1000m3/d某医院污水处理工艺设计
前言
在现代化、城市化的推进过程中，人们将关目光放在了经济建设上，从而忽略了环境保护以及污水处理工作，导致我国为数不多的水资源遭到污染，这不仅造成了大量的经济损失，还对城镇居民的饮用水安全性和老百姓身心健康造成了危害。我国是一个人均水源贫乏的国家，被列入全世界十三个贫水国之一。在全球水资源日益紧缺的形势下，国家越来越重视对污水的处理与回用。为了保护生态环境，我国不但大力发展节能减排，而且在污染物的处理上给予了足够的重视。将污水进行处理之后，可以对其进行循环使用，不仅避免了对生态环境的破坏，还有利于促进城市可持续发展。
医院污水来源及成分复杂，含有病原性微生物、有毒、有害的物理化学污染物和放射性污染等，具有空间污染、急性传染和潜伏性传染等特征，不经有效处理会成为一条疫病扩散的重要途径和严重污染环境。通过流行病学调查和细菌学检验证明，国内外历次大规模的传染病爆发流行，几乎都与饮用或接触被污染的水有关。医院污水中病原体的含量大，对环境理化因素抵抗力强，因而在环境中的存活率比较高，有文献资料证明，肠道传染病的病原体可以在各种外界环境中长期生存，因此，医院污水的消毒是医院污水处理中最关键的一步。因此，为贯彻“预防为主”的卫生方针，更加完善三亚城市污水处理体系，更好地保护环境，防止疾病蔓延，保障人民健康，对医院污水进行有效的治理是非常必要的。
随着环境保护意识的不断加强，针对医疗机构废水的治理要求日益趋于严格，我国相继出台了一系列标准、规范等。在1983年我国首次提出《医院污水综合排放标准》，紧接着医疗机构废水排放要求被纳入《污水综合排放标准》中，2001年我国重新颁布了医疗机构废水的排放标准《医疗机构污水排放要求》，2005 年又对该标准进行了修订，即《医疗机构水污染排放标准》。除此之外，还有重新修订的《医院污水处理设计规范》，《建筑中水设计规范》中涉及到医疗机构污水作为中水水源的要求。2018 年1 月 1 日，《中华人民共和国水污染防治法》正式实施，第 36 条规定了含病原体的污水在排放前应经过消毒处理直至符合国家有关标准。
医疗废水在处理和排放方面与一般的生活污水大不相同。医疗废物在分类收集和消毒操作上相较于生活污水有更严格的要 求，而且，医院污水中病菌和病毒的危害性远远超过生活污水。所以对医疗废水应该单独处理并按要求合理排放。
1.概述
1.1医疗废水处理技术研究现状
根据我国医院的现有处理设施的运行效果等，在《医院污水处理设计规范》中根据不同排放去向的不同排放要求，归纳总结了成熟的处理工艺，包
括：“化粪池+格栅+（调节池）+（沉淀）+ 消毒池”，根据实际情况适当设置调节池和沉淀池，根据水力条件决定是否设置提升系统，一级处理工艺仅适用于排放到有污水处理厂的下水道。二级处理工艺：“化粪池+格栅+调节池+生物处理+沉淀+消毒池”，具体的生物处理工艺多种多样，例如 SBR、普通活性污泥法、生物膜法以及各种变形工艺。深度处理工艺：是在二级处理的基础上增加投药过滤处理单元，最后消毒后排放。
消毒工艺是医疗机构污水处理的最重要的环节，现在使用的消毒剂主要是氯系（次氯酸钠、二氧化氯等）、臭氧以及紫外，其中多为次氯酸钠和二氧化氯消毒工艺。
现在国家及地方环保部门对医院污水提出了更严格的要求，以上提出的工艺路线适用范围变小或者受到限制，需要更完善的组合处理工艺来满足现有以及近期的要求。
1.2设计资料
设计规模
废水设计处理规模为1000m3/d。
设计水质
1) 设计进水水质
根据医院污水产生的实际情况，进水水质设计参数见表1-1。
表1-1 设计进水水质指标
项目 | COD/（mg/L） | BOD5/（mg/L） | 氨氮/（mg/L） | SS/（mg/L） | pH |
废水 | 500 | 300 | 40 | 200 | 5-10 |
设计出水水质
污水经处理后，出水水质须达到的排放浓度限值要求，其具体标准见表1-2。
表1-2 设计出水水质指标
项目 | COD/（mg/L） | BOD5/（mg/L） | 氨氮/（mg/L） | SS/（mg/L） | pH |
废水 | 100 | 30 | 15 | 30 | 6-9 |
1.3设计要求
根据我国《医院污水处理设计规范》（CECS 07:88）中对有关医院污水地处理流程有如下一些规定：
1）凡现有，新建，改建的各类医院以及其他医疗机构卫生机构被病菌.病毒所污染地污水都必须进行消毒处理。
2）含放射性物质.重金属及其他有毒.有害物质地污水,不符合排放标准时，须进行单独处理后,方可排入医院污水处理站或城市下水道.
3）医院地综合排水量.小时变化系数,与医院性质.规模.设备完善程度等有关,亦可按如下数据计算：
设备比较齐全地大型医院平均日产污水量为400～500L/(床·d),K=2.0～2.2。
一般设备地中型医院平均日产污水量为300～400L/(床·d),K=2.2～2.5。
小型医院平均日产污水量为250～300L/(床·d),K=2.5。
4）在无实测资料时,医院每张病床每日污染物地排出量可按下列数值选用：BOD5为60g/（床·d）,COD值为100～150g/(床·d),悬浮物SS为50～100g/（床·d）。
5）设计处理流程应根据医院类型，污水排向，排放标准等因素确定.
当医院污水排放到有集中污水处理厂地城市下水道时,以解决生物性污染为主,采用一级处理。
当医院污水排放到地面水域时,应根据水体地用途和环境保护部门地法规与规定,对污水地生物性污染.理化性污染及有毒有害物质进行全面处理,需采用二级处理。
1.4设计依据
《中华人民共和国环境保护法》
《水污染防治法》
《室外给排水设计规范》（GB50014-2016）
《医院污水处理设计规范》（CECS 07:88）
《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)
《医院污水处理工程技术规范》（HJ2029-2013）
《医院污水处理设计规范》（CECS 07:2004）
《生物接触氧化法设计规程》（CECS 128:2001）
《水解酸化反应器污水处理工程技术规范》（HJ2047-2015）
《生物接触氧化法污水处理工程设计规范》（HJ2009-2011）
要符合适用的要求。首先确保污水经过处理站处理后达到排放标准。考虑现实的技术和经济条件，以及当地的具体情况(如施工条件)，在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构(建)筑物型式、主要设备、设计标准和数据等，应最大限度地满足制药废水厂功能的实现，使处理后制药废水符合水质要求。污水处理设施设计采用的各项设计参数必须可靠。污水处理设施设计必须符合经济的要求。设计完成后，总体布置、单体设计及药剂选用等要尽可能采取合理措施降低工程造价和运行管理费用。污水处理设施设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。污水处理设施设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为以后的发展留有挖潜和扩建的条件。污水处理设施设计必须考虑安全运行的条件。
2.1国内废水处理工艺
针对污水处理，我国早已经出台了相应的文件，并且做出了明文规定。国内目前对医疗废水处理根据处理后出水水质标准有一级处理、二级处理、深度处理（三级处理）共3个级别。
医院污水的工艺
1）通常采用物化+生化方法处理，主要工艺有：絮凝沉淀(物化)+水解酸化(生化)+深度氧化(生化)+消毒---达标排放
2）絮凝沉淀(物化)+水解酸化(生化)+MBR(生化)+消毒--->达标排放
物化：主要是让微生物无法分解的有害沉淀，将絮凝剂、混凝剂等化学药剂加入污水，将有害物转移至污泥，通过处理污泥达到目的。
生化：是人类发现自然界水体中的微生物对有机物的分解能力，分析总结出：不同环境下的微生物能分解不同有害物，一般采用的是厌氧菌+好氧菌培养，即水解酸化和深度氧化。绝大多数的医院都是通过液态氯的方式进行消毒，同时还有通过漂白粉进行消毒的。由于主要是依靠人工方式来完成相关的处理操作，因此处理效果受到操作人员能力及专业素质的极大影响。在这种情况下，就很难保证全部医疗废水都达到，并且有相当一部分的医疗用水没有经过专业化的处理程序，就直接进行了排放。这将会造成极为严重的安全隐患，并且甚至出现传染病疫情，因此，需要针对废水处理做好相应的强化工作。
2.2国外废水处理工艺
发达国家对医院污水的管理十分严格，在医院内有着严格的卫生安全管理体系。欧洲、北美和日本等国家在医院污水的管理与处理方面都执行了世界卫生组织的要求，有的规定还严于上述要求。发达国家在医院有关科室内对接触到病菌、病毒以及有毒有害物质的污水和污物在发生源处即进行了严格的控制和分离。在任何情况下不容许将医院的污水和污物随意弃置或排入下水道。而且发达国家普遍建设了完备的下水道系统和终端污水处理厂在对污水进行处理的同时还进行了消毒处理。欧洲和美洲的一些国家在污水排放标准中都规定了生物学指标。同时绝大多数发达国家的城市污水处理厂都设有污泥消化和无害化甚至焚烧装置经过无害化处理之后的污泥可以达到WHO的相关规定。
丹麦供水与污水处理系统供应商格兰富（Grundfos）率先与丹麦首都圈地区的赫勒福医院合作，建立了欧盟第一家医院集成式污水处理厂BioBooster。这个污水处理厂采用先进装备，配备膜生物反应器、活性炭和臭氧技术等。处理中形成的气体使用光化电离、紫外线和催化剂处理，清除病原体和恶臭气体，然后再排放。处理后形成的生物污泥在原地脱水和干燥，收集后直接运往焚化厂焚烧，以确保有害药物、有害病原体或抗生素耐药菌不会排放到环境中。避免了对周边环境中各种水源、工厂、动物和人类造成的危害，并将污水转化为高质量的饮用水。由此，赫勒福医院达到丹麦首家能够有效处理废水，切实做到废水清洁排放的医院。处理之后的高质水被视作可利用资源，一部分可作为医院内技术淡水再次利用；还有一部分可直接向附近溪流排放，这为医院带来极具吸引力的回收资源，大大降低了向公共下水道和处理机构的排放。由此，医院方面可通过这种手段同时实现成本的节降。
SBR法
SBR是序批式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。尤其适用于间歇排放和流量变化较大的场合。
其优点有：
1、理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。
运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。
耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。
工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。
处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。
SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。
脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。
工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。
其缺点有：
自动化控制要求高。
排水时间短（间歇排水时），并且排水时要求不搅动沉淀污泥层，因而需要专门的排水设备（滗水器），且对滗水器的要求很高。
后处理设备要求大：如消毒设备很大，接触池容积也很大，排水设施如排水管道也很大。
滗水深度一般为1~2m，这部分水头损失被白白浪费，增加了总扬程。
由于不设初沉池，易产生浮渣，浮渣问题尚未妥善解决。
A2O法
A2O工艺为厌氧一缺氧一好氧生物脱氮除磷工艺，该工艺能对BOD5，SS，氮、磷都有很高的去除效果。
A2O生物脱氮除磷系统的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌组成。在好氧段，硝化细菌将入流中的氨氮及有机氮氨化成的氨氮，通过生物硝化作用，转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用，转化成氮气逸入到大气中，从而达到脱氮的目的；在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通过剩余污泥的排放，将磷除去。
该工艺的优点有：
1、本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总水力停留时间少于其他类工艺；
2、在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，不易发生污泥丝状膨胀，SVI值一般小于100；
3、污泥含磷高，具有较高肥效；
4、运行中勿需投药，两个A段只用轻轻搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低；
缺点有：
1、除磷效果难再提高，污泥增长有一定限度，不易提高，特别是P/BOD值高时更甚；
2、脱氮效果也难再进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高；
3、进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解氧浓度也不宜过高，以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。
生物接触氧化法
生物接触氧化法是以附着在载体（俗称填料）上的生物膜为主，净化有机废水的一种高效水处理工艺。是具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的优点。在可生化条件下，不论应用于工业废水还是养殖污水、生活污水的处理，都取得了良好的经济效益。该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。
其优点有：
污泥生成量少,污泥颗粒较大,易于沉淀；
操作简单.运行方便.易于维护管理,无需污泥回流,不产生污泥膨胀现象,也不产生滤池蝇；
无污泥膨胀现象；
技术先进成熟,运行稳妥可靠。
其缺点有:
填料上生物膜实际数量随BOD负荷而变。BOD负荷高，则生物膜数量多;反之亦然;
生物膜量随负荷增加而增加，负荷过高，则生物膜过厚，在某些填料中易于堵塞;
由于填料设置使氧化池的构造较为复杂，曝气设备的安装和维护不如活性污泥法来得方便;
填料选用不当，会严重影响接触氧化法工艺的正常使用。
MBR法