调试
1保密
14


合计8.36

9运行费用估价

9.1耗电费用

设备名称数量装机功率运行时间电耗(度)
污水提升泵1台0.15KW8小时1.2
鼓风机1台0.37KW8小时2.9



合计4.1度
电费按照每度0.5元计算,则每吨水耗电成本费用:4.7x0.5/8=0.29元/ m3

9.2药剂费用

本污水处理系统中消毒剂为次氯酸钠,加药量按20ppm计,次氯酸钠市场价1500元/吨,折合单方水消毒费用为:
20×1500×10-6=0.03元/m3

9.3直接运行费用

污水站不需要专人看守,所以不需要人工工资费用。则每立方污水处理成本(不含折旧): 0.29+0.03=0.32元/m3水。
年运行费用:0.32×8×365=934元/年。

10工程进度安排表

本工程预计建设周期为55个工作日,具体安排见下表:
序号工程阶段内容计划时间(工作日)
1设计阶段施工方案和安装图纸设计5
3设备采购一体化设备材料和其它设备的采购5
4一体化制作焊接一体化设备15
5格栅井制作集水井清理和安装人工格栅5
6设备安装所以污水处理设备的安装5
7调试运行生物处理系统的调试运行15
8合计
50
 

11人员培训和售后服务

1、应急维修时间安排
如果设备出现故障需紧急处理时,在接到用户通知后,公司将尽快组织人员和工具、材料,在尽可能短的时间内到达用户现场处理问题。对于贵单位所处的地理位置,公司可保证在紧急情况下24小时内到达现场处理问题。
2、售后服务承诺
工程竣工后,提供完整的竣工验收资料和操作使用说明书。设备质保期为1年,,在质保期内实行保修保换制度。质保期内设备出现故障,由我公司负责免费维修或更换。质保期以后,我公司只收取成本费。在设备调试期间,免费对用户指派的操作和维护人员进行培训,直至操作和维护人员熟练掌握为止。
我公司设有专业的售后服务部门,为了使售后服务做到迅速、快捷,使用户的利益得到保障和用户满意。
3、技术培训计划
工程竣工后,向用户提供完整的技术资料:设备使用说明书、操作规程、竣工图等。在我公司技术人员对水处理系统进行调试时,建议用户同时安排操作人员及维修人员参与调试工作,一起熟悉系统调试过程。我公司技术人员将对水处理工艺、各个设备的用途及结构进行详细讲解,使用户的技术管理人员对设备的结构和工作原理熟练掌握为止。
对运行人员进行岗位培训,直至操作人员熟练掌握为止;对水处理系统的设备运行中的注意事项进行专门讲解,确保设备正常运行;对运行人员进行整体技术培训,使运行管理人员对水处理系统的工艺、设备及管理有一个较全面的掌握。
对用户安排的维修、维护人员进行水处理设备的机械和电气维修、维护培训,直至维修、维护人员能够熟练处理一般常见故障为止。
协助操作人员建立各种运行纪录资料,使操作人员掌握运行纪录的编写方法。确保水处理系统的运行处于适时监控状态。
对用户安排的维修、维护人员进行处理设备的机械和电气维修、维护培训,直至维修、维护人员能够熟练处理一般常见故障为止。

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