11

Mar

2020

医院污水处理技术与工艺

行业现状及医院污水特征

医院污水是指医院（综合医院、专业病院及其它类型医院）向自然环境或城市管道排放的污水。其水质随不同的医院性质、规模和其所在地区而异。每张病床每天排放的污水量约为200-1000L。医院污水中所含的主要污染物为：病原体（寄生虫卵、病原菌、病毒等）、有机物、漂浮及悬浮物、放射性污染物等，未经处理的原污水中含菌总量达10^8个/mL以上。医院污水处理的原则是：分质分流，局部分隔治理，把污染就近消灭在污染源。主要处理方法为沉淀与消毒。我国常用的消毒剂为液氯，为了提高消毒效率及不产生二次污染多趋向采用臭氧化法消毒，消毒处理后均可达到排放标准。处理过程中产生的污泥常采用石灰消毒法及高温堆肥法进行处理。

根据国家环保总局的有关规定（国家环保总局.医院污水处理技术指南.2003.12（环发（2003）197号 ），将各类医院按性质分为综合医院和传染病医院两类，与卫生系统对医院及医疗机构的划分方法有差别。其中传染病医院指传染性疾病专科医院和带传染病房的综合医院，综合医院为不带传染病房的综合医院和各类非传染性疾病的专科医院。医院污水净化包括综合医院、中医医院、中西医结合医院、民族医院和专科医院（传染病医院（包括结核病院）、心血管病医院、肿瘤医院、口腔医院、妇产科医院和精神病医院等等）各类医院污水的处理，同时也包括疗养院、康复医院等其它医疗机构和兽医院的污水处理工程。

医院污水的性质指医院产生的含有病原体、重金属、消毒剂、有机溶剂、酸、碱以及放射性等的污水。医院产生污水的主要部门和设施有：诊疗室、化验室、病房、洗衣房、X光照像洗印、动物房、同位素治疗诊断、手术室等排水；医院行政管理和医务人员排放的生活污水，食堂、单身宿舍、家属宿舍排水。

医院污水来源及成分复杂，含有病原性微生物、有毒、有害的物理化学污染物和放射性污染等，具有空间污染、急性传染和潜伏性传染等特征，不经有效处理会成为一条疫病扩散的重要途径和严重污染环境：

1）医院污水受到粪便、传染性细菌和病毒等病原性微生物污染，具有传染性，可以诱发疾病或造成伤害；

2）医院污水中含有酸、碱、悬浮固体、BOD、COD和动植物油等有毒、有害物质；

3）牙科治疗、洗印和化验等过程产生污水含有重金属、消毒剂、有机溶剂等，部分具有致癌、致畸或致突变性，危害人体健康并对环境有长远影响；

4）同位素治疗和诊断产生放射性污水。放射性同位素在衰变过程中产生a-、β-和γ-放射性，在人体内积累而危害人体健康。

行业常用处理方式

1、一级处理

医院污水一级处理的典型工艺是一级沉淀加俏毒。此流程适用于污水排人市政下水道的医院，特别是一些综合医院。就我国目前的情况而言，大多数城市医院污水处理后是排人城市下水道，故通常只进行一级处理。但随着医院污水排放标准的提高，有些大城市医院也积极采用二级处理以确保处理后出水的水质。

2、二级处理

二级处理通常为生物处理，常采用的处理方法有:生物转盘法、生物接触氧化法、射流曝气法、氧化沟法、塔式生物滤池法等。这些技术均属生物氧化法，通常是利用鼓风曝气、机械曝气等，使污水中真菌等微生物大量繁殖，以吸附和氧化污水中的有机物等有害物质。二级处理工艺适用于医院污水排人地面水域的情况，可对污水的生物性污染、理化性污染及有毒有害物质进行全面处理。生物氧化法处理污水虽然出水水质较好，但会产生大量的活性污泥，需进行污泥处理，这加大了处理流程、增加了处理费用;同时，曝气会对空气造成二次污染:另外，生物处理污水停留时间较长，工艺设施占地面积较大也是其弱点。因此，多数医院逐步对原有的工艺进行改造或新建较先进的污水处理工程，以提高出水水质，使之达标排放。

3、消毒处理

医院污水消毒处理方法很多，大致可分为物理方法和化学方法两大类。物理方法有辐射法、紫外线法、加热法、冷冻法等。用物理方法对医院污水进行消毒处理，通常适用于污水量较小的情况，且其处理效果往往不如采用化学法明显，但该法有个突出的优点，即无二次污染。物理方法中较常用的是紫外线消毒法，具有快速、设备简单、维修方便、无二次污染等优点，但其不足之处在于污水前处理要求严格，处理水量较小、易被有机物干扰及无持续消毒作用。化学方法包括用卤素，臭氧、重金属离子、阳离子表面活性剂等化学药剂处理。其中，较常用的是氯化消毒法和臭氧消毒法。臭氧法杀菌效果极佳，已有100多年的历史，在西欧尤其在法国普遍采用。但臭氧制备及维护费用较高，设备不易管理;同时，由子我国的臭氧发生器性能不稳定、产生臭氧在水中易衰减等原因，故臭氧法在我国很少采用。我国应用最广泛的是氯化消毒法，八十年代常采用液氯法，该法具有处理效果稳定、设备简单、投资省、占地面积小、运转费用低等优点，但安全性较差，必须防止液氯的泄漏，以免造成人员伤亡事故;九十年代应用较多的次氯酸钠法该法处理效果稳定、设备简单、基建投资省、占地面积少、运转费用低、管理安全方便。

医院污水处理的原则

针对医院污水处理的原则，主要有以下几个方面：

1 遵守国家及地方有关环保法律法规和技术政策;

2 采用成熟的工艺技术及设备，充分发挥其优势，满足设计要求，确保稳定运行;

3 在设计中贯彻节能的原则，最大限度降低废水的处理成本和运转费用，实现资源化利用，争取获得最大的经济效益;

4 充分考虑工程操作、管理、维护的方便，降低劳动强度;

5 采取必要措施，尽量减少环境影响，避免二次污染;

6 合理降低工程造价和运行费用，提高工程效益，同时最大限度地提高系统的可靠性;

根据国家有关标准和我国目前的经济技术条件，医院污水的处理原则应是 :

第一，确保消毒灭菌效果使之达到国家污水排放标准；

第二，应考虑污水排放的排向及受纳水体和环境功能对水质的要求。医院污水处理的总工艺流程通常包括污水的预处理和污水的消毒两大部分。污水的预处理通常采用一级处理和二级处理(生化处理)。我国绝大多数医院污水处理都采用一级或二级处理，经过预处理后再进行消毒的污水一般均能达到国家环保部门和防疫部门对医院污水处理的要求。

推荐处理简介及工艺方案

     1.1   工艺选择原则：

选择合理的污水处理工艺技术是十分重要的。只有选择得当，才能使污水处理工程的处理效果好，运行管理方便，节省投资成本和运行费用。污水处理工艺的选择，首先需要适应污水进水水质、出水水质要求以及当地温度、工程地质、环境等条件，然后综合考虑工艺的可靠性、成熟性、适用性、去除污染物的效率、投资省、操作管理简单、运行费用低等多因素，选择最优的工艺方案。

[1]符合国家和地方环境保护政策和相关法律法规、标准及规范；

[2]工艺技术先进、高效节能，处理效率高，出水稳定达标；

[3]处理设施安全、成熟，并尽量减少工程投资成本，降低运行费用；

[4]最大限度地降低操作管理和维修技术难度；

[5]污水处理设施具有较强的抗水量、水质冲击负荷能力；

[6]污水处理设施运行时不产生臭气及噪声等二次污染；

[7]优先选择国内先进、可靠、高效、成熟的污水处理专用设备。

1.2   工艺选择：

污水处理的主要工艺技术主要包括：生物处理技术、自然处理技术。经过人类上百年的实践，国际上公认以生物处理为经济―效益比最好（cost－effective）。因此世界上大多数污水处理厂采用生物处理工艺。污水生物处理分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。

厌氧生物处理技术降解有机物的效率有限，出水水质较难达到本项目的要求，且占地相对较大，废气收集处理问题也不好解决。因此也不考虑单独使用。本项目中，化粪池作为典型的厌氧处理，作为标准的设施用于污水处理的前处理。

传统的活性污泥法投资高、运行费用高、占地大、污泥处理量大、处理较为复杂（通常要采用厌氧污泥消化），本方案也不考虑采用。

生物膜法是一种比较适合小型生活污水处理的工艺技术，与传统活性污泥法处理系统相比较，生物膜法易于维护运行、节能省电、占地面积小，污泥少，一次性投资较普通活性污泥法稍高一些但可以接受，但如果出水要求较高需要增加深度处理，投资较高。

膜生物反应器以出水水质稳定优良为其优势，但一次性投资成本稍高。本工程要求处理出水用作景观水，且不能影响周围人们的身体健康，故对出水水质要求较高，且要求有较高的稳定性。本工程推荐选用膜生物反应器工艺作为首选处理工艺。

1.3   膜生物反应器工艺介绍：

膜生物反应器MBR（Membrane Bio-reactor）是二十世纪末发展起来的新技术，它是膜分离技术和活性污泥生物技术的结合。它不同于活性污泥法，不使用沉淀池进行固液分离，而是使用中空纤维膜替代沉淀池，因此具有高效固液分离性能，同时利用膜的特性，使活性污泥不随出水流失，在生化池中形成8000－12000 mg/L超高浓度的活性污泥浓度，使污染物分解彻底，因此出水水质良好、稳定，出水细菌、悬浮物和浊度接近于零。生活污水处理后可直接回用，在污水处理方面具有传统工艺不具备的优点。

Ø  优点：

（1）出水水质优良、稳定。

（2）工艺简单。由于膜的高效分离作用，不必单独设立沉淀、过滤等固液分离池。

（3）占地面积少。处理单元内生物量可维持在高浓度，使容积负荷大大提高，同时膜分离的高效性，使处理单元水力停留时间大大缩短。

（4）污泥排放量少，只有传统工艺的30%，污泥处理费用低。

（5）膜生物反应器可以滤除细菌、病毒等有害物质，可显著节省加药消毒所带来的长期运行费用并扩大污水回用范围。

（6）系统抗冲击性强，适应范围广。

（7）较好的设备化和自动化，管理简便。

（8）模块化设计，易于扩容。

   1.4污水处理工艺流程图如下：

1.5系统技术性能参数说明

设计原则本着尽量使用原有设施及设备的设计思路,出具以下方案.

1,污水收集池及雨水收集池部分.

    格栅槽

格栅槽内安装机械格栅。机械格栅主要用来拦截污水中的大块漂浮物，以保证后续处理构筑物的正常运行及有效减轻处理负荷，为系统的长期正常运行提供保证。栅渣需定期清理，可作垃圾处理。

调节池

调节池内置潜污泵及回流措施，调节每个时间段不同的水量，以保证一定的额定流量提升至后续生物处理系统，减少水量对系统的冲击负荷。

缺氧池

污水进入缺氧池，同时进入的还有膜池的回流污泥。缺氧池的首要功能是脱氮，反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将膜池回流污泥中带入的大量NO3-和NO2-还原为N2并释放到空气中，BOD浓度继续下降，NO3-浓度也大幅度下降。

好氧膜池

利用膜对生化反应池内的含泥污水进行过滤，实现泥水分离。一方面，膜截留了反应池中的微生物，使池中的活性污泥浓度大增加，达到很高的水平，使降解污水的生化反应进行得更迅速更彻底，另一方面，由于膜的高过滤精度，保证了出水清澈透明，得到高质量的产水。

MBR膜池

膜池设置MBR膜组件系统及配套的出水、反洗、清洗、吹扫等系统。MBR膜区内的吹扫（曝气）有两个用途，一是用于膜组件周围的气水振荡，保持膜表面清洁，二是为提供生物降解所需要的氧气。通过膜的高效截留作用，全部细菌及悬浮物均被截流在曝气池中，可以有效截留硝化菌，使硝化反应顺利进行，有效去除氨氮；同时可以截留难于降解的大分子有机物，延长其在反应器中的停留时间，使之得到最大限度的降解。剩余污泥通过膜区剩余污泥泵定期排出，可控制系统内活性污泥的浓度及污泥龄。

消毒/清水池

经膜过滤的出水尚有一部分病毒不能被去除，出水再经消毒即可达标回用，并进行MBR膜清洗,本设计采用二氧化氯消毒。消毒后的水一部分储存在清水池可以供以后中水回用,一部分直排.◎ 二氧化氯消毒器

污泥池

膜池的剩余污泥经污泥泵抽吸至污泥池内，定期由环卫车抽吸外运，由于膜生物反应器工艺产生的污泥较少，3个月或半年抽吸一次即可。

设备间

设备间主要用于安放鼓风机、抽吸泵、加药消毒装置等设备，挡风遮雨。设计采用砖混结构，地面设置。一般设计尺寸为5000×5000×4000mm，可采用原有空房间。

   1.6电器与控制

1、概  述

为了保证污水处理站生产的稳定的效率，减轻劳动强度，改善工作环境，同时为了实现污水处理现代化生产管理，因此在本工程的自控仪表设计中，充分考虑到污水站工艺的特点，选用质量可靠的先进可编程序控制系统，以保障检测数据的准确和控制的及时有效。

本工程拟采用PLC控制系统，对污水处理站的工艺过程进行自动控制、集中管理。P LC控制系统由可编程序逻辑控制器（PLC）及检测仪表组成。拟在配电间内设PLC控制系统,控制柜控制器采用德国西门子。

2、PLC控制操作设计

整个处理系统控制采用PLC程序控制器作为中央控制器，以控制正常处理水量的工作程序。程序主要控制调节池的二台污水提升泵；生化设备曝气时的二台风机的相互切换工作；沉淀池的定期排泥等。

2.1污水提升泵及生化设备进水

污水泵采用WQ型抗堵塞、撕裂型潜污泵。该泵排泥能力强、无堵塞，能有效通过直径30mm固体颗粒。调节池污水提升泵采用2台，分工作泵和备用泵；污水提升泵的启动受调节池浮球液位控制器控制，高水位开泵，低水位停泵。浮球开关由全密封的玻璃结构的水银开关构成，外部的泡沫塑料作载体，浮球液位控制器根据调节池液位分设二只。当浮球液位控制器及污水提升泵出现故障而导致系统无法出水时，调节池的污水由超水位警戒排放口直接排入市政管网，待故障排除后由人工复原至自动运行状态。

污水经潜污泵提升后进入生化设备。系统设备进入正常处理进水状态。

2.2罗茨风机

风机采用高压鼓风机，该风机能耗低。污水处理系统中采用二台风机，正常处理水量状态为一用一备，并且在4.0小时内自动交替使用，系统设备进入正常处理曝气状态。当污水调节池内的水位处于低液位时，风机能自动进入睡眠状态：即开机10min，停机30min。这样即保证了污水中的溶解氧的含量，又可节约部分电能耗。 

   1.7污水处理设施布置

根据工程主体设计意图，基地总平面情况而因地制宜，合理布局。着重从工艺流畅性，污泥出路，对外环境影响，保养维修方面几点出发。

污水处理设施主体全埋于地下，为便于格栅清污及施工方便，缺氧池、氧化MBR池、沉淀池、消毒池、污泥池均为钢结构。

本污水站总平面面积约为300平方米左右。而且本污水站不占地表面积，上部覆土，可种植草皮等植物。

污水处理设施布置见设备平面图（详细平面图需确定合作后，乙方提供）。

   1.8环境影响分析

1、污泥处理

污泥池中的污泥可由压滤机压滤后，运至污泥处理厂处理，或可定期与化粪池污泥一起处理，由抽粪车抽走。

2、防渗措施

本污水处理站中采用钢筋混凝土制作的池，为了避免地下水渗入或污水渗出，钢筋混凝土采用防渗设计，并在混凝土池内壁用20mm厚1:2水泥浆粉刷，池外壁用851防水涂料，保证设备本体耐腐寿命，以防止二次污染。

3、防腐措施

本污水处理站池体之间大都连接管采用钢管。地埋式一体化设备做环氧树脂防腐处理。

4、除臭措施

由于调节池、缺氧池、好氧MBR膜池、污泥池都需充氧曝气，因此曝气后溢出水面的气体有一定的臭味，如果这些臭气不加以处理势必影响周围环境，造成二次污染。我们将调节池、缺氧池、好氧池、污泥池顶盖上引出通风管，排放位置应选择在整个工程的下风口，整套设备运行可靠，管理方便，其设备投资相应较小。

5、降噪措施

本污水处理站最主要的噪声来源是鼓风机，为此我们采用一系列措施降低噪声。本污水处理站采用三叶罗茨风机。具有运行安全可靠，维修方便，本体噪低，对周围环境影响小的特点，同时在风机基础下设置隔振垫，并在风机进风口上安装消声器，在出风口上安装可曲挠橡胶接头，以减少振动产生的噪声。

以上一系列的措施，污水处理站的噪声可符合城市区域环境噪声标准（GB3093-97）中的二类标准，白天≤60db,夜间≤50 db。