传染病医院污水处理方案

孟想成真

一、项目概述
医院一般分为综合性医院和传染病医院两大类。医院污水就其污染物的种类及浓度与城市粪便污水相近，但并不完全一致。因为除一般污染物外，医院污水中还含有一些特殊的污染物，如药物、消毒剂、诊断用剂、洗涤剂等。
医院污水主要源于各种病房，特别是各种传染病房、手术室、洗衣房所排污水，除含有大量病源微生物，寄生虫卵如蛔虫卵及各种病毒如肝炎病毒、肺结核菌和痢疾菌等外，还含有大量污染物，其中有机物质占污染总量的60%左右，不溶解物质约占总量的40%。由于大量不容物质如肌肉组织等沉淀时，将比重较大的蠕虫及其卵、大量细菌等一起沉淀在污泥中。
某市某传染病医院是一家大型传染病医院。首先作为医院，其排放污水中含有大量有毒化学物质和多种致病菌、病毒和寄生虫卵，它们在环境中具有一定的适应力，有的甚至在污水中存活时间较长，若未经处理即排入水体或用于灌溉，将会污染环境，影响人民身体健康；同时该医院又是一家传染病医院，其排放的废水中还含有大量的传染病菌，对环境污染程度更高。为了保护环境，造福人民，某市某传染病医院委托某泰普森环境工程技术有限公司编写了此废水治理方案。
二、设计依据
1、《国家污水综合排放标准》（GB8978-96）
2、《医疗机构水污染物排放标准》（GB18466-2005）
3、《室外排水设计规范》（GB50014-2006（2016年版））
4、《医院污水设计指南》
5 《某市地方标准水污染物排放标准》（DB11/307-2013）
6、《中华人民共和国水污染防治法》
7、《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2019
8、《建设项目环境保护设计规范》
9、《给水排水工程结构设计规范》GB50332-2002
10、《给水排水设计手册》
11、《钢筋混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）
12、《钢筋混凝土工程施工及验收规范》GB50204-2015
13、《电气装置安装工程 电力变流设备施工及验收规范》GB50255-2014
14、《低压配电设计规范》GB50054-2011
15、《供配电系统设计规范》GB50052-2009
16、《建筑物防雷设计规范》GB50057-2017
三、设计水质水量及排放标准
（一）、水量：
该医院含有600张床位，Q=700t/d（医院方提供）接触氧化工艺按照24小时折成30m3/h（MBR工艺按照20小时折成35m3/h，因为膜每运行9min，1min ）。
（二）、水质：
根据《医院污水设计规范》和我公司以往设计经验，确定水质如下：
COD=300mg/L；BOD=160mg/L；PH=7.5；色度=160。
（三）、排放标准：
执行《某市地方标准-水污染物排放标准》（DB11/307-2005）中二级限值标准及《医院机构水污染物排放标准》（GB18466-2005），即：
COD≤50mg/L；BOD≤20mg/L；PH：6-9；色度≤20；总余氯：6.5-10mg/L。
四、设计原则
在本方案的设计过中，我公司遵循以下原则：
1、 根据国家有关规定并结合具体情况，合理地确定各种设计参数，并对该参数作出合理分析；
2、 适当考虑自动化控制，以便于工人操作、简化管理和减轻工人的劳动强度；
3、 尽量采用新材料、新产品以延长设备的使用寿命，并考虑一次性投资；
4、 工艺确定结合某市某传染病医院具体特点及国内外相关废水处理的成功经验，并在确保功能可靠、操作管理方便的前提下尽量采用新技术，以求少的投资和较低的运行费用，取得较好的处理效果；
5、 污水处理站维修方便、施工方便、工期短；
6、 根据某市某传染病医院要求，使污水处理布局合理，尽量不占地表面，并在设计中尽可能使污水处理站与医院环境相协调。
五、设计施工范围
本工程设计施工范围：污水处理站区域内由格栅井到接触消毒池出水口之间的污水处理工艺、建筑、结构、自控等专业的设计、设备配套、制造、安装、调试等由乙方完成。
污水处理站内用电由甲方将设备的动力电缆接到配电柜处。处理站室内、外照明、给排水、道路、绿化及围墙等由甲方组织完成。
六、污水处理工艺的选择原则
污水处理工艺的选择直接关系到出水是否稳定达标，运行管理是否方便，投资和运行成本的高低及运行年限的长短等。因此选择合理的处理工艺是污水处理工程建设的关键。
本污水处理站的工艺选择应满足以下要求：
（1）工艺流程与污水水质特征相吻合，工艺先进、合理。
（2）出水优于某市地方标准《水污染物排放标准》中二级限值标准。
（3）能够长期稳定运行，抗水质、水量冲击能力强。
（4）兼顾一次性投资和日常运行费用。
（5）与工程实际情况相结合，因地制宜，方便管理。
七、处理工艺的选择与确定
由于污水处理工程中无水污染物的成分不同、污染物浓度的有高低，其污水处理工艺也各不相同。就本工程而言，由于传染病医院排出的是含有大量病源微生物，寄生虫卵如蛔虫卵及各种病毒如肝炎病毒、肺结核菌和痢疾菌等的污水。
根据上述客观情况，我们决定采用接触氧化法+二氧化氯消毒工艺和MBR法+二氧化氯工艺作为本工程的处理工艺，下面是此二种工艺的具体介绍。
（一）接触氧化工艺
1、接触氧化工艺流程

2、主要处理单元及设备描述
（1）格栅
医院污水中含有大量较大颗粒的悬浮物和漂浮物，格栅的作用就是截留并去除上述污物，对水泵及后续处理单元起保护作用。格栅采用回转式格栅除污机。
（2）调节沉淀池
污水经格栅拦截大颗粒杂物后自流入调节沉淀池，沉淀部分杂质并经调节水质水量。排出的污泥进入污泥浓缩池进行浓缩。调节沉淀池水力停留时间设计为5.4h。
（3）提升泵
提升泵的作用是把污水从调节沉淀池中定量的提升至接触氧化池中。
（4）接触氧化池
根据污水的性质，设计总停留时间为5.89h。填料选用组合式填料，将填料与支架组合在一起利于更换维修。BOD5的去除率可达85%，完全适应医院污水的冲击负荷。
充氧采用鼓风曝气，用管式曝气器布气。两种设备和技术的良好配合使各自的性能最大限度地得到发挥，达到了优化配合，构成了一套最优化设备和技术配置系统。
（5）二沉池
污水经生化处理后，流入二沉池，沉淀老化的生物膜和部分污泥。
（6）接触消毒池及消毒装置
消毒为医疗污水的核心处理工艺，在设计上本工程着重考虑采用先进的消毒技术：二氧化氯发生器现场发生二氧化氯进行消毒处理。二氧化氯是目前世界上最先进的氯系消毒剂，是被联合国世界卫生组织（WHO）确认的一种安全高效强力杀菌剂，是国际上公认的氯系消毒剂最理想的更新替代产品，二氧化氯可以杀灭一切微生物，包括细菌繁殖体、细菌牙孢、真菌、分枝杆菌和病毒。在杀菌的同时ClO2不与水体中的有机物发生氯代反应，不会生成氯代有机物，造成二次污染。
二沉池出水自流入接触消毒池，加入二氧化氯消毒后排入城市下水道。消毒池采用接触消毒池，保证污水与消毒剂充分接触，不出现短流和死角，更好的杀死病原菌和病毒。池消毒装置采用全自动二氧化氯发生器，此装置具有操作简单、运行可靠、消毒高效、自动化程度高的特点。
（7）污泥浓缩池
所有污泥均在污泥池内浓缩，浓缩后剩余污泥通过污泥泵打入化粪池，上清液回调节沉淀池。浓缩池的污泥也得通过次氯酸钠消毒后排入化粪池。
至于污水处理过程中产生的废气，由甲方自行收集消毒排放。
（二）MBR工艺
1、MBR工艺流程

2、主要处理单元及设备描述
（1）格栅
医院污水中含有大量较大颗粒的悬浮物和漂浮物，格栅的作用就是截留并去除上述污物，对水泵及后续处理单元起保护作用。格栅采用回转式格栅除污机。该格栅除污机的主要特点为：
结构紧凑、电气控制简单，便于实现自动化；
几乎全部零件由不锈钢制成，具有足够的耐腐蚀性能和强度；
采用防水电机，电机绝缘性能好；
工作性能稳定，运转平稳。运转噪音小；
除污动作连续、排渣干净、分离效果高。
（2）沉淀调节池
污水经格栅拦截大颗粒杂物后自流入初次沉淀池，排出的污泥进入污泥浓缩池进行浓缩。污水自流入调节池调节水质水量，调节池水力停留时间设计为5h。
（3）提升泵
提升泵的作用是把污水从调节池中定量的提升至MBR池中。
（4）MBR池
膜生物反应器（Membrane Bio-reactor）是膜分离技术和生物技术的有机结合。使水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（STR）完全分离。其高效的固液分离能力使出水水质良好，悬浮物和浊度接近于零，并可截留大肠菌等生物性污染物。
MBR技术特点：
由于膜的分离作用，不必设立沉淀、过滤等其他固液分离设备。高效的固液分离将污水中的悬浮物质、胶体物质、生物单元的微生物菌群与已净化的水分开。
可使生物处理单元微生物量维持在高浓度，使容积负荷大大提高，同时膜分离的高效性，使处理单元水力停留时间大大缩短，生物反应器的占地面积减少。系统占地仅为传统方法的三分之一。
膜生物反应器可以滤除细菌、病毒等有害生物，可显著节省加药消毒所带来的长期运行费用。
膜的高效截留作用，使微生物完全截留在反应器内，实现反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）的完全分离，运行控制灵活稳定。
防止各种微生物菌群的流失，有利于生长速度缓慢的细菌（硝化细菌等）的生长，使一些大分子难降解有机物停留时间长，有利于它们的分解，从而使系统中各种代谢过程顺利进行。
膜生物反应器内生物污泥在运行中可以达到动态平衡，几乎无剩余污泥排放，污泥处理费用低。

紧凑合理的污水处理系统
MBR可以在高浓度的活性污泥（7000~18000mg/L）条件下，仍可以进行生物反应。也就是说，在MBR中，含有更多有机组分的污水在短时间内或在更小的空间内可以被分解，生物反应速度较快。他不仅可以降解BOD等有机物，还具有硝化除氮的功能。而且在MBR中，不需要二沉池。因此相比传统的活性污泥法来说，安装MBR空间要小得多。它可以适用于既有设备的扩容改造，也可以减少新建设备的占地面积。
高质量的处理水质
膜分离不可能像沉降分离那样发生悬浮物泄漏的问题，而且一些微生物如大肠杆菌，隐孢子虫等均可被微滤膜除去。
设计采用日本原装MBR膜组件：
浸没式膜组件包含曝气箱和膜元件箱组成。膜元件箱装有一定数量的按一定的间隔装填的膜元件，每片膜元件是在支持板的两面贴上平板膜而形成的。曝气箱体包括了提供空气的曝气管。（如图（4）—1）
关于浸没式膜组件的特性叙述如下。

图（4）—1  MBR组件
膜元件形状
膜元件是由具有竖直放置的支撑板作为夹层的平板膜组成（如图（4）—2所示）。从膜元件底部曝气管不断进入的气泡对膜表面进行有效的清洗（如图（4）—3所示）。因为这一机理使得活性污泥不易在膜表面沉积，从而保证了过滤的稳定进行。

图（4）—2  平板膜元件的结构

图（4）—3  活性污泥的过滤原理
（2） 膜的材料
采用了PVDF（聚偏氟乙烯）作为膜材料和PET无纺布作为基层的复合膜构造保证了膜的物理强度和化学稳定性。
（3）膜结构  如 图（4）—4和图（4）—5
PVDF膜表面上孔的直径小而均匀，相对于其它厂商的膜而言，PVDF膜不仅可生产高质量的产水还具有卓越的透水性能，并且可以防止膜孔的污堵。

图（4）—4  膜表面电子显微镜照片

图（4）—5 膜孔径分布
在过滤运转中，存在简便的连续过滤运转以及间歇的过滤运转两种方式。在间歇的过滤运转状态下，过滤和停止的反复操作，而曝气是连续进行的。
当过滤暂停时，曝气仍然连续。没有抽吸时的曝气可以实现有效的膜面清洁。尽管过滤的启动和停止需要控制设备，当需要获得高通量时，推荐并鼓励使用间歇过滤运转。
推荐的间歇过滤设定：9min运转，1min停止。如图（4）—6

图（4）—6 运转时间
（5）接触消毒池及消毒装置
消毒为医疗污水的核心处理工艺，在设计上本工程着重考虑采用先进的消毒技术：二氧化氯发生器现场发生二氧化氯进行消毒处理。二氧化氯是目前世界上最先进的氯系消毒剂，是被联合国世界卫生组织（WHO）确认的一种安全高效强力杀菌剂，是国际上公认的氯系消毒剂最理想的更新替代产品，二氧化氯可以杀灭一切微生物，包括细菌繁殖体、细菌牙孢、真菌、分枝杆菌和病毒。在杀菌的同时ClO2不与水体中的有机物发生氯代反应，不会生成氯代有机物，造成二次污染。
MBR池出水经自吸泵抽入接触消毒池，加二氧化氯消毒后排入自然水体。消毒池采用接触消毒池，保证污水与消毒剂充分接触，不出现短流和死角，更好的杀死病原菌和病毒。池消毒装置采用全自动二氧化氯发生器，此装置具有操作简单、运行可靠、消毒高效、自动化程度高的特点。
（6）污泥浓缩池
所有污泥均在污泥池内浓缩，浓缩后剩余污泥通过污泥泵打入化粪池，上清液回调节沉淀池。浓缩池的污泥也得通过次氯酸钠消毒后排入化粪池。
至于污水处理过程中产生的废气，由甲方自行收集消毒排放。
八、各构筑物及设备主要参数
表8—1 接触氧化工艺构筑物及设备参数表

废水处理装置占地面积约230m2，（不含化粪池）
表8—2  MBR构筑物及设备参数表

废水处理装置占地面积约170m2，（不含化粪池）。


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