生物接触氧化法在医院污水中的应用

摘要：石棉县人民医院污水处理系统采用生物接触氧化+接触消毒工艺进行了示范实施。经过半年多的运行检验表明,对污水处理效果良好。处理后,其CODcr去除率可高达90%,SS去除率92%,NH3-N去除率91%,BOD5去除率96%,总大肠菌群去除率99%以上。

关键词：生物接触氧化 接触消毒 医院污水

医院是病人治疗、生活的地方,其门诊部、住院部以及洗衣房、食堂、厕所等都要排出大量的污水,污水中含有多种细菌、病毒、寄生虫卵和一些有毒、有害物质。针对小型医院而言,其废水具有水量较小,有机物浓度相较于其他类型污水而言较底,但又含有的大量病菌的特点。所以,如何选择一种经济有效的工艺处理小型医院废水有一定的困难。目前,常用的技术在生化处理方面有氧化沟、AB、水解酸化、ABF、CASS、接触氧化法,在消毒处理方面有次氯酸钠、液氯、臭氧、二氧化氯消毒处理技术。本文选用生物接触氧化法+接触消毒组合处理工艺在某小型医院进行应用。对如何实行经济有效的处理小型医院废水进行了探讨：（1）如何选用一合理有效的污水处理工艺（2）如何降低污水中有机物浓度和杀灭医院污水含有的大量病菌（3）采用接触氧化+接触消毒法对医院污水的处理效果究竟如何,从工程实践中总结经验教训。

1医院污水的水质水量特点

石棉县人民医院是一所综合性医院,现有病床163张 (按200张床位设计),每天排放废水量为200m3,废水排放一般集中在早上7点到10点。废水中含有一些特殊的污染物,如药物、消毒剂、诊断用剂、洗涤剂,以及大量病原性微生物、寄生虫卵及各种病毒,如蛔虫卵、肝炎病毒、结核菌和痢疾菌等。此外,同位素诊疗室废水中还含镭226、磷、金198、碘131等放射性物质。与工业废水和生活污水相比,医院污水具有水量小,污染力强的特点[1]。通过多次取样监测调查,废水水质如表1所示。

表1 废水水质

项目 单位 水质

pH值 5～10

CODcr mg/L 150～350

BOD5 mg/L 80～150

SS mg/L 150～250

NH3-N mg/L 10～50

粪大肠菌群 个/L >20000

细菌总数 个/L 2.0×107

2废水处理工艺

2.1废水处理工艺

工艺流程如图1所示。

图1 工艺流程图

2.2 主要构筑物及工艺参数

化粪池：化粪池设在各主要建筑物排出污水干管上,按国家医院污水处理设计规范,污水在化粪池中的停留时间不小于36小时,污水中的粪便、虫卵等悬浮杂质、以及污泥池回流的浓缩污泥被化粪池截流下来并进行厌氧分解,污水达到初步处理[2]。

格栅池：医院污水中含有大量较大颗粒的悬浮物和漂流物,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。水力停留时间0.15h,最大小时流量16.5m3,有效容积16.5m3/h×0.15h=2.5m3,总容积为3m3,具体尺寸为2000mm×1000mm×1500mm,有效高度1300mm,钢筋混凝土结构。

调节沉淀池：污水经格栅拦截大颗料杂物后自流入调节沉淀池,排出的污泥进入污泥浓缩池进行沉淀浓缩,污水自流入调节池调节水质水量[3]。水力停留时间4.5h,最大小时流量16.5m3,有效容积16.5m3/h×4.5h=74.25 m3。总容积为80m3,具体尺寸为6000mm×3900mm×3500mm,有效高度3200mm,钢筋混凝土结构。

生物接触氧化池：调节池出水通过自流或用提升泵使污水进入生物接触氧化池进行生化处理。根据污水的性质,设计停留时间为3小时以上。填料选用悬浮填料,此种填料挂膜容易,不会堵塞和结球,耐冲击,完全适应医院污水较大的冲击负荷。水力停留时间6h,最大小时流量16.5m3,有效容积16.5m3/h×6h=99 m3。总容积为110m3,具体尺寸为8000mm×3900mm×3500mm,有效高度3300mm,钢筋混凝土结构[4]。

充氧采用射流曝气机,噪音小,安装简单,充氧效率高。

二沉池：污水经生化处理后,流入二沉池,进行泥水分离。水力停留时间3.5h,最大小时流量16.5m3,有效容积16.5m3/h×3.5h=60m3。总容积为70m3,具体尺寸为5000mm×3900mm×3500mm,有效高度3300mm,钢筋混凝土结构。

定量池：污水进入定量池后,在此进行水量调节,为进行后续处理（消毒杀菌处理）做好前期准备工作。容积为50m3,具体尺寸为3900mm×3900mm×3500mm,钢筋混凝土结构。

接触消毒池：污水在此池中投加二氧化氯进行消毒处理,从而杀灭病原菌和病毒,水力停留时间6.5h,最大小时流量16.5m3,有效容积16.5m3/h×6.5h=110m3。总容积为120m3,具体尺寸为9000mm×3900mm×3500mm,有效高度3300mm,钢筋混凝土结构[5]。

污泥池：调节沉淀池和二沉池的污泥由电动阀定期控制,通过自重压力排入污泥池,并在污泥池内浓缩[6]。由于处理站产生的污泥量较少,每半年清掏一次即可。容积为110m3,具体尺寸为3000mm×2000mm×4500mm,钢筋混凝土结构。

3重要处理单元阐述

3.1生物接触接触氧化池

3.1.1主要设计参数

在设计中,主要考虑了pH值,水温,BOD负荷,设计流量,接触停留时间,供气量。由于生物接触氧化池对pH值的适应性比较强,因此,设计中不对pH进行调整。一般情况下,温度高,处理效果较好,但过高会抑制微生物生长,因此,为保证处理的正常运行,将进水水温控制在10～35℃。设计每小时流量200m3/24h=8.25m3/h,时变化系数2.0,最大小时流量8.25m3/h×2=16.5 m3/h。医院污水可生化性较好,有机负荷保持在8～12kgBOD/（m3.d）。接触停留时间同处理效果有很大关系,在设计中停留时间维持在5～7小时,保证处理效果。池中水气比维持在1：（3～5）,保证足够的溶解氧[7]。

3.1.2处理池结构

生物接触氧化池由池体、填料、布水布气装置组成,池体为钢混结构,填料挂在池的四周,采用射流曝气[8]。详见示意图,如图2所示：

图2 处理池结构图

3.1.3处理过程

将调节沉淀池的水用提升泵打进接触氧化池,池内挂满生物填料,在射流曝气机供气条件下,吸附在填料上的好氧微生物通过新陈代谢作用分解和消化有机污染物,填料选用优质的生物弹性组合填料,具有良好的布水布气性能。采用的射流曝气机使水体搅动与充氧同时进行,气泡细密,氧转移效率高。污水在其中停留6小时后,95%以上的有机物被去除,处理后的水进入二沉池[9]。

3.1.4处理效果

出水各项指标均优于国家标准,对CODcr去除率可高达84%,BOD5去除率95%,出水水质稳定。

3.2接触消毒池处理工程

污水从二沉池中源源不断地流入定量池内,逐步上升到特定的液面高度,在水的压力作用下产生虹吸。虹吸产生时,虹吸主机内形成负压并产生漩流,通过产生的负压将消毒剂定比定量的投入污水中充分混合,此时污水经虹吸主机吸入接触消毒池,在池内污水与消毒剂充分接触,不会出现短流和死角,很好的杀死病原菌和病毒。在接触消毒池中,杀灭了几乎所有的病菌。

4 污水处理设施运行结果和效益分析

经过一个多月时间的试运行,对医院废水处理设施的运行效果进行了验收监测。

4.1监测因子

根据医院性质及国家标准,确定对废水处理系统的监测因子为：pH、SS、CODcr、BOD5、NH3-N、总余氯和粪大肠菌群数。

4.2监测结果,如表2

表2 废水处理设施监测结果

项目

进水平均值

出水平均值

去除率（％）

《污水综合排放标准》

pH

CODcr(??L)

BOD5(??L)

SS(??L)

NH3-N

总余氯

总大肠菌群(个/L)

7

251

101

178

31.2

>20000

7.25

38.2

4.8

22.2

9.38

<0.1

<20

84.8

95.2

96.2

69.9

99.9

6-9

100

20

70

15

<0.5

<500

4.3分析与对照

表2结果显示,医院废水处理设施运行效果良好,其CODcr去除率可高达84.8%,SS去除率96.2%,NH3-N去除率69.9%,BOD5去除率95.2%,总大肠菌群去除率99.9%以上。对比《污水综合排放标准》GB8978-1996一级标准要求,该设施处理后出水水质的监测值符合标准。监测结果表明,各项指标均达到国家一级标准,优于设计标准值。

4.4 效益分析

4.4.1工程投资

工程总投资为32.7万元,其中土建费用为21万元,设备、设计及调试等其他费用为11.7万元 。

4.4.2处理成本

处理成本包括电费、药剂费,(1)电费:系统总装机容量7.95kw,运行功率为4.65kw,电费按0.5元/度计,每t水耗电费为0.46元/m3。(2)药品费:工程所用的二氧化氯是用二氧化氯发生器制取(以氯酸钠和盐酸为原料)药剂费0.10元/m3,则总处理费为0.56元/m3。

4.4.3效益分析

污水处理设施的建成并投入使用,不仅大幅减少了污染物的排放量,而且减少了自来水的使用量,其处理出水完全满足回用要求,如用于草坪浇灌、洗车、冲厕等。污水处理站直接运营支出费用约为2016元/月,其正常运行后,如水价为2元/m3,可处理污水若全部回用(120m3/d),则可节约水费7200元/月,节支相抵还盈余5000元/月,即使仅回用处理水量的30%,其节约的水费开支也可补充运营成本,此外,污水处理达标后还可免除环保部分的超标排污费,综上所述,该污水处理站的建设和运行不仅具有良好的环境社会效益,还有一定的经济效益。

5 结论与建议

经过一个多月的调试,及几个月来的运行,提出以下结论与建议：

⑴ 石棉县人民医院每日平均污水量120t,全年43500t,污水首要污染物为粪大肠菌群,每天即有数十亿个以上,各污染物年产生量分别为COD11t,SS7.5t, BOD54.5t。经生化处理后产生的污泥量每年3t。

⑵ 污水处理设施现日处理污水量120t,能满足主体工程的需要。污水经生化、消毒处理后,各相指标均达到设计要求,并达到国家污水综合排放标准。证明工艺合理有效,成熟可靠。

⑶ 生化处理后的含菌污泥,必须切实落实好灭菌措施和利用途径,杜绝二次污染。

⑷ 为便于调节装置的性能和安装检修的方便,可改将生物接触氧化池中的填料用料筐组装,带筐放入池中,当需要调整检修时,可逐筐轮换取出,池子可无需停止工作。

⑸ 可增加射流泵台数,扩大曝气覆盖面积;也可考虑将射流泵换为鼓风机。

参考文献：

[1] 武江津,王凯军,丁庭华等.三废处理工程技术手册废水卷[M].北京:化学工业出版社,2000.

[2] 张志莉,张统,医院污水处理技术及工程及实例[M].北京:化学工业出版社,2003.

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[5] 黄其明.综合医院的污水处理[J].给水排水,2001,5:68～70.

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[8] 魏先勋.环境工程设计手册[M].长沙:湖南科学技术出版社,1992.

[9] 张统.污水处理工艺及工程方案设计[M].北京:中国建筑工业出版社出版,2000.

[10] 李家就,钱望新.富营养化湖泊水源生物预处理研究[J].中国给水排水,1992,8(6)：4～[11] 朱丹琪.食品工业生活与污染防治[M].北京:中国环境科学出版社出版,1991.

[12] 唐受印,戴友芝.食品工业废水处理[M].北京:化学工业出版社环境科学与工程出版中心,2001.