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電磁流量計用於醫院汙水處理改造工程實踐案例
  醫院汙水主要是由醫療含菌廢水、生活汙水、傳染性病源汙水構成,成分複雜。醫院汙水容易造成空間汙染,引起二次汙染,並且部分帶有傳染性,如果不進行處理,直接排放,將造成嚴重的環境汙染,並且會成為一種新的疾病傳播途徑,嚴重危害人們的身心健康。本工程所處理的汙水原水為北京某醫院醫療廢水和生活汙水的混合汙水,處理出水直接排入市政汙水管網,處理出水達到《醫療機構汙染物排放標準》(GB 18466-2005)中的規定。本項目因其原汙水可生化性較好,濃度不高,設計主體工藝為膜生物工藝,由於本項目是在不新增占地的基礎上進行改擴建,利用現有構建築物,采用膜生物工藝替代現有的生物接觸氧化和沉澱工藝。構建可用於該汙水處理的工藝與方法,確定運行參數和運行條件,提出切實可行的汙水處理設計方案。電磁流量計作一個重要的過程測量設備,整合在其中,為工程係統的流量數據的采集和係統的自動控製提供有力支持。
汙水電磁流量計
  1 汙水處理工藝
  1.1 工藝流程
  工藝流程為“化糞池+機械格柵+集水池+沉澱池+調節池+好氧池+膜池+消毒接觸池+清水池”。
  1.2 工藝流程說明
  1.2.1 汙水處理。醫院各個接水點的汙水匯流進入原化糞池,汙水在此進行混合、厭氧發酵及初步沉澱等預處理。處理後的汙水從上部溢流排出,進入汙水站。
  汙水進入汙水站後首先經過機械細格柵,攔截汙水中攜帶的較大懸浮、漂浮物,雜物經格柵撈出、去除,汙水通過格柵進入集水池,集水池中設有潛水排汙泵,將汙水提升至沉澱池,汙水在沉澱池中進行沉澱處理,初步沉降去除汙水中可沉降顆粒物,處理後的汙水經沉澱池集水槽匯集,流入調節池中。汙水在調節池中進行水量調節、水質混合,再通過水泵按設計小時流量提升進入後續的生化處理單元中。
  本工程生化處理采用MBR工藝,該工藝分好氧池和膜池兩段,汙水先進入好氧池上部向下流動,穿過池體,汙水與池中大量的微生物(活性汙泥)接觸,微生物攝取汙水中的有機物,進行生化降解,處理後的汙水及汙泥從池體底部聯通孔進入膜池。汙水進入膜池借助池內的汙泥及膜絲表麵附著的微生物進一步生化降解有機物,同時膜池還具有泥水分離的功能。膜池中的汙水需要透過膜絲,通過水泵抽吸排出,水中大於膜孔徑的雜質全部被截留在池內,透過膜絲的清水得到淨化。
  膜池出水進入消毒池,在消毒池入口投加次氯酸鈉消毒液,借助來水衝擊力進行混合,並在池中進行充分的接觸反應,達到徹底殺滅水中各類致病菌、改善水質的目的,消毒後的出水進入到清水池,檢測合格後外排。
  1.2.2 汙泥處理。本工程沉澱池、膜池中的汙泥定期進入到汙泥池,汙泥在該池中進行儲存、重力濃縮,池底濃縮後的汙泥經消毒處理後由環衛吸糞車吸出,外運處置。
  1.3 核心工藝(MBR工藝)介紹
  本項目的原混合汙水可生化性較好,濃度不高,且是在不新增占地的基礎上進行改擴建,利用現有構建築物。對於醫院現在運行的水質水量的特點,原有工藝已不能滿足出水水質穩定達標排放。根據醫院現水質水量的要求及原有工藝構築物的特點,考慮到生物膜(MBR)可將生物處理流程中的初沉、曝氣、二沉和汙泥濃縮等繁瑣的功能單元,形成占地較小的一體化的生物處理中心。因此本項目核心工藝選擇為MBR工藝,且保障本項目出水水質能夠穩定達標。
  1.3.1 懸浮物(SS)及濁度有高效的去除能力。中空纖維膜為管狀,管壁上有微孔,能夠截留住反應池內的絕大部分懸浮物(SS)和活性汙泥,截留的汙泥形成多孔濾餅層,使可溶性的小分子物質本來可以透過中空纖維膜,現受到濾餅的阻擋,被截留在反應器中,增加膜的去汙能力。
  1.3.2 有機物的去除效率高且耐衝擊負荷。由於膜攔截了全部的活性汙泥,使反應器內的活性汙泥具有較高的水平,有利於有機物的去除。同時膜截留了絕大部分微生物,使得反應器中微生物種類和總量都非常豐富,耐衝擊負荷。
  1.3.3 解決汙泥膨脹問題及剩餘汙泥難處置問題。反應器中維持高MLSS、低F/M模式運行,能使有機物深度氧化,減少剩餘汙泥的排放。
  考慮到MBR以上的特點,能夠解決本項目的相關問題,因此改造中選用MBR工藝。根據本項目水質水量的特點進行相關參數調試,使本工藝運行達到***佳,保證出水水質穩定達標。
  2 工程設計
  2.1 格柵集水池
  主要設計尺寸:4.0×4.0×6.2m,上層格柵間高3.0m,下層集水池高3.0m,全地下鋼混結構,利舊,一級提升泵出水管線更換,改為引至沉澱池。配套設備(現有2台潛汙泵和液位計進行更換,新增1台RZ-LD/DN125電磁流量計,其餘為原有設備):(1)潛水提升泵1:Q=75m3/h,H=10m,N=4.0kW,2台,1用1備;(2)回轉式機械格柵:柵寬600mm,柵間距3mm,1台;(3)電磁流量計(集水池出水總管):DN125,量程0~200m3/h,1台。
  2.2 沉澱池
  主要設計尺寸:5.0×5.0×5.5m,半地下鋼混結構,利舊,現有布水器和出水堰進行更新,出水管線更換,改為引至調節池,上清液溢流至調節池。
  2.3 調節池
主要設計尺寸:8.0×5.0×5.5m,半地下鋼混結構,利舊。配套設備(現有2台潛汙泵和液位計進行更換,新增2台過濾精度為1mm的精密過濾器):(1)潛水提升泵2:Q=30m3/h,H=8.5m,N=1.5kW,2台,1用1備;(2)精密過濾器:過濾精度1mm,不鏽鋼,管道式安裝,2台;(3)電磁流量計(調節池出水總管):DN100,量程0~100m3/h,1台;(4)超聲波液位計:量程0~6m,輸出信號4~20mA,1台。
2.4 好氧池
  主要設計尺寸:5.0×4.0×5.5m,半地下鋼混結構,池體利舊。拆除原池內設施,新增1套曝氣係統。配套設備:盤式曝氣器:規格Φ260mm,通氣量3~4m3/h,ABS材質,66個。
  2.5 膜池(MBR)
  膜池(MBR)內裝中空纖維膜1片,是整個設備的核心處理單元,是生物處理——活性汙泥法與截留過濾——微孔過濾膜法兩種工藝的結合。
  主要設計尺寸:5.0×4.0×5.5m,半地下鋼混結構,利舊(將二級接觸氧化池改造為膜池)。拆除原池內設施,新增2套膜組器和2台回流泵(其中1台冷)。運行狀態:回流泵出水回流至好氧池前段;排泥狀態:回流泵出水送至汙泥池。
  配套設備:(1)膜組器:Q=360m3/d,配套鋼絲軟管,膜支架304不鏽鋼材質,2套;(2)回流泵:Q=103.8m3/h,H=8m,N=3.7kW,碳鋼材質,2台,冷備1台;(3)靜壓液位計:量程0~6m,輸出信號4~20mA,1台。
  2.6 接觸消毒池
  主要設計尺寸:3.0×2.0×5.5m,半地下鋼混結構,利舊。消毒劑選用次氯酸鈉,投加點為接觸消毒池入口。
  2.7 清水池
  主要設計尺寸:3.0×3.0×5.5m,半地下鋼混結構,利舊。
  2.8 汙泥池
  主要設計尺寸:3.0×2.0×5.5m,半地下鋼混結構,利舊。將現有液位計進行更新:浮球液位計:量程0~6m。
  2.9 汙泥井
  主要設計尺寸:1.5×1.5×3.5m,全地上鋼混結構,利舊。
  2.10 設備間
  主要設計尺寸:9.0×4×3.5m,全地上磚混結構,利舊。主要設備:(1)吹掃風機:Q=8.37m3/min,5000mmH2O,N=11kW,2台;(2)曝氣風機:Q=6.73m3/min,6000mmH2O,N=11kW,1台;(3)產水泵:Q=42m3/h,H=9m,N=2.2kW,2台,1用1備;(4)CIP泵:Q=40m3/h,H=12m,N=2.2kW,1台;(5)次氯酸鈉儲罐:V=1000L,PE材質,1個;(6)次氯酸鈉計量泵:Q=300L/h,5bar,泵頭PVC材質,2台,1用1備;(7)消毒劑計量泵:Q=21.9L/h,1.5bar,N=13.4~14.3W,220V,泵頭PVDF材質,2台,1用1備;(8)檸檬酸儲罐:V=200L,PE材質,1個;(9)檸檬酸計量泵:Q=120L/h,3.5bar,泵頭PVC材質,1台;(10)控製櫃:碳鋼噴塑材質,1台。
  2.11 控製室
  主要設計尺寸:4.0×4.0×3.5m,全地上磚混結構,利舊。現有控製櫃進行更新。主要儀表:(1)在線pH計:pH 0~14,輸出信號4~20mA,1台;(2)餘氯分析儀:0~20mg/L,輸出信號4~20mA,1台;(3)COD在線檢測儀:0~500mg/L,1台;(4)氨氮在線檢測儀:0~50mg/L,1台。
  3 主要工藝單元運行情況
  3.1 格柵、調節預處理單元的運行
  醫院汙水進入汙水站後先經過格柵攔截去除汙水中大較大懸浮、漂浮物,然後經過沉澱池,可將大部分可沉降顆粒物進行沉澱,上清液進入調節池,汙水在調節池中進行水量調節、水質混合。預處理單元SS去除率為30%左右,COD去除率為20%左右,其他汙染指標去除不明顯,波動水質得到混合均勻。
  3.2 MBR工藝單元運行
  MBR工藝可去除汙水中的大部分有機汙染物,氨氮、懸浮物。根據運行情況,好氧池、膜池溶解氧DO以2.0~4.0mg/L為宜。COD濃度從200mg/L降低至50mg/L以下,去除率為75%;BOD從120mg/L降低至10mg/L以下,去除率為92%;SS從70mg/L降低至10mg/L以下,去除率為86%;氨氮從20mg/L降低至5mg/L以下,去除率為75%。
  3.3 消毒處理單元
  汙水站前麵各級處理單元對水中的細菌、病毒處理效果有限,要確保汙水中糞大腸菌群數等病毒性指標達標,主要依靠消毒處理單元。通過合理投加次氯酸鈉以及控製好汙水與藥劑的混合效果、接觸反應時間可實現對汙水中細菌、病毒基本滅絕,化驗檢測達到“未檢出”效果。
  采用MBR工藝為核心的汙水處理係統,後續配次氯酸鈉消毒使汙水中各汙染指標得到全麵處理,COD去除率為80%左右,BOD去除率為92%;SS去除率為92%左右,氨氮去除率為75%左右。
  (1)本工程處理工藝針對各項汙染指標都有專屬處理,各處理單元設計負荷完全滿足規範要求,確保了係統***終出水各指標優於標準要求;
  (2)工程設計現場勘查詳實,結合了現場實際情況,所有構建築得到合理、充分利用。
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