11
Mar
2020

醫院污水處理技術與工藝

發布者:第一環保 瀏覽次數:26

行業現狀及醫院污水特征

醫院污水是指醫院(綜合醫院、專業病院及其它類型醫院)向自然環境或城市管道排放的污水。其水質隨不同的醫院性質、規模和其所在地區而異。每張病床每天排放的污水量約為200-1000L。醫院污水中所含的主要污染物為:病原體(寄生蟲卵、病原菌、病毒等)、有機物、漂浮及懸浮物、放射性污染物等,未經處理的原污水中含菌總量達10^8/mL以上。醫院污水處理的原則是:分質分流,局部分隔治理,把污染就近消滅在污染源。主要處理方法為沉淀與消毒。我國常用的消毒劑為液氯,為了提高消毒效率及不產生二次污染多趨向采用臭氧化法消毒,消毒處理后均可達到排放標準。處理過程中產生的污泥常采用石灰消毒法及高溫堆肥法進行處理。

根據國家環保總局的有關規定(國家環保總局.醫院污水處理技術指南.2003.12(環發(2003)197號 ),將各類醫院按性質分為綜合醫院和傳染病醫院兩類,與衛生系統對醫院及醫療機構的劃分方法有差別。其中傳染病醫院指傳染性疾病專科醫院和帶傳染病房的綜合醫院,綜合醫院為不帶傳染病房的綜合醫院和各類非傳染性疾病的專科醫院。醫院污水凈化包括綜合醫院、中醫醫院、中西醫結合醫院、民族醫院和專科醫院(傳染病醫院(包括結核病院)、心血管病醫院、腫瘤醫院、口腔醫院、婦產科醫院和精神病醫院等等)各類醫院污水的處理,同時也包括療養院、康復醫院等其它醫療機構和獸醫院的污水處理工程。

 

醫院污水的性質指醫院產生的含有病原體、重金屬、消毒劑、有機溶劑、酸、堿以及放射性等的污水。醫院產生污水的主要部門和設施有:診療室、化驗室、病房、洗衣房、X光照像洗印、動物房、同位素治療診斷、手術室等排水;醫院行政管理和醫務人員排放的生活污水,食堂、單身宿舍、家屬宿舍排水。

醫院污水來源及成分復雜,含有病原性微生物、有毒、有害的物理化學污染物和放射性污染等,具有空間污染、急性傳染和潛伏性傳染等特征,不經有效處理會成為一條疫病擴散的重要途徑和嚴重污染環境:

1)醫院污水受到糞便、傳染性細菌和病毒等病原性微生物污染,具有傳染性,可以誘發疾病或造成傷害;

2)醫院污水中含有酸、堿、懸浮固體、BOD、COD和動植物油等有毒、有害物質;

3)牙科治療、洗印和化驗等過程產生污水含有重金屬、消毒劑、有機溶劑等,部分具有致癌、致畸或致突變性,危害人體健康并對環境有長遠影響;

4)同位素治療和診斷產生放射性污水。放射性同位素在衰變過程中產生a-、β-和γ-放射性,在人體內積累而危害人體健康。

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行業常用處理方式

1、一級處理

醫院污水一級處理的典型工藝是一級沉淀加俏毒。此流程適用于污水排人市政下水道的醫院,特別是一些綜合醫院。就我國目前的情況而言,大多數城市醫院污水處理后是排人城市下水道,故通常只進行一級處理。但隨著醫院污水排放標準的提高,有些大城市醫院也積極采用二級處理以確保處理后出水的水質。

2、二級處理

二級處理通常為生物處理,常采用的處理方法有:生物轉盤法、生物接觸氧化法、射流曝氣法、氧化溝法、塔式生物濾池法等。這些技術均屬生物氧化法,通常是利用鼓風曝氣、機械曝氣等,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機物等有害物質。二級處理工藝適用于醫院污水排人地面水域的情況,可對污水的生物性污染、理化性污染及有毒有害物質進行全面處理。生物氧化法處理污水雖然出水水質較好,但會產生大量的活性污泥,需進行污泥處理,這加大了處理流程、增加了處理費用;同時,曝氣會對空氣造成二次污染:另外,生物處理污水停留時間較長,工藝設施占地面積較大也是其弱點。因此,多數醫院逐步對原有的工藝進行改造或新建較先進的污水處理工程,以提高出水水質,使之達標排放。

3、消毒處理

醫院污水消毒處理方法很多,大致可分為物理方法和化學方法兩大類。物理方法有輻射法、紫外線法、加熱法、冷凍法等。用物理方法對醫院污水進行消毒處理,通常適用于污水量較小的情況,且其處理效果往往不如采用化學法明顯,但該法有個突出的優點,即無二次污染。物理方法中較常用的是紫外線消毒法,具有快速、設備簡單、維修方便、無二次污染等優點,但其不足之處在于污水前處理要求嚴格,處理水量較小、易被有機物干擾及無持續消毒作用。化學方法包括用鹵素,臭氧、重金屬離子、陽離子表面活性劑等化學藥劑處理。其中,較常用的是氯化消毒法和臭氧消毒法。臭氧法殺菌效果極佳,已有100多年的歷史,在西歐尤其在法國普遍采用。但臭氧制備及維護費用較高,設備不易管理;同時,由子我國的臭氧發生器性能不穩定、產生臭氧在水中易衰減等原因,故臭氧法在我國很少采用。我國應用最廣泛的是氯化消毒法,八十年代常采用液氯法,該法具有處理效果穩定、設備簡單、投資省、占地面積小、運轉費用低等優點,但安全性較差,必須防止液氯的泄漏,以免造成人員傷亡事故;九十年代應用較多的次氯酸鈉法該法處理效果穩定、設備簡單、基建投資省、占地面積少、運轉費用低、管理安全方便。

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醫院污水處理的原則

針對醫院污水處理的原則,主要有以下幾個方面:

1 遵守國家及地方有關環保法律法規和技術政策;

2 采用成熟的工藝技術及設備,充分發揮其優勢,滿足設計要求,確保穩定運行;

3 在設計中貫徹節能的原則,最大限度降低廢水的處理成本和運轉費用,實現資源化利用,爭取獲得最大的經濟效益;

4 充分考慮工程操作、管理、維護的方便,降低勞動強度;

5 采取必要措施,盡量減少環境影響,避免二次污染;

6 合理降低工程造價和運行費用,提高工程效益,同時最大限度地提高系統的可靠性;

根據國家有關標準和我國目前的經濟技術條件,醫院污水的處理原則應是 :

第一,確保消毒滅菌效果使之達到國家污水排放標準;

第二,應考慮污水排放的排向及受納水體和環境功能對水質的要求。醫院污水處理的總工藝流程通常包括污水的預處理和污水的消毒兩大部分。污水的預處理通常采用一級處理和二級處理(生化處理)。我國絕大多數醫院污水處理都采用一級或二級處理,經過預處理后再進行消毒的污水一般均能達到國家環保部門和防疫部門對醫院污水處理的要求。

推薦處理簡介及工藝方案

     1.1   工藝選擇原則:

選擇合理的污水處理工藝技術是十分重要的。只有選擇得當,才能使污水處理工程的處理效果好,運行管理方便,節省投資成本和運行費用。污水處理工藝的選擇,首先需要適應污水進水水質、出水水質要求以及當地溫度、工程地質、環境等條件,然后綜合考慮工藝的可靠性、成熟性、適用性、去除污染物的效率、投資省、操作管理簡單、運行費用低等多因素,選擇最優的工藝方案。

[1]符合國家和地方環境保護政策和相關法律法規、標準及規范;

[2]工藝技術先進、高效節能,處理效率高,出水穩定達標;

[3]處理設施安全、成熟,并盡量減少工程投資成本,降低運行費用;

[4]最大限度地降低操作管理和維修技術難度;

[5]污水處理設施具有較強的抗水量、水質沖擊負荷能力;

[6]污水處理設施運行時不產生臭氣及噪聲等二次污染;

[7]優先選擇國內先進、可靠、高效、成熟的污水處理專用設備。

1.2   工藝選擇:

污水處理的主要工藝技術主要包括:生物處理技術、自然處理技術。經過人類上百年的實踐,國際上公認以生物處理為經濟―效益比最好(cost-effective)。因此世界上大多數污水處理廠采用生物處理工藝。污水生物處理分為厭氧生物處理和好氧生物處理兩大類。

厭氧生物處理技術降解有機物的效率有限,出水水質較難達到本項目的要求,且占地相對較大,廢氣收集處理問題也不好解決。因此也不考慮單獨使用。本項目中,化糞池作為典型的厭氧處理,作為標準的設施用于污水處理的前處理。

傳統的活性污泥法投資高、運行費用高、占地大、污泥處理量大、處理較為復雜(通常要采用厭氧污泥消化),本方案也不考慮采用。

生物膜法是一種比較適合小型生活污水處理的工藝技術,與傳統活性污泥法處理系統相比較,生物膜法易于維護運行、節能省電、占地面積小,污泥少,一次性投資較普通活性污泥法稍高一些但可以接受,但如果出水要求較高需要增加深度處理,投資較高。

膜生物反應器以出水水質穩定優良為其優勢,但一次性投資成本稍高。本工程要求處理出水用作景觀水,且不能影響周圍人們的身體健康,故對出水水質要求較高,且要求有較高的穩定性。本工程推薦選用膜生物反應器工藝作為首選處理工藝。

1.3   膜生物反應器工藝介紹:

膜生物反應器MBR(Membrane Bio-reactor)是二十世紀末發展起來的新技術,它是膜分離技術和活性污泥生物技術的結合。它不同于活性污泥法,不使用沉淀池進行固液分離,而是使用中空纖維膜替代沉淀池,因此具有高效固液分離性能,同時利用膜的特性,使活性污泥不隨出水流失,在生化池中形成8000-12000 mg/L超高濃度的活性污泥濃度,使污染物分解徹底,因此出水水質良好、穩定,出水細菌、懸浮物和濁度接近于零。生活污水處理后可直接回用,在污水處理方面具有傳統工藝不具備的優點。

?  優點:

(1)出水水質優良、穩定。

(2)工藝簡單。由于膜的高效分離作用,不必單獨設立沉淀、過濾等固液分離池。

(3)占地面積少。處理單元內生物量可維持在高濃度,使容積負荷大大提高,同時膜分離的高效性,使處理單元水力停留時間大大縮短。

(4)污泥排放量少,只有傳統工藝的30%,污泥處理費用低。

(5)膜生物反應器可以濾除細菌、病毒等有害物質,可顯著節省加藥消毒所帶來的長期運行費用并擴大污水回用范圍。

(6)系統抗沖擊性強,適應范圍廣。

(7)較好的設備化和自動化,管理簡便。

(8)模塊化設計,易于擴容。

   1.4污水處理工藝流程圖如下:

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1.5系統技術性能參數說明

設計原則本著盡量使用原有設施及設備的設計思路,出具以下方案.

1,污水收集池及雨水收集池部分.

    格柵槽

格柵槽內安裝機械格柵。機械格柵主要用來攔截污水中的大塊漂浮物,以保證后續處理構筑物的正常運行及有效減輕處理負荷,為系統的長期正常運行提供保證。柵渣需定期清理,可作垃圾處理。

調節池

調節池內置潛污泵及回流措施,調節每個時間段不同的水量,以保證一定的額定流量提升至后續生物處理系統,減少水量對系統的沖擊負荷。

缺氧池

污水進入缺氧池,同時進入的還有膜池的回流污泥。缺氧池的首要功能是脫氮,反硝化菌利用污水中的有機物作為碳源,將膜池回流污泥中帶入的大量NO3-和NO2-還原為N2并釋放到空氣中,BOD濃度繼續下降,NO3-濃度也大幅度下降。

好氧膜池

利用膜對生化反應池內的含泥污水進行過濾,實現泥水分離。一方面,膜截留了反應池中的微生物,使池中的活性污泥濃度大增加,達到很高的水平,使降解污水的生化反應進行得更迅速更徹底,另一方面,由于膜的高過濾精度,保證了出水清澈透明,得到高質量的產水。

MBR膜池

膜池設置MBR膜組件系統及配套的出水、反洗、清洗、吹掃等系統。MBR膜區內的吹掃(曝氣)有兩個用途,一是用于膜組件周圍的氣水振蕩,保持膜表面清潔,二是為提供生物降解所需要的氧氣。通過膜的高效截留作用,全部細菌及懸浮物均被截流在曝氣池中,可以有效截留硝化菌,使硝化反應順利進行,有效去除氨氮;同時可以截留難于降解的大分子有機物,延長其在反應器中的停留時間,使之得到最大限度的降解。剩余污泥通過膜區剩余污泥泵定期排出,可控制系統內活性污泥的濃度及污泥齡。

消毒/清水池

經膜過濾的出水尚有一部分病毒不能被去除,出水再經消毒即可達標回用,并進行MBR膜清洗,本設計采用二氧化氯消毒。消毒后的水一部分儲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

膜池的剩余污泥經污泥泵抽吸至污泥池內,定期由環衛車抽吸外運,由于膜生物反應器工藝產生的污泥較少,3個月或半年抽吸一次即可。

設備間

設備間主要用于安放鼓風機、抽吸泵、加藥消毒裝置等設備,擋風遮雨。設計采用磚混結構,地面設置。一般設計尺寸為5000×5000×4000mm,可采用原有空房間。

   1.6電器與控制

1、概  述

為了保證污水處理站生產的穩定的效率,減輕勞動強度,改善工作環境,同時為了實現污水處理現代化生產管理,因此在本工程的自控儀表設計中,充分考慮到污水站工藝的特點,選用質量可靠的先進可編程序控制系統,以保障檢測數據的準確和控制的及時有效。

本工程擬采用PLC控制系統,對污水處理站的工藝過程進行自動控制、集中管理。P LC控制系統由可編程序邏輯控制器(PLC)及檢測儀表組成。擬在配電間內設PLC控制系統,控制柜控制器采用德國西門子。

2、PLC控制操作設計

整個處理系統控制采用PLC程序控制器作為中央控制器,以控制正常處理水量的工作程序。程序主要控制調節池的二臺污水提升泵;生化設備曝氣時的二臺風機的相互切換工作;沉淀池的定期排泥等。

2.1污水提升泵及生化設備進水

污水泵采用WQ型抗堵塞、撕裂型潛污泵。該泵排泥能力強、無堵塞,能有效通過直徑30mm固體顆粒。調節池污水提升泵采用2臺,分工作泵和備用泵;污水提升泵的啟動受調節池浮球液位控制器控制,高水位開泵,低水位停泵。浮球開關由全密封的玻璃結構的水銀開關構成,外部的泡沫塑料作載體,浮球液位控制器根據調節池液位分設二只。當浮球液位控制器及污水提升泵出現故障而導致系統無法出水時,調節池的污水由超水位警戒排放口直接排入市政管網,待故障排除后由人工復原至自動運行狀態。

污水經潛污泵提升后進入生化設備。系統設備進入正常處理進水狀態。

2.2羅茨風機

風機采用高壓鼓風機,該風機能耗低。污水處理系統中采用二臺風機,正常處理水量狀態為一用一備,并且在4.0小時內自動交替使用,系統設備進入正常處理曝氣狀態。當污水調節池內的水位處于低液位時,風機能自動進入睡眠狀態:即開機10min,停機30min。這樣即保證了污水中的溶解氧的含量,又可節約部分電能耗。 

   1.7污水處理設施布置

根據工程主體設計意圖,基地總平面情況而因地制宜,合理布局。著重從工藝流暢性,污泥出路,對外環境影響,保養維修方面幾點出發。

污水處理設施主體全埋于地下,為便于格柵清污及施工方便,缺氧池、氧化MBR池、沉淀池、消毒池、污泥池均為鋼結構。

本污水站總平面面積約為300平方米左右。而且本污水站不占地表面積,上部覆土,可種植草皮等植物。

污水處理設施布置見設備平面圖(詳細平面圖需確定合作后,乙方提供)。

   1.8環境影響分析

1、污泥處理

污泥池中的污泥可由壓濾機壓濾后,運至污泥處理廠處理,或可定期與化糞池污泥一起處理,由抽糞車抽走。

2、防滲措施

本污水處理站中采用鋼筋混凝土制作的池,為了避免地下水滲入或污水滲出,鋼筋混凝土采用防滲設計,并在混凝土池內壁用20mm厚1:2水泥漿粉刷,池外壁用851防水涂料,保證設備本體耐腐壽命,以防止二次污染。

3、防腐措施

本污水處理站池體之間大都連接管采用鋼管。地埋式一體化設備做環氧樹脂防腐處理。

4、除臭措施

由于調節池、缺氧池、好氧MBR膜池、污泥池都需充氧曝氣,因此曝氣后溢出水面的氣體有一定的臭味,如果這些臭氣不加以處理勢必影響周圍環境,造成二次污染。我們將調節池、缺氧池、好氧池、污泥池頂蓋上引出通風管,排放位置應選擇在整個工程的下風口,整套設備運行可靠,管理方便,其設備投資相應較小。

5、降噪措施

本污水處理站最主要的噪聲來源是鼓風機,為此我們采用一系列措施降低噪聲。本污水處理站采用三葉羅茨風機。具有運行安全可靠,維修方便,本體噪低,對周圍環境影響小的特點,同時在風機基礎下設置隔振墊,并在風機進風口上安裝消聲器,在出風口上安裝可曲撓橡膠接頭,以減少振動產生的噪聲。

以上一系列的措施,污水處理站的噪聲可符合城市區域環境噪聲標準(GB3093-97)中的二類標準,白天≤60db,夜間≤50 db。

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