医院污水特点与处理技术

关键词： 污水处理；工艺流程；保护环境 

　　0 引言 

　　众所周知，医院的污水含有多种病原性微生物、有毒有害的污染物以及放射性物质等，因此如果不做有效的处理就会形成一条疾病传染扩散的重要途径，不仅严重污染周围的水源和环境，还会传播疾病危害人们的健康。 

　　污水处理设施建成并投入使用后，不仅能大幅减少了污染物的排放量，而且处理后的水质符合国家环保部门的要求后，完全满足回用要求，如用于草坪浇灌、洗车、冲厕等，从而减少自来水的使用量，满足国家提出的《节能减排“十二五”规划》。《规划》中明确提出推动节能减排技术创新和推广应用，加强节能减排基础性、前沿性和共性技术研究开发，加快推广先进、成熟的新技术、新工艺、新设备和新材料；推动节能、节水、节地、节材、节粮，倡导文明、节约、绿色、低碳的生产方式。 

　　1 医院污水的来源及成份特性 

　　医院产生污水主要有：综合污水（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、手术室等排放的）和生活污水（行政管理和医务人员、食堂、单身宿舍、家属宿舍等排放的）。 

　　当医院的污水受到病原性微生物如粪便、传染性病毒等的污染时就会具有很强的传染性，就会诱发多种疾病。 

　　医院污水中含有大肠菌群和传染性细菌、病毒等病原性微生物；酸、碱、悬浮固体、BOD、COD和动植物油等有毒、有害物质。医院综合污水的特性：COD为150-300mg/L，BOD为80-150mg/L，SS为40-120mg/L，pH值为7-8之间。 

　　在牙科治疗、洗印和化验等过程产生大量的有害物质如重金属等，很多都会诱发癌症或者导致畸形等，对人类的身体和环境都造成了严重的影响。 

　　同位素治疗和诊断过程中产生放射性污水，如果放射性元素在人体内长期积累就会危害人体健康。 

　　2 医院污水排放量 

　　医院污水排放量的确定根据医院污水设计规范按下列要求确定： 

　　①设备齐全的大型医院或500床以上医院：平均日污水量为400～600L/床・d，kd=2.0～2.2。kd为污水日变化系数（以下同）。 

　　②一般设备的中型医院或100～499床医院：平均污水量为300～400L/床・d，kd=2.2～2.5。 

　　③小型医院（100床以下）：平均污水量为250～300L/床・d，kd=2.5。 

　　每张病床污染物的排污量可按下列数值选用：BOD：40-60g/床・d，COD：100～150g/床・d，悬浮物：50～100g/床・d。 

　　3 医院污水处理流程 

　　3.1 当医院污水排放到有集中污水处理厂的城市污水管道时，以解决生物性污水为主，可采用一级处理。通过一级处理不但可以将携带病毒、病菌的颗粒物除去提高消毒效果，并且还能够降低消毒剂的使用量。其流程如下： 

　　3.2 当医院污水排放到地面水域或作为绿化浇灌用水时，应根据水体的用途和环保部门的要求，应采用二级处理对污水的生物性污染、理化性污染以及有害物质进行全面处理。需要强调说明的是传染病医院必须采用二级处理。 

　　二级处理是在一级处理的基础上还能去除COD、BOD等有机污染物，降低悬浮物的浓度，提高深化消毒的效果。其流程如下：

 　   4 医院污水处理的相关工艺技术 

　　医院污水处理相关的工艺技术，大致有水解酸化、CASS、ABF、A/O、A2/O、AB法、氧化沟等。以下主要介绍三种工艺技术。 

　　4.1 CASS工艺技术。循环式活性污泥法（Cyclic Activated Sludge System，简称CASS），是在SBR基础上发展起来的一种新型污水处理工艺。 

　　CASS工艺不但是集曝气与沉淀在同一池内而且取消了常规的一沉池和二沉池，工作时根据水质和排放标准控制工作周期、有机负荷等运行参数，使污水处理结果在满足水质要求的情况下最大限度的降低运行成本。 

　　与传统污泥法相比，CASS不但占地少、造价低、管理简便而且处理效率也比较高。 

　　4.2 A/O工艺技术。脱氮除磷工艺的简称（英文Anoxic/Oxic的缩写）它是一种改进的活性污泥法，不仅降解了有机污染物而且还具有一定的脱氮除磷功能，将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理。 

　　这个工艺技术的主要有四个特点：①缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌所利用，可减轻其后好氧池的有机负荷，反硝化反应产生的减度可以补偿好氧池中进行硝化反应对碱度的需求。②好氧在缺氧池之后，可以使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除，提高出水水质。③BOD5的去除率较高可达90～95%以上，但脱氮除磷效果稍差，脱氮效率70～80%，除磷只有20～30%。④运行中勿需投药，前个工艺段只需轻缓搅拌，且运行费用较低。 

　　由于A/O工艺比较简单是目前比较普遍采用的工艺，但是脱氮除磷效果比较差。 

　　4.3 氧化沟工艺技术。氧化沟于20世纪50年代由荷兰的巴斯韦尔所开发的一种污水生物处理技术，属于活性污泥法的一种。它把连续式反应池作为生化反应器，混合液在其中连续循环流动。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应器中的混合液传递水平速度，从而使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。 

　　4.3.1 工艺流程：氧化沟工艺可不建初沉池和污泥消化池，有时还可以将曝气池与二沉池合建而省去污泥回流系统。常用的处理城市污水的氧化沟工艺流程如下所示： 

　　4.3.2 氧化沟工艺的三个特点：①工艺流程简单，运行管理方便，氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。②运行稳定，处理效果好，氧化沟的BOD平均处理水平可达95%左右。③能承受水量水质的冲击负荷，对浓度较高的污水有较强的适应能力。污泥在沟内达到除磷脱氮的目的，脱氮效率一般大于80%。 

　　由于氧化沟构造简单，建设投资省，运行成本低，易于维护管理，出水水质好，运行稳定，并可以进行脱氮除磷。与传统活性污泥工艺相比，在去除BOD和NH3-N以及去除BOD和脱氮情况下节约更大的费用，因此日益受到人们的重视，并逐步得到推广。 

　　5 污水消毒工艺 

　　医院污水处理中最重要的工艺就是以杀灭污水中各种致病菌的消毒。消毒主要包括：臭氧消毒、液氯消毒、紫外线消毒、二氧化氯消毒等处理技术。 

　　5.1 紫外线消毒：紫外线消毒并不是将微生物杀死而是通过去掉它的繁殖能力而进行消灭，是一种物理消毒方法。消毒使用的紫外线是波长范围为200～275nm的C波紫外线，其中杀菌作用最强的波段是250～270nm。紫外线消毒技术是利用特殊设计的高功率、高强度和长寿命的C波段紫外光发生装置产生的强紫外光照射流水，使水中的各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体受到一定剂量的紫外C光辐射后，其细胞组织中的DNA结构受到破坏而失去活性，从而杀灭水中的细菌、病毒以及其它致病体，达到消毒杀菌和净化的目的。由于紫外线杀菌具有速度快，效果好，不产生任何二次污染的优点，是国际上新一代的消毒技术。但要求水中悬浮物浓度较低，以保证良好的透光性。 

　　紫外线消毒器的结构形式有两种：①敞开式结构：污水在重力作用下流经UV消毒器时微生物被杀灭。②封闭式结构：封闭式UV消毒器属承压型，用金属筒体和带石英套管的紫外线灯把被消毒的水封闭起来。 

　　紫外线消毒工艺如果在未经过处理或者只是经过一级处理的污水（SS高30mg/L的污水）中使用，不但会增加能耗而且还会造成消毒效果不好，即不适用于对紫外线穿透率较低的水质。 

　　5.2 液氯消毒：液氯消毒是医院污水消毒中最常用的一种，它的原理是向水中加入液氯（CL2）或者次氯酸盐（如NaCLO）。氯是一种强氧化剂和广谱杀菌剂，不但有效的杀死污水中的细菌和病毒，并且能够持续消毒。 

　　液氯消毒系统主要是由贮氯钢瓶、加氯机、水射器、电磁阀、加氯管道及加氯间和液氯贮藏室等组成。消毒时，氯会和水中的氨氮、有机氮反应生成消毒效果较差的无机氯胺和有机氯胺，称作化合氯。氯的消毒效果受接触时间、投加量、水质（含氮化合物浓度、SS浓度）、温度、pH以及控制系统的影响。 

　　该工艺简单，技术成熟，药剂易得，投量准确，有后续消毒作用并且原料价格便宜，杀菌力强，不需要庞大的设备是液氯消毒最大的优点。但是由于氯气有毒、腐蚀性强，因此在运行和管理要尽量避免危险性。 

　　液氯消毒的适用范围：①用于远离人口聚居区的规模较大（>1000床）且管理水平较高的医院污水处理系统。②当医院污水排至地表水体或做为绿化浇灌用水时不应用氯消毒，因为氯消毒后水中余氯过高会造成地表水体内水生生物的死亡。 

　　5.3 臭氧消毒：臭氧（O3）是氧（O2）的同素异形体，纯净的O3常温常压下具有特殊刺激性臭味的蓝色气体，是国际公认的绿色环保型杀菌消毒剂。臭氧灭菌过程属物理、化学和生物反应。其有以下三种作用：①臭氧能氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必需的酶，使细菌灭活死亡。②直接与细菌、病毒作用，破坏它们的细胞壁、DNA和DNA，细菌的新陈代谢受到破坏，导致死亡。③能渗透胞膜组织，侵入细胞膜内作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖，使细菌发生透性畸变，溶解死亡。 　　臭氧消毒具有以下优点：首先，反应快、投量少；其次，适应能力强，在pH5.6～9.8、水温0～37℃范围内消毒均无二次污染并且消毒性能稳定；最后，臭氧消毒不受污水中NH3和pH的影响，既能氧化有机物，又能杀菌除色、嗅、味等，而且其最终产物只有二氧化碳和水，不产生致癌物质。但是臭氧消毒也有它的缺点，如：无持续消毒功能、只能现场生产使用、臭氧消毒法设备费用较高、耗电较大等。 

　　5.4 二氧化氯消毒：国际上供认的含氯消毒中唯一高效的消毒剂就是二氧化氯。原因不外乎以下两种，第一，二氧化氯氧化性强（在水中溶解度是氯的5倍，氧化能力是氯气的2.5倍左右），第二，溶于水后非常安全。由于性质不稳定所以实际中需要都采用二氧化氯发生器现场制备，二氧化氯发生器主要有两种：①以氯酸钠、盐酸为原料的复合型二氧化氯发生器；②以亚氯酸钠、盐酸为原料的纯二氧化氯发生器。 

　　复合型二氧化氯发生器以氯酸钠和盐酸制备二氧化氯为主、氯气为辅的混合气体，目前应用最为广泛。其适用范围是：①远离人口聚居区、规模较小的医院污水处理系统，不宜用于人口稠密区及大规模医院的污水消毒。②适用于管理水平较高的医院污水处理系统，因为二氧化氯在空气中和水中浓度达到一定程度会发生爆炸。③适用于规模较大的（不小于500床）医院污水处理消毒系统。④当医院污水要排放到地表或者做为灌溉水时慎用二氧化氯消毒。 

　　虽然二氧化氯有很多优点，但是制备含氯低的二氧化氯比较复杂并且NaClO2价格比其他消毒方法成本高，因此没有得到广泛应用。 

　　6 医院的污泥处理 

　　污泥处理是为了改善污泥性质的过程，减少污泥中的细菌、病毒、寄生虫和其他有毒有害物质，使污泥便于运输和处理，减少对环境的污染。污水处理工艺产生的剩余污泥在污泥消毒池内，投加石灰或漂白粉作为消毒剂进行消毒。若污泥量很小，则消毒污泥可排入化粪池进行贮存；污泥量大，则消毒污泥需经脱水后封装外运，作为危险废物按环保部门要求进行焚烧处理。 

　　污泥处理工艺主要以完成污泥消毒和污泥脱水为主，对后续填埋、制作等不作介绍。 

　　6.1 污泥消毒：污泥首先在消毒池或储泥池中进行消毒，储泥池内需采取搅拌措施，以利于污泥加药消毒。污泥消毒的最主要目的是杀灭致病菌，避免二次污染。通常使用石灰和漂白粉以化学消毒方式实现，使用石灰消毒污泥时，污泥的pH值不得小于12，并应存放7d以上。 

　　6.2 污泥脱水：污泥脱水经常采用离心脱水机，脱水过程中必须考虑密封和气体处理以降低污泥的含水率。离心分离前的污泥调质一般采用有机或无机药剂进行化学调质。脱水后的污泥应密闭封装、运输，作为危险废物按环保部门要求进行焚烧处理。 

　　7 工程实例 

　　下面介绍笔者在工作中设计的一个实例：杭州XX医院污水处理工艺设计，污水日处理量为1200t/d，为一家综合性医院。 

　　本污水处理站主要设有格栅池、集水池、调节池、接触消毒池、污泥浓缩池、加药间、电控间、储药室等构筑物。处理后的医院污水排放到有集中污水处理厂的城市污水管道，故设计采用一级处理工艺。 

　　工艺流程： 

　　消毒工艺：本污水处理池消毒剂根据污水量、安全条件、消毒剂的供应情况、投资和运行的费用等因素，经技术经济比较后采用二氧化氯液，由复合型二氧化氯发生器系统投加。二氧化氯制备采用氯酸钠、盐酸为原料。 

　　根据设计规范要求一级处理的有效氯投加量为30～40g/T，本设计取40g/T；该工程设计污水量为1200t/d，计算得出每小时所需的有效氯量为2000g/h，加氯设备型号选为HY-2000型。 

　　因医院面积有限，本处理池未设污泥脱水设备，需处理的污泥经污泥浓缩池沉淀、二氧化氯消毒后，密闭封装、运输，输送到污水处理厂脱水处理，满足环保部门要求后进行填埋或焚烧处理。（如图1） 

　　本污水处理池的设计还是有很多不足的地方，如地域面积太小，操作间的空间不大，离病房楼、门诊楼的距离太近，没有设污泥脱水处理等。 

　　8 结论 

　　有毒、有害、有传染性的医院污水特性成份复杂，处理不当，普遍都具有极大的危害性。因此我们在设计工作上要树立四个方面的原则： 

　　①编制设计处理方案时，理念上必须确立起“安全、有效、适用、节能低耗”的原则。 

　　②具体研究工艺流程时，要始终确立“缜密分析、严谨慎重”的工作原则，尤其在设计细节上，要牢固确立防止一疏酿大错的纰漏，特别是要防止二次污染的产生。 

　　③落实到设计对象医院的实际设计工作时，一定要从研究其周边生态和外界环境入手，把医院的污水处理系统放在更大空间范围内分析考量，使其“符合区域性的客观环境和周边人们生活习性”的原则。 

　　④充分了解设计对象医院自身的运作规程和治疗防疫体系、特性，全面掌握医院污水理化分析指标等基础信息资料，确保资料具有“真实性、科学性、完整性和准确性”的原则。 

　　至于具体选用哪种技术处理方式，作为设计者，我们应当与业主进行充分的沟通和交流，分析各种利弊，提出专业技术层面完整的意见和建议，在与业主取得共识后，选用一套最科学、最适合、最经济的系统进行设计处理。 

　　参考文献： 

　　[1]原长弓.城市污水处理工艺方案设计浅析[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011，（04）. 

　　[2]周佳恒，黄会斐.城市污水处理厂污泥处置规划案例研究[J].环境与可持续发展，2010，（04）. 

　　[3]毕金柱.城镇污水处理厂的设备选型探讨[J].黑龙江科技信息，2010，（12）.