李琛

（陜西理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西 漢中 723001）

陜南某醫(yī)院污水處理工程設(shè)計(jì)

李琛

（陜西理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西 漢中 723001）

采用CASS法＋消毒工藝對陜南某醫(yī)院污水進(jìn)行處理，實(shí)際運(yùn)行操作表明，該工藝對醫(yī)院污水具有良好的處理效果，且具有占地面積小、建設(shè)運(yùn)行費(fèi)用低、處理效果穩(wěn)定、運(yùn)行管理簡單的優(yōu)點(diǎn)。

醫(yī)院污水；CASS工藝；次氯酸鈉

陜南某縣人民醫(yī)院是一個(gè)綜合性的大型二級甲等醫(yī)院，是全縣境內(nèi)最大的醫(yī)療機(jī)構(gòu)，位于縣城中心地區(qū)，原醫(yī)院污水采用一級處理，污水經(jīng)沉淀、消毒后排入城市下水道。該院現(xiàn)有病床1000張，日排放污水500噸。因原污水處理能力不足及設(shè)備老化等原因，處理后污水已不能達(dá)到《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》CJ 3082－1999 的要求［1］。因此當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門要求該醫(yī)院盡快進(jìn)行污水處理工藝的改進(jìn)與升級。

該醫(yī)院的污水主要來自門診、病房、化驗(yàn)室、制劑、手術(shù)室、注射室、洗衣房等。這些污水中含有病菌、病毒和寄生蟲卵，它們在環(huán)境中具有一定的適應(yīng)力，有的甚至在污水中存活時(shí)間還較長，若這種污水不能進(jìn)行有效處理而排放，將會(huì)對環(huán)境造成很大污染。

1 設(shè)計(jì)依據(jù)及出水要求

污水處理工程設(shè)計(jì)過程中主要依據(jù)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)規(guī)范有：1）《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978－1996［2］； 2）《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ14－87；3）《醫(yī)院污水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》CECS07：88。 出水水質(zhì)要求滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978－1996及《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》CJ 3082－1999的要求。進(jìn)水水質(zhì)及出水要求如表1所示。

2 工藝流程設(shè)計(jì)［3－4］

2.1 工藝選擇

傳統(tǒng)的醫(yī)院污水二級處理方法大都采用生物轉(zhuǎn)盤、塔式生物濾池或接觸氧化，然后進(jìn)行消毒。但這些方法都有一些缺點(diǎn)，例如，生物轉(zhuǎn)盤負(fù)荷較低，占地面積較大，工作人員環(huán)境條件較差。生物接觸氧化法的主要問題是填料結(jié)塊及使用壽命短，一般3～5年就要更換一次，十分麻煩，成本也高，另一方面，固定填料的支架容易銹蝕。由于CASS工藝具有建設(shè)費(fèi)用低 （比普通曝氣法省25%，省去了初沉池、二沉池）、占地面積?。ū绕胀ㄆ貧夥ㄊ?0%～30%）、運(yùn)行費(fèi)用低（因自動(dòng)化控制程度高、管理方便、氧的吸收率高、除氮、脫磷不需要另加藥劑等原因，使運(yùn)行費(fèi)用省25%左右）、處理率高、出水水質(zhì)好、運(yùn)行可靠、耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)、不發(fā)生污泥膨脹等優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用CASS法＋消毒工藝處理醫(yī)院污水。

表1 陜南某縣醫(yī)藥污水處理廠進(jìn)出水相關(guān)參數(shù)表［1－2］

2.2 CASS 工藝原理

CASS（Cyclic Activated Sludge System）工藝法是指周期循環(huán)活性污泥法，其工作原理是：把序批式活性污泥法的反應(yīng)池沿長度方向分為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)。在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)，微生物能通過酶的快速轉(zhuǎn)移機(jī)理迅速吸附污水中大部分可溶性有機(jī)物，經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的基質(zhì)快速積累過程，這對進(jìn)水水質(zhì)、水量、pH和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用，同時(shí)對絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)低負(fù)荷的基質(zhì)降解過程。CASS工藝集反應(yīng)、沉淀、排水于一體，對污染物質(zhì)的降解是一個(gè)時(shí)間上的推移過程，微生物處于好氧－缺氧－厭氧周期性變化之中，因此，CASS工藝具有較好的脫氮、除磷功能。

完整的CASS操作周期一般可分為四個(gè)步驟。1）曝氣階段：由曝氣系統(tǒng)向反應(yīng)池內(nèi)供氧，此時(shí)有機(jī)污染物被微生物氧化分解，同時(shí)污水中的NH3－N通過微生物的硝化作用轉(zhuǎn)化為NO3－N。2）沉淀階段：此時(shí)停止曝氣，微生物利用水中剩余的DO進(jìn)行氧化分解。反應(yīng)池逐漸由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉(zhuǎn)化，開始進(jìn)行反硝化反應(yīng)?；钚晕勰嘀饾u沉到池底，上層水變清。3）潷水階段：沉淀結(jié)束后，置于反應(yīng)池末段的潷水器開始工作，自下而上逐漸排出上清液。此時(shí)，反應(yīng)池逐漸過渡到厭氧狀態(tài)繼續(xù)反硝化。4）閑置階段：閑置階段即是潷水器上升到原始位置階段。工藝流程圖如圖1所示。

圖1 CASS工藝流程圖

2.3 方案的設(shè)計(jì)原則及特點(diǎn)

（1）由于該醫(yī)院可供利用的場地非常有限，給污水處理方案設(shè)計(jì)尤其是平面布置和高程布置增加了難度。在本方案中考慮到實(shí)際情況，盡量少占綠地（如地下式）。設(shè)計(jì)中盡可能使污水處理站與醫(yī)院環(huán)境相協(xié)調(diào)。

（2）充分利用原有處理構(gòu)筑物及設(shè)備，盡量減少工程投資。

（3）污水處理操作運(yùn)行由控制室集中控制，減少人員勞動(dòng)強(qiáng)度，使操作管理及維修方便。

（4）各種設(shè)備運(yùn)行中可能會(huì)產(chǎn)生噪聲，為了使醫(yī)院有一個(gè)安靜的環(huán)境，本次選用無噪聲的水下曝氣機(jī)代替鼓風(fēng)機(jī)，節(jié)省管路及閥門，安裝、維修方便，使用靈活，可根據(jù)進(jìn)水情況開不同的臺數(shù)，在保證效果的條件下，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。

2.4 主要處理單元及設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算

（1）化糞池

化糞池設(shè)在各主要建筑物出污水干管上。按國家醫(yī)院污水處理設(shè)計(jì)規(guī)范，污水在化糞池中的停留時(shí)間不小于36 h，污水中的糞便等懸浮物雜質(zhì)，被化糞池截留下來并進(jìn)行厭氧分解，污水達(dá)到初步處理。由于化糞池是醫(yī)院建設(shè)過程中的配套設(shè)施，工程完成后，化糞池已經(jīng)建成，因此，它不在本次設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。

（2）格柵

醫(yī)院污水中含有大量較大粒徑的懸浮物、藥棉、紗布及糞便等漂浮物，格柵的作用就是截留并去除上述污物，對水泵機(jī)組及后續(xù)處理構(gòu)筑物起到保護(hù)作用。本次采用機(jī)械格柵減少人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，為達(dá)到清除效果，選用格條的規(guī)格為10 mm。

（3）CASS 反應(yīng)池

CASS池是處理設(shè)施的核心構(gòu)筑物，污水中的有機(jī)物在微生物的作用下氧化分解。CASS池工作周期為3.6 h，CASS池分為2格，這樣可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)連續(xù)排水，為連續(xù)消毒創(chuàng)造了條件，工藝流程前后較匹配，總?cè)莘e V＝（最高污水流量 62.5 m3／h）×3.6 h＝225 m3。

（4）潷水器

潷水器和控制柜配套組成，潷水器安裝在水處理池中；控制柜可安裝在池邊或控制室內(nèi)。

（5）接觸消毒池

接觸消毒池采用折板或接觸消毒池，保證污水與消毒劑充分接觸，不出現(xiàn)短流和死角，殺死病原菌及病毒。池內(nèi)水面上有足夠的凈空，便于定期清理池內(nèi)的污泥，接觸消毒池設(shè)有兩格，可單獨(dú)運(yùn)行。當(dāng)其中一格檢修時(shí)，要保證不間斷運(yùn)行，出水通過提升水泵排入市政管網(wǎng)。由于污水經(jīng)生化處理后，水質(zhì)有顯著改善，消毒液的投加量為20 mg／L，消毒時(shí)間為 1.5 h，有效容積 94 m3。

（6）消毒系統(tǒng)

醫(yī)院污水消毒劑有液氯、次氯酸鈉、二氧化氯、臭氧等多種。液氯是常用的消毒劑，具有經(jīng)濟(jì)、簡單、可靠等特點(diǎn)，但若泄漏會(huì)對操作人員及周圍環(huán)境造成一定的危害。臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，消毒效果最好，但消毒持續(xù)時(shí)間短，國產(chǎn)的臭氧發(fā)生器也易產(chǎn)生故障，要求管理人員素質(zhì)較高。次氯酸鈉和二氧化氯都是用食鹽溶液電解產(chǎn)生的，具有較好的消毒效果，可以現(xiàn)場抽取。次氯酸鈉消毒是全國醫(yī)院污水處理協(xié)會(huì)推薦的消毒方式之一，本方案采用市場銷售的成品次氯酸鈉消毒。

（7） 污泥處理

CASS反應(yīng)池、接觸消毒池內(nèi)的污泥集中排入污泥消化池，污泥消化池設(shè)有污泥攪拌泵，使池內(nèi)污泥充分混合、反應(yīng)，使污泥中的有機(jī)物進(jìn)一步厭氧降解，在此過程中部分的寄生蟲卵被殺死。污泥池半年清掏一次，清掏前向池內(nèi)加入一定量的消毒劑，并開動(dòng)污泥泵攪拌，使消毒劑與污泥充分混合，把滯留在污泥內(nèi)的寄生蟲卵徹底殺滅。

3 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算

（1）設(shè)計(jì)平均時(shí)流量 Q＝20 m3／h，則處理污水量 V＝Q×h＝20×24×1.2＝600 m3／d。

（2）CASS 池兩個(gè)，每周期 3.6 h，每天運(yùn)行24 h，CASS 池總?cè)莘e＝污水最高流量 62.5 m3／h×3.6 h＝ 225 m3。

（3）接觸消毒池停留時(shí)間 1.5 h，有效容積＝62.5 m3／h× 1.5h ＝93.75 m3≈94 m3。分兩個(gè)池子，每池47m3。

（4）消毒劑投加量：每升污水加次氯酸鈉為20 mg（設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)），則次氯酸鈉每天用量為：20 mg／L×600m3／d÷1000＝12 kg。

（5）污泥池容積的計(jì)算：清掏周期4天；污泥含水量為97%。

（6）動(dòng)力設(shè)備及自動(dòng)控制

在配電值班室設(shè)有總控制臺，操作人員可在控制臺實(shí)現(xiàn)對所有動(dòng)力設(shè)備手動(dòng)或自動(dòng)控制?？刂婆_設(shè)有顯示屏，各臺設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)在屏上均可顯示，設(shè)備發(fā)生故障時(shí)可聲報(bào)警。集水調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)有液位計(jì)，中水位時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)一臺水泵，高水位時(shí)啟動(dòng)兩臺水泵，相反，由高水位到中水位時(shí)自動(dòng)停一臺水泵，低水位時(shí)自動(dòng)停水泵。

4 結(jié)論

該污水處理廠兩年多的運(yùn)行表明，CASS法＋消毒工藝處理醫(yī)院污水具有良好的處理效果，且該設(shè)計(jì)根據(jù)醫(yī)院的實(shí)際情況不僅降低了基建費(fèi)用，同時(shí)運(yùn)行成本也很低，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。實(shí)際運(yùn)行效果表明，污水經(jīng)處理后，BOD5去除率為 89.5% ～ 91.8% ，COD 去除率為74%～75%，SS去除率為58%～62%，P去除率為73%～75% 。NH3－N去除率為60.5%～67.5%。該方法處理的醫(yī)院污水能夠滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978－1996的二級排放標(biāo)準(zhǔn)及《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》CJ 3082－1999的排放要求。

［1］《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》CJ 3082－1999

［2］ 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978－1996

［3］ 張自杰.排水工程下冊（四版） ［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2000：318－321.

［4］高俊發(fā).污水處理廠工藝設(shè)計(jì)手冊［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2003：169－179.

10.3969／j.issn.1007－2217.2011.01.011

2010－12－18