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医院污水消毒处理采用的二氧化氯复合消毒剂逐步取代次氯酸钠及液氯消毒剂等。
根据卫生部2007年统计年报数据,全国共有县及县以上医院15451家,床位总数为2176154张。
其中150床以下医院最多,占医院总数的68%(50床以下医院占总数的30%,50—99床医院占20%,100一149床医院占18%),800床以上仅占1%。
按现状医院污水排放量系数估计,其污水排放总量约为160万m3d(5.84亿m3a)。
占我国2008年污水排放总量(337.6亿m3a)的1.73%。
国家环保总局2009年对全国28个省(区、市)50床以上的医院的污水处理现状进行调查,全国50床以上的医院共计8515家,床位总数为1333109张,有污水处理设施的医院4935家,占总数的58%;
医院污水排放总量为82.34万m3d,实际处理量为67.95万m3d,处理率为82%,按现行排放标准达标排放量58.15万m3d,达标率为70.6%。
不同地区医院污水处理设施的拥有率存在较大差异,北京、江苏等地的拥有率较高,在90%以上,而内蒙、陕西和西藏等地的拥有率较低,在10%一30%。
由以上数据可知,医院污水排放总量的绝对量与相对量均较高,为环境污染的一个重要方面。
目前我国已建设有相当数量的医院污水处理设施,对医院污水的污染控制起到了积极的作用但我国医院污水处理存在设施拥有率低、处理级别低、未全面考虑生态环境安全等问题,2003年初爆发的“SARS”使这些问题表现得尤为突出。
所以我国在提高医院污水处理设施拥有率的同时,应倡导提高医院污水处理级别,全面考虑生态环境安全、人身安全等,提升我国医院污水处理整体水平。
生物处理是指二级处理,即利用微生物的代谢过程将污水中的有机物转化为简单的有机物。
常用的生物处理方法有活性污泥法、AB法、SBR法、氧化沟、A2O法、生物膜法等,可以去除污水中溶解的和呈胶体状的有机污染物,处理出水的BOD可降至30mgL以下,同时还可去除COD、酚、氰等有机污染物。
废水处理方法及原理简介:
1、物理法
物理法的去除对象是水中不溶性的悬浮物质。
使用的处理设备和方法主要有格栅、筛网、沉淀、过滤、微滤、气浮、离心分离等。
2、化学法
化学法的去除对象是废水中的胶体物质和溶解性物质。
可分为中和处理法、混凝沉淀法、化学沉淀法、氧化还原法、吸附法、离子交换法、膜分离法、萃取法。
3、生物法(重点)
在自然界,存在着巨额数量的以有机物为营养物质的微生物,它们具有氧化分解有机物并将其转化为无机物的功能。
废水的生物处理就是采取一定的人工措施,创造有利于微生物生长和繁殖的环境,使微生物大量增殖,以提高微生物氧化分解有机物能力的一种技术。
生物处理法主要用于去除废水中呈溶解状态的胶体状态的有机污染物。
根据作用微生物的类型,生物处理法可分为好养处理法和厌氧处理法,前者的处理效率好,使用广泛,是生物处理法的主要方法。
另外可根据微生物阻碍废水中是处于悬浮还是附着阻碍某种填料上来分,可分为活性污泥法和生物膜法。
其中活性污泥法包括AO法、SBR法、AAO法(Anaerobic—Anoxic—Oxic)等。
(1)活性污泥法
活性污泥法是通过曝气不断供氧,利用好氧微生物来氧化有机物。
在氧化过程中,微生物对复杂的有机物进行分解。
并利用分解所产生的能量进行繁殖、生长和运动。
用作能量的这部分有机物最后转化为稳定的无机物,另一部分则由微生物合成为新细胞。
通过以上过程去除污水中的有机物,处理效果好,废水处理程度灵活,可高可低;
但出水污泥量大,且不能适应较大的冲击负荷。
1)SBR法
SBR法又称间歇式活性污泥法,由于自控技术的发展,使其成为简单可靠、经济有效和多功能的方法。
它一般由两池组成,相互交替地按一定顺序和周期完成进水、曝气、静沉、排(滗)水等任务,其循环周期和各阶段的时间,可按进水水质和出水要求拟定,自控运行。
因此是一种间歇进水、变容积、完全混合、单池操作、静置沉淀、好氧缺氧厌氧交替出现的新型活性污泥法。
陕西省某医院污水处理厂采用的生物处理方法是SBR工艺,在SBR池前设置调节池对医院排水进行均质质量,在调节池内布设格挡,对进入调节池的污水进行沉淀,水质调节,较少对后续系统的冲击负荷,调节池的污水由潜水泵提升进入SBR池进行生物处理,使污水中的绝大不封有机物降解,也就降低污水中的BOD、COD,同时去除氨氮。
据统计该套工艺与其他传统工艺相比,工程基建投资、运行费用较低。
由该医院对本污水处理站的费用统计来看造价相对较低:
设施、设备、材料费(72000元);
土建工程费(174858元);
工程直接费用(246858元);
调试费(4937元);
设计费(7406元);
验收监测评审费(10000元);
工程总费用(516059元)。
工艺正式运行后的运行费用(包括电费和消毒剂费,人工费因只需一名兼职工人在此不计)为0.43元吨水,所以该工艺具有很好环境效益、社会效益、经济效益,在医院污水处理方面有很好的推广价值。
评价:
SBR工艺将减少出水中的悬浮物、降低后续消毒单元消毒剂的投加量与减少污泥产量及气溶胶的排放结合起来,适用于我国医院污水的处理。
现有工程实践表明:
SBR工艺对医院污水具有良好的污染物去除效果;
与常规活性污泥处理工艺相比,SBR工艺能够有效节约消毒剂,消毒剂的使用量降低到5%--10%,反应时间缩短为2.5%"
-5%,这对于降低消毒工艺的运行费用,减少消毒副产物与消毒剂残留,减少生态风险具有积极意义。
不同类型SBR工艺的特点
特点
经典SBR
ICEAS
CASS
UNITANK
沉淀性能好,处于理想沉淀状态
是
不
抑制污泥膨胀(选择性准则)
强
弱(设选择池改善)
弱(设预反应段改善)
弱
处理难降解废水效率高(生态多样性)
非常弱
除磷脱氮性能(厌氧、缺氧和好氧等多种状态)
除N、P
出N
出N、P
理想推流状态,有机物去除率高
不需二沉池和污泥回流,工艺简单
是
仅需回流
连续进水
这里只对CASS作详细介绍:
CASS法,即周期性循环活性污泥法,是在间歇式活性污泥法(简称SBR)的基础上发展起来的。
采用间歇反应器体系的连续进水,周期排水延时曝气好氧活性污泥工艺,它将均衡、初沉、曝气、二沉、生物脱氮、好氧处理等过程都在CASS反应器中交替进行,因而工艺简洁、布局紧凑,是对传统的好氧活性污泥法的根本变革。
CASS法的池子分三个区,即选择区、兼氧区、主曝气区。
在选择区中,废水中的溶解性有机物质能通过酶反应机理而迅速去除,选择区以恒定容积,也可以变容积运行,多池系统的进水配水池也可用作选择区,回流枵泥中的硝酸盐可在此选择区中得到反硝化,选择区的最基本功能是防止产生污泥膨胀;
兼氧区内微量曝气,亦可调节为非曝气区进行缺氧除磷;
主曝气区主要进行降解有机物和硝化,同时也进行着硝化一反硝化过程。
因此该技术非常适合用于处理中低浓度的工业及市政有机废水,配合消毒,在医院废水的处理中有很好的应用。
工艺特点:
(1)采用组合结构形式,水量及水质调节、生物降解、污泥沉淀和废水排放均在同一池中进行,不需调节池、二沉池及污泥回流设备,可大大节省投资并减少用地;
(2)进行周期性曝气,曝气时氧浓度梯度大,并且采用高效射流曝气,氧传递效率高,节能效果好,可明显降低运行费用;
(3)运行周期经历好氧、缺氧、厌氧、沉淀等阶段,微生物可通过多种途径进行代谢,利用不同形态的氧源及碳源,使有机质的降解更完全且能耗又省,有明显的脱氮效果;
(4)活性污泥同样经过厌氧、好氧环境,筛选了优势菌种,抑制了丝状菌的生长,大大降低污泥膨胀的发生,减轻了运行管理难度;
(5)反应池内滞留的处理水及高浓度污泥,对进水水质、水量及毒素有较大的稀释、缓冲作用,提高系统抗冲击能力;
(6)污泥的泥龄长,沉降性能和脱水性能良好,排放的剩余污泥浓度高,体积小,处理方便简捷。
(7)采用水下射流曝气机代替传统的鼓风机曝气可有效解决噪音污染。
工程实例:
徐州医学院附属医院新建一栋临床教学综合楼,有病床位1200张,现实际使用800余张。
污水主要来源于病房、门诊、注射室、化验室、制剂室、手术室及实验室等处,另外还有食堂、卫生间和浴室等生活污水,污水日排放量最高达到1000T。
污水的成分除生活污水中的粪便、纸屑等外,还夹杂棉球、药物残液及洗涤剂等,含有大量的病毒、细菌、寄生虫卵及其他有害物质。
该医院混合后的主要废水指标见表1。
表1废水主要污染物以及浓度mgl
项目
SS
COD
BOD5
总氮
氨氮
粪大肠菌群
变化范围
80-260
90-150
1.5-3
8-16
≥24000
平均值
126
260
123
2.27
14.2
结论:
该医院污水处理设施自2002年建成运行以来,整个系统运行稳定,出水水质良好,处理后的水完全可以回用于绿化、冲刷厕所、打扫卫生等。
2)AO工艺
(1)基本原理
AO是AnoxicOxic的缩写,它的优越性是除了使有机污染物得到降解之外,还具有一定的脱氮除磷功能,是将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理,所以AO法是改进的活性污泥法。
AO工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起,A段DO不大于0.2mgL,O段DO=2~4mgL。
在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸,使大分子有机物分解为小分子有机物,不溶性的有机物转化成可溶性有机物,当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时,提高污水的可生化性,提高氧的效率;
在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化(有机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH3、NH4+),在充足供氧条件下,自养菌的硝化作用将NH3-N(NH4+)氧化为HO3-,通过回流控制返回至A池,在缺氧条件下,异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮(N2)完成C、N、O在生态中的循环,实现污水无害化处理。
主要工艺特点
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。
3.BOD5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%。
尽管如此,由于AO工艺比较简单,也有其突出的特点,目前仍是比较普遍采用的工艺。
该工艺还可以将缺氧池与好氧池合建,中间隔以档板,降低工程造价,所以这种形式有利于对现有推流式曝气池的改造。
浙江大学附属妇产科医院是浙江省妇产科医疗、教学、科研中心,该院现有病床500张。
随着医院规模的扩大和环保要求的不断提高,医院内原有污水处理站已不能满足环保法规的要求,于是医院决定废弃之,另新建污水处理站。
根据许多国内外污水处理的经验,结合该院用地紧张的实际情况,采用地埋组合式AO生物处理工艺。
该工艺具有抗负荷性强、处理效果好、运行管理自动化程度高、占地面积少等优点
本污水处理系统自动化程度高,且操作方便,易于管理,运行稳定,出水均能达到国家一级排放标准以内。
消毒系统采用成品次氯酸钠药剂杀菌,不仅保证了消毒效果,而且也不影响环境安全。
系统采。
用地埋式设备,在设备顶部覆上土,种植花草,美化了医院环境。
本工程自2001年9月建成试运行以来,经环境监测部门多次随机取样分析,出水水质均达到国家一级排放标准。
工程总投资为90万,处理费用为0.4元立方米,同时整个系统管理方便日常维护仅需一个兼职人员即可。
因此该工艺(AO+消毒)值得在其它医院污水处理中推广应用。
3)AAO法(Anaerobic—Anoxic—Oxic)
由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求,故国内10年前开发此厌氧—缺氧—好氧组成的工艺。
利用生物处理法脱氮除磷,可获得优质出水,是一种深度二级处理工艺。
AAO法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成:
一是除磷,污水中的磷在厌氧状态下(DO<
0.3mgL),释放出聚磷菌,在好氧状况下又将其更多吸收,以剩余污泥的形式排出系统。
二是脱氮,缺氧段要控制DO<
0.7mgL,由于兼氧脱氮菌的作用,利用水中BOD作为氢供给体(有机碳源),将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气,达到脱氮的目的。
为有效脱氮除磷,对一般的城市污水,CODTKN为3.5~7.0(完全脱氮CODTKN>
12.5),BODTKN为1.5~3.5,CODTP为30~60,BODTP为16~40(一般应>20)。
(2)生物膜法
生物膜法根据主要设施的类型不同,其处理效率略有差异。
生物滤池中普通生物滤池的去除率为80%~90%,高负荷生物滤池的BCD5去除率为75%~90%。
二级生物转盘的BOD5去除率为80%左右,三级生物转盘的BOD5去除率为90%左右。
生物接触氧化池的B0D5去除率为86%以上,生物流化床的BOD5去除率为88%~97%,且流化床具有容积负荷高,抗冲击负荷能力强,微生物活性强,传质效果好的优点。
天津医科大学总医院医学中心设有床位700张.日排水量为600t。
医院污水经膜生物反应池处理后,悬浮物由净化处理前的82.55⋯gL降为14.65mgL,与处理前污水中的悬浮物相比,去除率为82.25%,pH值有所下降;
co%由处理前的350.83mgL降至69.28mgL,去除率为80.25%;
BOD,由处理前的84.24mgL降为20.62mgL,去除率为75.52%;
氨氮由处理前的18.42mgL降为4.45mL,去除率为75.84%。
医院污水中的粪大肠菌群含量由处理前的23400L下降至760个几,去除率为96.75%;
经次氯酸钠消毒后下降至10个几,去除率为99.96%;
投氯量为15mL,余氯量为3.4mgL,此时的水质已符合GBJ48—1983《医院污水排放标准》。
处理效果良好。
(3)XYZ—高效污水处理器
XYZ—高效污水处理器具有较好的处理效果。
占地面积小,投资省,操作简便,便于控制,运行费用低,适应面广,具有推广应用价值。
由医院行业的特定性,所排出的废水主要为医疗废水的制剂冷却水废水中的大肠杆菌数统称达7个数量级,细菌总数大约5个数量级左右,COD-cr浓度大约240mgL左右,SS浓度可达175mgL。
通过几家医院污水处理结果分析,CODcr11.6-91.5%61.7-83.3%99.9-99.99%之间,符合医疗污水排放标准,
(1)本设施将污水从沉淀池抽出,加药后进入处理器,其中次氯酸钙将COD分解成无机物,因此本设施在处理污水过程中无需另建反应池处理COD,抗冲击负荷的能力较强,和其它生物处理法相比,本废水处理系统稳定运行,保证良好的出水效果。
(2)本系统流水线药品采用次氯酸钙,同加其它药品(如:
臭氧、二氧化氯等)相比,次氯酸钙具有经济、处理效果好等特点。
(3).XYZ—高效污水处理器占地面积小,投资省,操作简便,便于控制,运行费用低,适应面广,具有推广应用价值。
(4)水解酸化-生物接触氧化
水解酸化+接触氧化+消毒组合工艺,处理流程分为兼性段和好氧段,兼性段只采用水解酸化法,好氧段采用接触氧化法。
生物接触氧化工艺采用固定式生物填料作为微生物的载体,生长有微生物的载体淹没在水中,曝气系统为反应器中的微生物供氧。
由于生物接触氧化法的微生物固定生长于生物填料上,克服了悬浮活性污泥易于流失的缺点,在反应器中能保持很高的生物量。
由于废水排放呈周期性变化,而整个处理构筑物为全天运转,因此,在兼性段前设置了调节池预处理,设置了格栅等处理单元,在好氧处理之后,为了杀死废水中仍然存在的细菌及病毒,采用ClO2消毒处理,保证出水水质。
工艺特点
(1)生物接触氧化法对冲击负荷和水质变化的耐受性强,运行稳定。
(2)生物接触氧化法容积负荷高,占地面积小,建设费用较低。
(3)生物接触氧化法污泥产量较低,无需污泥回流,运行管理简单。
(4)生物接触氧化法有时脱落一些细碎生物膜,沉淀性能较差的造成出水中的悬浮固体浓度稍高,一般可达到30mgL左右。
适用范围
生物接触氧化法适用于500床以下的中小规模医院污水处理工程。
尤其适用于场地面积小、水量小、水质波动较大和污染物浓度较低、活性污泥不易培养等情况,管理方便。
南京军区总医院是一所医、教、研协调发展的大型综合性医院,现有污水处理设施的设计处理水量为1000m3d,采用沉淀+消毒的普通一级处理工艺。
由于该院新病房门诊大楼即将投入使用,处理水量将大大增加,同时由于原一级处理工艺的出水水质达不到新标准,故决定对原污水处理站进行扩建、改造。
由于该处理站出水排入市政污水管网,因此污水站只收集处理病区医疗污水,经计算确定设计处理规模为1800m3d。
根据新标准以及南京军区总医院的现状,设计方案有两种。
方案一:
根据市疾控中心和主管部门的要求,出水水质执行新标准中的一级标准。
利用原沉淀池作为厌氧池,新建接触氧化池和二沉池,将原消毒池的一部分改为滤池,以紫外线消毒为主,原二氧化氯设备作为辅助消毒,以保证出水余氯。
处理工艺为:
调节池→_厌氧池→二级接触氧化池斗→二沉池→粗滤→紫外→二氧化氯消毒→排放。
方案二:
按预处理标准设计,充分利用现有构筑物,将原地面式构筑物全部改为地下式,新建污泥池。
贮水调节池_→沉砂池→水解池→接触氧化池→二沉池→二氧化氯消毒→排放。
虽然方案一运行费用低,但占地面积大,且现处理站位于医院大门入口附近,距民国时期的门诊大楼和肿瘤放射治疗楼较近,从而导致如下问题:
①施工场地受限,如果开挖量过大,施工期间可能导致肿瘤放射科与高压氧科两科停诊;
②如果开挖深度过大,则需要对基坑进行支护,以避免对门诊楼和肿瘤放射治疗楼产生安全隐患,而基坑支护费用过高,超出投资预算。
新标准提出处理站出水水质排放标准取决于受纳水体,本工程处理站出水就近排人市政污水管网并集中送至南京市江心洲污水处理厂进行处理。
针对以上主要问题,结合实际情况,在市疾控中心和主管部门认可的情况下,根据新标准的规定,本工程出水排放标准可执行预处理标准,从而减少占地面积,将施工对两栋老楼的影响降至最低,且总投资比方案一降低约50万元。
(5)膜生物反应器
膜-生物反应器(MembraneBioReactor,MBR)是将膜分离技术与生物反应器结合在一起的新型污水处理工艺。
根据膜分离组件的设置位置,可分为分置式MBR和一体式MBR两大类。
工艺特点
MBR工艺用膜组件代替了传统活性污泥工艺中的二沉池,可进行高效的固液分离,克服了传统工艺中出水水质不够稳定、污泥容易膨胀等不足,具有下列优点:
(1)抗冲击负荷能力强,出水水质优质稳定,可以完全去除SS,对细菌和病毒也有很好的截留效果。
(2)实现反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离,使运行控制更加灵活稳定;
生物反应器内微生物量浓度高,可高达10gL以上,处理装置容积负荷高,占地面积小,减小了硝化所需体积。
(3)有利于增殖缓慢的微生物的截留和生长,系统硝化效率提高。
可延长一些难降解有机物在系统中的水力停留时间,有利于难降解有机物降解效率的提高。
(4)MBR剩余污泥产量低,甚至无剩余污泥排放,降低了污泥处理费用。
该工艺适用于300床以下的小规模的医院污水处理工程,尤其适用于场地面积小、水质要求高和紫外消毒等的情况。
(6)两段式处理模式
针对医院高浓度含氰废水单独收集处理的原则,设计了两段式处理模式,对高浓度含氰废水先采用“硫酸亚铁+曝气”的初级化学处理,使CN-转化为亚铁蓝和铁蓝,用于制备黄血盐,实现高浓度含氰废水的资源化回收利用,然后使用ClO2对残余的低浓度氰化物进行二级深度化学处理,使CN-被氧化为CO2和N2,实现氰化物的无毒化。
常规的二级生物处理技术不能去除水中的氮和磷,在污水排放标准要求比较高的地方,为了防止水体富营养化,要求污水进行脱氮除磷处理。
因此国内外已开发了生物脱氮除磷的改进二级处理,生物脱氮除磷技术往往和二级处理工艺结合使用有时是对常规生物处理设施进行了改造,使之具有脱氮除磷的功能。
生物除磷技术由厌氧段、好氧段及二沉池组成,活性污泥中的一些细菌具有在厌氧条件下释放磷和在好氧条件下过量吸收磷的特点,通过排放富磷剩余污泥将磷从水中去除,将脱氮除磷结合在一起。
在厌氧和缺氧段为除磷和脱氮提供不同的反应条件,在后续的好氧段为三个指标的去除提供了共同的反应条件,对水质水量变化的适应性强,运行稳定;
反应过程为非稳态反应,反应时间短,可不设初沉池。
占地少,处理效果好,且产泥量少,能耗低,所需机械和工艺设备较少,自控运行,管理简便。
(7)曝气生物滤池
曝气生物滤池(BiologicalAeratedFilter)简称BAF,是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺。
该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX(有害物质)的作用,其特点是集生物氧化和截留悬浮固体与一体,节省了后续沉淀池(二沉池),其容积负荷、水力负荷大,水力停留时间短,所需基建投资少,出水水质好:
运行能耗低,运行费用省。
曝气生物滤池与普通活性污泥法相比,具有有机负荷高、占地面积小(是普通活性
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