1、第十篇 !污水局部处理设计第一章 !医院污水处理设计一 !原 !则#“%凡新建 改建和扩建的各类医院 “包括传染病 结核病 综合医院及从事于病源微生物实验 检验工作的生物制品生产 科研等医疗卫生机构排出的被病菌 病毒所污染的污水 污泥 “均应进行消毒处理 !#$%含有放射性 重金属及其它有毒 有害物质 #1污水综合排放标准 -UB01/0,“11.所指的第一类污染物 %的污水 污泥 “如不符合排放标准要求的 “应单独进行处理 !#%医院污水处理设施应力求简便有效 管理方便 占地面积小 造价低廉 运行安全及避免对周围环境造成污染 !其设计须符合 1建筑给水排水设计规范 -UBn“,00#“11/
2、年版 %及 1医院污水处理设计规范 -_P+/,00的要求 !#)I2!“: :I)I:#:I)I: !“#22:)I:#!“2:#I2:2:#I:#!“22:I:2臭氧在水中分解半衰期 #见表 !“#!#!“!臭氧在水中分解半衰期 表 !“#!#!“D E 6 M N O P温度 $?% ! !“ !0T系列结构形式 立管式 卧管式 卧管式 $外玻管式 %介电管 !2/W!&/W!“$(%!0$W2W!)/“$(% !0$W0W!2“$(%无涂层 石墨涂层 无涂层冷却方式 水冷 水冷 水冷空气干燥方式 变压吸附再生 变压吸附再生 变压吸附再生供气压力 $FB9% “&$“&1 “&$“&1
3、“&$“&1臭氧气压力 $FB9% “&“$ “&“0“&“1 “&“0“&“1臭氧浓度 $-*()% !“2“ !“!/ !“!/空气露点 $?% #0“ #0“ #0“电耗 )$JT,%*J-:)* !$!1 !12“ !0!$)!1第一章 %医院污水处理设计国外工业用臭氧发生器特性 表 !“#!#!)性能指标 奥托板型 管式 劳泽板式气源 空气 空气或氧气 空气或氧气供气露点 $?% #$“ #$“ #0“冷却方式 水冷 水冷 空气冷却气室压力 $FB9% “ “&“2“&! “&“4“&“1$放电间隙 $(% )&“ 2&/ !&2/放电电压 $峰值 %$JC% 4&$2“ !/!3
4、1!“电源频率 $S% /“/“ $“ 2“介电体厚度 $(% )0&4/ 2&/ “&/电耗 )$JT,%*J-* 2“ !0!1 !2!$以空气为气源 22&$0 !$22 !0!3&/以氧气为气源 # 1! /&/4&1微孔扩散器 “水射器接触池 “填料塔 “机械涡轮注入器和固定螺旋混合器等 #见图 !“#!#!1!%微孔扩散鼓泡接触塔 &它是利用置于塔底部的微孔板将臭氧分散成微小气泡 #污水顺流或逆流通过接触塔同臭氧气泡充分接触 #剩余尾气由塔顶排出 !为了保证处理效果 #可使用两塔串联 !塔高一般为 0/(#污水停留时间为 )“(QR!此种接触塔的缺点是其微孔板上的孔易被堵塞 !微孔
5、板的材料有 &塑料 “陶瓷 “刚玉 “锡青铜和钛板 !其性能指标见表 !“#!#!0!微孔扩散板的性能 表 !“#!#!0种 %类 孔径 $(% 直径 $(% 厚度 $(%锡青铜板 $“ )1“ /多孔陶瓷板 2“ /“2“ 2“微孔塑料板 2“ /“2“ /!“刚玉板 2“ /“2“ #0!1第十篇 %污水局部处理设计图 !“#!#!1%臭氧接触装置示意2%水射器臭氧接触池 &利用水射器形成负压将臭氧吸入 #气水在高流速下充分混合 #形成气泡通过混合管再由底部上升 #使剩余气体由池顶部排除 !水射器性能规格 #见表 !“#!#!/!塑料水射器性能规格 表 !“#!#!/型号 最高真空度 $J
6、B9% 最大吸气量 $()*,% 工作水压力 $FB9%B5E#2“ 31&4 )“ #“&2/B5E#$“ 33&) !“ #“&2/%)%填料接触塔 &是在鼓泡塔内装填各种填料 #以不断切割破碎上升的气泡和水流 #从而提高气液传质效率及处理效果 !填料接触塔高一般为 /1(#填料充填高度为 !)(!填料的种类有 &聚丙烯波纹板 #聚丙烯阶梯环和鲍尔环等 !其中阶梯环质轻效果最好 !国产聚丙烯阶梯环特性 #见表 !“#!#!$!/!1第一章 %医院污水处理设计聚丙烯阶梯环特性 表 !“#!#!$公称直径$(%实际尺寸$+W(%$(%个数$个 *()%比表面积$(2*()%空隙率$()*()%
7、堆积重量$J-*()%平均填料因子$(#!%2/ 2/W!4&/W!&0 1!/“ 221 “&3“ 34&1 !42/“ /“W)“W!&/ 331“ !2!&1 “&3!/ 4$&1 !“0%涡轮注入器 &是一种机械气液混合装置 !其原理是利用在水下高速转动的叶轮将污水由下部吸入 #利用叶轮的离心作用由涡壳四周甩出 #臭氧气体利用叶轮转动产生的负压由上部吸入与水剧烈混合接触 #形成极小的微气泡 #并具有很高的动能 #所以传质效果好 #加速氧化反应速度 !在医院污水消毒处理中 #接触时间不超过 !“(QR#臭氧投加量也可减少 #对二级生化出水 #臭氧投加量为 !“!/(-*.!因而缩小了接触
8、池容积和经常运转费用 !涡轮注入器性能规格 #见表 !“#!#!4!通常医院污水处理采用二级串联 #接触箱与注入器系列已由工厂定型生产 !涡轮注入器性能规格 表 !“#!#!4型号 电机功率 $JT% 最大气体注入量 $()*,% 备 %注XE#3“#2“XE#!“#21“XE#!)“#)“&4/2&20&“2/$3“美国制YX#2“YX#$“!&!)2“$“中国制/%固定螺旋混合器 &是由安装在管道中的扭曲成 3“Z角的许多旋片组成 #无转动部分 #所以称作固定混合器 !气液混合体通过管道时 #受到固定螺旋的切割并改变流动方向 #形成很多反向水层 #可使气液混合达到乳化状态 #最佳气水比为
9、!&/K!$体积比 %!不同接触方式比较 #见表 !“#!#!1!不同接触方式比较 表 !“#!#!1接触方式臭氧利用率$=%要求水头$FB9%气体压力$FB9%主要应用方面及特点微孔扩散式 3“33 无 “&“$ 给水消毒 #简单 “易堵塞负压喷射器 1“3/ “&!“&2/ 无 给水消毒 #用于小投加量填料塔 3“33 无 “&“$ 污水消毒 #工业废水处理传质好 #填料费用高涡轮注入器 4“3“ 无 无 污水消毒 #消耗动力用于小水量工业废水处理固定混合器 4“3“ “&!“&2/ “&“$ 可用于给水和污水处理$/%尾气处理 &臭氧在处理污水过程中 #往往不可能百分之百地被污水吸收利用
10、 #所以对剩余的尾气中含有的一部分臭氧 #如直接排入大气就会污染环境 #危害人体健康 !为尽可能利用剩余臭氧$!1第十篇 %污水局部处理设计可将其引入原污水中 !如实在不能利用就必须加以处理 !尾气处理的方法有燃烧法 “括性炭吸附法 “化学吸收法和催化分解法等 !处理后的尾气中的臭氧含量应小于 “&!(-*.!臭氧尾气处理方法比较 #列于表 !“#!#!3!臭氧尾气处理方法比较 表 !“#!#!3处理方法 工艺条件 优缺点燃烧法 $热分解法 % 加热 24“? 简单 “可靠 “需要消耗能量活性炭法 固定床吸收柱 适于低浓度臭氧 “浓度高时易爆炸催化分解 霍加拉特剂固定床 发热 #分解快 “简单
11、 “怕受潮化学吸收法 还原剂碱液吸收 费用高$%医院污水臭氧消毒工艺流程 &!%使用范围 &臭氧消毒在我国开始于 2“世纪 1“年代初期 !由于臭氧发生器设备投资较大 #要求管理技术水平也高 #所以只有少数医院采用 !在下列情况下可以考虑臭氧作为消毒剂 !“传染病医院和传染病房排出的含有肠道病毒 #特别是含有肝炎病毒的污水 !#最终污水排入养鱼塘和渔业水体的污水 #采用氯化消毒会由于余氯过高造成鱼类和其它水生生物死亡时 !$在某些特殊要求的情况下 #如排入某些有特殊要求的水域或水的回收再利用时 !2%医院污水臭氧处理工艺流程 &采用臭氧消毒的医院污水 #预处理是十分重要的 #往往由于预处理程度
12、不够而影响臭氧消毒的效果 #医院污水处理程度要经过技术经济比较确定 !污水最好是经过二级处理后再用臭氧消毒 !这样可以减少臭氧的投加量 #降低设备投资费用和运行费用 !医院污水臭氧消毒基本工艺流程 #见图 !“#!#!3!图 !“#!#!3%医院污水臭氧消毒基本工艺流程不同处理工艺流程消毒处理医院污水的试验结果 #见表 !“#!#2“!4!1第一章 %医院污水处理设计不同处理工艺流程的臭氧处理结果 表 !“#!#2“处理工艺 水样臭氧投加量$(-*.%G55$(-*.%6:M$(-*.%8)#8$(-*.%细菌总数$个 *(.%大肠菌群数$个 *.%自然沉淀I臭氧原水沉淀后臭氧后 )“$&1$
13、&1$&12“!2“2“4“!“!0312“4)!/0$/!“/$2“4!0/!“3)W!“/0!)W!“/23W!“22)1“2)1“2)“2)“混凝沉淀 I臭氧原水沉淀后臭氧后 2“/“)“1“!/0“!“)“!“2/“/$!2“/0!“#!“/#4!“/#$!“2#)2)1“2)1“2“1!222)!0W!“$!1!0“2)1“2)“)%臭氧消毒工艺设计及设备选择 &医院污水臭氧消毒工艺设计 #包括预处理工艺设计 “臭氧消毒接触系统设计及臭氧发生器配套设备的选择等 !预处理工艺指在臭氧消毒之前对医院污水进行的一级处理或二级处理流程 !臭氧消毒医院污水的主要设计参数可通过实验确定 #也可参
14、照表 !“#!#2!所列参数设计 !医院污水臭氧消毒主要设计参数 表 !“#!#2!项 %目 一级处理出水 二级处理出水臭氧投加量 $(-*.% )“/“ !“2“按触时间 $(QR% )“ /!/大肠菌去除率 $=% 33&33 33&330%臭氧处理系统的安全与防护 &“系统设备管道防腐处理 &臭氧具有很强的腐蚀性 #在潮湿情况下腐蚀性最强 !因此 #臭氧发生设备 “输送臭氧的管道 “阀门及接触反应设备均应采取防腐措施 !如使用碳钢材料必须涂防腐涂层 !最好使用不锈钢管 “玻璃钢管 “DE5塑料管等 !接触池在使用钢筋混凝土材料时应加防腐涂层 !一般橡胶不耐臭氧氧化 #所以臭氧发生器设备间
15、的电线 “电缆等均不能使用橡胶包裹的电线 #应使用塑料电线 !#设置通风排气设备 &臭氧具有毒性 #空气中臭氧浓度达到 “&!(-*()时就对人的眼 “鼻 “喉及呼吸道产生刺激作用 #在 “&“!“&“2(-*()时可闻到嗅味 #因此在臭氧设备间应设置通风设备 #万一发生泄漏可及时排出臭氧 !臭氧比空气重 #通风机应安装在靠近地面处 !$臭氧输送管道及臭氧设备必须密闭 #防止泄漏 !在设备运行之前应检查是否泄气 #运行中一旦发生泄漏应立即关掉臭氧发生器电源 #打开排风扇排除臭氧 #再进行检修 !%臭氧发生器为单相高压放电设备 #应设置接地装置 #接地电阻应小于 0)!操作应严格按设备使用说明书
16、及有关电器使用要求进行 !&必须设置尾气处理或尾气回收装置 #反应后排出的臭氧尾气必须经过分解破坏或回收利用 #达到排放标准 #否则将污染大气 !1!1第十篇 %污水局部处理设计*臭氧设备间进口应设有面罩 “口罩 “绝缘鞋等个人防护用具 !/%臭氧消毒设备布置要点 &“医院污水臭氧处理站应设置空压机房 “臭氧发生器设备间和操作间 !空压机房安放空压机 #空压机应防振和防止噪声 !臭氧发生器间应留有设备检修空间 !#臭氧接触塔在寒冷地区应设在室内 #尾气处理后设排气管排出室外 !$根据处理工艺要求设置提升泵房 #泵房应尽量靠近处理设备 !%应绝对防止臭氧接触塔内的污水通过臭氧管道回流到臭氧发生器
17、 !&设备间内应有给水排水设施 #寒冷地区应有供暖设备 !某医院污水臭氧处理间设备布置 #见图 !“#!#2“!图 !“#!#2“%医院污水臭氧处理间平面布置$%臭氧处理医院污水实例 &“某传染病医院采用二级处理臭氧接触塔消毒系统 #污水经过调节池 “沉淀池然后进入二塔式生物滤池 #塔滤出水经过沉淀处理后再用泵提升至臭氧接触塔 #接触塔高 /(#直径“&1(内装填料 !臭氧发生器采用卧式内管臭氧发生器 #臭氧产量 2“-*,#处理水量 !“()*+#其工艺流程见图 !“#!#2!图 !“#!#2!%臭氧处理医院污水工艺流程!#无油空压机 (2#贮气罐 ()#变压器 (0#臭氧发生器 (/#臭氧
18、接触塔 ($#水泵 (4#一级沉淀池 (1#排放监督池3!1第一章 %医院污水处理设计#某医院日处理污水量 2“()#污水采用接触氧化法二级处理工艺 “生化处理出水采用涡轮注入器接触罐臭氧消毒装置 #使用二台 .6O型臭氧发生器 #臭氧产量 2“-*台 ,接触时间 !2(QR#出水达到排放标准要求 #工艺流程见图 !“#!#22!图 !“#!#22%二级处理臭氧消毒工艺流程!#格栅 (2#调节水池 ()#立式泵 (0#流量计 (/#接触氧化池 ($#二次沉淀池 (4#二级臭氧接触池 $涡轮注入器 %(1#监督池 (3#臭氧发生器 (!“#贮气罐 (!#无油空压机 (!2#污泥泵 (!)#污泥消
19、毒罐 (!0#检查井 (!/#空压机 (!$#尾气处理$五 %氯片及氯片消毒器小型医院和门诊部 #污水量小 #但污染浓度高 #若按大型医院修建一套完整的污水处理构筑物和采用液氯进行污水消毒显然是不经济的 #液氯消毒还需要较复杂的定比投氯装置 #并且液氯具有很强的毒性和腐蚀性 #对工作人员的操作 “管理水平要求也较高 !在边远地区 #液氯的贮存 “运输和供应都较困难 !因此 #对小型医院和门诊部采用液氯作为污水处理的消毒剂显然是不合适的 !氯片消毒是利用氯片中所含的有效氯成分随污水流量变化而定量溶出 #在污水中保持基本稳定的余氯量而达到定比投氯和消毒 !$!%氯片 &氯片有漂粉精粉片 $次氯酸钙
20、 69$:67%2%#和三氯异氰尿酸 $6)67)8):)%片两种 !使用时按一定比例的填充剂混合 #用压片机压制而成 #定量投加 !漂粉精片有效氯含量在 $/=左右 !各种漂粉精的主要成分见表 !“#!#22!各种漂粉精的主要成分 表 !“#!#22漂粉精 有效氯 $=% 次氯酸钙 $=% 氯化钙 $=% 氢氧化钙 $=% 水分 $=%!$)&$) $0&!/ 3&32 22&$ “&3$“21第十篇 %污水局部处理设计漂粉精 有效氯 $=% 次氯酸钙 $=% 氯化钙 $=% 氢氧化钙 $=% 水分 $=%2$)&20 $)&4$ 3&0“ 2)&$/ “&32)4“&44 4!&)/ /&
21、1“ 0&“4 !0&!当次氯酸钙溶于水时 #发生如下化学反应 &69$:67%2I2!“: 2:67I69$:%22:67 !“光2):*I26769$:%2I267H69672I22:北京生产的漂粉精片有小片及大片两种 #其规格见表 !“#!#2)!北京生产的氯片规格 表 !“#!#2)氯片规格 直径 $(% 厚度 $(% 重量 $(-*片 % 有效氯含量 $=%小片 !2 / 34“ $/大片 !)“ !“ !2“ $/清华紫光集团工程化学部生产的三氯异氰尿酸有效氯含量为 3“=#其溶解度 $2/?%为 !&2-*!“(.#!=的水溶液其 G值为 2&42&3!有速溶和缓释两种 #又有粉
22、末 “颗粒及片状产品 !其相对密度分别为 “&3$“!&“4及 !&$“!消毒片分大 “中 “小三类 #其规格见表!“#!#20!三氯异氰尿酸消毒片规格 表 !“#!#20规格 直径 $(% 厚度 $(% 重量 $-*片 % 有效氧含量 $=%大片 4/ 2/ 2“ 3“中片 2/ !/ !/2“ 3“小片 !“ )0 “&/ 3“$2%氯片消毒器 &氯片消毒器是一种靠水流溶解氯片的自动定比加氯装置 !氯片消毒器有筒式和管式 #筒式的氯片筒为一单筒 #见图 !“#!#2)!管式的氯片筒是由多个管子组成 #见图 !“#!#20所示 !多管式比筒式使用可靠 !消毒器内装有氯片 #下部是设有条栅的溶
23、药室 #污水流经条栅 #与其中的氯片接触 #随着水流的通过 #氯片不断地溶解 !氯片又可以依靠重力自然补充其被溶解掉的部分 !氯片的溶解量与水流速度和被淹没的深度以及水温有关 !水流速度和水深随污水量而变化 #水量越大 #则水流速度越快 #水也越深 #氯片溶解得就多 (反之溶解得就少 !这样 #就使得流过消毒器后的污水中保持相对稳定的余氯量 #从而达到有效消毒的目的 !根据不同的消毒要求 #水中余氯量的多少可以通过调整 ,调节闸门 -的开启度来控制 #一旦调整完毕 #就不需要经常调节 #只要定期填加氯片和测定余氯量即可 !筒式氯片消毒器规格 #见表 !“#!#2/!21第一章 %医院污水处理设计
