全套本科CASS毕业设计CASS++消毒工艺处理污水设计

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前 言

医院或其他医疗机构排出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害物质，具有极大的危害性，并且令人厌恶，如不妥善处理，其对医务人员和广大人民群众健康及环境危害是显而易见的。

医院污水由于其水质特殊性而被单独划分为一种污水类型。本设计介绍了医院污水的危害，处理方法等，而且绝大多数医院其排放的污水有机污染物浓度比普通的生活污水低，而细菌总数也在同一个数量级，只是有害或致病菌所占的比例较高，所以消毒处理是医院污水处理的关键。就医院污水处理的必要性有人认为在国外医院污水并未单独处理，与普通生活污水一样直接排入下水道，这是基于国外采取了严格的污水污物分流措施，而我国的情况则明显不同，大量的污染物直接排入到污水中，必须进行处理。通过各种生化方法及消毒方法的比较，本设计采用连续进水的周期循环活性污泥法工艺（CASS）并选择了目前常用而且经济有效的消毒方法——化学法二氧化氯消毒。

本设计分为九个部分，依次为：概述、工艺流程的确定与选择、主要构筑物的设计与计算、污泥产量的计算、自动投氯系统的计算、管路的设计与计算、设备的性能与选型、运行管理、工程概算以及运行中异常性状和解决对策。

本设计注重理论联系实际，力求实现科学性、先进性的统一。实践证明，采用CASS处理工艺，系统简单，未设污泥回流装置，没有初沉池及二沉池，占地面积比传统活性污泥法减少了20%～30%，投资节省了15%～25%，运行费用减少了10%～20%。

特别要提出的是本设计得到了李方文老师的细心指导，在此表示衷心的感谢。

由于本设计编写时间比较仓促，加之本人学识有限，设计中难免有不妥之处，恳请老师批评指正，不胜感激.

周 玲 2005．05

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一、概 述

（一） 医院污水的现状

医院或其他医疗机构是担负着医疗、教学、科研和预防四大任务的单位，是病人活动比较集中的场所。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。

随着我国医疗事业的发展，我国县以上医疗单位的床位数以达200多万张，其中传染病科的床位数达到9000多家，城区20张床位的医院达400多家。

医院或其他医疗机构排出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。

医院污水特别是传染病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，国内外历次大的传染病爆发流行，几乎都与水源污染、饮用或接触被污染的水有关。同时，医院污水中还含有重金属、消毒剂、有机溶剂以及酸、碱、放射性物质等，是致癌、致畸、致突变物质，这些物质排入岁体将对环境造成巨大的危害并长期危害人体健康。因此，医院污水必须进行无害化处理，达到规定的排放标准方可排放或运送至专门的机构处置。

关于医院污水、污物的防治措施和处理技术，国内进行了大量的研究开发。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。在20世纪80年代中期开始对医院污水处理提出了明确的消毒要求，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。近年来随着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。因而要求对医院污水采用二级处理，这样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，同时还可去除COD、酚、氰等有机污染物。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。可应用于医院污水二级处理新技术有：氧化沟处理技术、AB法处理技术、水解酸化处理技术、沼气处理技术、CASS处理技术、超滤处理技术、膜生物处理技术等。

（二）医院污水的来源和主要污染物

1：来源

医院一般分为综合性医院和传染病医院两大类。医院污水就其污染物的种类及浓度与城市粪便污水相近，但并不完全一致。因为除一般污染物外，医院污水中还含有一些特殊的污染物，如药物、消毒剂、诊断用剂、洗涤剂等。

医院污水主要源于各种病房，特别是各种传染病房、手术室、洗衣房所排污水，除含有大量病源微生物，寄生虫卵如蛔虫卵及各种病毒如肝炎病毒、肺结核菌和痢疾菌等外，还含有大量污染物，其中有机物质占污染总量的60%左右，不溶解物质约占总量的40%。由于大量不容物质如肌肉组织等沉淀时，

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将比重较大的蠕虫及其卵、大量细菌等一起沉淀在污泥中。近年来，医疗中广泛使用了放射性同位素如，这些医疗用具常用水冲洗，因此，冲洗污水中会含有放射性同位素。另外，有的医院还设有附属制药厂，其排水中含有酸碱等有害物质，由此可见，医院污水须经过消毒、脱污等方可排入江河中。 2：主要污染物 （1）悬浮物及飘浮物

一般均在病房出口处设置化粪池。污水进入化粪池后，其中比重较大的污染物在池中沉淀分离，发酵消化。在沉降过程中也夹杂一些病毒病菌随之沉降，故污泥也应作相应处理。化粪池出水仍会携带一部分漂浮物和机械杂质进入消毒池，这将影响消毒剂的杀菌效果，因此，污水进入消毒池前应得到充分沉淀和简单的过滤。 （2）有机污染物

医院污水的有机物一般小于城市污水，BOD5多在100毫克/升左右。可以利用水体本身的自净能力将其消化。但如果直接排入要求较高的地表水体、风景区等时，则对其有机物要进行处理，一般多采用生物处理法。 （3）放射性同位素

由于原子核自发蜕变产生射线，它的存在使污水具有放射性污染，无法人为的改变污水中放射性物质的强度和性能。因此只有用稀释或浓缩的办法来降低或避免其危害。对于这种污水可根据放射性物质的种类、半衰期长短来决定其处理方法。对于半衰期短的元素，采用储存的方法或用稀释方法进行处理；对于半衰期长的放射性物质可采用物理、化学或生物法处理，将其先从污水中分离出来。根据调查，目前一般医院中使用的放射性同位素均系半衰期较短者，而且污水量较少，故通常采用储存法处理。 （4）寄生虫

寄生虫卵来源于粪便中，其比重大于粪便污水（约1.02-1.04），故可通过沉淀将其从污水中分离。一般用蛔虫卵作为寄生虫的死亡标准，即当蛔虫卵死亡时，便认为其它虫卵均已死亡。蛔虫卵在外界可活1-5年，但在发酵环境中，生命期则大大缩短。在堆积的粪便中，夏天能活7天，冬天能活21天。常采用的化粪池，污泥清掏周期在三个月以上，寄生虫卵完全可以在池中沉淀，在发酵环境中杀灭。 （5）病毒

病毒是一种远比细菌小的物体，他们没有完整的细胞结构，必须在一定的活细胞中才能生存繁殖。在人类的传染病中80%是由病毒引起的。病毒一般来说耐冷不耐热（但肝炎病毒对热、干燥和冰冻均有一定抵抗力，如甲型肝炎耐热56℃，1小时以上；乙型耐热60℃，4小时以上），不过所有病毒对高温煮沸和强氧化剂都很敏感，因此可投一定浓度的氯使其灭活。 （6）传染病菌

传染病菌的种类很多，但其活动规律则大同小异，一般在PH值5-9.6范围内生存，当PH值超出此范围病菌即死亡。在清水中能活一个多月，但在粪便污水中生活时间较短。这是因为：a.粪便污水中含有自身分解生成的氨，可起杀菌作用；b.大便分解还能产生某些灭菌素使细菌灭活。另外大部分病菌（除破伤风为厌氧菌外）都是好氧的。利用这一特性，如将水池加盖密封，一方面由于有机物分解消耗大量氧，另一方面因池子密封补氧困难，导致污水中溶解氧减少，致使好氧病菌在缺氧下自行消灭。

（三）医院污水的水质水量

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1：水量

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医院每日排放污水量的大小取决于许多因素，它与医院的规模、性质、医院设施情况、医疗内容、住院与门诊人数、地域、季节、人的生活习惯及管理制度等因素密切相关。一般认为，医院排水量小于医院每天的用水量，约为用水量的4/5。如何正确估算医院的耗水量和污水量，对于医院污水处理系统的设计和设备选型都是很重要的。据全国各地医院调查统计资料表明，城市医院的耗水量一般平均为1000L/（床.d）左右，郊区和县城医院通常则为700L/（床.d）左右。一年中，一般夏季耗水量最大，其他季节则要减少20%~30%，在南方地区，冬季要减少40%~50%。医院污水的排放还有一个突出的特点就是不均衡性，据调查资料表明，污水排放量通常在上午7~9时，下午18~20时出现两次高峰。据调查资料，1998年北京地区部分医院用水量与排水量如表1

表1 1998年北京地区部分医院用水量与排水

每床用水量

医院名称 北京协和医院 中日友好医院 北京医院 北京儿童医院 北京胸科医院 北京友谊医院 煤炭中心医院 宣武中医医院 滨河医院 北京肿瘤医院 北京回民医院 北京武警总医院 北京水利医院 西城厂桥医院 北京新华医院 北京亚运村医院 北京玉渊潭医院 北京劲松医院

编制床位数量/床 日用水量/（m/d）

1000 1300 800 720 600 830 500 240 200 350 230 200 237 80 70 40 60 20

2300 2164 1800 1100 660 2109 224 220 186 495 194 200 90 55 40 52 100 21

3

每床排水量

日排水量/（m/d）

3

[m/(床.d)]

2.3 1.67 2.25 1.53 1.10 2.54 0.45 0.92 0.93 1.41 0.84 1.00 0.34 0.69 0.57 1.30 1.67 1.05

1840 1731 1440 880 528 1687 179 176 149 396 155 160 72 44 32 41 80 1.68

3

[m/(床.d] 1.84 1.33 1.8 1.22 0.88 2.03 0.36 0.74 0.74 1.13 0.67 0.8 0.27 0.55 0.46 1.04 1.34 0.84

3

由表1知，医院的床位数越多、规模越大，其用水量和排水量也就越大。不同的医院平均每床用水量与排水量变化很大，一般医院设施条件好的大、中型医院的平均用水量和排水量高于其他医院。 2水质

医院污水水质与医院的类别、收治病人的类型与人数等因素密切相关。一般的说，综合医院污水与生活污水生物性、理化污染指标相似；传染病医院污水则通常含有大量的传染性细菌和病毒，其危害性较大。设施较好、规模较大的省市级医院，由于收治病人人数较多、病人类型繁杂，其排放污水水质通常比规模较小的县级和乡镇医院差。下图是北京市医院污水水质调查情况一览表。

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表2 北京市部分医院污水原水水质监测结果

医院名称 北京友谊医院 北京协和医院 北京医院 北京肿瘤医院 解放军304医院 北京第二医院 朝阳中医院 北方医院 北京大学医院 西苑医院 北京医科大学口腔医院 北京邮电大学医院 北京同仁医院

大肠菌群数/（个/L）

1.5×10 2.38×10 2.38×10 2.38×10 2.38×10 2.38×10 2.38×10 2.38×10 2.38×10 1.6×10 2.38×10 2.38×10 2.38×10

761088107898879

5

COD/（mg/L）

372 117 156 193 207 201 141 42 149 195 162 185 282

SS/（mg/L）

425 40 37 47 111 29 25 17 41.2 38 26 34 41

BOD5/(mg/L)

59 78 81 93 85 62 10 50.4 86 69 99 138

pH值 6.9 7.8 7.7 7.8 7.8 7.6 7.8 8

（四）医院污水处理技术概述

医院污水成分复杂，其净化处理技术涉及的学科多，净化处理单元主要化粪池、调节池、生化反应池、沉淀池、消毒接触池等。医院污水处理的目的是通过各种水处理技术和设备去除水中各种物理的、化学的和生物的污染物，使水质得到净化，达到国家或地方的水污染物排放标准，保护水环境和水体健康。医院污水一般排水量比较少，其处理规模属小型污水处理。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。常用的处理方法按其作用原理可分为物理法、化学法和生物法。按其处理程度可分为一级处理、二级处理和三级处理等。按其处理工艺可分为预处理、主要处理、后处理等工艺流程。 1：一级处理

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），为后续处理创造条件。由于医院污水污染物浓度一般低于生活污水，所以在医院污水处理工程中可根据处理要求适当选用一些强化的一级处理工艺或被称一级半处理工艺的工艺方法。一级半处理包括投加适当混凝剂的化学处理工艺，预过滤处理或简单生物处理等。一级处理的主要设备和构筑物是：格栅、沉砂池、沉淀池等。一般通过一级处理可去除60%悬浮物和25%BOD。 2：二级处理

二级处理主要是指生物处理。生物处理可以去除污水中溶解的和呈胶体状的有机污染物。其BOD的去除率在90%以上，处理出水的BOD可降至30mg/L以下，同时还可去除COD、酚、氰、LAS、等有机污染物。常规的二级生物处理技术不能去除水中的氮和磷。在污水排放标准比较高的地方，为了防止水体富营养化，要求污水进行脱氮除磷处理。因此，国内外已开发了生物脱氮除磷的改进二级处理技术或三级处理技术，三级生物脱氮除磷技术往往和二级生物处理工艺综合使用，有时是对常规生物处理设施进行改造，使之具有脱氮除磷的功能。采用的技术有A/O法、A/A/O法、SBR法、AB法、氧化物

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附录

表23 计算参数选取表

名称 格栅

选取参数 栅前水深h=0.2m； 过栅流速v=0.6 m/s； 栅条间隙宽度b=0.025m；

格栅倾角α=75； 栅条宽度S=0.01m

调节池

缓冲层高度h3=0.3m； 池上部保护层高度取0.3m.

CASS反应池

f=0.75； K2=0.0225； X=3.2 Kg/m； aˊ=0.48； bˊ=0.15； Cs(20)=9.07 mg/L

污泥浓缩池 污泥干化场

浓缩时间t=12~24小时； 有效深度H为3~5m

K取1.2； H取1.5m

《医院污水污物处理》 《医院污水污物处理》

3

0

46

出处

《水处理工程师手册》

《水处理工程师手册》

《水处理工程师手册》 《医院污水处理技术及工程实例》

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参考文献

[1]唐受印、戴友芝主编.水处理工程师手册[M].北京：化学工业出版社，2000.

47

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[3]马世豪、凌波主编.医院污水污物处理[M].北京：化学工业出版社，2000.

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[20] 化学工业部人事教育司，化学工业部教育培训中心组织编写. 化工用泵[M].北京： 化学工业出版社，1996. [21] 匡国柱，史启才主编. 化工单元过程及设备课程设计[M]. 北京：化学工业出版社，2001. [22] 邝生鲁主编. 化学工程师技术全书[M]. 北京：化学工业出版社，2001.

[23]《化学化工大辞典》编委会，化学工业出版社辞书编辑部编. 化学化工大辞典（上、下册）[M]. 北京：化学

工业出版社，2003.

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CH：Harsen-Willians系数，其数值与污泥浓度有关. 根据查表得，CH=61

∴管道沿程损失为 hf1 =2.49（12/0.1

=0.49 m

污泥管道的局部损失为 hf11=ζv/2g

=1.14× 0.92/2× 9.8 =0.15m

则 h1=0.49+0.15=0.64m 调节池的水头损失为0.1 m ②CASS反应池至污泥浓缩池

取管长L2=10m，管道内流速V=2m/s，D=100mm ∵污泥含水率为99.5%，则水力特性与污水相似 取坡度为0.02

则管道沿程损失为hf2=0.02× 10=0.2m 局部损失为hf22 =0.8×2 / 2×9.8=0.16m 则h2=0.2+0.16=0.36m

CASS反应池的水头损失为0.15 m ③污泥浓缩池至污泥干化场

2

2

1.17

31

）（1.6/61）

1.85

取管长L3=5m，管内流速V3=1.5m/s，管道直径 d3=100mm的铸铁管，污泥浓缩池出来的污泥含水率为95%，查表的CH=约为70，90o弯头一个（ζ=1.14）， 则污泥处于紊流状态，其水头损失 hf3=2.49×（5/0.1

2

1.17

）（1.5/70）

1.85

=0.15m

hf33=1.14×1.5/2×9.8=0.13m 则h3=0.15+0.13=0.28m

污泥浓缩池的水头损失为0.2 m， 污泥干化场的水头损失为2 m

表13干固体浓度与CH值的关系

污泥浓度/%

0 2 4 6 8.5 10

CH 100 81 61 45 32 25

[3]

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表14局部阻力系数

管件名称

水

承插接头 三通 90o弯头 四通

0.4 0.8 1.46

[1]

32

局部阻力系数ζ值 含水率98%污泥

0.27 0.60 0.85 2.5

含水率96%污泥

0.43 0.73 1.14

（二）污水管道的计算

1：调节池进水管水头损失

取管径d1=100mm的铸铁管，管长l1=8m，流速v1=0.7m/s，渐缩管1个（ζ=0.18） 当 v<1.2m/s， i1=0.000912v1(1+0.867/v1) /d1

=0.000912×0.7(1+ 0.867/0.7) /0.1

=0.01 则沿程水头损失hf1= i1l1

=0.01×8 =0.08m

局部水头损失hf11=ζv1/2g

= 0.18×0.7 / 2×9.8 =0.0045m

∴ h1=0.08+0.0045=0.0845m 2：调节池至CASS反应池

取管径d2 =100mm的铸铁管，管长 l2=12m，流速v2=0.67m/s,设该管道有3个90o弯头（ζ=0.75），1个渐缩管（ζ=0.16）及1个渐扩管（ζ=0.05） i2=0.000912v2(1+0.867/v2) /d2

2

2

0.3

1.3 2

2

2

0.3

1.3

2

0.3

1.3

=0.000912×0.67(1+ 0.867/0.67) =0.012

则沿程水头损失hf2 =i2l2

0.3

=0.012×12=0.144m

局部水头损失hf22 =ζv2/2g

=

2

(0.75?3?0.16?0.05)?0.67?0.67

2?9.8=0.056m

∴h2=0.144+0.056=0.2m 3：由CASS反应池至接触消毒池

取管径 d3=100mm，管长l3 =5m，流速v3 =0.65m/s，设有2个90o弯头（ζ=0.75）， 1个渐扩管（ζ=0.05）及1个渐缩管（ζ=0.16）

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i3=0.000912v3(1+0.867/v3) /d3

2

0.3

1.3

0.3

1.3

33

=0.000912×0.652(1+0.867/0.65) /0.095=0.011

则沿程水头损失为 hf3= i3l3

=0.011×5 =0.055m

局部水头损失为 hf33=ζv3/2g

=

2

(0.75?2?0.16?1?0.05?1)?0.65?0.65

2?9.8=0.037 m

∴h3 =0.055+0.037=0.0.092m 4：由接触消毒池至脱氯池

取管径 d4=100mm，管长l4 =5m，流速 v4=0.63m/s，有渐缩管（ζ=0.16）及渐扩管（ζ=0.05）各一个， i4=0.000912v4(1+0.867/v4) /d4

2

2

0.3

1.3

=0.000912×0.63（1+ 0.867/0.63）=0.011

则沿程水头损失为hf4 = i4l4

=0.011× 5 =0.055m

局部水头损失为hf44 =ζv4/2g

=

2

0.3

/0.09

1.3

(0.16?0.05)?0.63?0.63

2?9.8=0.0043 m

∴h4 =0.055+0.0043=0.0593m 5：由脱氯池排水

取管径d5 =100mm，管长l5 =10m，流速v5 =0.65m/s， 渐缩管（ζ=0.16）一个， 则i5=0.000912v5(1+0.867/v5) /d5

2

2

0.3

1.3

=0.000912×0.63(1+0.867/0.63)=0.011

则沿程水头损失为hf5 = i5l5

= 0.011× 10 =0.33m

局部水头损失为 hf55=ζv5/2g

=

2

0.3

/0.09

1.3

0.16?0.65?0.65

2?9.8=0.0035m

∴h5=0.33+0.0035=0.3335m

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表15管道水头损失计算一览表

序 号

管 段 从

管 段 至

流 量 m/h

3

34

管 径 mm

坡度 i

管 长 m

流 速 m/s

hf m

hf′ m

h 计 算 值 m

h 设 计 值 m 0.09

1 格 栅

调 节 池

61.1 100 0.01 8 0.7 0.08 0.0045 0.0845

2 调 节 池

CASS反 应 池 接 触 消 毒 池

61.1 100 0.012 12 0.67 0.144 0.056 0.2 0.23

3 CASS反 应 池

61.1 100 0.011 12 0.65 0.055 0.037 0.092 0.1

4 接 触 消 毒 池

脱 氯 池

61.1 100 0.011 5 0.63 0.055 0.0043 0.0593 0.065

5 脱 氯 池

市 政 管 网

61.1 100 0.011 10 0.65 0.33 0.0035 0.3335 0.37

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六、设备性能及选型

（一）设备性能

1：滗水器

CASS工艺是在SBR工艺的基础上提出和发展起来的，其前部设置了生物选择器，后部安装了可升降的自动滗水设备（简称滗水机）。滗水机的安全、有效、稳定运行对于CASS工艺的正常运转起着至关重要的作用，但该设备过去一直属于国外的专利产品，因此，滗水机的国产化对CASS工艺在我国的推广应用具有重要意义。

目前，国内外对滗水机仍在进行研究和改造，按照滗水方式的不同，该设备可分为三种类型，即浮球式、套筒式和虹吸式；从堰口形式上又可分为浮船式和圆盘式等。由总装备部工程设计研究总院与北京四达水处理工程公司联合研制开发的丝杠套筒式滗水机，在工程应用上获得巨大成功，为CASS工艺和其他各种循环间歇式活性污泥法污水处理工艺的推广应用提供了保证。该滗水机的主要组成部分是：滗水器、可扰动的软管、限位开关、可伸缩推动杆和驱动电机等。其中滗水器又叫自动浮船式水堰，上部为堰口和防止浮渣进入堰口的浮筒；下部为出水管，兼有支撑作用，部分浸没在水中，通过可伸缩推动杆使方形堰口连续均匀地排出反应池中的上清液。

该滗水机研制的关键是 解决滗水过程中堰口、导水软管和升降控制装置与水流之间形成的动态平衡，使之可随排水量的不同调整浮动水堰浸没的深度，并随水位均匀地升降，将排水对底层污泥的干扰降低到最低限度，保证出水水质的稳定。每次滗水阶段开始时，滗水器以事先设定的速度首先由原始位置降到水面，然后随水面下降，如下降过程为：下降10s，静止撇水30s，再下降10s，静止撇水30s，如此循环运行直到设计最低水位。滗水器下降速度要求与水位变化相当，不会扰动底部已沉淀的污泥层。滗水器上升过程是由低水位连续升至最高位置，即原始位置，上升时间通过调试摸索确定。滗水器在运行过程中设有限位开关，保证滗水器在安全行程内工作。

实际应用表明，该院研制的滗水设备达到了国内外同类产品的先进水平，具有升降平稳、排水均匀、自动化程度高、价格低廉等优点。此外，该滗水机已形成产品系列化，适用于大、中、小型污水处理厂的各种循环间歇式活性污泥法污水处理系统的使用。 2：污水提升泵及排泥泵

在CASS工艺中，污水经过格栅进入调节池，然后需经污水提升泵进入后续的沉砂池或CASS池中。同时，CASS工艺虽然产泥量较少，但仍需要定期排泥，一般在CASS迟出水一侧池底设集泥坑，坑内安装潜水式排泥泵。

选用工作泵的总要求是在满足最大排水量的条件下，减少投资，节约电耗，运行安全可靠，维护管理方便。在可能的条件下，每台水泵的流量最好相当于1/2~1/3的设计流量，并且以采用同型号水泵为好。污水泵和排泥泵多采用离心泵或离心式潜水泵。

污水泵房一般扬程较低，局部损失占总损失的比例较大，所以不可忽略不计。考虑到污水泵在使用过程中因效率下降和管道中阻力增加而增加的能量损失，在确定水泵扬程时，可增大1~2安全扬程。

离心式潜水泵广泛适用于中小型污水处理厂，它的构造原理、特性曲线与离心泵基本相同。与一般离心泵相比，潜水泵的特点是全泵潜入水下工作，泵结构紧凑、体积小，不需要牢固的基座，不需要庞大的泵房及辅助设备，不需要吸水管及吸水阀门，因此可以在很大程度上节约构筑物及辅助设备的费

[5]

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用。 3：自动控制

36

随着自动控制理论和控制设备的发展，污水处理厂运行控制可根据污水处理工艺、污水处理厂规模等，分别选用常规继电器控制、微型可编程序控制器控制及小型可编程序控制器控制。CASS工艺集反应、沉淀、排水于一体，对污染物质的降解是一个时间上的推流过程，微生物处于好氧-缺氧-厌氧周期变化之中，因此，一个完整的CASS操作周期一般分为曝气、沉淀、滗水、闲置四个进程。

CASS操作周期受中心控制室的PLC可编程控制器控制，采取间歇运行的方式自动运行。可以根据水质水量的变化和污水处理厂的运行情况灵活设定曝气时间和非曝气时间。采用潜水射流曝气机使CASS反应池控制相对更加灵活，还可以通过控制曝气机的开启台数达到控制溶解氧浓度的目的。曝气机设有使用、停用和备用三种工作状态，可以根据系统操作要求随时更改和设定每台曝气机的工作状态。当系统的实际运行负荷低于设计值或因其他因素需要关闭部分曝气机时，可以将需要关闭的曝气机设为停用或备用状态，当设定为备用状态时，如果正在使用的曝气机不能正常工作时，备用曝气机自动启动，代替出现故障的曝气机工作。曝气机的停用或备用在有些污水处理厂可通过改变程序参数来完成，但在有些污水处理厂需手动关闭，需要开启时转换为自动状态即可。

CASS池内的液位是随着时间周期性变化的，并非是稳定液位，每个周期中，排水开始前，水位最高，排水结束后，水位最低。对于运行管理人员，必须使CASS池内的液位高度保持一个合适的高度，使CASS反应池的水力停留时间维持最佳范围，针对实际的进水的水质水量情况，保持稳定的最佳出水水质。 4:配电控制系统 （1）曝气间歇控制

虹吸排水时按设定时间进行曝气,设定时间结束后曝气器进入停歇状态,启停时间比可任意设定. （2）药剂投加控制

当有虹吸排水时,按设定计量控制微型耐腐蚀泵投加消毒剂,脱氯剂. （3）虹吸计数

当虹吸定量排放时,即累加计数一次,根据虹吸次数可得到每日排放量,高低峰时排放量. （4）自动化

整个系统的生花处理,投氯,脱氯受电气一体化控制器的控制,自动间歇运行,可靠,节能,可达到无人职守的程度.

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（二）设备选型一览表

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设备名称

手动格栅

提升泵

污泥泵

JBG-3型搅拌机

罗茨式鼓风机 二氧化氯消毒系统

滗水机 配电控制系统 管材和附件 调节池 CASS池 加氯池 脱氯池 接触消毒池 污泥浓缩池 脱氯池 污泥干化场

表16 设备选型表

规格型号 性能参数

栅条间隙数n=6，栅条宽度B=，栅后槽总宽度H=0.538m，栅槽总长度L=1.7m，每日栅渣量

W=0.0363m3/d

100QW65-15

一用一备，Q=65m3

/h，扬程H=15m，电机功率N=5.5KW，转速为1440r/min，泵重150kg，出

水口径为100mm

3PN

Q=65 m3

/h，N=22KW， n=1470 r/min，叶轮直

径300mm，泵重280kg

配用电动机功率3KW，最大服务面积200㎡，重量410Kg.

转速 1170r/min，升压 53.9KPa，流量

5.72m3

/min

500g/h，N=0.5KW

PS-I型滗水机，N=0.37KW，L=2500mm

172.8 194 16 16 104.2 13 18.5 155

数量 安装场所

1台 进水处

2台 调节池

1台 CASS反应池

1台 污泥干化场

1台 CASS反应池

1套 接触消毒池 1台 CASS反应池

1套 若干 1座 1座 1座 1座 1座 1座 1座 1座

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七、工艺调试和运行管理

（一）管理人员

管理人员是决定污水处理厂设计工艺能否正常运转的关键因素。管理人员的素质就显得尤其重要。采用活性污泥法工艺的污水处理厂的饿运行管理专业性很强，管理人员必须有一定的专业知识，经过专业培训或有一定实际运转管理经验。

对于采用SBR、CASS工艺或相近的间歇式活性污泥法的污水处理厂，由于工艺和自动控制系统有效结合，与传统活性污泥相比，所需管理人员数量大大减少，但是对于管理素质的要求相对较高。自控技术的应用，使劳动强度大大降低，但要求管理人员应具有较强的发现问题和解决问题的能力。如果管理人员对整个系统没有一定的了解和足够的专业知识，就不能及时发现问题和解决问题。 1：管理人员的组成

采用CASS工艺或相近的间歇式活性污泥法的污水处理厂，基本的管理人员包括分析化验人员、操作管理人员和主管工程师。 2：分析化验人员

分析化验人员必须具备一定的分析化验方面的专业知识，能够准确、熟练地完成各项水质指标和污泥指数的监测分析，提供可靠、准确的化验数据。

同时分析化验人员必须对污水处理系统有足够的了解，熟悉水质、水量冲击及污水处理系统的运行规律，这样才能按照规定的饿取样时间，规定的取样地点，采取规定数量的水样和污泥样品，按规定的项目进行化验分析。同时对分析化验结果有一定的预见和分析能力。 主要化验分析项目见表。

表17 日常化验分析项目一览表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

项目名称 化学需氧量（COD） 生物需氧量（BOD）

PH 悬浮物（SS）

油 氨氮（NH3-N） 污泥浓度（MLSS） 可挥发性有机物浓度（MLVSS）

溶解氧（DO）

水温 沉降比（SV） 生物相

分析方法 重铬酸钾法 接种稀释法 试纸或精密酸度计

重量法 非分散红外法 纳氏比色法 重量法 重量法 溶解氧测定仪 温度计 100ml量筒 生物显微镜

[5]

表中所列的分析化验项目主要是根据环保局的要求和活性污泥法污水处理厂的运行管理需要进行的常规化验项目。对于有特殊污染物的污水处理厂可以根据自身的污染物排放特点增加分析化验项目。要求化验分析人员必须能够熟练准确的进行规定项目的化验分析。

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一般污水处理厂中都有一定数量的精密自动监测分析仪器，如便携式溶解氧测定仪，PH在线监测仪、酸度计、溶解氧在线监测仪、电磁流量计等，化验分析人员除熟练掌握其使用外，还必须能够对其进行日常的维护和校正。 3：操作管理人员

采用CASS工艺或相近的间歇式活性污泥法的污水处理厂，由于自动控制技术的应用和活性污泥工艺的结合，整个系统从进水到出水的几乎所有设备和构筑物均采用自动运行，很少需人工操作。相对与传统活性污泥工艺的污水处理厂，操作人员的工作强度低，人员数量少，但是对操作素质的要求比较高，其必须注意以下几点：

（1）了解污水处理厂的系统构成和运行规律；

（2）熟悉各种动力设备、仪器仪表、管线及阀门的作用和位置； （3）准确掌握所有设备和阀门的手动操作方法和操作规程；

（4）准确掌握各种设备的工作状态（正常/异常），能应付一般的突发事件； （5）能够按操作规程准确实施设备操作状态的调整和各个构筑物操作参数的饿变更； （6）能根据监测数据判断运行效果。

自动控制系统技术的应用，使操作人员可以在中心控制室内的饿计算机、显示屏或控制操作台（柜）上观察到所有设备的工作状态和构筑物的水位情况。但是操作人员必须定期现场巡视，观察和记录各种设备的工作状态和构筑物的水位变化情况，及时处理和记录各种异常情况。需要操作人员特别注意各种设备和构筑物的实际运行状况是否与中心控制室显示相同，及时发现，采取相应措施。 4：主管工程师

活性污泥污水处理厂的运行管理具有很强的饿专业性，一个熟悉活性污泥法污水处理工艺并具有污水处理厂实际运行管理经验的主管工程师，是一个污水厂必不可少的。

主管工艺的工程师是一个活性污泥法的污水处理厂的核心管理人员，相对于操作管理人员来说，必须能够充分理解活性污泥法处理工艺，有一定的运转管理经验，其必须做到以下几点：

（1）熟悉常规项目的分析化验方法，能够指导分析化验人员按规定进行监测，并能根据污水处理厂的实际水质水量变化情况及时更改或制定新的化验分析计划；

（2）熟练掌握污水处理厂的操作规程，能够根据实际水质水量或季节因素的变化，更新操作规程； （3）对活性污泥的特征及生物相有较深的认识，能够根据活性污泥的变异和生物相的饿变化，分析判断反应系统的饿运行情况及影响运行效果的因素，并采取有效措施控制活性污泥的演变，使其向有利于运行效果改善的方向发展；

（4）对整个活性污泥处理系统有比较全面深入的认识，能够根据实际生产情况的变化和水质水量的变化，调整污水处理系统的运行参数，使其效用充分发挥，达到最佳运行状态； （5）掌握设备、仪器仪表及控制系统的操作、维护和管理。 （二）污水处理的调试运行 1： 污水处理的调试

设备安装完工后，按单体调试、局部联合调试和系统联合试运转三个步骤进行。联调的主要工作

包括按图纸检查各构筑物的施工质量；各机械设备、仪表、阀件是否满足设计或污水处理厂生产工艺要

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求；各处理单元及连接管段流量的匹配情况；自动控制系统是否灵敏可靠；检查设备有无异常震动和噪音；对调试中发现的问题及时解决，系统工作正常后进入污泥培养、驯化阶段。

污水处理的污泥培养采用接种培养法，具体是在CASS池中加入其他污水处理厂浓缩脱水后的污泥，闷曝24 h,以后每天排出部分上清液并加入新的污水，逐步加大负荷，此阶段不排泥。培养期间通过镜检观察CASS池中微生物相的变化，同时进行进、出水水质及活性污泥性能指标的测定(包括COD、BOD5、pH、DO、SV、MLSS、SVI等)。随着培养时间的增加，观测到污泥中有大量活跃的原生动物(如钟虫)和少量的后生动物(如轮虫)，此时SVI＝80～100，SV＝18%～20%，MLSS＝1 200～1 800mg/L，表明活性污泥培养基本成功。此阶段完成后，即进入污水站全面试运行阶段。 2： 污水处理的运行

污水厂试运行是指在满负荷进水条件下，摸索、优化运行控制参数，取得最佳的去除效果，为今后长期稳定运行奠定基础。此阶段大致包括滗水器控制参数的确定，CASS池运行周期及每个周期内曝气、沉淀、排水、时延时间的分配，污泥脱水过程中混凝剂的投加量等，并以控制系统为核心全面检验污水处理系统的运行稳定性及处理效果。 （1）滗水器控制参数的确定

滗水器的特点是程序工作制，它可依据进、出水水质变化来调整工作程序，保证出水效果。调试工作主要是根据进、出水水质来探索滗水器的排水时间、最佳下降速度与滗水速度的分配以及排水结束后滗水器的上升时间(时延阶段)等。滗水器开始工作时，首先由原始位置下降到水面上，然后随水面缓慢下降，下降过程为：下降10 s，停止30 s，再下降10 s，停止30 s……直至设计排水最低水位。滗水器上升过程是由低水位连续升至最高位置(即原始位置)，上升时间通过调试摸索确定，并设计有限位开关，保证滗水器在安全行程内工作。 （2）CASS池运行周期的确定

根据实验室小试结果，原设计的CASS池运行周期是4 h，其中曝气2 h，沉淀1 h，排水1 h。调试过程中发现原水浓度比设计参数偏低，有必要根据实际废水情况来确定运行周期，根据进、出水水质指标调整周期中各阶段时间的分配。实际运行周期仍为4 h，其中曝气1.5 h，沉淀1 h，排水1 h，时延0.5 h，这样在保证出水水质的情况下节省了能耗。

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八、工程概算

（一）投资费用计算

1：工程设备价格估价

表18 工程设备价格估价表

名称 手动格栅 潜水提升泵 污泥泵 JBG-3型搅拌机 鼓风曝气机 二氧化氯消毒系统

滗水机 配电控制系统 附件和管材

小计（B）

数量 1台 2台 1台 1台 1台 1套 1台 1套 若干

规格 100QW-15 3PN，Q=54~151m/h 配用电动机功率3KW，最大服务面积200㎡，重量410Kg.

N=4.0KW

PS-I型

21.2

1.3 4.5 8 4 2.3 0.2

3

价格（万元）

0.2 0.25×2=0.5

0.2

2土建部分价格估算

表19 土建部分价格估算表

名称 调节池 CASS池 加氯池 脱氯池 接触消毒池 污泥浓缩池 脱氯池 污泥干化场

小 计（T）

数量 1 1 1 1 1 1 1 1

规格（m） 172.8 194 16 16 104.2 13 18.5 155

13.59

3

价格(万元)

3.5 3.9 0.3 0.3 2.05 0.2 0.34 3

工程总费用：S=T+1.5B=13.59+1.5×21.2=44.94（万元）

（二）处理成本计算

医院污水处理成本主要包括：工资福利费、电费、药剂费、折旧费、检修维修费、行政管理费等，3

以元/ m污水计。 1：动力费E1 E1=18×365Nd/K

=18×365×（22 ×2+5.5 ×2+4+0.37+0.5）×0.3 / 2.2 =7.1万元 2：药剂费E2

-6

E2=365×10×500×（50×4×1000+76.8×1000）+5.3 ×15 ×365× 0.4 =5.05万元 3：工资福利费E3

设劳动定员为6人，分析化验人员1人，操作管理人员1人，主管工程师1人则E3=2×12000+24000=4.8万元 4：折旧提成费E4

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E4=S×P=44.94×4.2%=1.89万元 5：检修维修费用E5

E5=S×1%=44.94×1%=0.45万元 6：其他费用E6

E6=（E1+E2+E3+E4+E5）×10%

=(7.1+6.21+4.8+1.89+0.45)×10%=2.04万元 ∑E=22.43万元

43

单位处理费用T=22.43×10 / 365×500=1.23（元/m）

42

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九、异常现状及解决对策

（一）污泥性状异常及其分析一览表[10]

表20 污泥性状异常及其分析表

异常现象症状 污泥发黑 污泥变白

分析及诊断

曝气中D0过低，有机污厌氧分解释放出

H2S，其与Fe作用生成FeS 丝状菌或固着型纤毛虫大量繁殖 进水PH值过高，曝气中PH小于等于6，

丝状霉菌大量生成

污泥未成熟，絮粒瘦小；出水浑浊，水质成分及浓度变化过大；废水中营养不水质差；游动性小型鞭毛虫多

污泥过滤困难

曝气时泡沫过多，色白曝气时泡沫

不易破碎，发粘 曝气时泡沫茶色或灰色 出水带有细小悬浮污泥颗粒

平衡或不足；废水中含毒物或PH值不适

污泥解絮

进水中洗涤剂过多；进水负荷过高，有机

物分解不全

污泥老化，泥龄过长，解絮污泥附于泡沫

上

因短流而减少了停留时间，以致絮体在沉降前即流出出水堰；活性污泥过曝气；水力负荷过高；因操作或水质关系产生针状

絮体

污泥管道堵塞

管道中流速低，重物含量高

减少水力负荷；投加化学絮凝剂；调整出水堰的水平，以防止产生短流；调节CASS池中运行的工艺，以改善

污泥的性质

疏通沉积的物质，用水、气等反冲堵塞的管线；较经常地泵污泥；改进污

泥管线

短流

水力负荷高；设备失去功能；污泥或砾石过多的积累，因此减少了停留时间；风的

影响

减少流速；避免风的影响；修理或更换损坏的进泥和刮泥装置；去除沉积

的过量固体物 增加排泥

使废水的成分、浓度和营养均衡化，

并适当补充所缺营养 按不同情况分别处置 滴加消泡剂；降低负荷 如有污泥膨胀，其他症状参照污泥膨

胀 提高进水PH值 解决对策

增加供氧或加大回流污泥量

（二）设备运行异常及分析一览表

表21 设备运行异常及分析表

异常现象症状 电动机噪声大 风机震动大 电动机过热 泵渗漏 表曝机翼轮堵塞 表曝机脱水

表曝机翼轮水跃变小，翼轮浸没过深，MLSS正常，DO低，扩散空气曝气系统中气泡翻腾不均匀，有成

团气泡上升

分析及诊断

轴承损坏，轴承润滑不好，泵堵 轴承损坏，轴承润滑不好，转动带松 轴承损坏，轴承润滑不好，电动机超负荷

密封不良，受腐蚀

提升差时曝气池积泥，MLSS极低 表曝机浸没过深，MLSS正常，DO低 布气管道，曝气器堵塞或开裂

解决对策 拆卸检修

拆卸检修；更换传动带

拆卸检修 拆卸检修 清洗取走杂物 调整翼轮位置 修复清洗布气管和曝气器

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（三）水质测定中异常现象及解决对策

表22 水质测定中异常现象及解决对策表

异常现象症状 出水PH值下降

分析及诊断

厌氧处理中负荷过高，有机酸较少

好氧处理中负荷过低，氨氮硝化

出水浑浊

负荷过低，污泥凝聚性差，污泥解

絮 污泥中毒 有机物分解不全

出水色度高 SV30上升 MLSS下降 出水BOD或COD升高

污泥解絮，进水色度高 污泥膨胀，或排泥不足

污泥大量流失 污泥中毒 进水过浓

进水中无机还原物过高（S2O3，H2S

等）

COD测定受CL干扰

-2-

44

解决对策 降低负荷 增加负荷 增加营养 停止进水，污泥复壮

降低负荷 改善污泥性状 参照污泥膨胀 按实际情况而采取相应对策

污泥复壮 提高MLSS 增加曝气强度 排除干扰

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结束语

在李方文老师悉心的指导下，本人经过两个多月的努力，终于完成了毕业设计。毕业设计是对大学期间所学知识的全面的综合性的考察，它不象以前所做的课程设计，只考察某门课的知识。在给定的课题当中，我们要将大学期间所学的课程贯穿起来，才能更好的完成设计。

在设计的过程中，我深深的体会到自己的知识还很浅薄，还需要学的东西太多了。就拿这次医院污水处理初步设计这个课题来说，虽然我们以前接触过很多污水方面的处理，但是，象含有大量病原菌、病毒的需要经过消毒处理的医院污水我们还是第一次碰到。我们查阅了很多有关医院污水处理方面的书籍，对其有了很深的理解。此外，结合我们以前所学的知识，经过比较，我选择了连续进水的周期循环活性污泥法（CASS）工艺，并且采用了二氧化氯消毒剂。应该说，这次设计不仅让我巩固了所学到的专业知识，而且还提高了自己的自学能力。

在这次设计当中，我也深知作为一名环境工作者，要想设计一个项目确实不易。在设计的过程当中，一定要持有认真谨慎的工作态度，稍有不慎，可能你的项目就是因为你在设计计算中少加了一位小数点而使得后面的结果与实际相差万里导致经济损失，严重的可能会造成人员伤亡。设计除了要合理全面，而且也要考虑运行费用的经济性。打个比方来说，在设计污泥浓缩池时，如果每天的污泥产量只有1.2立方米，而你设计的浓缩池有一百多个立方米，可想而知，造成了大量的经济浪费。目前我国还处于发展中国家，我们在建设工程项目的同时，也要充分的考虑经济问题，只有这样，我们才能合理的利用资源，经济投资才不会造成大量的浪费。

总之，这次毕业设计让我受益非浅：巩固加深了自己的专业知识；提高了自学能力；学会了如何检索文件，如何使用autoCAD。这些对于我以后的学习、工作都有着重要的作用。当然，由于时间的仓促，再加上本人知识有限，设计中难免有不足之处，恳请老师们批评指正，本人不胜感激。

最后，再次感谢李方文老师的悉心指导，感谢所有领导老师的教诲，感谢各位同学的帮助。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/nedf.html