水处理毕业设计

'第一章前言第二章设计概述32」设计任务32.1.1原水水质32.1.2原水水量42.1.3排放标准42.2设计原则42.3设计依据52.4设计范围5第三章处理方案的确定63.1氧化沟63.1.1氧化沟特点63.1.2氧化沟的优缺点63.2AB工艺73.3强化一级处理8331混凝沉淀的基本原理8332混凝对污水污染污的去除范围83.4处理方案的确定93.5混凝沉淀工艺及主要设备93.6工艺流程说明1011第四章主要构筑物的选择 •1••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••4.2^80*•••水质水量调节池（调节池）・・・・・・丁I••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••混凝沉淀装置451混凝剂的配制与投加设备4•5•2调制13^备•••••••••••••••••••••••••••4•5•3投药备•••••••••••••••••••••••••••••••••••11•••••••11124.44.5•••••••13•••••••13•••••••14•••••••14 4.5.4混合设备154.5.5反应设备154.5.6沉淀设备154.6消毒池164.7污泥处理16第五章主要构筑物的设计计算175.1化粪池的容积计算5.2格栅槽总宽度B过栅水头损失栅后槽的总高度H格栅的总长度L每日栅渣量W521522523524•••••••17•••••••18•••••••18•••••••1•••••••1•••••••15.2.55•3Y••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5.3.1池体计算5.3.2潜污泵选型533空气管路计算混凝沉淀池5.4.1溶药池的容积5.4.2机械反应池设计计算../tli5.5.1设计参数5.5.2中心管面积计算5.5.3中心管育径计算5.5.45.45.5555556中心喇叭口与反射板之间的缝隙高度计算沉淀部分有效断面面积计算沉淀池半径计算沉淀部分有效水深计算20•••••••1•••••••1•••••••1•••••••1••••••••••••••••26••••••••••••••••••••••••••••••••33030••••••••35.65.5.75.5.8校核池径比5.5.9污泥容积斗计算5.5.10沉淀池总咼度5.5.11污泥体积计算5.5.12出水垠计算接触消毒池的计算30••••••••3••••••••3••••••••31••••••••31••••••••31••••••••31 .1孰化1剂••••••••••••••••••••••••••••••••6丄1氯化消毒剂的种类6.26.3二氧化氯6.4消毒工艺的确定••••••••33••••••••33••••••••3彳••••••••3彳•••••••••35561接触池容积325.6.2每日次氯酸钠用量325.6.3盐用量计算325.6.4稀盐水槽容积计算325.6.5次氯酸钠贮槽容积3233第六章消毒工艺的选择36第七章高程计算7.1水头损失计算367.2高程计算36第八章一览表38第九章结构设计399.1设计原则399.2防渗设计399.3施工技术及安全措施399.3.1基坑开挖及支护399.3.2材料399.3.3钢筋制作安装及妊浇捣399.3.4施工缝的设置40第十章运行费用经济效益分析10.1运行成本分析4110.1.1电费4110.1.2人工费4110.1.3药剂费4110.1.4吨水运行费用4110.2经济效益分析（每年）41 10.3间接经济效益4110.4环境效益分析4210.5社会效益42第十一章项目投资估算4311.113^口E丿》5-1彳占>h^*4311.2.1*口B丿》5-1彳占了24411.3其他投资及工程总造价估算45第十二章总结与体会46参考文献47致谢48 第一章前言医院或其他医疗机构是担负着医学、教学、科研和预防四人任务的单位，是病人活动生活比较集中的场所。治病救人，救死扶伤是医院的宗旨，而防止环境污染，杜绝交叉感染加强，医院污水污物治理和消毒也是义不容辞的责任。医院或其他医疗机构排除的污水污物可能含有传染性病菌、病毒、化学污染物及放射性等有毒有害物质，具有极大的危害性，并且令人讨厌，如不妥善处理、处置，其对医务人员和广大人民群众健康及环境的危害是显而易见的。通过对医院污水的调查测试分析表明，医院污水其综合污水水质类似于生活污水，但比生活污水所含化学成分更为复杂，人均排水量大于生活污水排水量，所以其BOD和COD指标一般低于城市生活污水，其大肠菌于粪大肠菌含量与生活污水相近，但由于医院消毒剂用量多，并有化验、试验、检验手术等各科室，其污水成分中还含有重金属、有机溶剂、消毒剂等物质，以及放射性同位素等对环境有长期影响的污染物，在对医院污水处理吋必须予以充分的重视。医院污水处理的目的是通过采用各种水处理技术和设备去除水中的物理的、化学的和生物的各种水污染物，使水质得到净化，达到国家或地方的水污染物排放标准，保护水资源环境和人体健康。医院污水一般排放量比较少，属小型污水处理。从医院污水水质分析来看，其水质指标与生活污水犬体相同，细菌指标在数量上与生活污水也没有差异，在发达国家对普通医院污水也未做处理直接排入市政下水道。因而有人提出普通医院污水没有处理的必要。由于当时国家经济条件的限制以及对医院污水危害和环境保护工作重要性的认识不足，一段时期以来，我国仅对医院污水中部分有毒有害物质进行了简单处理，大部分污水均未进行有效处理，直接排入城市下水道或河流中。发达国家对普通医院污水未做处理是因为其医院有严格的对有毒有害污染物的收集、分类和消毒制度，污水中的有害物质排入城市下水道前已做了严格的无害处理，且有完整的下水道系统，终端都有污水处理厂，因而能对医院污水进行有效处理。从我国医院污水的实际情况来看，与国外有较大差距。在发展中国家，医院废物对健康的危害更大。在垃圾堆放场所或运转地等还常有捡拾垃圾的人，如果将医院丢弃的含有传染病菌的垃圾或放射性废物混入普通生活垃圾中，其危害是非常严重的。医院污水特别是传染性医院或传染病房排出的污水如不消毒处理排入水体，可能引起水源污染和传染病的爆发流行。通过流行病学调查和细菌学检验证明，国内外历次人 的传染病爆发流行，儿乎都与水源污染、引用或接触被污染的水有关。1987年上海市发生甲肝流行，29万多人发病，主要是食用了被粪便污染了的水里生长的毛肝所致。肠道致病菌排入水体中，不但存活时间长，而且可以在某些生物体内蓄积繁殖，通过食物链危害人体健康。随着对医院污水水质和危害性的进一步了解和研究，人们对医院污水中病毒、病菌的危害性认识不断提高，有关部门对医院污水处理的重要性也日益提高。从20世纪80年代中期开始对医院污水处理提岀了明确的消毒要求，大多数医院开始对医院污水进行一级处理。一级处理典型工艺流程为：来自病区和其他含菌污水通过管道汇集到污水处理站，对于粪便污水先通过化粪池沉淀消化处理，然后进入污水处理站。处理站设有格栅、调节池和接触池等。在接触池内污水和消毒剂接触后达到水质净化和消毒要求。一般通过一级处理可去除60%的悬浮物和25%的生物需氧量(BOD),杀菌效果可达99.99%以上，基本消除医院污水对环境和人类健康的危害。随着近年来我国对环境保护要求的不断提高，水污染物排放标准控制项目不断增加，对医院污水的处理要求也不断提高，不但需要对细菌、病毒等指标进行处理，对化学需氧量(COD)、BOD、N、P等指标也提出了新的要求，对排放水体下游没有城市污水处理厂的医院，因而要求医院污水采用二级处理，二级处理是指生物处理。生物处理可以去除污水中溶解的和呈胶体状态的有机污染物。其BOD的去除率在90%以上，同时述可以去除COD、酚、氧等有机污染物。医院污水处理属于小型污水处理工程，一般小型生活污水二级处理工艺都可适用于医院污水处理。生活污水生物处理的技术有很多，发展也很快，近年来出现了一些投资省、效率高的新技术和新工艺。 第二章设计概述根据医院的性质、规模、污水排放去向和当地的处理要求等，医院污水可以采用不同的处理方法和处理工艺流程。我国《医院污水处理设计规范》（CECS07:2004）对有关医院污水处理有如下规定：当医院污水排放到有集中污水处理厂的城市下水道时，以解决生物性为主，采用一级处理；当医院污水排放到地面水域时，应根据水体的用途和环境保护部门的法规与规定，对污水的生物性污染、理化性污染及有毒有害为主进行全面处理，应采用二级处理。2.1设计任务某中医院是一家地方性的现代化的专业医院，医疗及配套辅助设施均较为先进，0前拥有病床100余张。该医院污水中含有一些特殊的污染物，如药剂、消毒剂、诊断用剂、洗涤剂，以及大量病原性微生物、寄生虫卵及各种病毒。与工业废水和生活污水相比，它具有水量小，污染力强的特点。如任其排放，它就会对受纳水体水质产生污染，传播疾病。为保护纳污水系，不污染周边环境，促进当地环境与经济社会持续、稳定、协调发展，该医院决定建一套符合现阶段环保治理要求的污水处理系统，根据医院院方要求，污水处理的工艺技术、操作控制、运行管理必须达到当今先进水平，并在未来相当长吋间内也具有先进性。按照以上要求，对该医院污水进行处理。2.1.1原水水质医院污水的水质不同于生活污水，其成分更非常复杂，含有多种药物比如：消毒剂,表2.1原水水质情况污染项目污水浓度范围排放浓度CODa(mg/L)150〜35060BOD5(mg/L)100〜20020SS(mg/L)40〜12020氨氮（mg/L）10〜5015粪大肠杆菌（个/L）l.OxlO6〜3.0x10*500 来自化骑、检骑、手术各科室的重金属、有机试剂等；还含有多种病菌病毒有机寄生虫卵。它们在环境中具有一定的适应力，有的甚至在污水中存活时间较长，若未经处理即排入水体或用于灌溉，将会严重污染环境，影响人民身体健康。医院污水特点还体现在综合污水BOD5/CODCr高，可生化性较强，溶解性CODCr占有很大比例，适合于生物法进行处理。原水水质情况(综合参照同行业数据及设计规范)如上表。2.1.2原水水量根据有关设计规范及I矢院污水处理工程经验，结合地域特点，设计本工程平均水量为400L/床d,kd=2.5,kd为污水日变化系数。故设计某中I矢院工业中心I矢院每天排放污水约为100m"。B|J：Q设=100n?/d,设计小时处理量Q设=4.2n?/h.2.1.3排放标准木方案按强化一级处理，其排放标准执行《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)中预处理排放标准。原水中各种污染物的量按最大值计算，则各种污染物的去除率如下：CODcr=(350-60)/350x100%=82.8%BOD=(200-20)/200x100%=90%SS=(120-20)/120x100%=83・3%粪大肠杆菌=(3.0x106-500)/3.0x108x100%=99.99%氨氮=(50-15)/50xl00%=70%2.2设计原则1.严格执行环境保护的各项规定，采用技术先进、运行稳定可行、操作简单的工艺,确保经处理后污水的水质达到排放标准；2.工程投资省，运转费用低，占地面积小；3.不产生二次污染，所用设备耐腐蚀、强度高、维修方便；4.关键设备考虑备用和应急，关键部件采用进口产品和IS09001认证产品；5.尽量采用新材料、新产品以延长设备的使用寿命；6.充分考虑周围的社会及环境效益；7.提高管理水平，实现现代化的管理，保证元转中最佳经济效果。 2.3设计依据1.《中华人民共和国环境保护法》2.国家《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466・2005)3.《医院污水处理设计规范》(CECS07:2004)4.《室外排水设计规范》(GB50014-2006)5.《建筑给排水设计规范》(GB50015・2010)6.《建筑给水排水设计手册》7.《机械设备安装工程施工及验收规范》(GB50231・98)2.4设计范围本方案包括污水处理系统内的处理工艺及设备、管道、土建、电气仪表等。设计范围从污水进口前1米至污水处理后排水出口1米，外管线不在设计范围内；动力线以污水处理系统以进口界限盒为界。 第三章处理方案的确定医院污水中含有大量的微生物和其他的有机物，适合于生物法进行处理。处理医院污水的生物方法有氧化沟、AB工艺以及强化一级处理等。3.1氧化沟氧化沟又名氧化渠或循环曝气池，是1950年由荷兰公共工程研究所研究成功的。其本特征是曝气池呈封闭的沟渠型。污水和活性污泥的混合液在其中不停地循环流动，其水力停留吋间一般较长，为15~30天，属于延吋曝气法。氧化沟处理系统的构造形式较多，有圆形或马蹄形的，有平行多渠道形式以侧渠作为二沉池的，有将二沉池建在渠上或单独分建的等等，其供氧和水流动力都是靠提升曝气设备，这种设备分为早期使用的水平中心轴旋转叶轮和后来出现的卡鲁赛尔氧化沟所用的垂直或带叶片的曝气器，由于氧化沟水深较浅（-・般3米左右），而流程较长，可以按照曝气器前作缺氧段，曝气器后作富氧段的方式设计运行，提供兼氧菌与好氧菌交替作用的条件，在缺氧段脱硝，在好氧段除碳源需氧量及达到脱氮的目的。一般情况下,BOD去除率可达95%〜99%,脱氮率达90%左右。3.1.1氧化沟特点1.在液态上，介于完全混合与推流Z间，有利于活性污泥的也适用于生物凝聚作用。2.对水量水温的变化有较强的适应性，处理水量较大。3.污泥龄较长，一般长达15〜30天，可以存活时间较长的微生物，如果运行得当，可进行除磷脱氮的反应。4.污泥产量低，且多已达到稳定。5.自动化程度较高，便于管理。6.占地面积较大，运行费用低。7.脱氮效果还可以进一步提高，因为脱氮效果的好坏很大一部分取决于内循环，要提高脱氮效果势必要增加内循环量，而氧化沟的内循环量从理论上说可以不受限制，因而具有更大的脱氮能力。&氧化沟法自问世以來，应用普遍，技术资料丰富。3.1.2氧化沟的优缺点优点： （1）氧化沟内循环量很大，进入沟内的原污水立即被大量的循环水所混合和稀释,因此具有很强的承受冲击负荷的能力，对不易降解的有机物也有较好的处理效果。 (2)处理效果稳定可靠，不仅可满足BOD、SS的排放标准，还可以达到脱氮除磷的效果。(3)由于氧化沟的水力停留时间和泥龄都很长，悬浮物、有机物在沟内可获得较彻底的降解。(4)活性污泥产量少且趋于稳定，一般可不设初沉池和污泥消化池，有的甚至取消二沉池和污泥回流系统，简化了处理流程，减少了处理构筑物，使其基建费用和运行费用都低于一般活性污泥法。(5)承受水质、水量、水温能力较强，岀水水质好。缺点：氧化沟运行管理费用高；氧化沟占地面积大。3.2AB工艺AB工艺(AdsorptionBiodegradation)是吸附■再生生物降解工艺的简称，是在高负荷活性污泥法和两段活性污泥法基础上发展起来的一种新型的污水处理工艺。该技术是原联邦德国亚琛人学Botho.Bohnke教授于20世纪70年代中期提出的，由于它具有比较常规活性污泥法处理负荷高、节能、对水质变化适应能力强、处理效果好等优点，因此在80年代初开始应用于工程实践。AB工艺的工作原理主要是充分利用微生物种群的特性，为其创造适宜的环境，使不同的生物群得到良好的繁殖、生长，通过生物化学作用净化污水。在工艺流程上分A、B两段处理系统，其中A段由A段曝气池与沉淀池构成，B段由B段曝气池与沉淀池构成。两段分别设污泥冋流系统，A段的负荷高，B段的负荷低，污水先进入高负荷的A段，然后再进入低负荷的B段，两段工艺串联运行。一般不设初沉池；各自具有独立的污泥冋流系统，两段严格分开，有各自独特的微生物群体，处理效果稳定；A段和B段分别在负荷相差悬殊的条件下运行。其特点如下：1.具有较强的抗冲击负荷能力，AB法工艺中A段对进水水质和环境变化有很强的适应性和稳定性。对有机负荷的冲击和pH值的变化有很大的耐力，一般短吋间的冲击都能很快得到解决。2.基建投资少、运行费用低、能源消耗省。3.具有一定的脱氮除磷效果，A级可采取不同的运行方式，如缺氧、好氧、微氧等,因此，ABI艺对氮磷有较好的去除效果。4.省去了初沉池，以充分利用污水中的微生物，不断补充到A段曝气池中，使A段成为一个开放的动态生物系统。 1.污泥的沉降性能较好，A段去除有机物以生物吸附和沉淀作用为主，污泥絮体大,污泥浓度一般为2000〜3000mg/L,沉降性能好。A段的有机负荷较高，泥龄短，因此,污泥产率高，B段中也有部分剩余污泥产生，因此，AB法中，剩余污泥的产量较其他生物处理工艺产泥量大，且污泥主耍是通过生物吸附而产生的，污泥不稳定。所以，污泥是AB工艺比较突出的问题。2.适合分期建设。3.3强化一级处理常规一级处理的目的主要是去除污水中的漂浮物和悬浮物(SS),以后续处理创造条件。其主要设备和构筑物是：格栅、沉砂池、沉淀池等。格栅可去除污水中较大的颗粒物质和漂浮物质。沉沙池可以去除0.2mm以上的砂粒，沉淀池可去除污水中大部分悬浮物。一般通过一级处理可以去除60%悬浮物和25%BODo强化一级处理通常是采用化学混凝或过滤来实现的。也可以采用简单生物处理。普通一级处理是自然沉淀过程，自然沉淀只能去除100屮n以上的悬浮物，而混凝沉淀可以去除纳米级的胶体物质和细菌。3.3.1混凝沉淀的基本原理微小的悬浮物及胶体在污水中是相对稳定和不易沉淀分离的，这是由于其物质表面性质、负电性和布朗运动决定的。混凝沉淀理论Z—认为：两微粒Z间存在着有效距离很短的短程力——范德华引力，同时由于颗粒带有相同电荷又存在一定的斥力，在稳定的胶体溶液中斥力大于引力。因而当两个颗粒由于布朗运动接近到一定距离后，颗粒所带电荷产生的斥力就不能使颗粒凝聚在一起，而保持分散状态。当在溶液屮加入相反电荷的电解质Z后，颗粒本身所带的双电层便受到压缩，这时范德华力就可以起引力作用而使微粒凝聚。这就是为什么当污水屮加入混凝剂(电介质)后就会产生絮凝作用，使污水屮分散的微小颗粒凝聚变大，从而易于沉淀分离的道理。这一理论简称DLVO理论。混凝沉淀的第二个理论是吸附架桥作用。大部分高分子聚合物具有链状分子结构，并且沿链状结构分子分布有很多活性基团，由于分子键的氢键、配位键和静电引力等物理化学作用和胶体表面的巨大自由能，胶体微粒对高分子聚合物具有强烈的吸附作用。3.3.2混凝对污水污染污的去除范围混凝对污染物的去除与污染物的性质与颗粒大小有关。 3.4处理方案的确定由上述内容可知，氧化沟所处理的污水量大，氧化沟运行管理费用高；氧化沟占地面积大。本设计的处理水量较小，只有100m3/d，而且，所允许的处理设施面积也较小,不适宜采用氧化沟法；AB法中段和B段的回流系统分开，所需要的建筑面积就大一些,并且产生的污泥量较大，污泥不稳定，也不宜采用；医院污水经常规一级处理后，可达到三级排放标准。但大多数医院的综合污水中含有较高浓度的COD和BOD,经简化的一级处理不能达到二级排放标准的要求。而强化一级处理——混凝沉淀可达到标准的要求，它可以去除纳米级的胶体物质和细菌。所以本设计选用混凝沉淀法。3.5混凝沉淀工艺及主要设备混凝沉淀污水处理工艺主要是由投药系统、混合池、反应池和沉淀池组成。投药系统包括：溶药池、投药箱和定量投药设备。将所使用的混凝剂在溶药池内溶解成一定浓度，根据污水性质定量投加到污水中。混合池：药剂投入后必须快速与污水混合，混合池的形式有水力混合式、机械混合式等，一般混合吋间为2〜3min。反应池：反应池是使经混合后形成的微小絮体继续增人，一般需15〜30mino反应池的形式有机械搅拌反应池、水力反应池等。沉淀池：经过反应池的污水进入沉淀池进行固液分离。沉淀池的形式有平流式、竖流式和斜管沉淀池等形式。沉淀池产生的污泥经浓缩干化消毒处置。混凝沉淀不仅可以去除污水中的悬浮物，而口对胶体物质、细菌、病毒以及有毒有害物质都有良好的去除作用。因此，本工程选用强化一级处理。其处理流程如下：病区污水-化粪池-提升泵->格栅-调节池I提升泵一>混凝沉淀池排入城市下水道<-接触消毒池消毒排岀-污泥处理 3・6工艺流程说明病区污水流入化粪池中发酵，再流经格栅阻挡大的悬浮物后进入调节池，在调节池中，调节水量水质，均衡水质。调节池出水用污水提升泵定量（用流量计控制流量）提升至混凝反应池，在反应池中，污水在絮凝剂和助凝剂的作用下，进行絮凝并生成大颗粒絮凝物，其出水在沉淀池中进行泥水分离沉淀。沉淀池的上清液进入接触消毒池。消毒设备采用ZWX型次氯酸钠发生器，污水经次氯酸钠消毒后即可达标排入城市下水管道。由于本工程处理水量相对较小，而且来水的CODCr浓度不高，其产生的污泥量较少,所以不需要考虑污泥的处理设施，仅需要定期对池中污泥进行清理即可。即降低了投资成本又减少了运行费用。污泥清理时应该对污泥进行消毒处理。 第四章主要构筑物的选择4.1化粪池化粪池是一种兼有沉淀污水中的悬浮物质和使粪便污泥进行厌氧消化作用的腐化沉淀池。其特点是构造简单、维护管理方便，是处理粪便污水的常用构筑物。当污水经过化粪池时，I古I体杂质借助重力作用沉淀下来，形成污泥，在适当的环境下，由于厌氧微生物的作用，沉淀污泥进行厌氧发酵，污水和污泥中的有机物被分解并产生甲烷气等。如果医院污水不经过化粪池处理而直接进行消毒，消毒剂将无法顺利地进入粪便核心，而使消毒效率大大降低甚至无效。其产生的气体，从水中上升逸岀过程中也会把一些污泥带至水面，污泥与空气接触变干，在水面形成一层浮泥层，到一定程度时会破裂，部分将会再次沉入池下，部分也会随污水流出，所以在进入下一道构筑物之前，就必须将其去除。4.2格栅格栅是一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。从化粪池出來的废水屮还含有一些悬浮物质，因此要用格栅将其拦截去除。医院污水屮所含有的污物较多，特别是后续处理对水质要求较高，一般的粗格栅往往不能满足要求，所以本设计采用细格栅。格栅截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。细格栅截留量大，必须及时清除栅渣，为减轻劳动强度，所以本设计选用机械清除截留物。 4.3水质水量调节池（调节池）调节池也称均和池。其目的是调节均和废水的水质水量，在废水处理过程中可以进一步起到以下作用：1.提供对有机物负荷的缓冲能力，防止生物处理系统负荷的急剧变化；2.控制pH值，以减少中和作用中的化学品的用量；3.减少对物理化学处理系统的流量波动，使化学品调价速率适合加料设备的定额;4.当无污水时，仍能对生物处理系统继续输入废水；5.控制向市政系统的废水排放，以缓解废水负荷分布的变化；6.防止高浓度有毒物质直接进入生物处理系统。调节池有定容积调节功能可以分为水量调节池和水质调节池。池内通常安装了混合装置，包括水泵强制循环、空气搅拌、机械搅拌和水力混合等。本设计选用机械搅拌。调节池通常设在地下，经化粪池和其他排水设施排岀的污水经管道自流入调节池。调节池一般采用钢筋混凝土结构。池底有1%的坡度，坡向岀水口方向，调节池顶部设有检查井口，池壁设爬梯。调节池中污水在池内停留时间较长，一些悬浮物将沉淀下来,因此调节池应考虑排泥和清理的问题。设计要求：1.调节池埋入地下不宜太深，一般为进水标高以下2米左右，或根据所选的位置的水文地质特征来决定；2.调节池的设计，应与整个污水处理工程各处的构筑物的布置相配合；3.调节池应一池二格为好，便于调节池的维修保养； 1.调节池的埋深与污水排放口埋深有关，如果排放口太深，调节池与排放口之间应考虑设置集水井，并设置一级泵站进行一级提升；2.调节池设计中可以不用考虑大型泥斗、排泥管等，但必须设有放空管和溢流管，必要时还应考虑设超越管。4.4提升泵废水通过调节池水质均化后，需提升入混凝沉淀池进行处理这里选用WQ型污水潜图3.3WQ型微型提升泵外形图水泵WQ-6A,流量为10m3/h,扬程为14m,功率为0.75kw。其特点有：具有高效节能、性能稳定、运行可靠、适应性广的；不但可以替代同类进口产品，而且有质量可靠、使用寿命长。4.5混凝沉淀装置混凝技术在水处理中应用广泛。在废水处理中，根据废水种类和性质不同，可在任一处理阶段与其他处理方法配合使用。由于工业废水种类繁多，性质复杂，混凝剂品种的选用、透亮及使用条件必须通过实验确定。但在给水处理中，混凝技术的方法和工艺设备完全相同。整个混凝工艺包括混合和絮凝（反应）两个阶段。混凝设备包括混凝剂的配置和投加设备、混合设备和反应设备。4.5.1混凝剂的配制与投加设备在污水混凝处理中，为使微粒脱稳沉降而投加的电解质和高分子有机物称为混凝剂。由于混凝过程包括凝聚和絮凝两个步骤，所以混凝剂也可以分为凝聚剂和絮凝剂两 种。一般而言，低分子的无机电解质称为凝聚剂，而把高分子有机物称为絮凝剂。有时 水处理中，微粒取得良好的混凝效果，必须加入另外一种化学药剂辅助处理，这种另外加入的药剂称为助凝剂。混凝剂和助凝剂的一半选择原则是：混凝效果好，对环境和人体健康无害，用量少，价格便宜，形成的絮凝体密实，沉淀快，易脱水等。本设计混凝剂选用聚合氯化铝(PAC),助凝剂选用聚丙烯酰胺(PAM)o混凝剂的投配可分为干投法和湿投法。我国大都采用湿投法。药剂若是I古I体，贝懦要把它溶解配制成一定浓度的溶液之后再投加。溶药池根据用药量的多少和药剂的品种来设计，并配制搅拌装置，以加速药剂的溶解。搅拌装置有机械搅拌、压缩空气以及水力和水泵搅拌等。目前采用机械搅拌的多，混凝剂选用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺复合絮凝剂。4.5.2调制设备调制设备一般包括溶药池(搅拌池或搅拌罐)、溶液池等。1.溶液池的设计要点(1)一般为高架式设置，以便能靠重力投加药剂。池周围应有工作台，池底坡度不小于0.02,底部应设置排空管；必要时在池内最高工作水位处设溢流装置。(2)投药量较小的溶液池可与溶药池合并为一个池子，底部要留有一定的沉渣容积。(3)如果使用常见的聚丙烯酰胺混凝剂，稀释后的聚丙烯酰胺溶液不可使用铁制容器储存，以免降低使用效果。2.溶药池的设计要点(1)为了便于投加药剂，溶药池高程一般以设置在地平面以下为宜，池顶约高出地面0.2米，当采用水力淋溶时，池顶宜高出地面1米左右，以改善操作条件。(2)溶药池底坡度不小于0.02,池底应有排渣管，池壁需设超高，防止搅拌溶液时溶液溢出。(3)溶药池一般采用钢筋混凝土池底，内壁需进行防腐处理。一般内壁涂衬环氧玻璃钢等，当所用药剂腐蚀性不太强时，亦可釆用耐酸水泥砂浆。当药剂采用三氯化铁时，由于在调制时发热，故不宜采用聚氯乙烯等遇热会引起软化的药剂。(4)投药量较小时，亦可在溶液池上部设置淋溶斗以代替溶药池，使用时将药剂置于淋溶斗中，经水力冲溶后的药剂溶液流入溶液池。4.5.3投药设备投加方式及设备包括泵前投加、高位溶液池重力投加、采用计量泵投加以及水射器投加。木设计选用泵前投加：药液投加在水泵吸收管或吸水管或吸水管头部，如图4.4所示。 此方式一般适用于泵房距离处理厂较近者，水封箱是为了防止空气进入而设的。 4.5.4混合设备混合设备是完成凝聚过程的主要设备。根据混合需要，它应满足：1、保证药剂能迅速均匀地扩散到这个水体；2、混合吋间不宜过长；3、能使水体产生强烈紊乱。这些都为药剂在水中创造了良好的水解和聚合条件。与此同时，脱稳胶粒可借助布朗运动完成异向絮凝。常用的混合方式有水泵混合、隔板混合和机械混合。本设计选用水泵混合。水泵图3.4水泵混合示意图水泵混合设计要点及特点：1、药剂投加到水泵的吸水管，越靠近水泵越好；2、为防止空气进入水泵吸水管，需加设一个带有浮球阀的水封箱；3、水泵和反应池的间距不宜大于150m。4.5.5反应设备在混合作用完成后，水中产生了微小的凝絮，反应设备的作用是使微小凝絮继续长大，产生结实饿和能迅速下沉的大颗粒絮状物。反应设备根据它的搅拌方式可分为机械搅拌反应池和水力搅拌反应池两大类。机械搅拌有池内装置的各种机械设备来完成；水力搅拌反应池则有水流的紊乱作用来进行搅拌。本设计选用机械搅拌反应池。机械搅拌反应池的设计要点：机械搅拌反应池一般不少于2个。池内一般设3〜4档搅拌机。各档搅拌机之间用隔墙分开以防水流短路。垂直搅拌轴设于中间。4.5.6沉淀设备沉淀过程是污水处理工程屮固液分离的物理手段，沉淀池是本处理工艺屮的重要组成部分，它使反应池屮生成的絮凝物从液体屮有效地分离出来，使处理的出水水质大大改善。结合本医院污水处理量较小的特点，在考虑节省投资的基础上，本设计考虑沉淀池采用竖流式沉淀池。 竖流式沉淀池由中心进水管、出水装置、沉淀区、污泥区及排泥装置组成，见下图。图3.5竖流沉淀池竖流式沉淀池呈方形和圆形，污水从池中央下部流入，由下向上流动，污水中的悬浮物在重力作用下沉淀，澄清水由池四周溢流排岀。本设计采用圆形。贮泥斗倾角为45。〜60。，污泥借静水压力由排泥管排出，排泥管直径一般不小于200mm,伸出水面高度为0.1〜0.2m。4.6消毒池消毒池主要是对处理后的岀水进行加药消毒，杀死污水中绝大部分病菌及有害物质，保证出水不对人体及周边环境产生危害。消毒池内设导流板。4.7污泥处理在污水处理过程屮，分离和产生了污泥。对于医院污水来说，污泥里除含有大量有毒有害物质、易腐化发臭的有机物Z外，还含有大量的细菌，对环境有潜在的污染力，而且污泥含水率高，处理与运送很困难，因此污泥必须经过及时的处理与处置（浓缩、消化、机械脱水）以便达到污泥减量、稳定、无害化及综合利用。由于本设计的污泥量少，所以对污泥进行直接离心机脱水、消毒，再进行焚烧。 第五章主要构筑物的设计计算5.1化粪池的容积计算化粪池总容积主要取决于服务人口、污水停留时间、污泥量等。化粪池总容积可按下式计算V=V1+V2(m3)(1)污水部分的容积式中Nqt24x1000(m3)粪池实际使用人数,110X400X12=22m324x1000这里取110人。在计算单独建筑物的化粪池时，为总人数乘以a(%)，医院实际使用人数与总人数的百分比a%为100%q每人每天的污水量(L/人・d),这里是400L/A-d；t——污水在化粪池中的停留时间，根据污水量的多少采用12h0(2)浓缩污泥部分的容积V2：aNT(L00—b)KxL2(l.OO-c)xlOOO0.7x110x180x(1.00—0.95)0.8x1.2(1.00-0.9)x1000=6.65mJ式中a——每人每天的污泥量(L/人-d),当粪便污水与生活污水合流排出时取0.7；N——化粪池实际使用人数；T——污泥清掏周期(d),根据污水温度高低和当地气候条件采用3个月〜1年，取6个月共180天；b——进入化粪池的新鲜污泥含水率，按95%计；c化粪池中发酵浓缩后污泥的含水率，按90%；K——污泥发酵后体积缩减系数，按0.8计；1.2——清掏污泥后考虑遗留20%熟污泥量的容积系数。V=V1+V2=22+6.65=28.65取V=30m3标准化粪池的选用：a.化粪池的材质；b.化粪池进水管管内底的埋置深度；c.化粪池顶面以上是否覆土；d•地下水位是否高于化粪池底板； e.化粪池以上的地面是否过汽车。 根据《建筑给水排水设计手册》选用92S214（三），型号为4-40A01,钢筋混凝土化粪池进水管管内底埋置深度及占地尺寸：进水管管内底埋深：0.75〜2.50m,取1.0m,长为7.15m,宽为3.10m,深为3.65〜5.40m,取3.65m。则化粪池的有效容积的尺寸长为6m,宽为2.2m,高为2.3m,V=6x2.2x2.3=30m3o管道直径为300mm,水头损失为O.llTlo5.2格栅格栅的设计计算主要包括格栅形式选择、尺寸计算、水力计算、栅渣量计算等，尽管格栅的布置方式多样，但都可通过简图4」进行格栅计算。5.2.1格栅槽总宽度BB=S(n-l)+bn式中:B—格栅槽宽度，m；S—栅条宽度，m；b—栅条净间隙，m；n_格栅间隙数。格栅的间隙数n可由下式决定:QnaxJsinob^h^v式中：Qmax一最大设计流量，m3/S；b-栅条间隙，gh—栅前水深，m； v—污水流经格栅的速度，一般取0.6〜1.0m/s；a—格栅安装倾角，（。）；Jsina一经验修正系数.=4.02（取整）所以n=5<2唤Jsina_0.001167xJsin60。b・1.5x10"3x0.3x0.6确定格栅的间隙数量n=5后，则格栅框架内的栅条数目为n-l=5-l=4oB=S（n-l）+bn=20xl0_3x（5-1）+1.5xl0-3x5=87.5xl0-3=0.0875m5.2.2过栅水头损失通过格栅的水头损失h?可以按下式计算：h2=kh（）h（）=（^v2sina）/2g式中：h2一过栅水头损失，m；h（）一计算水头损失，m；匚一阻力系数，其值与栅条的断面儿何形状有关，本设计选用正方形，其匚4值为匚=0（2））,其中0=1.64,经计算得匚=52g一重力加速度，取9.81m/s2；k—系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一般采用k=3。ho=（^-v2-sina）/2g=（52x0.62xsin60o）/2x9.81=0.826mh2=k•ho=3x0.826=2.5m5.2.3栅后槽的总高度HH=h+hi+112式中：H—栅后槽总高度，m；h—栅前水深，m；hi一格栅前渠道超高，一般取hi=0.3m；h2—格栅的水头损失。则H=h+h]+h2=0.3+0.3+2.5=3.lm5.2.4格栅的总长度LL=L]+L2+0.5m+1.0m+(Hj/tga)式中：Li—a水渠道渐宽部位的长度，m,L)=(B・BJ/2tga,其中，为进水渠道宽度，m,山为进水渠道渐宽部位的展开角度；L2—格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度，一般取L2=0.5L1； Hi一格栅前槽高，m。一般为h+hi=0.3+0.3=0.6mLj=(B-Bi)/2tga=(0.0875-0.060)/(2xtgl0°)=0.07m5.2.5每日栅渣量WL=Li+L2+0.5m+1.0m+(H]/tga)=0.07+0.5x0.07+0.5+0.l+0.6/tgl0°=2.0mW=心6400K.・1000式中：w—每口栅渣量，Wi—单位体积污水栅渣量，污水),一般取0.1〜0.01,细格栅取大值，粗格栅取小值；污水流量总变化系数。2.5x1000由于本设计的流量小，计算所得的格栅在市场上没有，所以按最低的标准，进水管道直径为300mmo污水中含有大量悬浮物和漂浮物，故需要设置格栅以拦截较大的悬浮固体物质。该I矢院污水处理工程拟选用自清式格栅除污机(回转式固液分离机)，其主要优点是：1.有一定的自净能力，运行平稳，无噪声；2.格栅与截留污物一起上行，洗刷后的栅面不断补充，故无堵塞现象，很适宜制作栅片间距1〜10mm的细格栅；3.截留污物由于耙齿弯沟的承托，污物不会下坠。到顶部翻转时，乂易于把污物卸除；4.设有机械与电气双重过载保护，可全自动无人操作。由于地埋式处理设施高度有限，现有格栅往往高度较高，故需由生产厂家定制一非标准尺寸的格栅，先选用以HF900型自清式格栅除污机为基础，长度上有所缩短，以适应安装。由进水管道为300mm可计算的格栅槽宽度为437.5mm,所以宽度调整为0.437mo其他尺寸相应调整。因机械格栅置于池内，由于潮气较大，因此机械格栅采用全不锈钢材质(SUS304,包括链轮、螺栓螺帽等),电机采用防水电机，接线盒采用防水接线盒。该格栅安装倾角为60。，渠道宽度为437mm,栅隙为1.5mm,渠长2000mmo 5.3调节池5.3.1池体计算废水进水水位为-0.3m格栅栅前水位为・0.3m,计算得格栅水头损失为2.5m,贝0栅后水位为28m,调节池池底标高为・3.5m,设调节池水深为H=3.40m,由于水泵有最小的启动水位，初步定为0.4m,则调节池有效水深h=3.00m.根据《建筑中水设计规范》,调节池的有效容积为日处理量的30%至50%,此处取30%,则污水调节池的容积为30m［则调节池的面积Si=V2/h=30/3.00=10m2调节池取长5m,宽为2m,深为3m。5.3.2潜污泵选型污水提升前水位・2.8m(即水泵吸水池最低水位)，提升后水位2im所以，提升净扬程Z=2-(-2.8)=4.8m,水泵水头损失h为2m,从而需水泵扬程H=Z+h=6.8m。再根据设计流量为100m3/d,采用WQ型微型潜水电泵，型号为WQ-6A,扬程为14m,转速2800r/min,电机功率为0.75kw,采用一用一备。5.3.3空气管路计算调节池设空气管曝气，最主要的作用是通过曝气搅拌防止杂物在调节池内沉淀下来，避免池底积聚大量污泥，造成调节池有效调蓄容积减小，同时由于停留时间较长，曝入一定量的空气可以避免污水腐败产生大量的臭气。另一方面，对污水的预氧化处理也能更加保证出水的水质。调节池内采用穿孔管曝气，根据设计规定，调节池空气搅拌气量应为每1001/池容积1.0〜2.0m3/min,此处的池容积应为整个调节池的容积，而不仅仅是调节池的有效调蓄容积。本设计污水流量为100m3,调节池所需空气总量Q=1.0m3/minoa穿孔管布置空气管内流速控制在10m/s左右，则管道直径“Q="24J0/60—892m/s（符合要求）34X0.048824内径为48.8mm,则管内流速选用De63mm的UPVC管, 干管分为四路，每路一根次管，分为两组，共4根。次干管流量QJQ/4=0.25次干管馆内流速控制在10m/s左右，则管道内径选用De32mm的UPVC管，内径为24.8mm,则管内流速u=Q=f2’°°——=8.63m/s（符合要求）力22^x0.024*44支管共设8根，每根次支管两侧各1根，其起端空气流速控制在10左右，则支管管径L0I8x60=0.016m选用De20mm的UPVC管作为支管，内径为16mm,校核其流速1.0u=厲=严60=10.4m/s（符合要求）U土X0.016244穿孔管孔眼直径取为3mm,孔口流速30m/s,则孔眼数n为Q1.0/60n=5二光24=30-78.6-793，14x0.00324取n=79个。每根支管的开孔数为79/8=10（取整），斜45。交叉布置，沿支管方向间隔lOOmmob空气管路损失计算调节池选配鼓风机所需的压力（相对压力）H,可用下式计算。H=h+h2+h3+h4式中，m为风管的沿程阻力，kPa;h2为风管的局部阻力，kPa；h3为穿孔管以上的混凝沉淀池水深（以最高水位计）,kPa；h4为穿孔管孔眼出流阻力，kPa。h!的计算公式为hi=iL 式中，＜•为单位管长的阻力，Pa/m；L为风管的阻力，m；a丫为温度为T(°C)是空气的密度修正系数，a卩为大气压力为p(MPa)时空气的压力修正系数。以上参数中，在T=20°C,标准压力为O」Mpa时，i(Pa/m)的计算公式为式中，v为风管中平均空气流速，m/s；d为管内径，mm。Qt的计算公式为(X0.852“20丿式中,Pt为温度T°C时的空气密度,kg/Mp20为温度为20°C时的空气密度,kg/n?。"p的计算公式为(、0.852P«p=—5丿h2的计算公式为h2=^^nX10々(1)式中，§为局部阻力系数；p为空气密度，kg/m3o当温度为20°C,标准压力为760xl33.322Pa时，空气密度为1.205kg/nA在其他情况下，p值可用下式推算：_1,293x273x^x10P~273+7式中，P为空气的绝对压力，Mpa；T为空气密度，°C。风管沿程阻力h的计算过程如下：首先计算各参数。风管内的空气温度设为25°C,空气的绝对压力取为0」Mpa(lOOkPa)，则 P151.293x273xpxlO_1.293x273x0.1x10=1您kg/m3273+T273+T0.852Qt=PtP2O(1.185广2J.205,=0.986z、0.852100101.325,、0.852=0.988对1・2管段进行计算流量q=l.0m3/min,内径dj=4&8mm,流速v=8・92m/s,管长1=10.85m,则i=67x~^=67x&92：：=3i.02Pa/m“a48.81281hi_2=iL«p=31.02x10.85x0.986x0.988=327.8Pa对2-3管段进行计算流量q=O.5in3/min,内径dj=24.8mm,流速v=8.63m/s,管长1=2.95叫则1.924o/ro1-924i=67x^-―=67x=69.28Pa/mJL28124.81281h2.3=iL6Zt^p=69.28x2.95x0.986x0.988=180,99Pa由此，整理上述计算结果得沿程损失如表5」所示表5.1空气管路沿程损失管段编号管长/m空气流量/(m3/min)管道尺寸/mm计算内径/mm空气流速/(m/s)i/(Pa/m)沿程损失/Pa1-210.851.0DN634&88.9231.02327.82-32.950.5DN3224.88.6369.28180.99沿程损失总计508.79计算得:风管的沿程阻力hi=507.89Pa,即约为0.51kPa。风管的局部阻力h2的计算过程如下： 风管局部阻力主要包括各弯头、干支管连接处的丁字、十字管的局部阻力以及闸阀局部阻力。弯头处的局部阻力系数片0.8。丁字管为干管与次干管连接处的异径丁字管，该处的£值为等径丁字管之£值+突缩之g值。干管内径djMS.Smm,次干管内径dj=24.8mm,量内径之比约为2.0,次干管内流速v=8.63m/s,查表得突缩之=值为0.42,等径丁字管分流孑1.5,因此该处的£=1.5+0.42=1.92。闸阀全开时，管径为DN20〜50mm的闸阀g值为0.5。局部损失计算见表5.2,采用式（1）计算。表5.2空气管路局部损失项目个数局部阻力系数空气流速/（m/s）阻力损失/Pa总阻力损失/Pa干管90。弯头20.88.9231.8363.65异径丁字管11.928.6371.5071.50闸阀10.58.9219.8919.89止回阀17.58.92298.37298.37总局部损失453.41Pa由表的风管局部阻力损失112=453.41Pa=0.453kPa。混凝沉淀池的最高水位为・0.70m,空气支管接沉淀池曝气部接口屮心在池底以上400mm,该处标高为440+0.40=・4.00m,则穿孔管上的水深为-0.70-(-0.40)=3.3m,由此可得113=3・3xl0=33kPa曝气部曝气头h4阻力取为3kPa。因此，鼓风机所需的相对压力为H=h|+h2+h3+h4=0.55+1.234+33+3=37.8kPa。经过校核，选用百事德机械（江苏）有限公司生产的HC-80S回转式鼓风机，风量 为2500L/min时，分压为0.5kgf/cm2,完全能满足所需要的风量和风压要求。 5.4混凝沉淀池5.4.1溶药池的容积溶药池的容积可由下式进行计算，即W2=（0.2〜0・3）Wi溶液池的容积由下式进行计算，即式中W]——溶液池容积（n?）；W2——溶药池容积（n?）；Q设计流量（m3/h）；u混凝剂最大投量（mg/L）；b——溶液浓度（％）,一般去5%〜20%；n——每日配制次数，一般不宜超过3次。则uQ15x4.2-_3W,=——==0.5m"1417拠417x0」x3W2=0.3Wi=0.15m35.4.2机械反应池设计计算A.反应池尺寸计算1反应池容积设计流量Q=4.2m"/h,,反应时间t=30mm,反应池容积*等=喘=2皿2反应池串联格数及尺寸为配合沉淀池尺寸，B=l.lm,L=l.lm,H=3mo反应池超高取0.3m。错布置，见图所示：反应池采用3格串联，设置3台搅拌机。每格有效尺寸为：则V=BLH=l.lxl.lx3=3.6m3o池子总高度应为3.3m。反应池分格隔墙上过水孔道上、下交 图4.2机械反应池1桨板；2叶轮；3隔墙；4转动轴A.搅拌设备1叶轮直径及桨板尺寸。叶轮外缘距池子内壁距离取0.15m，叶轮直径为:D=l.l-2x0.15=0.8m每根旋转轴上安装8块桨板，桨板长度取l=0.2m,宽度取b=0.1mo2桨板中心点旋转半径及转速。桨板中心点旋转半径为：2每台搅拌机桨板中心点旋转线速度取：r=eg*0.17+2X0.1=o.395m第一格q=0.5m/s,第二格q=0.35m/s,第三格q=0.2m/s。每台搅拌机每分钟转数为:60q60x0.527iR2^x0.39560v2_60x0.352ttR~「2^x0.39560q60x0.22兀R2^x0.395第i格"1=1.9r/min；第二格伽1.32r/min；第三格®=0.92r/min；3桨板转动功率计算(1)桨板旋转线速度按表4.3计算 602^x0.460~~ni=0.04/2;2m・2^x0.27v=n；=nf60"60=0.028©第一格0.04m=0.04x1.9=0.2090.028ni=0.028x1.9=0.053第二格0.04n2=0.04x1.32=0.1450.028n2=0.028x1.32=0.04第三格0.04n3=0.04x0.92=0.1020.028n3=0.028x0.92=0.02格（2）每台搅拌机上桨板总面积桨板外缘线速度U=込伽/s）60分内侧桨板外侧桨板A=8/?/=8x0.2x02=0.16m2桨板总面积与反应池过水截面积之比为:0.16l.Oxl.8=8.9%（＜25%,符合要求）（3）求桨板宽径比系数K值（三台搅拌机完全相同）外侧桨板：/?//;=—=0.25,查资料得Ki=0.2510.4内侧桨板：b/r2=-^-=0Af查资料得Kj=2.20.27J（4）求每台搅拌机功率第一格:P、=58^(^.^2+7Cyv；)=58x0.16x(2.75x0.2092+2.2x0.0532)=4.5W第二格：P2=58x0.16x(2.75x0.1452+2.2x0.042)=0.57W第三格：P3=58x0.16x(2.75x0.1022+2.2x0.022)=0.27W4各格池子的速度梯度G值和GT值核算(按水温20°C计，n=1.0xl0"3Pas)第一暮q廿j鵲皿十 =42.8<*第二格:第三格:28.9.L反应池总平均G值为:£（G：+G；+G；）=£(86.62+42.82+28.92)=58.25_1GT=58.2x20x60=6.9xl04（一般在10°〜i05之间）C.配用电动机功率电动机总机械效率取ql=0.70,传动效率耳2=0.6第一格：7V=_5_=———=10.7W771〃20.70x0.6第二格：Nr=P?—————=1AW“〃i〃20.70x0-6第三格：◎诒T扁丁咧经验算，厂与GT值均较适合。5.5沉淀池由于水量小，采用竖式沉淀池。5.5.1设计参数取沉淀时间为2h,表面负荷q=1.0m3/（m2-h），总变化系数K取2.5,设计流量qmax=4.2x2.5/3600=0.0029m"/s。5.5.2中心管面积计算中心进泥管流速一般采用v0<0.03m/s,设v（）=0.01m/s,中心管面积 「f二0.0029v{}0.01=0.29m2 5.5.3中心管直径计算中心管直径d°=J"=J"；；：=600加加，取4)=0.6加5.5.4中心喇叭口与反射板之间的缝隙高度计算喇叭口管径1.35%)=1.35x600=810加加，取di=0.82m。设喇叭口与反射板缝隙水流速度为0.02m/s,则%=丄vx7idx0.00290.02x3.14x0.81=0.056/n,取h3=0・06m。5-5-5沉淀部分有效断面面积计算沉淀池表面负荷q=1.0m3/(m2h),则"卅仙0=0.28呦/$表面面积=4.14m2q_0.0029芯厂2.5x0.000285.5.6沉淀池半径计算沉淀池半径R取半径R为1.2m。5.5.7沉淀部分有效水深计算停留时间t=2h,则包=Ux3600=0.00028x2x3600=2.02m,取112=2」m。5.5.8校核池径比3h2=3x2.1=6.3<2.4m,符合径深比的要求。5・5・9污泥容积斗计算设污泥斗下底半径为0.2m,a=60°,则 h5=24-0,4_2tan60°=1.73m十4X1.2—13^x(2.1-1.73)x0.22=3.15m35.5.10沉淀池总高度超高和缓冲层高发均为0.3m,则H=hi+h2+h3+h4+h5=0.3+2.1+0.06+0.3+1.73=4.49m取H=4.5m。地上0.5m,地下4.0m。5・5・11污泥体积计算由于木工程处理量较小，产生的污泥也就少，只要定期进行清除就可以了。5.5.12出水堰计算沉淀池的四周设置出水堰，出水堰上安装三角堰板，均匀集水后自由跌水出流。尺寸计算如下设三角堰板上水深为0.025m,则单齿流量为9=1.343/2247=1.343x0.025247=1.482xl0-4m3/5Q=100m3/d,则总共需要的齿数为100応匕864007.8q1.482x10"取8个，齿高0.05m。5.6接触消毒池的计算水和污水氯化消毒系统是由氯化消毒剂贮存或发牛设备、投加设备、混合池、接触池和自动控制设备等组成。其关键设备要求安全可靠、定比投加，保证消毒剂与污水的快速混合和充分足够的接触时间以达到消毒和改善水质的目的。在医院污水中使用的虹吸定比加药系统形成形式主要有真空式虹吸定比投氯系统、双虹吸式自动投氯系统和钟罩式自动虹吸定比加药系统。其中，双虹吸式自动投氯系统是在大虹吸管上设置辅助虹吸管，在定量池内，小虹吸管先产生虹吸，然后带出大虹吸管内空气，而形成虹吸。消毒剂的定比定量投加也是靠虹吸管形成真空作用，自动地同时将消毒剂投加到虹吸管内0 5.6.1接触池容积总污水量Q=100m3/d,最大小时流量为(100/24)x2.5=10.4n?/h。取t=30min,t=0.45T,则理论停留吋间：T=t/0.45=30/0.45=67(min)接触池容积W护驾么讪取长L=3m,宽B=2m,高H=2m。5.6.2每日次氯酸钠用量处理水量为100m3/h,设加氯量为30g/m3污水，贝比W=100x30=3000(g/d)次氯酸钠发牛器每日运转10h,则设备产氯量=3000一10=300g/h据此选用150g/h次氯酸钠发生器2台，如次氯酸钠发生器检修时，则一台运行并延长设备的运行时间或利用贮氯槽中贮备的次氯酸钠溶液。5.6.3盐用量计算设没生产lg次氯酸钠耗盐3.5g,贝IJ：S=3000x3.5=10500(g/d)=10.5kg/d5.6.4稀盐水槽容积计算设每口溶盐2次，盐水浓度3%计算:V=10.5x1003x2x1.03x1000=0.175m35.6.5次氯酸钠贮槽容积设次氯酸钠浓度为C=10g/L,贮量按L10h计，则贮槽容积为:WxTCxl000x243000x1010x1000x24=0.125m3第六章消毒工艺的选择医院污水消毒是医院污水处理的重要工艺过程，医院污水消毒的主耍目的是杀灭污水的各种致病菌，同时也可改善水质，达到国家规定的排放标准。医院污水常用的消毒剂有氯化消毒剂、二氧化氯消毒剂和臭氧消毒剂等。 6.1氯化消毒剂6.1.1氯化消毒剂的种类氯化消毒剂有液氯、漂白粉、次氯酸钠等。A.液氯液氯是经压缩后贮存于专用钢瓶中的液化了的氯气，其分子式为C12。其工业生产方法是有电解食盐水产生氯气，在常温下于近607.95kPa的压力下或在0.1MPa下，・34.6°C时转变为液态，通称液氯。氯气是一种具有特殊刺激性气味的黄绿色有毒气体，液氯是其压缩以后的形态，为琥珀色透明液体，液氯可贮存在特制氯瓶中。液氯消毒的优缺点：与二氧化氯和比，液氯使用运输方便，易于存储，综合成本低，操作管理简单。氯的缺点是消毒效果受pH值影响较大，杀菌速度一般，而且氯对I矢院污水中病毒的杀灭效果不明显。更重要的是，液氯在消毒过程中会与水中有机物形成三卤甲烷(致癌物)、卤代酮、卤代酸醋、三氯硝基甲烷、氯化孰、甲醛、乙醛等副产品，造成水体的二次污染。氯气是一种有毒气体，危害很大，而氯气的泄露可以发生在各个环节上，包括开始启动、维护和设备故障或部件损坏。因此，将液氯作为I矢院污水消毒其安全性和有害消毒副产物问题是十分令人担忧的。B.漂白粉漂白粉是一种比较复杂的含氯化合物，其化学成分大致为3Ca(OCl)ClCa(OH)2nH2O,一般以Ca(OCl)Cl代表其分子式，为灰白色颗粒状粉末，有氯气味，在空气中易吸收水份和CO2,不稳定，商品漂白粉有效氯含量为28%〜35%。C.次氯酸钠其分子式NaOClo商品次氯酸钠为水溶液，次氯酸钠含量为8%〜12%,宜保存在碱性溶液中。次氯酸钠也可由次氯酸钠发生器在现场制备，其原料为食盐水，通过电解发生次氯酸钠的溶液。对于以上三种消毒剂，一般选用次氯酸钠。氯的杀菌机理研究证明，氯与细菌酶系统反应是不可逆的，细菌由于酶的钝化而被灭活。有人指岀，细菌死亡是由于细菌中含有一种特殊基团的酶，特别是磷酸丙糖脱氢酶被氯氧化引起的。后来发现，被一氯胺破坏的特殊基团能得以修复，但是细菌仍不能复活，因此，可能其他酶的变性对细菌的死亡也是重要的。次氯酸是所测得的余氯中杀菌力最有效的成分，其原因是次氯酸比较容易渗入细胞壁，它的渗透速度类似于水的渗透速度，这是因为次氯酸分子比较小而且不带电荷。 6.2臭氧臭氧是一种极强的氧化剂和高效杀毒消毒剂，因此，臭氧自1840年被发现以后，在发达国家很快被作为强氧化剂、消毒剂广泛应用于食品、化工、医疗、餐饮、储藏、养殖等领域。今年来，由于环境污染日趋严重，臭氧技术在我国逐渐引起人们的重视。臭氧消毒适用于传染病医院，传染病房的污水消毒，对水质要求高的医院也可采用臭氧处理。臭氧消毒的优缺点：1、优点：A.高效性。消毒进行吋臭氧发生器产生一定量臭氧,在相对密封的环境下，扩散均匀，包容性好，克服了紫外线杀菌存在的诸多死角的弱点,可达到全方位快速高效的消毒灭菌目的。B.臭氧消毒受污水pH值和水温的影响小。C.臭氧可以去除污水的色、嗅、味和酚氤等污染物，增加水中的溶解氧，改善水质。D.臭氧可以分解难降解的有机物和三致物质，提高污水的可生化性。E.高洁净性。F.臭氧的制备一般是利用空气、氧气和电能，不需要其他任何辅助材料和添加剂，不存在原料的运输和贮存问题。2、缺点：A.臭氧消毒的设备投资及运行费用较一般消毒方法高，占地也较多。B.臭氧发生设备及投配装置比较复杂，除了高压臭氧发生器。尚需配置无油空压机，气•水接触氧化塔，为其分解罐等设备，需要具有较高的技术水平的人员进行管理和维护。C.臭氧消毒对水质要求比较高，否则臭氧消耗量大，消毒效果不好，不经济。D.臭氧在水中溶解度低，往往由于尾气处理不当而造成空气污染。E.臭氧的半衰期很短，通常只能就地生产，就地使用。影响臭氧的因素有：污水水质、臭氧投加量和接触吋间等。6.3二氧化氯CIO?分子结构外存在一个未成对电子——活泼自由基，具有很强的氧化作用。它能迅速氧化、破坏病毒衣壳上蛋白质中的络氨酸，移至病毒的特异性吸附，阻止其对宿主细胞的感染。C1O2有很强的氧化分解能力，它与细菌及其他微生物蛋白质中的部分氨基酸发生氧化还原反应，使氨基酸分解破坏，氨基酸链断裂，进而控制微生物蛋白质合成,最终导致细菌死亡。C1O2能较好地杀灭细菌、病毒，却不会对动植物机体产生损伤。其消毒效果：(1)二氧化氯对细菌和芽沦的灭活C1O2对大肠杆菌有很好的灭菌效果，且随着投量增加，灭活率也增大。对其他典型细菌如金黄色葡萄糖球菌，在一定实验条件下，1.5mg/L的CIO?可达到98%的灭活率，在消毒剂投加量为2.5mg/L时，金黄色葡萄球菌的灭活率增加到99.9%O（2）二氧化氯对水中病毒、浮游动物的灭活二氧化氯对水中的众多病毒有良好的灭活效果。0.20〜0.25mg/L的二氧化氯在数分钟内可杀灭水中内毒杆菌的毒素，比氯 要有效得多。其优缺点：优点：A.CIO?在灭活病毒、芽抱、浮游动物等方面比氯气效果更好；B.不形成氯仿等有机氯化物；C.杀菌特性几乎不受pH值的影响，且杀菌效果明显好于氯气；D.在水中的剩余量，将会延长或保证处理后污水的消毒效果。缺点：A.二氧化氯易爆炸，使用时应当注意；B.二氧化氯是有毒气体，其味道比氯气更大，有刺激性，对呼吸道有刺激作用。6・4消毒工艺的确定由于本设计主要进行的是粪人肠杆菌的去除，所以需选用一种有效而方便的消毒工艺。对于二氧化氯和次氯酸钠而言，从杀菌效果过来说，二者相差不大，前者略优于后者,能满足卫生需要；从配置角度来说，二氧化氯的配置稍嫌麻烦，还要添加一种催化剂；从操作安全来看，二氧化氯在添加催化剂后，会产生刺激性的气味，若操作工人因配置吋违反了规程就会导致其呼吸道黏膜严重受伤;而II从方便角度考虑的话，当然是次氯酸钠比较好一点，而口方便保存和使用。少量的臭氧具有消毒的效果，但是，量多一点就会有很大的危害。所以本设计选用次氯酸钠消毒剂。 第七章高程计算7.1水头损失计算计算污水在处理流程中的水头损失，选最长的流程计算，结果见下表:表7・1水头损失计算表名称设计流量（1Q管径（mm）1(0/00)V(m/s)管长L(m)IL(m)&V2(m)化粪池1.21002.51.25100.0251.00.320.349化粪池0.3来水格栅————————2.5调节池至反应1.21002.51.2520.00510.723.4313.431池提升泵0.7反应池0.5反应池至沉淀1.21002.51.250.50.00110.320.321池沉淀池0.2沉淀池至消毒1.21002.51.250.50.00110.320.321池消毒池0.3£7.20577.2咼程计算由手册查得各构筑物的内部水头损失，再由经过各构筑物的流量、流速范围定出连接管的管径和坡度，然后推算各构筑物的水位标高。经过计算各污水处理构筑物的设计水面见表6.2。再根据各处理构筑物的水面标高、结构稳定的原理推求各构筑物地面标高及池底标高。具体结果见流程图。 表7.2各处理构筑物的设计水面标高及池底标高构筑物名称水面标高池底标高化粪池0.20m-2.30m格栅・0.30m-0.50m调节池・0.70m-3.50m混凝池1.40m-1.40m沉淀池1.30m-3.00m消毒池1.20m-0.60m 第八章一览表名称数量尺寸单位备注化粪池16x2.2x23座—格栅12000x437x900座—调节池15x2x3座—提升泵WQ-6A2N=0.75kw台一用一备混凝反应池31.1x1.1x3.3座—沉淀池1D2.4xH4.7座—消毒池13x2x2座—ZWX型次氯酸钠发生器1KWII-2,0.12kw台含计量泵电气系统1—套主件进口管道1—套—搅拌设备2N=0.37kw套—电动机1功率N=12.6kw台—鼓风机1HC-80S,lkw台— 第九章结构设计由于本设计中的构筑物基本上都是埋置了部分在地下，所以构筑物均采用地下式钢筋混凝土结构，采用C25钢筋混凝土，防渗标号S6。9.1设计原则本方案的设计中要选择先进的工艺流程，合理的技术参数，平面布局力求紧凑、简洁，最大限度地满足工艺要求。9.2防渗设计本工程采用混凝土自防水等级为S6,同时凡水池底板面、外壁墙内侧面及地下水位以下的外侧面均批1:2水泥防水砂浆（厚20mm）。对构筑物的防腐，通过增加碗的密实度、控制水灰比，确保钢筋保护层厚度等环节实现。9.3施工技术及安全措施9.3.1基坑开挖及支护为了确保基础工程顺利进行，应先进行地质勘查，经全面周密的设计计算，确定支护方案及施工方法，方可进行基坑开挖，以确保安全。开挖基坑时，边坡的安全在施工过程中应特别注意。同时，要关注地下水位的降低而可能造成的对邻近建筑物的影响。9.3.2材料各种钢筋、型钢入场需带出出厂证明，经质量抽检合格后方可使用。妊水灰比控制在0.55内，砂、石等骨料要符合质量要求。9.3.3钢筋制作安装及栓浇捣（1）钢筋制作，绑扎严格按施工规范进行，确保钢筋的保护层厚度正确。（2）模板应支撑牢固、接缝密实、刚度足够、不漏水。不能用铁丝穿过防水结构基层固定模板。（3）碗浇筑应严格按操作规程进行，以保证碗密实度。 9.3.4施工缝的设置水池底板不能设施工缝。池壁可以留设水平施工缝，位置设于底板面以上300mm处，第二道水平施工缝可根据结构情况和施工组织确定，但应离开孔洞、预埋管200mm为宜。水平施工用金属止水带，并严格按操作规程进行施工，否则容易造成渗漏。 第十章运行费用经济效益分析10.1运行成本分析本污水处理系统设计处理水量为100m3/d,其运行成本分析如下：10.1.1电费装机容量为15kw,实用功率14.84kw,按照电价0.60元/度来计算。运行效率按75%计算：E=0.60元/度x14.84kw/hx75%-^-l00m3/dx24=l.6元/rr?10.1.2人工费木污水处理系统自动化程度高，系统运行一人兼职管理，可不计。10.1.3药剂费耗盐量为10.5kg/d,盐的单价为3.75元/kg,每年耗用的盐的费用为3.75x10.5x365=1.4万元/a10.1.4吨水运行费用0.16+0.09=0.25元/n?10.2经济效益分析（每年）1）运行费用：0.25x10-4x100x365=0.91万元/a2）设备折旧（按20年计）：6.95一20=0.3475万元/a3）减少排污费（以每吨水收取排污费0.5元计）0.5x100x365=1.8万元/a因此直接经济效益为1.8-0.91-0.3475=0.5425万元/a10.3间接经济效益工程建设后还具有间接经济效益，主要是通过减少废水污染对社会造成的经济损失而表现出来的。1）农、牧、渔业方面废水达标排放，保证了水体质量，可保证农、牧、渔业的正常生产。2）人体健康方面水污染会造成人类的发病率上升，医疗保健费用增加，劳动牛产率下降。根据有关资料显示，我国排水系统及废水处理设施建设。每投入一元可减少因水污染造成的健康 损失、地价损失、农业损失、工业损失共计3.72元。10.4环境效益分析中医院废水处理后，对保护区域水环境质量具有积极的作用，改善人们的生活环境有明显的促进作用。工程的环境效益十分明显。10.5社会效益某中医院废水处理站工程是一项保护环境、建设文明卫生城市，为子孙后代造福的工程，其社会效益明显。(1)本工程实施后，可保护纳废水系水质，为社会服务。(2)提高卫生水平，保护人民身体健康，防止疾病传染等。(3)树立环保医院的形象。 第十一章项目投资估算11.1设备部分投资估算名称数量尺寸单位价格（万元）格栅12000x87.5x900座0.20提升泵WQ-6A2—台0.50ZWX型次氯酸钠发生器1KWII-2,0.12kw台3.70电气系统1—套0.8管道1—套1.20搅拌设备2N=0.37kw套0.6电动机1功率N=12.6kw台0.20鼓风机1HC-80S,4kw台0」5小计7.35 11.2土建部分投资估算序号名称数量单位金额（万元）备注1开挖土方98m30.29—2化粪池30m31.5钢筋结构3调节池30m31.5钢筋结构4反应池4.5m30.225钢筋结构5沉淀池21.5m31.075钢筋结构6消毒池12m31.2钢筋结构小计5.79 11.3其他投资及工程总造价估算序号名称取费标准价格（万元）1土建—5.792设备—7.353小计—13.144设计费(3)x5%0.6575运输管理费(2)x3%0.22056安装调试费(2)x8%0.5887税金(3+4+5+6)x6%0.8766总计——28.6221 第十二章总结与体会医院作为市内重要的市政基础设施，对其排除的污水进行处理不仅将极大地改善该市的城市环境，树立城市的良好形象，还将吸引更多的企业来投资。污水处理工程规模为100m3/do污水处理工艺采用强化一级处理:混凝沉淀工艺，可达《医疗机构水污染物排放标准》的预处理标准。通过这次毕业设计，增强了我理论联系实际的能力，对污水处理方面有了详细全面地了解。在设计过程中遇到了一些在设计、实际工程中需要注意的问题，但都在指导老师的指导下都解决了。同时，在这次设计中，我学到了在课堂中学不到的知识；提高了CAD绘图水平，加强了独立思考，独立工作的能力。 参考文献[1]马世豪，凌波编著.医院污水污物处理[B].化学工业出版社.2000:164〜187.[2]韩洪军主编.污水处理构筑物设计与计算[B].哈尔滨工业大学出版社.2002:245〜263.[3]高廷耀，顾国维，周琪主编.水污染控制工程（下册）回.高等教育岀版社.2007:299〜307.[4]陈志莉，张统主编.医院污水处理技术及工程实例[B].化学工业出版社.2003:157〜165.[5]杨润昌主编.苏金锂•，谢磊副主编.水污染控制工程[B].屮国教育文化出版社.2006:289〜300.[6]闪红光主编.环境保护设备选用手册（水处理设备）.化学工业出版社.2002.[7]魏先勋主编.陈信常，马菊元,韩绍昌副主编.环境工程设计手册（修订版）•湖南科学技术出版社.2002:218〜224.[8]唐受印，戴友芝等编.水处理工程师手册[B].化学工业出版社.2000.[9]王志魁编.化工原理（第三版）[B].化学工业出版社.2005:74^86.[10]陈耀宗，娄文源，胡鹤钧,张延灿，张淼主编.建筑给水排水设计手册.屮国建筑工业出版社.1992:674〜681.[11]柴晓利，马沧，党小庆等编著.环境工程专业毕业论文设计指南.化学工业出版社.2008:265〜274.[12]何圣兵，崔洪升，郭婉茜编著.污水处理项H建设程序与工程设计[B]•中国建筑工业出版社.2008:124〜131.[13]周迟骏主编.环境工程设备设计手册•化学工业出版社.2009. 本设计是对中医院污水处理工程设计，从设计开始到基本完成，都得到了吴湘江老师的悉心指导和鼓励。吴老师渊博的知识、严谨求实的科学态度，以及对我的严格要求,使我受益非浅，终生难忘。在此特向吴老师表示最诚挚的敬意和最衷心的感谢。最后，我衷心的感谢四年来辛勤培养我的化学化工学院的领导和老师,对评审本次设计和参加同学答辩的老师表示诚挚的敬意。在做设计的过程中，得到了同学的热情帮助和支持，在此一并表示感谢。'