污水厂出口流量计用于医院污水处理改造工程实践案例

医院污水主要是由医疗含菌废水、生活污水、传染性病源污水构成，成分复杂。医院污水容易造成空间污染，引起二次污染，并且部分带有传染性，如果不进行处理，直接排放，将造成严重的环境污染，并且会成为一种新的疾病传播途径，严重危害人们的身心健康。本工程所处理的污水原水为北京某医院医疗废水和生活污水的混合污水，处理出水直接排入市政污水管网，处理出水达到《医疗机构污染物排放标准》（GB 18466-2005）中的规定。本项目因其原污水可生化性较好，浓度不高，设计主体工艺为膜生物工艺，由于本项目是在不新增占地的基础上进行改扩建，利用现有构建筑物，采用膜生物工艺替代现有的生物接触氧化和沉淀工艺。构建可用于该污水处理的工艺与方法，确定运行参数和运行条件，提出切实可行的污水处理设计方案。污水厂出口流量计作一个重要的过程测量设备，整合在其中，为工程系统的流量数据的采集和系统的自动控制提供有力支持。

1、污水处理工艺
1.1 工艺流程
工艺流程为“化粪池+机械格栅+集水池+沉淀池+调节池+好氧池+膜池+消毒接触池+清水池”。
1.2 工艺流程说明
1.2.1 污水处理。医院各个接水点的污水汇流进入原化粪池，污水在此进行混合、厌氧发酵及初步沉淀等预处理。处理后的污水从上部溢流排出，进入污水站。
污水进入污水站后*先经过机械细格栅，拦截污水中携带的较大悬浮、漂浮物，杂物经格栅捞出、去除，污水通过格栅进入集水池，集水池中设有潜水排污泵，将污水提升至沉淀池，污水在沉淀池中进行沉淀处理，初步沉降去除污水中可沉降颗粒物，处理后的污水经沉淀池集水槽汇集，流入调节池中。污水在调节池中进行水量调节、水质混合，再通过水泵按设计小时流量提升进入后续的生化处理单元中。
本工程生化处理采用MBR工艺，该工艺分好氧池和膜池两段，污水先进入好氧池上部向下流动，穿过池体，污水与池中大量的微生物（活性污泥）接触，微生物摄取污水中的有机物，进行生化降解，处理后的污水及污泥从池体底部联通孔进入膜池。污水进入膜池借助池内的污泥及膜丝表面附着的微生物进一步生化降解有机物，同时膜池还具有泥水分离的功能。膜池中的污水需要透过膜丝，通过水泵抽吸排出，水中大于膜孔径的杂质全部被截留在池内，透过膜丝的清水得到净化。
膜池出水进入消毒池，在消毒池入口投加次氯酸钠消毒液，借助来水冲击力进行混合，并在池中进行充分的接触反应，达到彻底杀灭水中各类致病菌、改善水质的目的，消毒后的出水进入到清水池，检测合格后外排。
1.2.2 污泥处理。本工程沉淀池、膜池中的污泥定期进入到污泥池，污泥在该池中进行储存、重力浓缩，池底浓缩后的污泥经消毒处理后由环卫吸粪车吸出，外运处置。
1.3 核心工艺（MBR工艺）介绍
本项目的原混合污水可生化性较好，浓度不高，且是在不新增占地的基础上进行改扩建，利用现有构建筑物。对于医院现在运行的水质水量的特点，原有工艺已不能满足出水水质稳定达标排放。根据医院现水质水量的要求及原有工艺构筑物的特点，考虑到生物膜（MBR）可将生物处理流程中的初沉、曝气、二沉和污泥浓缩等繁琐的功能单元，形成占地较小的一体化的生物处理中心。因此本项目核心工艺选择为MBR工艺，且保障本项目出水水质能够稳定达标。
1.3.1 悬浮物（SS）及浊度有高效的去除能力。中空纤维膜为管状，管壁上有微孔，能够截留住反应池内的绝大部分悬浮物（SS）和活性污泥，截留的污泥形成多孔滤饼层，使可溶性的小分子物质本来可以透过中空纤维膜，现受到滤饼的阻挡，被截留在反应器中，增加膜的去污能力。
1.3.2 有机物的去除效率高且耐冲击负荷。由于膜拦截了全部的活性污泥，使反应器内的活性污泥具有较高的水平，有利于有机物的去除。同時膜截留了绝大部分微生物，使得反应器中微生物种类和总量都非常丰富，耐冲击负荷。
1.3.3 解决污泥膨胀问题及剩余污泥难处置问题。反应器中维持高MLSS、低F/M模式运行，能使有机物深度氧化，减少剩余污泥的排放。
考虑到MBR以上的特点，能够解决本项目的相关问题，因此改造中选用MBR工艺。根据本项目水质水量的特点进行相关参数调试，使本工艺运行达到*佳，保证出水水质稳定达标。
2、工程设计
2.1 格栅集水池
主要设计尺寸：4.0×4.0×6.2m，上层格栅间高3.0m，下层集水池高3.0m，全地下钢混结构，利旧，一级提升泵出水管线更换，改为引至沉淀池。配套设备（现有2台潜污泵和液位计进行更换，新增1台RZ-LD/DN125污水厂出口流量计，其余为原有设备）：（1）潜水提升泵1：Q=75m3/h，H=10m，N=4.0kW，2台，1用1备；（2）回转式机械格栅：栅宽600mm，栅间距3mm，1台；（3）污水厂出口流量计（集水池出水总管）：DN125，量程0～200m3/h，1台。
2.2 沉淀池
主要设计尺寸：5.0×5.0×5.5m，半地下钢混结构，利旧，现有布水器和出水堰进行更新，出水管线更换，改为引至调节池，上清液溢流至调节池。
2.3 调节池
主要设计尺寸：8.0×5.0×5.5m，半地下钢混结构，利旧。配套设备（现有2台潜污泵和液位计进行更换，新增2台过滤精度为1mm的精密过滤器）：（1）潜水提升泵2：Q=30m3/h，H=8.5m，N=1.5kW，2台，1用1备；（2）精密过滤器：过滤精度1mm，不锈钢，管道式安装，2台；（3）污水厂出口流量计（调节池出水总管）：DN100，量程0～100m3/h，1台；（4）超声波液位计：量程0～6m，输出信号4～20mA，1台。
2.4 好氧池
主要设计尺寸：5.0×4.0×5.5m，半地下钢混结构，池体利旧。拆除原池内设施，新增1套曝气系统。配套设备：盘式曝气器：规格Φ260mm，通气量3～4m3/h，ABS材质，66个。
2.5 膜池（MBR）
膜池（MBR）内装中空纤维膜1片，是整个设备的核心处理单元，是生物处理——活性污泥法与截留过滤——微孔过滤膜法两种工艺的结合。
主要设计尺寸：5.0×4.0×5.5m，半地下钢混结构，利旧（将二级接触氧化池改造为膜池）。拆除原池内设施，新增2套膜组器和2台回流泵（其中1台冷）。运行状态：回流泵出水回流至好氧池前段；排泥状态：回流泵出水送至污泥池。
配套设备：（1）膜组器：Q=360m3/d，配套钢丝软管，膜支架304不锈钢材质，2套；（2）回流泵：Q=103.8m3/h，H=8m，N=3.7kW，碳钢材质，2台，冷备1台；（3）静压液位计：量程0～6m，输出信号4～20mA，1台。
2.6 接触消毒池
主要设计尺寸：3.0×2.0×5.5m，半地下钢混结构，利旧。消毒剂选用次氯酸钠，投加点为接触消毒池入口。
2.7 清水池
主要设计尺寸：3.0×3.0×5.5m，半地下钢混结构，利旧。
2.8 污泥池
主要设计尺寸：3.0×2.0×5.5m，半地下钢混结构，利旧。将现有液位计进行更新：浮球液位计：量程0～6m。
2.9 污泥井
主要设计尺寸：1.5×1.5×3.5m，全地上钢混结构，利旧。
2.10 设备间
主要設计尺寸：9.0×4×3.5m，全地上砖混结构，利旧。主要设备：（1）吹扫风机：Q=8.37m3/min，5000mmH2O，N=11kW，2台；（2）曝气风机：Q=6.73m3/min，6000mmH2O，N=11kW，1台；（3）产水泵：Q=42m3/h，H=9m，N=2.2kW，2台，1用1备；（4）CIP泵：Q=40m3/h，H=12m，N=2.2kW，1台；（5）次氯酸钠储罐：V=1000L，PE材质，1个；（6）次氯酸钠计量泵：Q=300L/h，5bar，泵头PVC材质，2台，1用1备；（7）消毒剂计量泵：Q=21.9L/h，1.5bar，N=13.4～14.3W，220V，泵头PVDF材质，2台，1用1备；（8）柠檬酸储罐：V=200L，PE材质，1个；（9）柠檬酸计量泵：Q=120L/h，3.5bar，泵头PVC材质，1台；（10）控制柜：碳钢喷塑材质，1台。
2.11 控制室
主要设计尺寸：4.0×4.0×3.5m，全地上砖混结构，利旧。现有控制柜进行更新。主要仪表：（1）在线pH计：pH 0～14，输出信号4～20mA，1台；（2）余氯分析仪：0～20mg/L，输出信号4～20mA，1台；（3）COD在线检测仪：0～500mg/L，1台；（4）氨氮在线检测仪：0～50mg/L，1台。
3、主要工艺单元运行情况
3.1 格栅、调节预处理单元的运行
医院污水进入污水站后先经过格栅拦截去除污水中大较大悬浮、漂浮物，然后经过沉淀池，可将大部分可沉降颗粒物进行沉淀，上清液进入调节池，污水在调节池中进行水量调节、水质混合。预处理单元SS去除率为30%左右，COD去除率为20%左右，其他污染指标去除不明显，波动水质得到混合均匀。
3.2 MBR工艺单元运行
MBR工艺可去除污水中的大部分有机污染物，氨氮、悬浮物。根据运行情况，好氧池、膜池溶解氧DO以2.0～4.0mg/L为宜。COD浓度从200mg/L降低至50mg/L以下，去除率为75%；BOD从120mg/L降低至10mg/L以下，去除率为92%；SS从70mg/L降低至10mg/L以下，去除率为86%；氨氮从20mg/L降低至5mg/L以下，去除率为75%。
3.3 消毒处理单元
污水站前面各级处理单元对水中的细菌、病毒处理效果有限，要确保污水中粪大肠菌群数等病毒性指标达标，主要依靠消毒处理单元。通过合理投加次氯酸钠以及控制好污水与药剂的混合效果、接触反应时间可实现对污水中细菌、病毒基本灭绝，化验检测达到“未检出”效果。
采用MBR工艺为核心的污水处理系统，后续配次氯酸钠消毒使污水中各污染指标得到全面处理，COD去除率为80%左右，BOD去除率为92%；SS去除率为92%左右，氨氮去除率为75%左右。
（1）本工程处理工艺针对各项污染指标都有专属处理，各处理单元设计负荷完全满足规范要求，确保了系统*终出水各指标优于标准要求；
（2）工程设计现场勘查详实，结合了现场实际情况，所有构建筑得到合理、充分利用。