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污水处理系统的设计及改造研究

信息来源:www.xahqwater.com 作者:Admin 时间:2020/04/14

污水处理关系到绿色医院建设、生态环境保护与人民群众身心健康。文章结合国家工程建设标准《医疗机构水污染物处理工程技术规范》的编制,以及给排水及污水处理方面的设计经验,从系统工程角度,对污水处理系统的设计、现有处理系统的升级改造等进行了较全面地分析与研究。从大量工程实践、有关文献分析和国家工程建设标准《机构水污染物处理工程技术规范》的编制等情况来看,在污水处理这一复杂的系统工程中,流程选择是核心,适用、适宜的工艺流程是确保方案经济合理的前提;系统设计最关键,精心、精细的设计是建设高效污水处理工程的龙头;系统改造是重点,业务的发展和环保要求的提高必然带来升级改造的任务。为此,从系统工程角度,对污水处理系统的设计、现有处理系统的升级改造等进行了较全面的分析与研究。

一、污水处理系统的设计

污水处理主要包括污水的预处理、物化或生化处理和消毒三部分。为防止病原微生物的二次污染,对污水处理过程中产生的污泥和废气也要进行处理。

(一)预处理的设计

污水预处理的主要目的是去除污水中的固体污物,调节水质水量和合理消纳粪便,利于后续处理。预处理主要构筑物为化粪池、预消毒池、格栅、调节池等。

1.化粪池

化粪池已广泛应用于污水消毒前的预处理。为改善化粪池出水水质,提高消毒效果,生活废水、洗涤水不能排入化粪池中,而应经筛网拦截杂物后直接排入污水处理站。据日本资料介绍:用作污水消毒处理的化粪池的有效容积要比用于一般生活污水处理的化粪池的有效容积大2~3倍。相关规范也规定,化粪池的容积应按污水在池内停留时间不小于36h计算,污泥清掏周期宜为1a。

化粪池应做好通气,通气管的设置方法详见国家标准图集02S701《砖砌化粪池》或02S702《钢筋混凝土化粪池》。

2.格栅

污水中含有大量较大颗粒的悬浮物和漂流物,格栅的作用就是截留并去除上述污物,对水泵及后续处理单元起保护作用。在污水处理系统或水泵前设置格栅,格栅井与调节池可采用合建的方式。传染病医院的格栅应选用自动机械格栅;普通医院宜选用自动机械格栅(小规模可根据实际情况采用手动格栅)。栅渣可与污水处理产生污泥等一同集中消毒,外运焚烧

3.调节池

调节池的功能是调节处理水量和水质的不均匀性。据调查,医院的高峰负荷出现时,其小时最大耗水量最高可达每日耗水量的1/7,且污水最高污染浓度往往在耗水量最高时段出现。可见设置调节池可大大降低处理设备的容量和电耗。故医院污水处理应设调节池。连续运行时,其有效容积按日处理水量的30%~40%计算。间歇运行时,其有效容积按工艺运行周期计算。

调节池宜进行预曝气,曝气量不宜小于0.6m3/(m3·h),对池内水体搅动、充氧,防止悬浮杂质沉淀,改善水质。另外,中型以上医院的调节池应分两组,每组按50%的水量计算。

(二)一级处理的设计

医院污水的一级处理常采用一级强化处理,主要处理单元有混凝沉淀、过滤、气浮等工艺。

对于综合医院(不带传染病房)污水处理可采用“预处理→一级强化处理→消毒”的工艺。通过混凝沉淀(过滤)去除携带病毒、病菌的颗粒物,提高消毒效果并降低消毒剂的用量,从而避免消毒剂用量过大对环境产生的不良影响。

医院污水经化粪池进入调节池,调节池前部设置自动格栅,调节池内设提升水泵。污水经提升后进入混凝沉淀池进行混凝沉淀,沉淀池出水进入接触池进行消毒,接触池出水达标排放。

一级处理的主要构筑物是沉淀池,其设计要点如下:

1.沉淀池是使污水中的悬浮物、固体残渣沉淀并将沉淀物清除出去的主要设施,沉淀可分为原水中不加入混凝剂的自然沉淀和加混凝剂沉淀两种,目前医院污水处理应用的大都为自然沉淀。

2.沉淀池的实际采用应根据处理站建筑高度、处理水量、占地面积及与其它构筑物的关系等因素综合确定。一般来说,污水处理量小于20m3/h时,沉淀池宜设备化,可采用钢结构或其他结构形式的一体化设备,池形宜为竖流式或斜板沉淀池;当污水处理量大于20m3/h时,沉淀池宜为钢筋混凝土结构,池形宜为竖流式或平流式沉淀池。

3.采用竖流式沉淀池时,中心管下部应设喇叭口和反射板,板底面距泥面不小于0.3m,排泥斗坡度应大于45°。沉淀时间一般为1.5~2.0h。另外,为保证水流自下而上作垂直流动,竖流式沉淀池的径(正方形的一边)深比不宜大于3。采用斜板沉淀池时,板斜长宜取1000mm,斜角宜为60°。斜板上部清水深不宜小于0.5m,下部缓冲层不宜小于0.8m。排泥斗坡度不应小于50°。池内停留时间一般不超过60min。另外,斜板沉淀池应设冲洗设施。

(三)二级处理设计

为进一步降低水中的污染物浓度,达到排放标准,保障消毒效果、节省消毒剂用量,医院污水处理可采用生物接触氧化法、膜生物反应器、曝气生物滤池和速分(流离球)生化等二级生化处理工艺。

(四)医院污水消毒

1.医院污水常用消毒方法

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1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。

2.消毒接触池

消毒接触池是医院污水处理设施中的主要构筑物之一。它的主要作用是投加消毒剂后,使污水与消毒剂充分混合接触,保证需要的消毒时间,达到消毒效果。常用的氯消毒接触池有关要求如下:

消毒接触池的容积应考虑最大小时水量、接触时间和污泥沉积等因素。传染病医院污水接触时间不宜小于1.5h,综合医院污水接触时间不宜小于1.0h。 当处理流程为重力自排式时,污水量应按最大小时污水量计算,当采用污水泵提升时,污水量应按水泵实际小时排水量计算。连续式消毒的接触池有效容积为污水部分容积和污泥部分容积之和。间歇式消毒时,接触池的总有效容积应根据工作班次、消毒周期确定,一般宜为调节池容积的1/2。