綜合性醫(yī)院污水處理工藝設(shè)計

張鵬飛,王靖華

(1.成都基準(zhǔn)方中建筑設(shè)計有限公司杭州分公司，浙江 杭州 310012；2.浙江大學(xué)建筑設(shè)計研究院,浙江 杭州 310027)

1 概 況

中德蕪湖國際康復(fù)醫(yī)院有700個床位,建筑高度81.69 m,包括康復(fù)部、醫(yī)技科室、手術(shù)部、住院部、門診部及醫(yī)療保障部等,是一所集醫(yī)療、教學(xué)、康復(fù)、預(yù)防、保健、護理和社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)為一體的綜合性醫(yī)院。該院產(chǎn)生的污水主要為生活污廢水及少量的醫(yī)療廢水,包括檢驗科含酸堿廢水,住院部病房及每層公共衛(wèi)生間內(nèi)生活污廢水,中心供應(yīng)區(qū)洗滌廢水。手術(shù)室內(nèi)少量的醫(yī)療廢水由專人收集,統(tǒng)一無害化處理,不排入下水道。醫(yī)院排水中含有化學(xué)物質(zhì)、病原體,必須經(jīng)過處理達標(biāo)后才能排放至市政污水管網(wǎng)。本建筑室內(nèi)衛(wèi)生間污、廢水分流制排放,檢驗科和中心供應(yīng)設(shè)置獨立的排水系統(tǒng),與衛(wèi)生間生活污、廢水分別排至室外。結(jié)合本工程的實際情況,經(jīng)過綜合比較后,采用了生物接觸氧化法處理工藝對醫(yī)院污水進行處理,達標(biāo)后排至地塊南側(cè)市政污水管網(wǎng)。

2 污水水質(zhì)分析

本工程中污水來源主要為檢驗生化科廢水，中心供應(yīng)區(qū)洗滌廢水，住院部病房及每層公共衛(wèi)生間內(nèi)生活污廢水。目前,醫(yī)院放射科影像均采用干式洗片機,沒有洗印廢水及含汞廢水產(chǎn)生,手術(shù)室及產(chǎn)房內(nèi)的少量污水及醫(yī)療廢棄物統(tǒng)一回收后由專業(yè)環(huán)保公司回收,統(tǒng)一無害化處理,不排入下水道。檢驗生化科廢水中含有酸堿試劑、細菌、病毒。中心供應(yīng)區(qū)廢水主要來自去污間排水、自動清洗醫(yī)療設(shè)備排水,蒸汽消毒設(shè)備冷凝水。住院部及公共衛(wèi)生間為便溺、淋浴、盥洗等污廢水,淋浴用水使用率較酒店類低,便溺排水中含有細菌、病毒和寄生蟲卵等。

根據(jù)業(yè)主提供的環(huán)境影響評價報告及相關(guān)污水排放標(biāo)準(zhǔn),并參考該城市其他大型醫(yī)院的建筑排水水質(zhì)指標(biāo)[1-2],確定本工程設(shè)計進水水質(zhì)和出水水質(zhì)指標(biāo)見表1。

出水水質(zhì)符合《醫(yī)療機構(gòu)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 18466—2005)》中的預(yù)處理標(biāo)準(zhǔn)和《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 8978—1996)》中的二級標(biāo)準(zhǔn)[3]。

3 污水水量分析及排水管網(wǎng)的設(shè)置

本建筑最高日污水排放量為750 m3/d,最大時污水排放量為69 m3/h。各排水區(qū)域的排水規(guī)律不同，如：檢驗生化科廢水排水量不均勻,排水周期變化較大,最高日廢水排水量為1.5 m3/d。該廢水在室外設(shè)置中和水質(zhì)調(diào)節(jié)池后,能夠調(diào)節(jié)水量變化。中心供應(yīng)區(qū)工作時間段為早上8∶00-12∶00,下午14∶00-18∶00,廢水排水量均勻,排水時間變化系數(shù)小。本設(shè)計中根據(jù)中心供應(yīng)區(qū)用水設(shè)備的種類和數(shù)量、排水規(guī)律,采用排水百分比法計算排水流量。住院部每間病房內(nèi)均設(shè)置獨立衛(wèi)生間,衛(wèi)生間設(shè)置淋浴、馬桶、洗臉盆。其中，淋浴和洗臉盆設(shè)置集中生活熱水供水。醫(yī)院采用刷卡限時辦法,管理淋浴熱水用水。

表1 進出水水質(zhì)指標(biāo)

檢驗科廢水采用聚丙烯塑料管材統(tǒng)一收集,獨立設(shè)置室內(nèi)排水管網(wǎng),排至室外埋地式酸堿中和池進行中和、調(diào)節(jié)池預(yù)處理。池有效容積為2 m3。待酸堿平衡,水質(zhì)調(diào)節(jié)均勻后排至污水處理構(gòu)筑物。中和池的加藥設(shè)備設(shè)置在室內(nèi)1層設(shè)備機房內(nèi)。中心供應(yīng)區(qū)設(shè)計采用薄壁不銹鋼管道統(tǒng)一收集,單獨設(shè)置排水管網(wǎng)排至室外廢水管網(wǎng)后進入污水處理構(gòu)筑物,該排水水溫未超過40 ℃,故未設(shè)置降溫池處理。住院部及公共衛(wèi)生間排水設(shè)置污、廢分流的排水系統(tǒng),生活污水化糞池預(yù)處理后,一并進入污水處理構(gòu)筑物。

4 污水處理流程設(shè)計

4.1 污水處理工藝的比較選擇

醫(yī)院建筑污水含糞便污水經(jīng)化糞池處理,含酸堿廢水經(jīng)中和池處理后,原水有機物濃度相對不高,處理對象主要為懸浮物和部分有機物,可采用以生物處理為主的工藝流程。好氧生物處理工藝中,生物轉(zhuǎn)盤需敞開設(shè)置,處理過程中散發(fā)異味,該工藝設(shè)置位置會影響到醫(yī)院主體建筑的布置。生物流化床動力消耗大,運行費用較高,且控制和維護不便,不適合醫(yī)院建筑排水處理。故本工程初步擬采用生物接觸氧化法處理和曝氣生物濾池。曝氣生物濾池容積負荷高,生物數(shù)量多,占地少,具有生物降解反應(yīng)與過濾雙重功能,且不需要設(shè)置二沉池。但該工藝對進水的SS要求較高,反沖洗時,水力負荷較大,容易沖擊初沉池。由于考慮到本建筑污水處理構(gòu)筑物埋地設(shè)置在室外,濾池的反沖洗控制及后期反沖洗維護不便,不予采用。生物接觸氧化法是從生物膜法派生出來的一種廢水生物處理法,是生物膜法和活性污泥法相結(jié)合的工藝,在反應(yīng)池中裝填一定數(shù)量的填料,利用棲附在填料上的生物膜和充分供應(yīng)的氧氣,通過生物氧化作用,將廢水中的有機物氧化分解,以達到凈化目的。該工藝容積負荷高,處理效率好，無污泥膨脹，可以間歇運行,不需要回流污泥,且剩余污泥量少。故本工程決定采用生物接觸氧化處理工藝[4]。

4.2 工藝流程設(shè)計

生物接觸氧化法工藝成熟,管理便捷,污水經(jīng)充氧后以一定流速流經(jīng)填料,與生物膜接觸,生物膜與懸浮的活性污泥共同作用,達到凈化廢水的作用。本工程污水處理工藝流程見圖1。

1)污水首先進入格柵井,經(jīng)過機械格柵過濾;2)經(jīng)格柵處理后的污水進入調(diào)節(jié)池，污水在調(diào)節(jié)池中經(jīng)過混合后,由提升泵排至好氧接觸氧化池;3)污水與好氧池中懸掛組合填料充分接觸,且好氧池中采用表面曝氣,給好氧池的生化反應(yīng)提供充足的氧氣,進行微生物的接觸氧化反應(yīng);4)經(jīng)過接觸氧化反應(yīng)后,污水進入二次沉淀池;5)經(jīng)過沉淀后的污水進入消毒池,采用次氯酸鈉進行消毒,殺滅污水中的大腸桿菌等大部分細菌,達標(biāo)后經(jīng)污水提升泵提升排放;6)設(shè)置污泥回流泵將二沉淀池中的污泥進行回流到好氧池,能夠去除氮、磷等物質(zhì)，多余的污泥由污泥泵打入污泥濃縮池進行重力濃縮,上清液回流入調(diào)節(jié)池中；濃縮的污泥由專業(yè)單位統(tǒng)一外運無害處理。處理構(gòu)筑物平面布置圖見圖2。

圖1 污水處理工藝流程圖

圖2 污水處理構(gòu)筑物平面圖

4.3 工藝構(gòu)筑物參數(shù)確定

1)初沉調(diào)節(jié)池 水力停留時間t=8 h,尺寸9.5 m×8.0 m×3.5 m,有效容積250 m3。該調(diào)節(jié)池輔以穿孔曝氣管曝氣,調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量。

2)接觸氧化池 池內(nèi)懸掛高效親水生態(tài)填料作為微生物載體。好氧微生物有氧條件下,將廢水中的有機物進行吸附并氧化分解。好氧池尺寸規(guī)格11.0 m×5.0 m×3.5 m,有效深度3.0 m。停留時間t=4.5 h。設(shè)計BOD容積負荷0.3 kg BOD5/(m3·d)。

3)二次沉淀池 二沉池進行泥水分離。水力停留時間t=2.5 h。每個尺寸規(guī)格4.0 m×4.0 m×3.5 m(分兩格),采用中心筒導(dǎo)流。

4)污泥濃縮池 醫(yī)院污水在處理過程中,沉淀的污泥含有大量的細菌、病毒和寄生蟲卵,須經(jīng)消毒后無害化處理。水質(zhì)水量調(diào)節(jié)池的沉淀區(qū)污泥和二沉池污泥均排入污泥池進行厭氧消化。污泥泵循環(huán)攪拌反應(yīng),以殺滅污泥中的病菌。污泥池尺寸規(guī)格4.0 m×3.2 m×3.5 m,有效深度3.0 m。污泥濃縮時間為8 h。

5)消毒池 本工程采用現(xiàn)場制備次氯酸鈉進行消毒。次氯酸鈉為高效的含氯消毒劑,殺菌作用包括次氯酸的作用、新生氧作用和氧化作用,消毒劑由成品次氯酸鈉機制備。反應(yīng)池有效深度3.0 m。停留時間t= 1.5 h。投放位置設(shè)置在二沉池出水口,消毒劑與生化出水能充分接觸反應(yīng)。

6)化糞池 根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范(GB 50015—2003)》要求：化糞池作為醫(yī)院污水消毒前的預(yù)處理時,化糞池的容積宜按污水在池內(nèi)停留時間24～36 h計算,污泥清掏周期宜為0.5～1年。本工藝取停留時間30 h,考慮到清掏操作會影響醫(yī)院運營,故污泥清掏周期取1年,選擇兩個并聯(lián)的13#化糞池作為污水預(yù)處理構(gòu)筑物。

7)污水處理過程中產(chǎn)生的廢氣采用過濾吸附和光催化除臭、消毒處理。

5 優(yōu)化深化設(shè)計

工程在初步設(shè)計時,為生物接觸氧化工藝選用了鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng),并在建筑室內(nèi)地下1層設(shè)置了專門的鼓風(fēng)機房。后期考慮到羅茨鼓風(fēng)機噪音較大,會影響地下1層醫(yī)療區(qū)正常工作,且供氣管路需預(yù)埋,不便于后期維護。本工程處理水量不大,表面曝氣可滿足工藝需求。故在施工圖階段將工藝中的鼓風(fēng)曝氣改為了表面機械曝氣。使處理工藝簡化,便于后期維護。

原設(shè)計中,室外埋地化糞池擬采用鋼筋混凝土化糞池,施工圖期間考慮到施工便捷性,且考慮化糞池漏水會造成含細菌、病毒和寄生蟲卵的污水滲出,影響周邊地下水水質(zhì)。故優(yōu)化調(diào)整為采用成品玻璃鋼化糞池,化糞池基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土基礎(chǔ),可有效防止化糞池滲漏,保護周邊地下水。

6 結(jié) 語

1)污水處理構(gòu)筑物位置的選擇應(yīng)重視臭氣對建筑的影響,構(gòu)筑物應(yīng)設(shè)置在地塊夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向。且格柵間,污泥濃縮池應(yīng)設(shè)置除臭措施。

2)本工程運行后,各項出水指標(biāo)均能達到預(yù)期目標(biāo)排放,生物接觸氧化法管理簡單,剩余污泥少。間歇運行也符合醫(yī)院污水流程,可見該法適用于綜合性醫(yī)院生活污水處理。

3)醫(yī)院生活污水必須采用化糞池做預(yù)處理,且污水停留時間按規(guī)范取大值。不建議將生活污廢水合流排入化糞池。污水水質(zhì)變化較其他民用建筑較大,在處理構(gòu)筑物前，應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)池,以確保進入后續(xù)處理系統(tǒng)的污水水質(zhì)、水量穩(wěn)定。