毕业设计陈国富Word格式.docx
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因此,为了保护人们的生活、工作环境和饮用水源,所有的污水(废水)都必须经过污水处理后才允许排入江河。
污水处理自动化系统可以监测处理系统内部各种主要设备的工作参数以及防止设备运行在不正常的状态之下,提高管理人员的事故处理能力和应变速度,使设备和人员工作在安全的环境之下,并且可以通过各种报警手段把事故隐患消灭于萌芽之中。
从而实现运作、维护和管理的少人值,为逐步实现无人值守的目标打下基础。
由于PLC有着以下的特点:
1.可靠性高,抗干扰能力强;
2.配套齐全,功能完善,适用性强;
3.易学易用,深受工程技术人员欢迎;
4.系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造;
5.体积小,重量轻,能耗低,所以PLC在污水处理中起着重要的作用
本方案设计的医院废水处理机械化与自动化系统,根据污水处理的工艺要求和操作要求,不仅可以实现对医院废水处理过程本身的监视与控制功能,远程控制设备的启停,各部分设备可以按工艺要求预先设定的程序运行,还可以实现对系统内部的高低压配电设备等配套设施的监视和控制。
若有需要,系统可以通过拨号或网线连接Internet,将废水处理的现场数据传送到远方的管理电脑,也可以接受远方管理电脑发来的控制命令,使设备完成相应的控制动作。
1.1.设计原则
1)遵守国家对环境保护、医院污水治理的制定的法规、标准及规范,服从医院的总体规划,执行各种相关的标准和规定。
2)因地制宜地选用污水处理工艺,做到技术先进、实用、安全可靠、处理效果稳定,经处理后水质达标,并减少占地面积。
3)尽可能地减少污水处理厂对周围环境的不良影响,防止二次污染。
4)考虑自动化操作,以简化操作管理和减轻工人的劳动强度,并易于维护保养。
5)节约能源,最大限度降低费用,工程投资少,占地面积小,见效快。
6)尽量采用新材料、新产品以延长设备的使用寿命
1.2.设计标准和规范
1)、《污水综合排放标准》(GB8978-1996);
2)、《医院污水处理设计规范》(CECS07:
2004);
3)、《室外排水设计规范》(GB50014-2006);
4)、《建筑给水排水设计规范》(GB50014-2006);
5)、《给排水工程结构设计规范》(GB50069-2002)
6)、《建筑中水设计规范》(CESS30:
91)
7)、《医疗机构污水排放要求》(GB18466—2001)
1.3.基础资料
1.3.1污水水质
由于没有实测资料,因此参照《医院污水处理技术指南》污水水质数据(设计中取平均值):
化学需氧量(CODcr)
mg/L
五日生化需氧量(BOD5)
悬浮物(SS)
氨氮
粪大肠杆菌
个/L
水浓度范围
150—300
80—150
40—120
10—50
1.0×
10^6—3.0×
10^8
平均值
250
100
80
30
1.6×
1.3.2指标说明
COD(化学需氧量,ChemicalOxygenDemand):
化学需氧量是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量。
水样在一定条件下,以氧化1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量为指标,折算成每升水样全部被氧化后,需要的氧的毫克数,以mg/L表示。
它反映了水中受还原性物质污染的程度。
该指标也作为有机物相对含量的综合指标之一。
CODCr是采用重铬酸钾(K2Cr2O7)作为氧化剂测定出的化学耗氧量表示为CODcr。
BOD5是五日生物耗氧量(BiologyOxygenDemmand)。
指的是水中的微生物可以降解的有机物被降解后消耗的氧的量。
但是生物完全降解有机物所需时间较长。
为了规范和提高检测效率,国家规定以5日生物需氧量为说明水质的标准,也就是说用生物降解水中有机物5天所消耗的氧的总量。
悬浮物(SuspendedSubstance)指悬浮在水中的固体物质,包括不溶于水中的无机物、有机物及泥砂、黏土、微生物等。
水中悬浮物含量是衡量水污染程度的指标之一。
悬浮物是造成水浑浊的主要原因。
水体中的有机悬浮物沉积后易厌氧发酵,使水质恶化。
中国污水综合排放标准分3级,规定了污水和废水中悬浮物的最高允许排放浓度,中国地下水质量标准和生活饮用水卫生标准对水中悬浮物以浑浊度为指标作了规定。
氨氮(NH3-N):
指以氨或铵离子形式存在的化合氨。
动物性有机物的含氮量一般较植物性有机物高。
人畜粪便中含氮有机物很不稳定,容易分解成氨。
氨氮是水体中的营养素,可导致水富营养化现象产生,是水体中的主要耗氧污染物。
氨氮主要来源于人和动物的排泄物,生活污水中平均含氮量每人每年可达2.5~4.5公斤。
粪大肠杆菌:
粪大肠菌群细菌来源于人和温血动物的粪便。
检出粪大肠菌群表明已被粪便污染,有可能存在其他肠道致病菌或寄生虫等病原体的危险。
因此粪大肠菌被列为重要的卫生指标菌。
1.3.3排放标准
参照国家《污水综合排放标准》(GB8978-96)中的一级标准:
编号
污染物质
污水原水水质
单位
1
PH
6-9
2
SS
≤70
3
CON
≤100
4
BOD5
≤30
5
≤15
6
磷酸盐
≤0.5
7
动植物油
≤20
8
粪大肠菌群
9
总余氯
本设计严格遵守此标准
第二章医院污水处理的方案
2.1工艺流程图
2.2工艺流程简述
医院的放射性废水经过衰减池处理,粪便污水经过化粪池处理,然后与病区生活污水及其它污水一起流经格栅,以去除垃圾杂物及颗粒较大的悬浮物;
接着进入沉砂池,利用悬浮颗粒和水的密度差而使中的比重较大的颗粒物及悬浮物沉淀下来。
之后,污水自流到调节池,调节池的主要作用是对污水的水质和水量进行调节均化,使后续的工艺免受其冲击负荷。
污水的预处理结束。
格栅截留的格渣添加石灰消毒后外运。
提升泵把污水由调节池提升到水解酸化池,利用水解和产酸菌的作用,将不溶性有机物水解为溶解型有机物,大分子物质分解为小分子物质,大大提高了污水的可生化性;
从缺氧池出来的污水自流到接触氧化池,接触氧化池内悬挂大量的填料,填料表面附着大量的微生物,在有氧的条件下,填料表面的微生物膜和污水中活性污泥的共同作用下,同化和分解水中的有机物(污染物),最终生成CO2和H2O。
老化的生物膜从填料表面脱落下来,随水流入二沉池,并沉于二沉池集泥斗,根据需要回流部分污泥到水解酸化池。
二沉池出水与二氧化氯消毒剂充分混合,消毒后采用还原剂Na2SO3脱氯,各类病源卫生物被杀灭,污水进一步被净化,最终处理后的污水达到排放标准排放。
第三章医院污水处理的工艺
3.1、医院总体概况:
东莞市东华医院建于东莞市东城区主山村,项目占地面积93057平方米,医院按总体规划为三大功能区:
医疗区、住宅区和商务会议中心区。
项目外排的污水主要来源上述三个功能区,根据环评,医疗区污水为每天805立方米;
住宅区每天534立方米;
商务会议中心为每天482立方米,每天共排污水1821立方米。
由于医疗区产生的废水中有大量的病源微生物、病毒、蛔虫卵、寄生虫等,必须经过处理后才能排放。
住宅区和商务中心产生的生活废水排入市政污水管道,进入城市污水处理系统。
3.2、水质分析
医院污水从广义上讲是属于生活污水,但是医院污水的特点是含有病原菌,因此其技术重点是把好消毒关。
而且,对于医院污水而言,一般都含有对生物细菌有抑制作用和难以生物降解的药物成份,因此可以考虑采用厌氧处理的工艺,先将难降解的有机物水解,接着生物接触氧化,通过厌、好氧菌分解有机物达到降解去除医院综合污水中有机污染物质与有害、有毒物质,达到《污水综合排放标准》(GB8978-96)一级排放标准,出水再经过深度处理彻底消毒处理,达到消灭病菌、细菌、保障人体健康,消除有机污染物所引起的污染隐患的目的。
3.3污水处理主要工艺:
(1)格栅
1、传染病医院的格栅应选用自动机械格栅;
在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)。
2、格栅井应密闭,设置通风罩,收集废气以进行集中处理;
3、栅渣与污水处理产生污泥等一同集中消毒,外运焚烧。
消毒可采用巴氏蒸汽消毒或投加石灰等方式。
(2)调节池
1、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。
2、调节池宜分二组,每组按50%的水量计算。
3、调节池应采用封闭结构,设排风口,防沉淀措施宜采用水下搅拌方式。
4、调节池产生污泥定期清淘,与污水处理产生污泥一同处理。
(3)生化处理工艺
简易生化处理工艺的流程为“沼气净化池→消毒”。
沼气净化池分为固液分离区、厌氧滤池和沉淀过滤区。
三区的主要功能分别为去除悬浮固体,吸附胶体和溶解性物质,进一步去除和降解有机污染物,最后通过沉淀和过滤单元去除剩余悬浮物和降解有机污染物,保证出水质量。
所产生沼气根据气量大小作不同的处理,当1m3污泥制取沼气达15m3以上时,收集利用;
当1m3污泥制取沼气不足15m3时,收集燃烧处理。
工艺特点
(1)生物接触氧化法对冲击负荷和水质变化的耐受性强,运行稳定。
(2)生物接触氧化法容积负荷高,占地面积小,建设费用较低。
(3)生物接触氧化法污泥产量较低,无需污泥回流,运行管理简单。
(4)生物接触氧化法有时脱落一些细碎生物膜,沉淀性能较差的造成出水中的悬浮固体浓度稍高,一般可达到30mg/L左右。
3.4污水处理工艺选择:
不同生物处理工艺的综合比较
工艺类型
优点
缺点
适用范围
基建投资
活性污泥法
对不同性质的污水适应性强。
运行稳定性差,易发生污泥膨胀和污泥流失,分离效果不够理想
800床以上的水量较大的医院污水处理工程;
800床以下医院采用SBR法
较低
生物接触氧化工艺
抗冲击负荷能力高,运行稳定;
容积负荷高,占地面积小;
污泥产量较低;
无需污泥回流,运行管理简单。
部分脱落生物膜造成出水中的悬浮固体浓度稍高。
500床以下的中小规模医院污水处理工程。
适用于场地小、水量小、水质波动较大和微生物不易培养等情况。
中
膜-生物反应器
抗冲击负荷能力强,出水水质优质稳定,有效去除SS和病原体;
占地面积小;
剩余污泥产量低甚至无。
气水比高,膜需进行反洗,能耗及运行费用高。
300床以下小规模医院污水处理工程;
医院面积小,水质要求高等情况。
高
曝气生物滤池
出水水质好;
运行可靠性高,抗冲击负荷能力强;
无污泥膨胀问题;
容积负荷高且省去二沉池和污泥回流,占地面积小。
需反冲洗,运行方式比较复杂;
反冲水量较大。
300床以下小规模医院污水处理工程。
较高
简易生化处理工艺
造价低,动力消耗低,管理简单。
出水COD、BOD等理化指标不能保证达标。
作为对于边远山区、经济欠发达地区医院污水处理的过渡措施,逐步实现二级处理或加强处理效果的一级处理。
低
生化需氧量和化学需氧量的比值能说明水中的有机污染物有多少是微生物所难以分解的。
微生物难以分解的有机污染物对环境造成的危害更大。
医院污水从广义上讲是属于生活污水溶解性COD与BOD5均较高,BOD:
COD的比值>
0.4,宜采用生化处理工艺。
(1)普通活性污泥法
普通活性污泥法的曝气池一般为推流式,废水进入系统时,有机物浓度较高,而在排出系统时浓度降到很低,活性污泥在池内经历从对数增长到衰减增长,完成了一个比较完整的生长周期。
其主要特点是适用的范围广,BOD处理效果比较好,稳定性较高,管理简单,但容积大,占地面积多,脱氮脱磷的效果较差。
(2)SBR工艺
SBR法中文名为间歇式活性污泥法,其特点是集进水、曝气、沉淀、排水排泥、闲置为一个反应器中且各个工序可根据废水的性质进行调节。
从而达到降解COD、脱氮、脱磷的效果。
SBR工艺的占地相对较小,运行灵活,但此工艺缺乏成熟的设计方法,自控要求较高,管理人员的专业水平要较高。
第四章医院污水消毒
4.1医院污水常用消毒技术
1、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5-1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。
表5-1
常用消毒方法比较
消毒效果
氯
Cl2
具有持续消毒作用;
工艺简单,技术成熟;
操作简单,投量准确。
产生具致癌、致畸作用的有机氯化物(THMs);
处理水有氯或氯酚味;
氯气腐蚀性强;
运行管理有一定的危险性。
能有效杀菌,但杀灭病毒效果较差。
次氯酸钠
NaOCl
无毒,运行、管理无危险性。
使水的PH值升高。
与Cl2杀菌效果相同。
二氧化氯
ClO2
具有强烈的氧化作用,不产生有机氯化物(THMs);
投放简单方便;
不受pH影响。
ClO2运行、管理有一定的危险性;
只能就地生产,就地使用;
制取设备复杂;
操作管理要求高。
较Cl2杀菌效果好。
臭氧
O3
有强氧化能力,接触时间短;
不产生有机氯化物;
不受pH影响;
能增加水中溶解氧。
臭氧运行、管理有一定的危险性;
操作复杂;
制取臭氧的产率低;
电能消耗大;
基建投资较大;
运行成本高。
杀菌和杀灭病毒的效果均很好。
紫外线
无有害的残余物质;
无臭味;
操作简单,易实现自动化;
运行管理和维修费用低。
电耗大;
紫外灯管与石英套管需定期更换;
对处理水的水质要求较高;
无后续杀菌作用。
效果好,但对悬浮物浓度有要求。
4.2液氯消毒系统
液氯消毒是医院污水消毒中最常用的方式之一。
氯(Cl2)是一种强氧化剂和广谱杀菌剂,能有效杀死污水中的细菌和病毒,并具有持续消毒作用。
氯消毒具有药剂易得,成本较低;
操作简单,投量准确;
不需要庞大的设备等优点。
但氯气有毒,腐蚀性强,运行、管理有一定的危险性。
氯气为受压的液化气体,一般用罐瓶、槽车、罐车、驳船等压力容器装运。
液氯消毒系统主要是由贮氯钢瓶、加氯机、水射器、电磁阀、加氯管道及加氯间和液氯贮藏室等组成。
4.2.1加氯机
医院污水采用液氯消毒时,必须采用真空加氯机,并将投氯管出口淹没在污水中。
氯气向污水中投加是经过加氯机水射器完成,水射器要求自来水有0.2MPa压力,在水射器内形成负压,将氯气吸入并混合,然后将氯水投加至加氯点。
典型的医院污水处理工艺加氯方式有两种:
虹吸式定比加氯和提升式自动定比加氯。
(1)当医院污水站内集水管道高于站外公共污水管或水体水位时(通常需要有600mm的高差),可采用虹吸式定比加氯消毒系统。
(2)当污水需要提升才能排出站外,采用提升式自动定比加氯,消毒投加设备与提升泵同步运行,由集水池的水位控制污水泵自动启动,同时控制投药系统同步运行。
注意:
(2)当污水需要提升才能排出站外,采用提升式自动定比加氯,消毒投加设备与提升泵同步运行,由集水池的水位控制污水泵自动启动,同时控制投药系统同步运行。
第五章医院污水处理系统污泥、废气处理
5.1医院污泥的分类和泥量
(1)污泥根据工艺分为化粪池污泥、初沉污泥、剩余污泥、化学(混凝)沉淀污泥、消化污泥等。
(2)医院污水处理过程产生的泥量与原水的悬浮固体及处理工艺有关。
医院污水处理构筑物产生的污泥量如表6-1所示。
表6-1污泥量平均值
污泥来源
总固体
(g/人.d)
含水率
(%)
污泥体积
(L/人.d)
(L/人.a)
初沉池
54
92~95
0.68~1.08
249~395
二沉池
31
97~98.5
1.04~2.07
380~755
混凝沉淀
66~75
93~97
1.07~2.20
390~840
(3)化粪池污泥来自医院医务人员及患者的粪便,污泥量取决于化粪池的清掏周期和每人每日的粪便量。
每人每日的粪便量约为150g。
(4)处理放射性污水的化粪池或处理池每半年清掏一次,清掏前应监测其放射性达标方可处置。
5.2医院污泥处理工艺流程
污泥处理工艺以污泥消毒和污泥脱水为主。
水处理工艺产生的剩余污泥在污泥消毒池内,投加石灰或漂白粉作为消毒剂进行消毒。
若污泥量很小,则消毒污泥可排入化粪池进行贮存;
污泥量大,则消毒污泥需经脱水后封装外运,作为危险废物进行焚烧处理。
5.3废气处理工艺路线选择
1、工艺流程
(1)为防病毒从医院水处理构筑物表面挥发到大气中而造成病毒的二次传播污染,将水处理池加盖板密闭起来,盖板上预留进、出气口,把处于自由扩散状态的气体组织起来。
(2)组织气体进入管道定向流动到能阻截、过滤吸附、辐照或杀死病毒、细菌的设备中,经过有效处理后再排入大气。
(3)废气处理可采用臭氧、过氧乙酸、含氯消毒剂、紫外线、高压电场、过滤吸附和光催化消毒处理对空气传播类病毒进行有效的灭活。
2、设计要点
(1)按局部通风设计原则,针对有害气体散发状况,优先考虑密闭罩。
(2)对于格栅口和污泥的清除处,由于操作需要,可以采取敞口罩。
(3)通风机选用离心式,排气高度15m。
(4)通风机流量和压头需要根据不同处理方法的要求选取,对于使用氧化型消毒剂的情况,通风机和管材应考虑防腐。
第六章.电气自动化控制
6.1自动控制系统简述
污水处理自控系统的设计应遵循“集中管理,分散控制,数据共享”的原则,设计选型不仅要使系统性能稳定、运行可靠、操作简单、维护方便,而且要求易于扩展、运行经济、维护方便、性价比高。
而且自控系统应满足污水处理厂运行管理和安全处理的要求,即生产过程自动控制、自动报警、自动保护、自动操作、自动调节,提高运行效率、降低运行成本、减轻劳动强度,对污水处理厂内各系统工艺流程中的重要参数、重要设备进行计算机在线集中实时监控,从而确保污水处理厂的出水水质达到设计排放标准。
自控系统包括硬件和软件两部分,硬件与软件的选择影响到系统的稳定性和可扩展性,这个系统要使硬件与软件合理搭配,时整个自控系统具有较好的稳定性、可扩展性、维护性和较高的性价比。
6.2设计原则
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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