醫(yī)療污水處理技術的應用研究

何 敏，趙 柱

（中國石油蘭州石化公司礦區(qū)事業(yè)部，甘肅蘭州 730060）

蘭州石化醫(yī)院是一所現(xiàn)代化綜合性三級醫(yī)院，每天需要將大量處理達標的醫(yī)療污水排放。污水處理前，其特點是水中含有病原性微生物、重金屬、消毒劑、有機溶劑、酸、堿等有毒、有害的物理化學污染物。醫(yī)院污水來源及成分較復雜，具有空間污染、急性傳染和潛伏性傳染等特征，不經(jīng)有效處理會成為一條疫病擴散的重要途徑，嚴重污染環(huán)境：（1）醫(yī)院污水受到糞便、傳染性細菌和病毒等病原性微生物污染，具有傳染性，可以誘發(fā)疾病或造成傷害；（2）醫(yī)院污水中含有酸、堿、懸浮固體、BOD、COD和動植物油等有毒、有害物質(zhì)；（3）牙科治療、洗印和化驗等過程產(chǎn)生污水含有重金屬、消毒劑、有機溶劑等，部分具有致癌、致畸或致突變性，危害人體健康并對環(huán)境有長遠影響。

醫(yī)院原有一套污水處理設施，污水采用接觸氧化法的生化處理后，再經(jīng)紫外線消毒，然后排入市政污水系統(tǒng)。隨著時間的推移和醫(yī)院規(guī)模的擴大，該處理設施已嚴重老化，處理設施負荷重、運營成本高且廢水處理效率低，不能滿足目前環(huán)境保護要求。

為了保護黃河水資源，實現(xiàn)醫(yī)療污染物達標排放（滿足《醫(yī)療機構水污染物排放標準》（GB/T18466-2005））和減量排放，同時污水經(jīng)處理后進一步達到用于醫(yī)院綠化地灌溉的目標（滿足《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T18920-2002）），本研究項目采用節(jié)能工藝技術，對各污水產(chǎn)生環(huán)節(jié)實行控制，減少廢水的產(chǎn)生量，同時應用先進的污水處理工藝，提高醫(yī)院污水的處理效率，實現(xiàn)水污染物總量達標減排，進而達到節(jié)約水資源的目的。

1 現(xiàn)狀分析及目標

根據(jù)目前醫(yī)院病床床位數(shù)和各部門用水量，確定污水處理量需達到650 m3/d；典型的污水水質(zhì)：CODcr=200 mg/L ；BODs=120 mg/L；SS=100 mg/L；油=15 mg/L；氨氮=25 m/L；大腸桿菌群=250 000個/升；污水處理后最終達到的水質(zhì)標準（見表1）。

2 污水處理工藝技術路線

針對石化醫(yī)院實際情況，采用物化處理+水解酸化+射流膜生物反應器（MBR）[1-10]+二氧化氯消毒工藝。其工藝流程為：

圖1 污水處理流程圖

表1 《城市污水再生利用、城市雜用水水質(zhì)》GB/T18920-2002單位：mg/L

（1）格柵井：池中設置粗格柵一臺，柵間距為5 mm，細格柵一臺，柵間距為2 mm。粗格柵主要攔截污水中較大的懸浮物如紙張和樹枝類物質(zhì)等，細格柵主要攔截水中較小的顆粒物和毛發(fā)等物質(zhì)，經(jīng)過格柵處理后的污水流入調(diào)節(jié)池。

（2）調(diào)節(jié)池：由于污水產(chǎn)生時段相對較為集中，醫(yī)院廢水量和廢水水質(zhì)不均衡，將會影響到污水處理系統(tǒng)的處理效果，因此對廢水的水量水質(zhì)進行有效調(diào)節(jié)，通過對廢水進行均化，避免出現(xiàn)較大面積的死水區(qū)，經(jīng)過調(diào)節(jié)后的污水送至水解酸化池。

（3）水解酸化池：水解酸化池的作用就是在兼氧微生物的作用下，使那些難以生物降解的復雜化合物分解成小分子的有機物，提高污水的可生化性。水解酸化池的出水自流進入MBR反應池。

（4）MBR反應池[11-14]來自水解酸化池的水在MBR反應池內(nèi)經(jīng)過好氧微生物降解后通過膜組件，由于膜孔徑為0.2～0.4 μm,微生物菌群保持在反應器內(nèi)，達到高效降解和固液分離的效果，有效去除中水中的有機物，微生物，顆粒雜質(zhì)，懸浮物等，得到符合要求的回用中水。池底進行曝氣，對生化池內(nèi)進行劇烈攪拌和充氧，使微生物在池內(nèi)新陳代謝消耗廢水中的有機物，同時沖刷膜組件，使污泥不易在膜表面結(jié)塊，有效地防止了膜污染。MBR反應池的出水進入清水池。

（5）排水消毒系統(tǒng)：排水消毒處理系統(tǒng)包括消毒池、二氧化氯發(fā)生器和排水系統(tǒng)。由MBR池出水經(jīng)過二氧化氯發(fā)生器進行加藥消毒后進入消毒池，由排水系統(tǒng)進行排水。這樣的排水即可滿足《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》標準（GB/T18920-2002）要求，可以進行回用作為綠化用水等。

3 污水處理系統(tǒng)運行結(jié)果及討論

本項目的關鍵技術是采用專利技術射流膜-生物反應器（MBR）的方法與裝置[11]，即將一部分污泥混合液通過水泵加壓后進入管線，經(jīng)過射流器的噴嘴形成高速水流卷吸周圍空氣，通過摻混與切割作用，將一部分空氣溶入到混合液中，形成氣液噴射流，通過擴散布氣板對污泥混合液進行充氧并對膜組件進行沖刷，同時氣液混合流帶動反應器內(nèi)的污泥混合液在反應器內(nèi)形成內(nèi)循環(huán)，有助于傳質(zhì)和傳氧，加速生化反應，提高處理效率。

污水經(jīng)射流膜-生物反應器（MBR）處理后，出水CODCr質(zhì)量濃度可達到 40 mg/L以下，BOD5質(zhì)量濃度可達到 6.0 mg/L以下 ，NH4+-N質(zhì)量濃度在2.0 mg/L以下，出水水質(zhì)穩(wěn)定，水質(zhì)達標，說明系統(tǒng)抗沖擊性較強。表2、表3是連續(xù)一個月內(nèi)醫(yī)療污水經(jīng)MBR系統(tǒng)處理前和處理后的采樣化驗結(jié)果，其中每個序號代表的是連續(xù)三天的平均結(jié)果。

圖2、圖3、圖4反映了射流膜反應器對醫(yī)療污水處理的效果。總的情況是，進水水質(zhì)波動大，經(jīng)射流膜反應器處理后，效果很明顯，而且水質(zhì)穩(wěn)定。

由圖2看出MBR系統(tǒng)進水COD數(shù)值控制在110~270 mg/L，波動較大。控制MBR的運行，出水COD值穩(wěn)定在40 mg/L以內(nèi)，最低出水COD值降至17.2 mg/L，MBR系統(tǒng)對COD的平均去除率為77%。

表2 MBR系統(tǒng)進水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果 單位：mg/L

表3 MBR系統(tǒng)出水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果 單位：mg/L

圖2 MBR系統(tǒng)進出水COD值

圖3 MBR系統(tǒng)進出水BOD值

圖4 MBR系統(tǒng)進出水氨氮值

由圖3看出系統(tǒng)進水BOD數(shù)值基本保持在100 mg/L左右，MBR運行后，出水BOD值在5 mg/L左右，最低出水BOD值降至3.2 mg/L，系統(tǒng)對BOD的平均去除率為95%。

由圖4可以看出MBR系統(tǒng)進水氨氮含量控制在7.0~11.0 mg/L波動，出水氨氮含量控制在2.0 mg/L以內(nèi)，最低出水氨氮值為0.5 mg/L，MBR系統(tǒng)對氨氮的平均去除率為90%。MBR系統(tǒng)有利于增殖緩慢的細菌，如硝化細菌的截流和生長，從而提高系統(tǒng)的硝化能力，同時提高難降解有機物的降解速率。

表2、表3可以看出，污水經(jīng)MBR系統(tǒng)處理前，大腸桿菌群數(shù)在12 000~80 000個/升范圍，波動較大，但處理后已檢測不出。

4 結(jié)論

（1）本醫(yī)療污水處理技術采用射流MBR工藝處理醫(yī)院廢水，對COD、BOD、NH4-NH3及大腸桿菌等均有很好的去除效果 。MBR出水CODcr<40 mg/L、BOD5<5 mg/L、NH4+-N<2 mg/L、大腸桿菌群數(shù)未有檢出，出水水質(zhì)優(yōu)于《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T18920-2002）的標準。

（2）與傳統(tǒng)活性污泥法處理醫(yī)院廢水比較，MBR工藝的優(yōu)點有：出水優(yōu)良穩(wěn)定，懸浮物和濁度接近于零，細菌和病毒被大幅去除；容積負荷高，占地面積小，整個系統(tǒng)流程緊湊；剩余污泥產(chǎn)量少；運行管理方便。

（3）污水經(jīng)射流MBR處理后，采用二氧化氯消毒，經(jīng)過蘭州市環(huán)境監(jiān)測站檢測分析，滿足排放要求[15]。

（4）石化醫(yī)院采用膜生物反應器技術處理后的污水達到了排放標準，并且滿足中水回用標準，為污水處理探索出了一條新的途徑。

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