醫(yī)療機構(gòu)污水處理設(shè)施的設(shè)計要點

劉煜明

（佛山市環(huán)境保護投資有限公司 廣東 佛山 528000）

近年來，醫(yī)療廢水排放問題已然成為醫(yī)療服務(wù)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要影響因素之一。為避免因污水排放問題影響到我國生態(tài)環(huán)境的均衡發(fā)展，需結(jié)合對醫(yī)療機構(gòu)污水排放特點的分析，借助相應(yīng)處理設(shè)施，進行污水凈化處理，以確保污水排放滿足規(guī)范要求。正因如此，探討污水處理設(shè)施的設(shè)計要點，對助力我國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的環(huán)保化、長久化發(fā)展有著重要影響。

1 醫(yī)療機構(gòu)污水來源與特點分析

醫(yī)療機構(gòu)運行期間，污水產(chǎn)生涉及手術(shù)室、門診、檢驗室、病房、洗衣房等部門將排除的污水，具體包括生活、診療及糞便污水等。以來源與種類不同為依據(jù)進行污水劃分，主要有以下幾點。（1）帶病菌污水，包括腸道病菌診療中產(chǎn)生的污水及醫(yī)療器械清洗形成的廢水。（2）普通生活污水，包括廁所污水、廚房污水等［1］。（3）特殊廢水，包括化學(xué)清洗時產(chǎn)生的含汞、放射性、含氰、含銀廢水等。因來源多樣性，使醫(yī)療污水中混合化學(xué)藥劑、病原細菌、病毒等物質(zhì)，若污水處理不到位，將影響到生態(tài)環(huán)境的均衡發(fā)展，甚至因廢水排放而威脅到民眾身體健康，所以，需借助污水處理設(shè)施的有效應(yīng)用來提升污水處理效果［2］。

2 醫(yī)院污水處理工藝設(shè)計要點

2.1 分類收集、分質(zhì)處理

因污水成分復(fù)雜、來源廣泛，使得醫(yī)療污水的處理難度較大。為保證污水處理符合預(yù)期標準，需采用針對性劃分處理工藝，并進行廢水的預(yù)處理，具體工藝如圖1所示。

圖1 醫(yī)療污水處理工藝

2.2 二級處理工藝應(yīng)用

以相關(guān)標準規(guī)范為參考，不同類型的醫(yī)療機構(gòu)污水處理方式不同，其中，綜合醫(yī)療機構(gòu)可采用“二級處理+消毒或深度處理+消毒工藝”模式進行污水處理，結(jié)核病或傳染病醫(yī)療機構(gòu)則需采用“預(yù)消毒+二級處理+消毒工藝”模式。其中，污水預(yù)處理需結(jié)合相關(guān)標準要求，借助“一級處理+消毒工藝”模式來保證預(yù)處理符合要求［3］。

2.3 消毒工藝

醫(yī)療污水達標處理受消毒工藝的使用直接影響，應(yīng)結(jié)合處理需求來合理選擇消毒方式。在保證消毒處理安全化開展的前提下，選擇以具備副產(chǎn)物較少、消毒性能顯著特點的消毒工藝為主。當(dāng)前，醫(yī)療污水消毒處理常用方法有以下幾種。

（1）二氧化氯消毒。該工藝配備二氧化氯發(fā)生器，在較高管理水平的醫(yī)院中使用。優(yōu)勢為消毒效果顯著，處理期間，能抑制有機氯化物的產(chǎn)生，且消毒工藝操作簡單；劣勢表現(xiàn)為局限于就地使用，且運行期間相關(guān)設(shè)備應(yīng)用存在釋放氯氣危險性，對操作人員能力素質(zhì)要求較高，藥劑的制備存在風(fēng)險［4］。

（2）次氯酸鈉消毒。該工藝在處理期間使用次氯酸鈉藥劑的配制，多應(yīng)用于中小型醫(yī)院。優(yōu)勢表現(xiàn)為運行管理安全；劣勢則是設(shè)備運行不穩(wěn)定及儲存時間限制，運行期間易生成有機氯化物，產(chǎn)生管道堵塞風(fēng)險，藥劑存放時間不宜過長。

（3）單過硫酸氫鉀消毒。該工藝是強氧化作用，過硫酸氫鉀在水溶液條件下釋放出新生態(tài)氧，直接對微生物細胞壁蛋白進行氧化反應(yīng)，迅速導(dǎo)致微生物蛋白分子失去活性。優(yōu)勢在于分解產(chǎn)物為水和氧氣，殺菌效率高，能夠殺滅多種病原微生物；劣勢在于配制過程中會產(chǎn)生刺激性氣味，對金屬器械有一定腐蝕性。

2.4 沉淀池

醫(yī)療污水成分復(fù)雜，依據(jù)性質(zhì)不同，可將污染物劃分為懸浮性、溶解性等種類。其中，懸浮污染物包括泥沙、腐殖質(zhì)、纖維、病毒細菌、藻類等，為實現(xiàn)有效消除，需結(jié)合實際處理情況，將氣浮池或沉淀池設(shè)置于污水一、二級系統(tǒng)中，通過懸浮物分隔，提升污水處理效果。以水流方向不同為基準，可采用豎流式、平流式、幅流式等形式進行沉淀池設(shè)計，并以進水、沉淀、出水、污泥區(qū)來組成醫(yī)療污水沉淀處理系統(tǒng)［5］。

2.5 生物轉(zhuǎn)盤

作為新型污水處理設(shè)備之一，生物轉(zhuǎn)盤主要以水平轉(zhuǎn)軸為載體進行圓盤固定，圓盤各半處于空氣、污水中。在氧化槽上進行轉(zhuǎn)軸設(shè)置，在電機帶動下實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，圓盤同步進行旋轉(zhuǎn)運動。運行期間，圓盤部分置入醫(yī)療污水中，污水部分圓盤中生物膜發(fā)揮吸附有機物作用，轉(zhuǎn)出水面后，吸收氧氣，實現(xiàn)有機物分解。經(jīng)圓盤反復(fù)循環(huán)，在微生物氧化作用下，實現(xiàn)污水有機質(zhì)分解，且圓盤生物膜脫落后，經(jīng)二沉池中分隔并排除［6］。相比其他處理應(yīng)用，生物轉(zhuǎn)盤具備耐沖擊、運行穩(wěn)定、占地小、效果顯著等優(yōu)勢。為保證生物圓盤在處理中發(fā)揮出最大作用及實際情況的分析，結(jié)合以下幾點優(yōu)化參數(shù)設(shè)計：（1）依據(jù)BOD5面積，進行轉(zhuǎn)盤面積的精準計算，若計算時缺乏資料參考，則需以BOD5面積12g/（m2·d）、水力負荷0.2m3/（m2·d）為基準；（2）針對轉(zhuǎn)盤運轉(zhuǎn)能力的控制，則以日污水量為計算依據(jù)；（3）以調(diào)節(jié)沉淀后數(shù)值為基準，進行進入轉(zhuǎn)盤污水BOD5濃度的確定［7］。

2.6 格柵設(shè)計

若污水系統(tǒng)使用格柵，在格柵設(shè)計時，應(yīng)注意：（1）以調(diào)節(jié)池為載體，與格柵井合建設(shè)計；（2）依據(jù)對污水最大流量的分析，合理選擇格柵；（3）結(jié)合污水處理要求的分析，選擇合適的格柵類型，其中，傳染病醫(yī)院需以密封型格柵為主，其他醫(yī)療機構(gòu)則可選擇回轉(zhuǎn)式、階梯式等類型格柵；（4）在全面消毒的前提下，以危險廢物標準進行格柵垃圾處理。

2.7 調(diào)節(jié)池設(shè)計

調(diào)節(jié)池設(shè)計合理與否與醫(yī)療機構(gòu)污水處理成效之間存在密切關(guān)聯(lián)，為此，可結(jié)合以下幾點來優(yōu)化調(diào)節(jié)池設(shè)計。（1）污水處理系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)池處于連續(xù)運行狀態(tài)，需以日處理量30%～40%為基準進行有效容積計算。（2）調(diào)節(jié)池運行處于間歇性運行狀態(tài)，需以工藝運行周期為基準進行容積計算。（3）醫(yī)療污水中有洗衣污水排放，需考慮排入期間對池體的沖擊。（4）結(jié)合對廢水處理需求分析，將調(diào)節(jié)池控制在2格以上，以并聯(lián)的形式連接相鄰格。（5）以封閉形式進行調(diào)節(jié)池結(jié)構(gòu)設(shè)計，并結(jié)合液下攪拌形式，規(guī)避污水沉淀現(xiàn)象發(fā)生［8］。（6）運行實際需求，調(diào)節(jié)池內(nèi)應(yīng)設(shè)置排空集水坑位。（7）定期清掏調(diào)節(jié)池，按危險廢物標準進行污泥的消毒處理。

2.8 曝氣生物濾池工藝應(yīng)用

若醫(yī)療機構(gòu)污水處理涉及曝氣生物濾池應(yīng)用，需在設(shè)計時注意以下問題：（1）結(jié)合對實際處理要求的分析，濾池水力負荷控制在2～3m3/（m2·h），容積負荷控制在1～2kgBOD5/（m3·d），硝化負荷需控制在0.3～0.8kgNH3/（m3·d）范圍內(nèi)，濾床選用需結(jié)合對處理設(shè)施配備分析，高度控制在3～4m 范圍內(nèi)，氣水比控制在4～6 范圍內(nèi)；（2）為保證濾池設(shè)置發(fā)揮更好作用，可利用氣水聯(lián)合反沖洗，提升濾池運行效果，將氣速控制在40～110m/h范圍內(nèi)，沖洗水流速度控制在30～50m/h范圍內(nèi)。

2.9 膜生物反應(yīng)器處理工藝設(shè)計

若醫(yī)療污水處理涉及膜生物反應(yīng)器應(yīng)用，則結(jié)合以下幾點來促進反應(yīng)器發(fā)揮出最大價值。（1）依據(jù)對處理系統(tǒng)預(yù)期處理能力的分析，結(jié)合對膜制造商建議的分析，進行膜分離裝置膜面積的確定。同時，不同材質(zhì)膜的通量設(shè)計標準不同，采用膜生物反應(yīng)器中空纖維膜，膜通量設(shè)計需控制在10～20L/（m2·h），若采用平板膜，則將膜通量設(shè)計控制在12～25L/（m2·h），若采用管式膜，需將膜通量控制在25～50L/（m2·h）范圍。（2）結(jié)合對處理要求的分析，在反應(yīng)池設(shè)計時，污泥濃度控制在6～10g/h，容積負荷控制在0.2～08kgBOD5/（m3·d），污泥負荷需控制在0.05～0.15kgBOD5/（kgMLSS·d）范圍，氣水比與水力停留時間分別控制在20～30、4～8h［9］。（3）膜格柵設(shè)置于生物反應(yīng)池的進水口位置，并將格柵間隙控制在0.5～1.0mm范圍。（4）在全面掌握醫(yī)療機構(gòu)污水處理要求的前提下，膜清洗裝置設(shè)置于污水處理站內(nèi)，膜清洗處理期間可發(fā)揮浸泡化學(xué)清洗、膜組件反向化學(xué)清洗等功能，并通過在線清洗功能，促進污水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

2.10 其他設(shè)計要點

為避免因污水處理設(shè)備設(shè)計不合理而影響到醫(yī)療污水的處理效果，需在設(shè)備設(shè)計時注意以下幾點。（1）若污水預(yù)消毒處理工藝涉及到氯消毒方法，則需經(jīng)過脫氯后，將污水排入生化處理單元。（2）傳染病綜合醫(yī)院在污水處理時，需經(jīng)過預(yù)消毒處理，才可排入處理系統(tǒng)，預(yù)消毒接觸時間應(yīng)在≥1.0h范圍。（3）結(jié)合對醫(yī)療污水系統(tǒng)處理工藝要求的分析，可選擇干式泵或潛水泵作為污水處理系統(tǒng)的泵組成，而傳染病醫(yī)院則需將帶無堵塞泵、切割泵納入到污水處理系統(tǒng)中［10］。（4）依據(jù)相關(guān)標準，進行混凝池的優(yōu)化設(shè)計，并借助機械攪拌方法來提升處理效率。（5）結(jié)合對醫(yī)院污水處理要求的分析，采用PAC 作為混凝劑，以PAM 作為助凝劑來促進混凝效果。（6）若使用接觸氧化工藝的應(yīng)用，需結(jié)合以下幾點優(yōu)化設(shè)計：①水解酸化池需設(shè)置于生物接觸氧化池前；②采用固定或懸浮填料，進行接觸氧化池的處理，且填料選需符合表面積大、耐用性強、易掛膜等特點；③結(jié)合對醫(yī)療機構(gòu)污水處理量，將生物接觸氧化池的容積負荷控制在2～5KgBOD5/（m3·d），氣水比需控制在8～15 的范圍內(nèi)。（7）選擇機械或鼓風(fēng)曝氣設(shè)備進行生化反應(yīng)系統(tǒng)的組成。針對鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的設(shè)計，可采用高效、低噪音、低能耗的鼓風(fēng)機產(chǎn)品，如羅茨鼓風(fēng)機、回轉(zhuǎn)式風(fēng)機、沉水式鼓風(fēng)機等；針對曝氣器的選擇，則以高充氧性能為基準。若利用機械曝氣設(shè)備組成生化反應(yīng)系統(tǒng)，應(yīng)盡可能避免對表面曝氣裝置的應(yīng)用。（8）以《室外排水設(shè)計規(guī)范》為參照進行沉池設(shè)計。（9）加藥裝置需視情況制定自動化運行設(shè)計方案，并在設(shè)計階段將計量精度誤差控制在1%范圍內(nèi)［11］。

3 工程案例分析

3.1 概況分析

本文以某醫(yī)療為例，作為綜合性醫(yī)療機構(gòu)，該醫(yī)院集成教學(xué)、康復(fù)、醫(yī)療、科研等功能，經(jīng)相關(guān)統(tǒng)計得知，該醫(yī)院年門診量人次超過80萬，醫(yī)療污水生產(chǎn)量設(shè)計約為1200m3/d。

針對污水處理進水水質(zhì)設(shè)計，需保證污水經(jīng)預(yù)消毒處理后，將隔油處理后的食堂廢水、普通帶病菌污水、傳染病房廢水、含重金屬廢水等排入至污水站處理系統(tǒng)，其進水水質(zhì)控制具體表現(xiàn)為：（1）CODcr 含量控制在400mg/L范圍內(nèi)；（2）BOD5含量控制在150mg/L范圍內(nèi)；（3）SS含量控制在120mg/L范圍內(nèi)；（4）氨氮含量控制在30mg/L范圍內(nèi)；（5）pH值需控制在6～9范圍內(nèi)；（6）糞大腸菌群數(shù)需控制在1.0×107范圍內(nèi)。

3.2 工藝流程與參數(shù)分析

結(jié)合對該醫(yī)院污水處理情況的分析，確定以“二級處理+消毒工藝”模式作為設(shè)計方案，并采用次氯酸鈉作為消毒方法，具體流程如圖2所示。

圖2 污水處理工藝

針對污水處理系統(tǒng)中相關(guān)構(gòu)筑物參數(shù)設(shè)計，具體如下。（1）集水井/格柵井。參數(shù)設(shè)計為停留時間2h、有效容積100m3，結(jié)合系統(tǒng)整體規(guī)模的分析，將尺寸控制在10m×5m×5m。（2）調(diào)節(jié)池。參數(shù)設(shè)計為停留時間10h、有效容積500m3，設(shè)計尺寸為11m×5m×5m。（3）水解酸化池。參數(shù)設(shè)計為停留時間6.3h、有效容積315m3，尺寸設(shè)計為3.5m×5m×5m。（4）生物接觸氧化池。參數(shù)設(shè)計為負荷15kgBOD5/（m3·d），有效容積315m3，尺寸設(shè)計為3.5m×5m×5m。（5）二沉池。參數(shù)設(shè)計為表面負荷1.34m3/（m2·h），尺寸設(shè)計為5m×5m×6.5m。（6）消毒池。參數(shù)設(shè)計為停留時間1.5h、有效容積75m3，尺寸設(shè)計為4m×5m×5m。（7）出水井。參數(shù)設(shè)計為停留時間1.5h、有效容積75m3，尺寸設(shè)計為4m×5m×5m。

3.3 最適合pH值

污水pH值與消毒處理效果存在密切關(guān)聯(lián)，在處理過程中，氯酸鈉處于酸性環(huán)境時，消毒效果則有明顯提升，反之則下降。為此，需在設(shè)計階段將污水處理pH值控制在6.2～6.8范圍內(nèi)，以確保污水處理效果得以有效控制。

3.4 二級處理出水COD

依照設(shè)計方案，進行污水處理系統(tǒng)安裝，在調(diào)試階段，發(fā)現(xiàn)處理系統(tǒng)運行存在不穩(wěn)定情況，對于出水有機物濃度存在一定幅度的波動，并且在波動的影響下，使得消毒效果出現(xiàn)變化。分析污水消毒處理受到有機質(zhì)的影響，具體表現(xiàn)為：（1）細胞表面存在大量有機化合物的附著，使污水處理期間微生物滅活效果受到影響；（2）水中有機質(zhì)與消毒劑在結(jié)合作用下生成化合物，或是通過對反應(yīng)產(chǎn)物取代對污水處理效果造成影響；（3）處理期間消毒劑對有機質(zhì)進行氧化，而消毒劑被大量消耗后影響消毒效果。

3.5 最佳加藥量

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)試、試驗得知，在保證COD穩(wěn)定、pH值符合要求的前提下，最佳加藥量包括：加氯量控制在31mg/L；10%次氯酸鈉溶液控制在295mg/L，并結(jié)合實際情況將日加藥量控制在361L。需注意，10d 內(nèi)藥劑氯含量將出現(xiàn)下降的態(tài)勢，所以，在處理系統(tǒng)運行期間，相關(guān)人員需加強檢查存儲超過3d 的藥劑力度，并結(jié)合含氯量的變化，進行加藥量的適當(dāng)變化。

該醫(yī)院污水處理系統(tǒng)自試運行到至今，各處理出水指標均符合相關(guān)標準要求，可發(fā)揮出在醫(yī)療污水處理中的最大作用。

4 結(jié)語

綜上所述，污水處理設(shè)施設(shè)計水平直接影響到醫(yī)療機構(gòu)污水處理成效。鑒于此，醫(yī)療機構(gòu)需結(jié)合自身特點、污水產(chǎn)量、處理要求等方面的分析，積極引進先進技術(shù)、設(shè)備來構(gòu)建污水處理系統(tǒng)，以保證醫(yī)療污水得到有效、規(guī)范的處理。