生態(tài)文明建設條件下醫(yī)院污水處理提標改造技術的探討與實踐

楊 培 孫劍彬 鄭必全 張劍波 銀 江 柳凱文

綿陽市中心醫(yī)院，四川 綿陽 621000

醫(yī)院污水是指醫(yī)院、療養(yǎng)院等排放的被病原體污染的水，不同性質的醫(yī)院其污水性質有所不同。醫(yī)院污水的來源及成分十分復雜，通常含有大量的病菌、病毒、寄生蟲卵、放射性污染物和化學污染物等，具有空間污染、急性傳染和潛伏性傳染的特征。如果不經處理直接排放，將會對人類生存環(huán)境造成嚴重污染，直接危害人民群眾的健康。

醫(yī)院污水主要來自門診部與住院部的化驗室、手術室、解剖室、放射室、實驗室、廁所、洗衣房、浴室及醫(yī)護人員的宿舍等。

1 原工藝情況

綿陽市中心醫(yī)院原污水處理工藝流程如圖1 所示 ：醫(yī)院各單位污水進入化糞池厭氧發(fā)酵，化糞池出水先經過8mm 格柵將大顆粒固體廢物截留，進行專業(yè)醫(yī)廢處理；流經格柵的污水進入調節(jié)池，對水質和水量進行調節(jié)，保證后續(xù)工藝均衡運行；調節(jié)池出水進入接觸氧化池，污水中的有機污染物經過微生物好氧反應，去除大部分COD、BOD 和氨氮；經生化反應后的污水連同部分污泥進入沉淀池，在沉淀池中，混合污水懸浮液經過一定的停留時間實現(xiàn)泥水分離，沉淀一部分作為剩余污泥返回接觸氧化池，一部分排出處理；沉淀池出水進入消毒池，根據(jù)水量和微生物污染情況加入次氯酸鈉消毒劑，作用120min 后消毒結束，出水排入城鎮(zhèn)污水管網。

圖1 醫(yī)院污水站原工藝流程

污水站原工況為：調節(jié)池500 立方米，停留時間15 小時，曝氣池容積108 立方米（有效容積約90m3），曝氣量約為166 立方米/小時，水氣比為5:1，沉淀池停留時間2 小時，沉淀池出水的懸浮物濃度為50-100mg/L，有效氯濃度為8%，次氯酸鈉溶液的日消耗量為約460L，糞大腸菌群數(shù)為2700MPN/L 以下。原工況條件下污水站各項參數(shù)雖然能達到預處理標準，但隨著醫(yī)院診療量不斷增大，導致原工藝的設備設施處理負荷越來越大，污水處理過程中曝氣池出現(xiàn)異味，生化處理后污水的COD 一直維持在較高數(shù)值（在標準規(guī)定范圍內），沉淀池出水較混濁，懸浮物濃度逼近達標限值，水質發(fā)黃，次氯酸鈉溶液投加量不斷提高才能達標。原工藝運行壓力的增大，加上次氯酸鈉消毒方式的落后、環(huán)保要求的嚴苛，對污水站進行改造優(yōu)化和技術升級迫在眉睫，這也是國內絕大多數(shù)醫(yī)院污水站目前面臨的突出難題。

2 多級沉淀在生化氧化處理工藝下的實踐

針對原處理工藝的不足進行成因分析，原工況下污水處理后出水懸浮物濃度較高、水質發(fā)黃的主要原因可能有如下幾點：1.進入接觸氧化池的污水中懸浮物濃度較高，帶入的有機污染物的濃度隨之提高，在原來的曝氣量下，氣水比不足，導致好氧不充分進而出現(xiàn)曝氣池異味；2.前段生化處理不充分，導致進入沉淀池污泥性狀發(fā)生改變，在原來停留時間下，泥水分離效率下降導致出水懸浮物濃度升高，水質渾濁；3.沉淀池出水中懸浮物濃度升高，糞大腸菌群等致病微生物附著包裹在懸浮物中，影響末端消毒效果。

圖2 改造后的醫(yī)院污水工藝流程

針對工藝出現(xiàn)的問題，在原有工藝的基礎上結合醫(yī)院實際污水情況進行改造，改造后的工藝如圖2 所示。考慮到綿陽市中心醫(yī)院場地限制，改造后的工藝在原有工藝的基礎上增加一組沉淀池，提高懸浮物沉淀效果，將原來1000 噸/天的污水處理能力提高到1200 噸/ 天。然后將原來曝氣池的氣水比從5:1 提高到8:1，對曝氣方式和填料進行合理布置，保證曝氣均勻，將原來次氯酸鈉溶液消毒方式改為更加安全環(huán)保的單過硫酸氫鉀活性氧消毒[1]，與前期試用二個月的情況進行對比。將原來次氯酸鈉投加裝置更換成與單過硫酸氫鉀消毒粉配套使用的自動投加、計量設備。

表1 醫(yī)院污水處理工藝優(yōu)化前后出口水水質數(shù)據(jù)對比

從表1 數(shù)據(jù)可以看出，原工藝水質有機污染物含量較高，水質色度較深，懸浮物濃度高，消毒劑加藥量高，運行成本高，管理難度大。經過工藝優(yōu)化后的水質發(fā)生明顯好轉，COD 平均降低64.3%、BOD 平均降低72.9%、NH3-N 濃度降低20%，懸浮物濃度大幅降低，水質澄清，色度從最高時160 倍降低到32 倍，消毒劑用量減少1/3（污水處理改造前試用單過硫酸氫鉀復合鹽），消毒成本直接減少約30%，改造達到預期效果。

3 PLC控制系統(tǒng)在污水處理中的應用

考慮到醫(yī)院污水流量及水質波動大的特點，老舊繼電器僅有執(zhí)行元件啟停的控制方式已經無法滿足目前污水處理工藝的需求。將原有的以繼電器為主的老舊控制系統(tǒng)優(yōu)化改造為以PLC（可編程邏輯控制器）為總控的控制系統(tǒng)，對污水處理工藝的適應性增強，方便快速地適應污水處理工藝條件的變化，從而對末端消毒工藝起到嚴格控制的積極作用。

通過PLC 協(xié)同變頻器形成的多重閉環(huán)控制邏輯，使用者可根據(jù)實時水量高低和水質監(jiān)測的情況，對污水處理系統(tǒng)主水路的流量、曝氣送氣量（氣水比調節(jié)）、污泥回流率（懸浮物控制）、消毒機投加量等工藝參數(shù)進行靈活調整，不僅可以靈活控制污水的工藝性能，同時也可較為精確控制系統(tǒng)效率，從而提高污水處理的經濟性。

表2 醫(yī)院污水處理系統(tǒng)在PLC 系統(tǒng)控制下不同工況的參數(shù)對比

從表2 數(shù)據(jù)可以看出，隨著氣水比、污泥回流率及消毒劑投加量的變化，相應的活性氧含量、SS 及COD的指標會隨之變化，從側面也反映了PLC 控制系統(tǒng)對污水處理工藝的調整能力及污水水質的適應能力，醫(yī)院可以根據(jù)自己的實際情況來調式并摸清適合自身污水水質的最佳工藝參數(shù)。

4 MBR工藝的特點及應用研究

MBR 反應器作為一種新興的高效污水生物處理技術，特別是在污水資源化及回用方面的明顯潛力，受到各國專家的廣泛關注。MBR 工藝與其他生物處理工藝相比具有明顯優(yōu)勢，主要優(yōu)勢如下[2]：

（1）能夠高效地進行固液分離，分離效果遠好于各種沉淀池；出水水質好，可直接回用；將二級處理與深度處理合并為一個工藝；實現(xiàn)了污水的資源化。

（2）由于膜的高效截留作用，可以將微生物完全截留在反應器內；將反應器的水力停留時間和污泥齡完全分開，使運行控制更加靈活。

（3）反應器內的微生物濃度高，耐沖擊負荷。

（4）反應器在高容積負荷、低污泥負荷、長污泥齡的條件下運行，產泥量少。

（5）由于采用膜法進行固液分離，使污水中的大分子難降解成分在體積有限的生物反應器中有足夠的停留時間，極大地提高了難降解有機物的降解效率，同時不必擔心產生污泥膨脹的問題。

5 建議

在醫(yī)院污水處理過程中，首先要選擇一個合適的處理方法，然后再根據(jù)產生污水的實際情況確定一個投藥量，這樣既能達到出水水質要求，又不過量產生二次污染，還能降低設備運行費用。

通過對本院污水處理提標改造和調研，建議：對于患者人數(shù)多、污水產生量大（消毒劑用量大）、污水成分復雜的大型綜合性醫(yī)院或傳染病醫(yī)院單位，考慮到工藝性、經濟性，最好采用殺菌譜范圍較廣的單過硫酸氫鉀復合鹽消毒法（方便儲存，操作簡單，余氯二次污染小）并配備PLC（可編程邏輯控制器）為總控的控制系統(tǒng)。而患者人數(shù)較少、人員固定、污水污染物成分相對簡單的醫(yī)院，建議采用NACLO 溶液消毒，考慮到污水處理站工作環(huán)境，不建議采用二氧化氯發(fā)生器。