陶瓷膜生物反應器在醫院污水處理中的應用探究

文_班衛強 陳健 邢坤 北京中氣京誠環境科技有限公司

醫院污水中含有大量病毒、細菌、寄生蟲卵以及毒害物質，若沒有經過處理直接排放，會嚴重污染水環境，還會對人體健康造成危害。因此必須按照標準流程處理醫院廢水，之后再排放到外部。膜生物反應器的操作流程簡單，占地面積小，因此被廣泛應用于醫院污水處理中。通過膜生物反應器改造污水處理系統，可以避免醫院污水產生二次污染，保證整個污水處理系統運行安全與穩定，還可以減少污水對外部環境的污染。采用此種方式可以確保醫院污水處理系統的安全。

1 工藝流程分析

此次工程主要采用全封閉污水處理系統和膜生物反應器工藝。在處理系統污水出口之處理后，排放口之間，保證不同構筑物的密度，防止泄露病原菌和病毒，降低二次污染。醫院污水的參數指標如表1所示，圖1為污水處理系統的工藝流程。

表1 醫院污水的參數指標

整個系統組成如下。格柵：一臺格柵設備，材質為不銹鋼，以此截攔大塊的漂浮物，確保設備的運行穩定性。定期清理格柵。調節池：1座調節池，調節水質水量，采用鋼筋混凝土結構。將兩臺提升泵設置在調節池內，1臺為主用，1臺為備用。通過液位開關，能夠對提升泵啟停進行控制。技術參數如下，功率：2.2kW、揚程：22m，流量為每小時15m3，將液位開關設置在水池內。電氣控制：將動力線引入到配電房，采用電纜供應方式，將動力線置入控制柜內，做好接地處理。接地電阻必須符合設計標準，同時將失壓保護裝置設置在系統內，以免停電后復電所導致的電動機自啟動問題。設置緊急開關和故障報警裝置，通過放射狀方式，將用電設備引入到站內，全面加強電力供應可靠性。設備所需用電，多采用單管單線方式，這樣能夠避免電路相互干擾，確保污染處理系統運行正常與穩定。采用此種方式還可以簡化設備電路的檢修維護難度，按照實際情況進行檢查，不會對污水處理站設備的運行狀態造成影響，有效維護污水處理效果。整個控制系統可以安全穩定運行，以此提升醫院污水處理系統的運行效益。對于站內的電氣控制系統，必須應用進口元器件，同時將觸摸式顯示屏設置在系統控制箱上，以此顯示出系統流程與運行狀態，實時監控系統設備的運行情況，建立系統運行雙保險，以此確保系統運行安全性。

工藝流程如下。醫院污水流入到調節池中，通過潛污泵能夠進入到膜生物反應器，之后通過生物降解、固液分離等方式進行處理。污水在反應器內停留7h，可以通過出水泵打入到消毒接觸池，充分接觸二氧化氯，時間控制在1.5h，反應完成后排放。

將污泥排放到貯泥池中，通過二氧化氯消毒之后運出。膜生物反應器反應過程中，鼓風機可以持續曝氣，確保污泥活性。加泵微反應器可以向反應過程中投加粉末活性炭，確保活性炭濃度。此外，反應器可以連續進水與間歇抽吸出水方式，將出水時間比為0.8。

圖1 污水處理系統的工藝流程圖

2 運行情況

2.1 膜生物反應器出水的化學需氧量變化

在并聯運行期間，出水化學需氧量可能會發生變化。膜生物反應器可以有效去除醫院污水中的有機物去除率，平均可達到90%。因受到醫院污水水質的影響，膜生物反應器的出水化學需氧量存在波動，在7.2～49.2m/L之間波動，可以滿足醫院污染物排放標準。在醫院污水處理中，合理應用膜生物反應器，不僅能夠減少設施占地面積，還能夠提升出水水質，減輕整個系統的運行負荷，以免對周邊環境造成污染。

2.2 膜生物反應器出水氨氮的變化

膜生物反應器可以有效去除醫院污水中的氨氮物質，去除率平均高于95%，且膜生物反應器出水的氨氮質量濃度小于1mg/L。膜生物反應器系統的污泥停留時間比較長，能夠為消化細菌提供生長環境，確保硝酸細菌、亞硝酸細菌的穩定性。由于醫院污水中存在多種碳源和氮源物質，可以有效去除氨氮和有機物，確保膜生物反應器系統的出水水質。

2.3 膜生物反應器出水濁度變化

由于微濾膜具備較高的截流能力，出水濁度會在0.07～0.35NTU區間內變化。濁度在0.1～0.3NTU時，分布概率為35%；在0.3～0.35NTU時，分布概率為5%。因此，當出水濁度小于0.3NTU時，分布概率為95%。在降低高度后，會使水中懸浮顆粒物含量減少，降低病毒與病原菌的屏蔽保護作用。在消毒處理期間，能夠減少消毒劑的使用量，縮短接觸時間，還可以使消毒副產物的生產量減少，以免污染水環境。

2.4 膜生物反應器出水微生物數量

在處理工藝中，二氧化氯消毒可以有效確保出水微生物達到排放標準。二氧化氯可以有效吸附和穿透微生物的細胞壁，阻止細胞新陳代謝。二氧化氯不會和污水中的氨及有機氯化物反應，消毒效果也不會受到酸堿值影響，具備較強的液氯等同和殺菌能力，并且對于病毒的滅活能力比較高。二氧化氯可以和污水中的有機污染物相反應，減少有機氯化物的產生量。在反應監測過程中，出水中的二氧化氯質量濃度高于6.5mg/L。在檢測出水水質后，未檢測出糞大腸菌群和細菌。

2.5 消毒副產物

在膜生物反應器中，出水的有機物與微生物含量少，懸浮物濃度低，所以污水顆粒物對于病原體的保護作用比較少，相應減少消毒劑的投入量，縮短接觸時間。此次研究對象為醫院污水與膜生物反應器出水，開展標準化試驗。通過實驗可知，出水加氯量超過2mg/L，接觸15分鐘，消毒后未檢測出細菌和糞大腸菌，出水水質滿足排放標準。相比于直接消毒產生量來說，在進行氯化消毒處理之后，消毒副產物生產量明顯較少。因此通過膜生物反應器處理醫院污水，不僅可以減少消毒劑的投加量，縮短接觸時間，還能夠減少消毒副產物生產量。

2.6 遠程控制

為提升膜生物反應器系統的運行穩定性，維護操作人員的人身安全，在整個試驗中采用遠程監控技術。系統平臺和網絡技術采用組態軟件，能夠遠程監控膜生物反應器運行情況，還可以簡化監管步驟，降低成本。同時可實現故障快速反應與無人值守效果。膜生物反應器遠程監控系統包含監測與控制，通過監測系統，能夠對反應器的運行狀態進行實時監測，同時將參數傳輸到監控中心。通過遠程控制系統可以在線調節和控制膜生物反應器的運行狀態，確保污水處理系統處于穩定運行狀態，注重操作人員人身安全保護。

3 工藝特點分析

消毒效果顯著。現階段，消毒排放已經成為多數醫院的污水排放方式，僅有部分醫院應用二級生物處理再消毒處理方式。污水處理后，出水懸浮物的濃度比較高，懸浮絮體中包含病毒和細菌，通過消毒劑無法消除病毒和細菌。反應器的出水懸浮物濃度接近于0，病毒和細菌失去保護，滅活效率高。

消毒副產物產生量少。醫院污水處理系統不能將污水中的有機物徹底清除，通過消毒處理會降低消毒效果，還會產生大量消毒副產物。反應器具備生物降解、膜分離作用，可以減少出水氯量，進一步減少消毒副產物的產生量。

污泥處理成本低。醫院污水處理產生的剩余污泥中容易存在病原微生物，若沒有進行嚴格處理，將會產生二次污染。膜生物反應器工藝，所產生的剩余污泥量比較少，可以降低污泥處理的成本。

自動化水平高，能夠實現無人值守。當前醫院所應用的污水處理工藝操作復雜，且占地面積大，系統的運營維護與管理難度大，無法開展自動化控制。膜生物反應器的占地面積小，便于運行管理，且構筑物比較少，有助于實現自動化控制。將膜生物反應器應用到醫院污水處理系統中，不僅可以實現全自動的運行控制，還可以利用公共通訊網絡進行遠程監測與控制。

4 結語

綜上所述，該系統投入運行后的運行狀況穩定，出水水質良好，滿足醫院污水的排放標準。通過實施該污水處理工藝，可以為醫院污水處理提供豐富經驗。