楊 培 孫劍彬 鄭必全 張劍波 銀 江 柳凱文

綿陽市中心醫(yī)院，四川 綿陽 621000

醫(yī)院污水是指醫(yī)院、療養(yǎng)院等排放的被病原體污染的水，不同性質(zhì)的醫(yī)院其污水性質(zhì)有所不同。醫(yī)院污水的來源及成分十分復(fù)雜，通常含有大量的病菌、病毒、寄生蟲卵、放射性污染物和化學(xué)污染物等，具有空間污染、急性傳染和潛伏性傳染的特征。如果不經(jīng)處理直接排放，將會(huì)對(duì)人類生存環(huán)境造成嚴(yán)重污染，直接危害人民群眾的健康。

醫(yī)院污水主要來自門診部與住院部的化驗(yàn)室、手術(shù)室、解剖室、放射室、實(shí)驗(yàn)室、廁所、洗衣房、浴室及醫(yī)護(hù)人員的宿舍等。

1 原工藝情況

綿陽市中心醫(yī)院原污水處理工藝流程如圖1 所示 ：醫(yī)院各單位污水進(jìn)入化糞池厭氧發(fā)酵，化糞池出水先經(jīng)過8mm 格柵將大顆粒固體廢物截留，進(jìn)行專業(yè)醫(yī)廢處理；流經(jīng)格柵的污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，對(duì)水質(zhì)和水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證后續(xù)工藝均衡運(yùn)行；調(diào)節(jié)池出水進(jìn)入接觸氧化池，污水中的有機(jī)污染物經(jīng)過微生物好氧反應(yīng)，去除大部分COD、BOD 和氨氮；經(jīng)生化反應(yīng)后的污水連同部分污泥進(jìn)入沉淀池，在沉淀池中，混合污水懸浮液經(jīng)過一定的停留時(shí)間實(shí)現(xiàn)泥水分離，沉淀一部分作為剩余污泥返回接觸氧化池，一部分排出處理；沉淀池出水進(jìn)入消毒池，根據(jù)水量和微生物污染情況加入次氯酸鈉消毒劑，作用120min 后消毒結(jié)束，出水排入城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)。

圖1 醫(yī)院污水站原工藝流程

污水站原工況為：調(diào)節(jié)池500 立方米，停留時(shí)間15 小時(shí)，曝氣池容積108 立方米（有效容積約90m3），曝氣量約為166 立方米/小時(shí)，水氣比為5:1，沉淀池停留時(shí)間2 小時(shí)，沉淀池出水的懸浮物濃度為50-100mg/L，有效氯濃度為8%，次氯酸鈉溶液的日消耗量為約460L，糞大腸菌群數(shù)為2700MPN/L 以下。原工況條件下污水站各項(xiàng)參數(shù)雖然能達(dá)到預(yù)處理標(biāo)準(zhǔn)，但隨著醫(yī)院診療量不斷增大，導(dǎo)致原工藝的設(shè)備設(shè)施處理負(fù)荷越來越大，污水處理過程中曝氣池出現(xiàn)異味，生化處理后污水的COD 一直維持在較高數(shù)值（在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍內(nèi)），沉淀池出水較混濁，懸浮物濃度逼近達(dá)標(biāo)限值，水質(zhì)發(fā)黃，次氯酸鈉溶液投加量不斷提高才能達(dá)標(biāo)。原工藝運(yùn)行壓力的增大，加上次氯酸鈉消毒方式的落后、環(huán)保要求的嚴(yán)苛，對(duì)污水站進(jìn)行改造優(yōu)化和技術(shù)升級(jí)迫在眉睫，這也是國內(nèi)絕大多數(shù)醫(yī)院污水站目前面臨的突出難題。

2 多級(jí)沉淀在生化氧化處理工藝下的實(shí)踐

針對(duì)原處理工藝的不足進(jìn)行成因分析，原工況下污水處理后出水懸浮物濃度較高、水質(zhì)發(fā)黃的主要原因可能有如下幾點(diǎn)：1.進(jìn)入接觸氧化池的污水中懸浮物濃度較高，帶入的有機(jī)污染物的濃度隨之提高，在原來的曝氣量下，氣水比不足，導(dǎo)致好氧不充分進(jìn)而出現(xiàn)曝氣池異味；2.前段生化處理不充分，導(dǎo)致進(jìn)入沉淀池污泥性狀發(fā)生改變，在原來停留時(shí)間下，泥水分離效率下降導(dǎo)致出水懸浮物濃度升高，水質(zhì)渾濁；3.沉淀池出水中懸浮物濃度升高，糞大腸菌群等致病微生物附著包裹在懸浮物中，影響末端消毒效果。

圖2 改造后的醫(yī)院污水工藝流程

針對(duì)工藝出現(xiàn)的問題，在原有工藝的基礎(chǔ)上結(jié)合醫(yī)院實(shí)際污水情況進(jìn)行改造，改造后的工藝如圖2 所示?？紤]到綿陽市中心醫(yī)院場(chǎng)地限制，改造后的工藝在原有工藝的基礎(chǔ)上增加一組沉淀池，提高懸浮物沉淀效果，將原來1000 噸/天的污水處理能力提高到1200 噸/ 天。然后將原來曝氣池的氣水比從5:1 提高到8:1，對(duì)曝氣方式和填料進(jìn)行合理布置，保證曝氣均勻，將原來次氯酸鈉溶液消毒方式改為更加安全環(huán)保的單過硫酸氫鉀活性氧消毒[1]，與前期試用二個(gè)月的情況進(jìn)行對(duì)比。將原來次氯酸鈉投加裝置更換成與單過硫酸氫鉀消毒粉配套使用的自動(dòng)投加、計(jì)量設(shè)備。

表1 醫(yī)院污水處理工藝優(yōu)化前后出口水水質(zhì)數(shù)據(jù)對(duì)比

從表1 數(shù)據(jù)可以看出，原工藝水質(zhì)有機(jī)污染物含量較高，水質(zhì)色度較深，懸浮物濃度高，消毒劑加藥量高，運(yùn)行成本高，管理難度大。經(jīng)過工藝優(yōu)化后的水質(zhì)發(fā)生明顯好轉(zhuǎn)，COD 平均降低64.3%、BOD 平均降低72.9%、NH3-N 濃度降低20%，懸浮物濃度大幅降低，水質(zhì)澄清，色度從最高時(shí)160 倍降低到32 倍，消毒劑用量減少1/3（污水處理改造前試用單過硫酸氫鉀復(fù)合鹽），消毒成本直接減少約30%，改造達(dá)到預(yù)期效果。

3 PLC控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用

考慮到醫(yī)院污水流量及水質(zhì)波動(dòng)大的特點(diǎn)，老舊繼電器僅有執(zhí)行元件啟停的控制方式已經(jīng)無法滿足目前污水處理工藝的需求。將原有的以繼電器為主的老舊控制系統(tǒng)優(yōu)化改造為以PLC（可編程邏輯控制器）為總控的控制系統(tǒng)，對(duì)污水處理工藝的適應(yīng)性增強(qiáng)，方便快速地適應(yīng)污水處理工藝條件的變化，從而對(duì)末端消毒工藝起到嚴(yán)格控制的積極作用。

通過PLC 協(xié)同變頻器形成的多重閉環(huán)控制邏輯，使用者可根據(jù)實(shí)時(shí)水量高低和水質(zhì)監(jiān)測(cè)的情況，對(duì)污水處理系統(tǒng)主水路的流量、曝氣送氣量（氣水比調(diào)節(jié)）、污泥回流率（懸浮物控制）、消毒機(jī)投加量等工藝參數(shù)進(jìn)行靈活調(diào)整，不僅可以靈活控制污水的工藝性能，同時(shí)也可較為精確控制系統(tǒng)效率，從而提高污水處理的經(jīng)濟(jì)性。

表2 醫(yī)院污水處理系統(tǒng)在PLC 系統(tǒng)控制下不同工況的參數(shù)對(duì)比

從表2 數(shù)據(jù)可以看出，隨著氣水比、污泥回流率及消毒劑投加量的變化，相應(yīng)的活性氧含量、SS 及COD的指標(biāo)會(huì)隨之變化，從側(cè)面也反映了PLC 控制系統(tǒng)對(duì)污水處理工藝的調(diào)整能力及污水水質(zhì)的適應(yīng)能力，醫(yī)院可以根據(jù)自己的實(shí)際情況來調(diào)式并摸清適合自身污水水質(zhì)的最佳工藝參數(shù)。

4 MBR工藝的特點(diǎn)及應(yīng)用研究

MBR 反應(yīng)器作為一種新興的高效污水生物處理技術(shù)，特別是在污水資源化及回用方面的明顯潛力，受到各國專家的廣泛關(guān)注。MBR 工藝與其他生物處理工藝相比具有明顯優(yōu)勢(shì)，主要優(yōu)勢(shì)如下[2]：

（1）能夠高效地進(jìn)行固液分離，分離效果遠(yuǎn)好于各種沉淀池；出水水質(zhì)好，可直接回用；將二級(jí)處理與深度處理合并為一個(gè)工藝；實(shí)現(xiàn)了污水的資源化。

（2）由于膜的高效截留作用，可以將微生物完全截留在反應(yīng)器內(nèi)；將反應(yīng)器的水力停留時(shí)間和污泥齡完全分開，使運(yùn)行控制更加靈活。

（3）反應(yīng)器內(nèi)的微生物濃度高，耐沖擊負(fù)荷。

（4）反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷、長(zhǎng)污泥齡的條件下運(yùn)行，產(chǎn)泥量少。

（5）由于采用膜法進(jìn)行固液分離，使污水中的大分子難降解成分在體積有限的生物反應(yīng)器中有足夠的停留時(shí)間，極大地提高了難降解有機(jī)物的降解效率，同時(shí)不必?fù)?dān)心產(chǎn)生污泥膨脹的問題。

5 建議

在醫(yī)院污水處理過程中，首先要選擇一個(gè)合適的處理方法，然后再根據(jù)產(chǎn)生污水的實(shí)際情況確定一個(gè)投藥量，這樣既能達(dá)到出水水質(zhì)要求，又不過量產(chǎn)生二次污染，還能降低設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用。

通過對(duì)本院污水處理提標(biāo)改造和調(diào)研，建議：對(duì)于患者人數(shù)多、污水產(chǎn)生量大（消毒劑用量大）、污水成分復(fù)雜的大型綜合性醫(yī)院或傳染病醫(yī)院?jiǎn)挝唬紤]到工藝性、經(jīng)濟(jì)性，最好采用殺菌譜范圍較廣的單過硫酸氫鉀復(fù)合鹽消毒法（方便儲(chǔ)存，操作簡(jiǎn)單，余氯二次污染?。┎⑴鋫銹LC（可編程邏輯控制器）為總控的控制系統(tǒng)。而患者人數(shù)較少、人員固定、污水污染物成分相對(duì)簡(jiǎn)單的醫(yī)院，建議采用NACLO 溶液消毒，考慮到污水處理站工作環(huán)境，不建議采用二氧化氯發(fā)生器。