【文章內(nèi)容簡介】 以平衡。 BOD5與 TN 比值是判斷是否可以采用生物除氮的主要指標(biāo)， BOD5與 TN比值越大，反硝化過程進(jìn)行的越快，就越有利于脫氮。長時(shí)間經(jīng)驗(yàn)告訴我們，保證足夠碳源的最低 BOD5與 TN 為 1 到 2BOD5/CODcr 可生化性 不宜生化 較難生化 可生化 好 6 時(shí)， TN 去除率最高能達(dá)到 50%左右。 這次污水中的的 BOD5與 TN 比值為 ， 對比我國現(xiàn)在污水處理廠的處理效果，我們相信污水可以采用生物法除氮。 生物法處理 醫(yī)療廢水的 對比與 選擇 近年來，生物處理技術(shù)發(fā)展迅速，類型繁多，除了傳統(tǒng)活性污泥法外，同時(shí)又針對小型污水處理站，在國內(nèi)外應(yīng)用比較多的有 A/O 法、生物接觸氧化法、生物膜法等。 由于本次建設(shè)項(xiàng)目為改建項(xiàng)目，受到較多的前題限制，例如高程、建設(shè)場地、構(gòu)建筑物形式等較多限制，同時(shí)還要盡可能考慮充分利用原有構(gòu)建物，以達(dá)到節(jié)省工程投資的目的，故此選擇生物處理工藝應(yīng)遵循如下原則： a) 占地面積盡可能小，結(jié)構(gòu)盡可能緊湊； b) 盡可能全部充份利用原有污水處理單元； c) 運(yùn)行管理方便，運(yùn)營成本低； d) 適用于小規(guī)模污水生化處理 ； e) 處理效果穩(wěn)定可靠 。 同時(shí)符合本設(shè)計(jì)說明中 設(shè)計(jì)原則等要求，為了甄選出最適合本次工程的處理工藝，對常用的各種小規(guī)模污水生物處理工藝進(jìn)行對比和甄選。 生物 接觸氧化法 生物接觸氧化法也被稱為淹沒式生物濾池。主要特點(diǎn)：向反應(yīng)器內(nèi)添加填料，讓其變?yōu)樽鳛槲⑸锏妮d體，并且讓反應(yīng)器內(nèi)保持高的保持量，來提高處理效率，又因?yàn)檫@種反應(yīng)器可以被設(shè)計(jì)得相對較為緊湊，從而大幅度降低反應(yīng)器池容，減小設(shè)備的占地面積 [2]。 生物接觸氧化法反應(yīng)原理：污水中有機(jī)污染物逐漸被反應(yīng)器內(nèi)附著在填料上生長的生物膜吸附、氧化，慢慢作用為二氧化碳、水和細(xì)胞物質(zhì)，從而達(dá)到污水凈化的目的。與此同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)控制氧化池內(nèi)溶解氧水平的高低，確保污水中氨態(tài)氮可以由硝化細(xì)菌逐漸轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。 生物 接觸氧化法因?yàn)槠浞磻?yīng)器內(nèi)微生物數(shù)量多，可以耐受比較大的水質(zhì)變化帶來的沖擊，因此比較適用于醫(yī)院污水。這種偶爾會(huì)有有毒有害物質(zhì)排出的污染源。選擇其最重要的原因是設(shè)計(jì)的生物處理池結(jié)構(gòu)緊湊、體積小可以充分7 利用場地。 A/O 法（缺氧 /好氧）工藝 A/O 法（缺氧 /好氧）工藝是在普通活性污泥法的基礎(chǔ)上與研究開發(fā)出來的，其中好氧池和普通曝氣池相似，是一個(gè)推流池。污水在好氧池內(nèi)可以既完成對含碳有機(jī)物的氧化，又可以完成對含氮有機(jī)物的硝化和聚磷菌對磷的大量吸收。缺氧池容積較小，可是因?yàn)樗c好氧池相互結(jié)合，所以使整個(gè) 處理系統(tǒng)過程具有一定的除磷和抗沖擊負(fù)荷能力等優(yōu)點(diǎn)。 A/O 法脫氮工藝的特點(diǎn)： （ 1）流程比較簡單，不需外加碳源，不需后曝氣池，建設(shè)和運(yùn)營費(fèi)用較低； （ 2）反硝化在前，硝化在后，內(nèi)部設(shè)有循環(huán)，以原來污水中的有機(jī)底物作為碳源，處理效果好，反硝化反應(yīng)充分； （ 3）好氧曝氣池在后，使反硝化后的一部分殘留物可以進(jìn)一步去除，進(jìn)一步提高處理后的水質(zhì)； （ 4）厭氧段攪拌，為讓污泥懸浮，避免溶解氧的增加。好氧段的前段強(qiáng)曝氣后段少曝氣，使內(nèi)循環(huán)液的溶解氧含量降低，以保證厭氧段的缺氧狀態(tài) [3]。 SBR 法 SBR(Sequencing Batch Reactor)是利用微生物，讓微生物在其反應(yīng)器內(nèi)，以一定的時(shí)間順序、間歇式操作污水的一種處理技術(shù)。這種技術(shù)本身是利用活性污泥，可是有不同與活性污泥法的操作過程。這種技術(shù)把曝氣與沉淀放到一池，而且不要設(shè)置二沉池及污泥回流設(shè)備。在這個(gè)系統(tǒng)之中，反應(yīng)池會(huì)在一個(gè)特定時(shí)間內(nèi)充滿污水，采取間歇處理污水的方式運(yùn)行。處理完成后，并且在混合液沉淀一段時(shí)間后，從反應(yīng)池中排出上清液，把沉淀的生物污泥留于池內(nèi)，使污泥再次用于與污水混合處理污水，這樣反復(fù) 運(yùn)行，構(gòu)成了整個(gè)處理工藝。 一種典型的 SBR 系統(tǒng)可以分為：進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水與靜止五個(gè)階段。這種工藝適用于中小型污水處理工廠。若具體應(yīng)用到此次工程中，還存在問題。其中最重要的問題是，集中間歇排水，會(huì)直接導(dǎo)致排出的污水消毒單元容積增大，還有就是 SBR 池占地面積大可是容積利用率低，所以本次工程不推薦使用此工藝方法。 8 結(jié)論 綜合考慮占地面積、設(shè)計(jì)水質(zhì)、節(jié)省成本等各個(gè)方面，通過比較上述幾種主要工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)我們結(jié)合相似醫(yī)院污水處理工程實(shí)例，此次方案選擇A/O 法作為本工藝的主體 處理構(gòu)筑物。 醫(yī)療廢水的 消毒工藝選擇 醫(yī)院廢水中，可能會(huì)含有多種病毒、病菌、寄生蟲卵，甚至一些高濃度的有毒、有害物質(zhì)。如果不消毒直接排放，這些病菌、病毒和寄生蟲卵將會(huì)在自然環(huán)境中成為一個(gè)重要的污染源，由此可能引發(fā)多種疾病的發(fā)生和蔓延，更嚴(yán)重的將危脅人們生命安全。 醫(yī)院廢水中病原體的含量大，病原體對環(huán)境理化因素抵抗力強(qiáng)，所以在自然環(huán)境中的存活率比較高，不少文獻(xiàn)資料都有證明，腸道傳染病的病原體可以適應(yīng)各種外界環(huán)境，并生長發(fā)育，因此，醫(yī)院廢水的消毒是醫(yī)院污水處理中的十分關(guān)鍵的、不可或缺的一個(gè)步驟。 殺菌消毒方法有很多，目前較為成熟的方法包括：臭氧消毒法、氯系消毒法、紫外線消毒法等，各種處理方法比較如下列表： 表 5 常用消毒殺菌法比較 綜上所述，結(jié) 合醫(yī)院污水消毒處理必須要求有剩余消毒殺菌能力的特點(diǎn)，本次選取的消毒工藝是氯系消毒法。 氯系消毒法包括二氧化氯消毒法、次氯酸鈉消毒法、液氯消毒法等。液氯價(jià)格較低，可是安全性較差，同時(shí)氯與有機(jī)物作用會(huì)生成有機(jī)鹵代物，在進(jìn)入水體后帶來新的污染危害，威脅人類健康；次氯酸鈉發(fā)生器其關(guān)鍵部件體積大、比較項(xiàng)目 氯系消毒法 臭氧消毒法 紫外線消毒法 作用原理 氯分子使細(xì)菌、病毒蛋白質(zhì)變性失活 臭氧分子使細(xì)菌、病毒蛋白質(zhì)變性失活 紫外線細(xì)菌、病毒蛋白質(zhì)變性失活 應(yīng)用范圍 飲用水、污水、工業(yè)給水等 飲用水、污水、工業(yè)給水 飲用水、工業(yè)給水 出水是否有剩余抑毒殺菌能力 有 無 無 作用速度 較快 較快 快 投資高低 中等 最高 較低 9 易損壞、電耗高、操作管理很不方便；二氧化氯是一種公認(rèn)的安全高效的強(qiáng)力殺菌劑它特別適合由水傳播的病原微生物，其中包括芽孢、耐氯性極強(qiáng)的病毒、異養(yǎng)菌、真菌等都保持很好的除菌效果，同時(shí)二氧化氯還具有殺菌速度快的特點(diǎn)，只要幾 分鐘就可使殺菌率達(dá)到 99%以上 [4]。如果二氧化氯與污水中一部分有機(jī)物反應(yīng)，還可以起到降低污水臭味的作用。最后，在消毒完成后，二氧化氯殘余量可以充分防止細(xì)菌真菌的再度繁殖。二氧化氯常用的制備儀器有兩種，分別是電解法和化學(xué)法，因?yàn)榛瘜W(xué)法比電解法設(shè)備成本低，運(yùn)營方便，本次采用化學(xué)法發(fā)生二氧化氯消毒法。 結(jié)論 根據(jù)本次工程自身的設(shè)計(jì)原則和目標(biāo)，在對比完各種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)后，綜合考慮經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、技術(shù)指標(biāo)等方面后，本次采用 A/O 工藝 +化學(xué)法二氧化氯消毒工藝的組合來處理污水。10 3 工藝流程確定 工藝流程圖 圖 1 醫(yī)院廢水處理工藝流程圖 圖 2 污泥處理流程示意圖 工藝流程說明 1）格柵 格柵是指，由一組平行的塑料的齒鉤或金屬的刪網(wǎng)或金屬的柵條、外框及組裝裝置設(shè)備組成，并傾斜安裝到污水處理廠污水進(jìn)水前段的渠道中，為了用來截留剛剛進(jìn)入污水廠的污水中大的漂浮物、懸浮物。防止大的漂浮物、懸浮物其阻塞后續(xù)污水處理過程中的管道或泵，結(jié)果導(dǎo)致整個(gè)水處理工藝不能正常工作。 11 2）調(diào)節(jié)池 由于廢水排放的不連續(xù)性與水質(zhì)的不均勻性，所以要設(shè)置一個(gè)集水池來調(diào)節(jié)水量及均化水質(zhì)，穩(wěn)定污水性質(zhì)。同時(shí)為減輕污水對后續(xù)工藝的沖 擊，也為避免調(diào)節(jié)池淤積，在此要進(jìn)行攪拌，設(shè)計(jì)采用鼓風(fēng)曝氣攪拌。 3）生物池 A/O 工藝包括兩個(gè)池，可以將生物池分成缺氧池與好氧池。 ① 缺氧池：主要功能是為了脫氮，硝態(tài)氮是通過內(nèi)部循環(huán)從好氧池送來的， 混合液量在循環(huán)中比較大； ② 好氧反應(yīng)器：曝氣池，這是一個(gè)多功能的反應(yīng)單元，主要功能包括去除BOD、硝化、吸收磷等。流量為兩倍的原污水流量的混合液從這里回流到缺氧池。 4）二沉池 為接納生物池即 A/O 池的 出水 建二沉池，主要功能是去除 生物 懸浮 固體的沉淀池 。在 A/O 池中，從 好氧池 流出的 混合液 經(jīng)過二次沉淀池，在二沉池中進(jìn)行 泥水 分離、 污泥 濃縮，混合液變澄清后的出水溢流并排出，經(jīng)濃縮后的 活性污泥 部分回流至曝氣池，其他的作為 剩余污泥 外排處理。 5）接觸消毒池 經(jīng)過前面工藝的處理后，排放的污水出水水質(zhì)已經(jīng)達(dá)標(biāo)，可是在處理的污水中本來含有的細(xì)菌、病毒等致病微生物，需要采用紫外線、臭氧或液氯消毒的方法將其殺滅，用來防止污水中細(xì)菌病毒對人畜的健康產(chǎn)生危害，對環(huán)境造成污染。 6）污泥處理 根據(jù)污水處理廠 實(shí)際情況，經(jīng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選，本次設(shè)計(jì)選用板框壓濾機(jī)脫水一體機(jī)進(jìn)行污泥脫水。經(jīng)過脫水處理后的污泥將外運(yùn)處置。板框壓濾脫水是把污泥夾在板框之中，依靠濾帶本身存在的張力，對污泥層作用壓榨力和剪切力，從而使污泥層中存在的水分被擠壓出來，形成濾液。固體顆粒則被截留在濾帶上，形成泥餅，最終實(shí)現(xiàn)污泥脫水的目標(biāo)。這種污泥處理方法具有設(shè)備原理簡單、投資費(fèi)用少、運(yùn)行維護(hù)方便等特點(diǎn)。12 4 污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 格柵的設(shè)計(jì) 格柵的作用 格柵是污水處理的第一道工序，它的作用主要是攔截可能堵塞水泵機(jī)組和閥們的污水 中比較大的漂染物、懸浮物和固體顆粒等物質(zhì)，為使后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理可以不受威脅，實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行。 在本流程中， 采用一道格柵來確保處理效果。 格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)參數(shù)： 設(shè)計(jì)流量 Qmax=； 柵前流速為 v=； 變化系數(shù)?zK； 過柵流速 v2=； 柵條寬度 s=； 格柵凈間距 b=； 柵 前寬度 B1=； 柵前渠道超高 h2=； 柵前水深為 h=； 格柵傾斜角 ?=60176。； 漸寬部分展開角度 1?=20176。； 柵前槽寬為 ； 單位柵渣量 1W= 柵渣 /103m3污水。 設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）柵條間隙數(shù) ??? ???? bvhQn ? 式中： α——格柵傾斜角， 60176。； b——格柵凈間距， m； h——柵前水深， m； v——柵前流速， m/s。 （ 2）柵槽寬度 )127()1( ????????? bnnsB 式中： s——柵條寬度， m； 13 b——格柵凈間距， m； n——柵條間隙數(shù)，個(gè)。 （ 3）進(jìn)水渠道中漸寬部分長度 mBBl 111 ?????? ? 式中： B——柵槽總寬度， m； 1——柵前槽寬， m； 1?——漸寬部分展開角度， 20176。 （ 4）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度 mll ??? （ 5）柵后槽總高 mhhhH ??????? 取 式中： h——柵前水深， m； 1——格柵水頭損失， m； 2h——超高，一般采用 。 （ 6）格柵總長度為 mHllL ????????????? ? （ 7）每日柵渣量 dmdmK wQW z /2./ 331max ??? ???? 式中： 1W——柵渣量，33/10m污水，格柵間隙為 30~50mm時(shí)，取值為 zk——污水流量總變化系數(shù)。 由于柵渣量大于 ，故采用機(jī)械清渣。 14 調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì) 調(diào)節(jié)池作用 由于廢水排放的不連續(xù)性與水質(zhì)的不均勻性，故設(shè)置一個(gè)集水池來調(diào)節(jié)水量和均化水質(zhì)。經(jīng)過除油的廢水，自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池中，在調(diào)節(jié)池中進(jìn)行均質(zhì)和調(diào)節(jié)水量。除了自然調(diào)節(jié)水質(zhì)水量外，為減輕后續(xù)工藝的沖擊負(fù)荷，避免調(diào)節(jié)池淤積，須進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，設(shè)計(jì)采用鼓風(fēng)曝氣攪拌。 設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)流量 Qmax=5616m3/d=234m3/h；停留時(shí)間 T=8h。 設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）調(diào)節(jié)池有效容積 3max 18728234 mTQV ???? 式中： T——停留時(shí)間， h。 （ 2）調(diào)節(jié) 池尺寸 調(diào)節(jié)池平面形狀為矩形。由于場地限制，其有效水深 h2取 ，調(diào)節(jié)池的面積： 22 1872 mhVF ??? 式中： h2——有效水深， m。 池寬取 13m，則池長為 32m。 根據(jù)格柵前有效水深推算保護(hù)高 h1取 ，則池總高 H為 。 調(diào)節(jié)池尺寸為 32m13m5m。 空氣攪拌設(shè)計(jì) （ 1）布?xì)庠O(shè)施 氣水比為 4： 1 （ 2）空氣流量 Qg： Qg=4234=936m3/h=選用羅茨鼓風(fēng)機(jī)