某三級甲等醫(yī)院醫(yī)療污水處理工藝分析

張 婷

（上海同濟工程咨詢有限公司生態(tài)環(huán)境所，上海 200092）

醫(yī)療污水來源及成分較工業(yè)廢水和生活污水都復(fù)雜，含有毒、有害的物理化學污染物、病原性微生物和放射性污染等，具有空間污染、急性傳染和潛伏性傳染等特征[1]，不經(jīng)有效處理會成為疫病擴散的重要途徑并嚴重污染環(huán)境。針對上海市某三級甲等醫(yī)院醫(yī)療污水，對現(xiàn)有綜合污水處理站進行升級改造，即將原格柵+調(diào)節(jié)池+生物接觸氧化池+二沉池+消毒工藝升級改造為格柵+調(diào)節(jié)池+水解池+MBR膜生物反應(yīng)池+消毒工藝，出水水質(zhì)達標后進入城市二級污水處理廠。

1 醫(yī)療污水處理系統(tǒng)簡述

1.1 醫(yī)療污水處理工藝

我國目前采用的工藝主要有一級強化處理、二級處理和深度處理。其中，出水進入城市二級污水處理廠的非傳染病醫(yī)院醫(yī)療污水可選擇一級強化處理+消毒工藝，工藝流程為格柵+調(diào)節(jié)池+混凝沉淀+消毒；出水直接或間接排入地表水體或回用的非傳染病醫(yī)療污水，一般采用二級處理+（深度處理）+消毒工藝，工藝流程為格柵+調(diào)節(jié)池+水解池/初沉池+生化反應(yīng)池+二沉池+（深度處理）+消毒；而傳染病醫(yī)療污水一般采用預(yù)消毒+二級處理+（深度處理）+消毒工藝，工藝流程為格柵+預(yù)消毒池+調(diào)節(jié)池+水解池/初沉池+生化反應(yīng)池+二沉池+（深度處理）+消毒；其中，生化反應(yīng)池可采用活性污泥法、生物接觸氧化法，深度處理工藝如膜生物反應(yīng)器、曝氣生物濾池、活性炭吸附罐等[2]。

1.2 醫(yī)療污水消毒技術(shù)

醫(yī)療污水消毒是醫(yī)院污水處理中非常重要的一環(huán)，以防止病原微生物的二次污染。此外，還需對醫(yī)療污水處理過程中產(chǎn)生的柵渣、污泥和廢氣進行消毒處理。其中，醫(yī)療污水消毒目前常用的方法有氧化劑消毒法（如臭氧/過氧乙酸）、氯化消毒法（如液氯/次氯酸鈉/二氧化氯/漂白粉/漂白精）和輻射消毒法（如紫外線）等。醫(yī)院污泥消毒一般采取化學消毒法，常用的消毒劑為石灰和漂白粉；柵渣與污泥一同集中消毒、處置。醫(yī)療污水處理過程中產(chǎn)生的廢氣需消毒，常用消毒法有臭氧、過氧乙酸、紫外線、高壓電場、過濾吸附以及光催化消毒滅活[3]。

2 醫(yī)療污水處理工藝選擇

2.1 原有醫(yī)療污水處理情況

上海市某三級甲等醫(yī)院現(xiàn)有核定床位1 000張，醫(yī)院現(xiàn)有綜合污水處理站于2004年建成投運，設(shè)計處理水量約950m3/d，目前實際平均水量約910m3/d，設(shè)備老化，池體未進行清掏?，F(xiàn)有綜合污水處理站處理工藝為格柵+調(diào)節(jié)池+生物接觸氧化池+二沉池+消毒，傳染性污水經(jīng)科室預(yù)處理設(shè)施消毒后納入綜合污水站；綜合污水站加蓋，廢氣經(jīng)收集后通過排氣筒低空排放（＜15m），無廢氣處理裝置。醫(yī)院擴容改造后，污水處理站的處理容量及廢氣處理措施均不符合《醫(yī)院污水處理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ2029-2013）的相關(guān)要求，需要對現(xiàn)有綜合污水處理站進行升級改造。

2.2 醫(yī)療污水處理工藝改造升級

2.2.1 改造方案

綜合考慮本項目場地較小，污水的水質(zhì)、水量及可生化性較好（BOD5/CODcr=0.4）的特點，本次綜合污水處理站升級改造選用MBR膜生物反應(yīng)器。

2.2.2 設(shè)計指標

（1）設(shè)計規(guī)模

本方案日均污水量為Qd=q×N×Kd/1 000=500L/床·d×1 500床×2.0/1 000=1 500m3/d，Qh=62.5m3/h。

（2）設(shè)計進水水質(zhì)

根據(jù)現(xiàn)有水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，設(shè)計進水水質(zhì)CODcr400mg/L，BOD5200mg/L，SS 150mg/L，NH3-N 40mg/L，pH 6～9，動 植物油40mg/L，糞大腸菌群數(shù)1.6×106MPN/L。

（3）設(shè)計出水水質(zhì)

本項目設(shè)計出水水質(zhì)CODcr≤250mg/L，BOD5≤100mg/L，SS≤60mg/L，NH3-N≤25mg/L，pH為6～9，動植物油≤20mg/L，糞大腸菌群數(shù)≤5 000MPN/L，總余氯2～8mg/L。

（4）工藝流程

本項目采用的工藝為格柵+調(diào)節(jié)池+水解池+MBR膜生物反應(yīng)池+消毒，工藝流程見圖1。

圖1 污水處理工藝流程示意圖

各處理單元功能：

（1）格柵井

由于污水中含有大量雜物如組織碎片、含血塊、毛發(fā)、棉花等，成分復(fù)雜；雜物進入調(diào)節(jié)池會堵塞提升泵，也會增加生化處理負荷，并且會損壞膜表面；故需設(shè)置機械細格柵以去除雜物，格柵設(shè)置在格柵井內(nèi)。并設(shè)置柵渣壓榨機將柵渣壓榨成含水率低的固廢，定期將壓榨后的柵渣與污泥一同集中消毒、處置。

（2）調(diào)節(jié)池

由于污水來水水量和水質(zhì)不均勻，為保證后續(xù)處理的穩(wěn)定性，需在生化處理前設(shè)置調(diào)節(jié)池均勻水質(zhì)水量。因調(diào)節(jié)池內(nèi)污水流速慢，為防止細小懸浮物沉淀，減少有效容積，需在調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置穿孔曝氣管。調(diào)節(jié)池出水采用潛污泵提升至水解池。本項調(diào)節(jié)池設(shè)計有效容積428m3，停留時間6.8h。

（3）水解池

水解是一種介于好氧和厭氧之間的方法，由于厭氧微生物、兼性厭氧微生物在水解池中大量繁殖，將污水中部分有機物水解酸化去除，將部分難降解物分解為易降解物，將部分大分子有機物降解為小分子有機物，從而改善污水的可生化性，更有利于后續(xù)生化處理[3]。本項目水解池設(shè)計有效容積為172m3，停留時間2.7h。

（4）浸沒式 MBR 生化池

本項目污水處理系統(tǒng)的核心部分，含微生物菌落、膜組件、集排水系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)。將MBR平板膜組件置于曝氣池中，經(jīng)過好氧曝氣和生物處理后的水，經(jīng)抽吸泵通過濾膜過濾后抽出，將活性污泥和大分子有機物質(zhì)截留住，活性污泥濃度提高（8 000～20 000mg/L），水力和污泥停留時間可分別控制，難降解的物質(zhì)在生化池中不斷反應(yīng)、降解，可實現(xiàn)污水深度凈化和泥水分離。本項目生化池設(shè)計有效容積為370m3，停留時間5.9h。

（5）MBR清洗池

平板膜的清洗分在線、離線清洗。在線清洗為日常維護性清洗，膜組無須吊出污水池，將藥劑直接注入平板膜進行清洗，一般3月/次。為保持平板膜的分離特性，每年需對膜組離線清洗1次，即將膜組吊入清洗池，在清洗池內(nèi)浸泡，對膜組進行恢復(fù)性清洗。

（6）消毒池

污水經(jīng)MBR膜分離后，進入消毒池。消毒藥劑采用三氯異氰尿酸，該消毒劑與傳統(tǒng)氯化劑相比，具有殺菌力高、貯運穩(wěn)定、使用安全等特點，投加量15～25mg/L（有效氯）。污水經(jīng)消毒后自流納入市政污水管網(wǎng)。本項目消毒池設(shè)計有效容積為 103.8m3，停留時間1.66h。

（7）污泥池

MBR膜池內(nèi)的污泥超過一定濃度后，經(jīng)回流泵提升至水解池，在水解池內(nèi)消解減量，然后通過水解池底部泥斗排放至污泥池，污泥池內(nèi)投加10%～15%的漂白粉消毒劑的同時進行曝氣攪拌，污泥經(jīng)充分混合消毒后由污泥泵提升進入疊螺式污泥脫水機。污泥池內(nèi)設(shè)置曝氣管及溢流管，上清液定期排入調(diào)節(jié)池。

（8）污泥脫水間

當消毒后的污泥泵入疊螺式污泥脫水機的同時，按比例注入絮凝劑PAC和PAM，污泥脫水后含水率降至80%以下，出水回流至調(diào)節(jié)池，濃縮脫水后的污泥由螺旋輸送機送入密封袋，委托有資質(zhì)單位處置。

（9）防臭系統(tǒng)

污水處理站產(chǎn)生臭味的主要構(gòu)筑物均加蓋密封，并設(shè)置吸風口，將密閉空間內(nèi)的臭氣收集抽送至高能離子除臭裝置進行處理，之后通過排氣筒（H≥15m）高空排放。產(chǎn)生臭味的空間保持微負壓狀態(tài)，臭味不會逸散到機房及池體外。

（10）設(shè)備間

放置抽吸泵、膜清洗加藥裝置、自動投藥系統(tǒng)等設(shè)備。

2.2.3 主要構(gòu)筑物及設(shè)備

本項目主要構(gòu)筑物如下：格柵井（4.1×0.8×2.0）m，H0=0.4m，1 座，鋼砼結(jié)構(gòu)，原有保留；調(diào)節(jié)池（17.4×10.7×4.1）m，H0=2.3m，1 座，鋼砼結(jié)構(gòu)，HRT=6.8h，原調(diào)節(jié)池改建；水解池（15.9×3.6×4.5）m，H0=3.0m，1 座，鋼砼結(jié)構(gòu)，HRT=2.7h，原二沉池改建；MBR生化池（14.0×3.3×4.5）m，H0=4.0m，2座，鋼砼結(jié)構(gòu)，HRT=5.9h，保留原好氧池2和3；MBR清洗池（3.5×3.3×4.5）m，1 座，鋼砼結(jié)構(gòu)，原好氧池1改建；消毒池（3.5×3.3×4.5）m，H0=4.0m和（7.2×4.0×3.0）m，H0=2.0m，2座，HRT=1.6h；污泥池（7.3×4.0×3.0）m，H0=2.5m，1 座，鋼砼結(jié)構(gòu)，原有保留；污泥脫水間（2.8×3.0×3.0）m，1 座，磚混，原加藥間；設(shè)備間（4.0×3.5×2.0）m，1 座，磚混，新建。

本項目主要設(shè)備如下：機械細格柵1臺，柵隙=3mm；柵渣壓榨機1臺，直徑300mm；潛污泵4套，Q=80m3/h；預(yù)曝氣風機1臺，Q=5.67m3/min；穿孔曝氣管16組；旋流曝氣器100套；曝氣鼓風機2臺，Q=16.55m3/min，MBR平板膜6組，單組面積600m2，帶曝氣箱；抽吸泵2臺，Q=80m3/h；回流泵4臺，Q=43m3/h；清洗裝置1套；污泥泵2臺，Q=25m3/h；疊螺脫水機1臺；加藥裝置1套；自動投藥系統(tǒng)2套；除臭裝置1套，3500m3/h等。

2.2.4 預(yù)期效果分析

根據(jù)工程經(jīng)驗和設(shè)計參數(shù)，本項目污水處理預(yù)期效果見表1。

表1 主要污染物預(yù)期處理效果

由表1可知，本項目醫(yī)療污水經(jīng)格柵+調(diào)節(jié)池+水解池+MBR膜生物反應(yīng)池+消毒處理后，主要污染物CODcr、BOD5、SS、NH3-N、pH、動植物油、糞大腸菌群數(shù)、總余氯等均滿足《醫(yī)療機構(gòu)水污染排放標準》（GB18466-2005）預(yù)處理標準及《污水綜合排放標準》（DB31/199-2018）三級標準要求。

3 結(jié)束語

本工藝具有處理效率較高、占地面積小、自動化程度高、操作維護簡便、高質(zhì)量穩(wěn)定出水、污泥產(chǎn)生量低的優(yōu)點。同時，由于膜可濾除細菌、病毒等有害物質(zhì)，節(jié)省消毒劑。各醫(yī)院可根據(jù)其污水規(guī)模、性質(zhì)和排放去向,選擇合適的污水處理工藝，確保出水穩(wěn)定達標排放。