醫療機構污水處理設施的設計要點

劉煜明

（佛山市環境保護投資有限公司 廣東 佛山 528000）

近年來，醫療廢水排放問題已然成為醫療服務行業可持續發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環境的均衡發展，需結合對醫療機構污水排放特點的分析，借助相應處理設施，進行污水凈化處理，以確保污水排放滿足規范要求。正因如此，探討污水處理設施的設計要點，對助力我國醫療衛生事業的環?；㈤L久化發展有著重要影響。

1 醫療機構污水來源與特點分析

醫療機構運行期間，污水產生涉及手術室、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生的污水及醫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，包括化學清洗時產生的含汞、放射性、含氰、含銀廢水等。因來源多樣性，使醫療污水中混合化學藥劑、病原細菌、病毒等物質，若污水處理不到位，將影響到生態環境的均衡發展，甚至因廢水排放而威脅到民眾身體健康，所以，需借助污水處理設施的有效應用來提升污水處理效果［2］。

2 醫院污水處理工藝設計要點

2.1 分類收集、分質處理

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

圖1 醫療污水處理工藝

2.2 二級處理工藝應用

以相關標準規范為參考，不同類型的醫療機構污水處理方式不同，其中，綜合醫療機構可采用“二級處理+消毒或深度處理+消毒工藝”模式進行污水處理，結核病或傳染病醫療機構則需采用“預消毒+二級處理+消毒工藝”模式。其中，污水預處理需結合相關標準要求，借助“一級處理+消毒工藝”模式來保證預處理符合要求［3］。

2.3 消毒工藝

醫療污水達標處理受消毒工藝的使用直接影響，應結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，選擇以具備副產物較少、消毒性能顯著特點的消毒工藝為主。當前，醫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生器，在較高管理水平的醫院中使用。優勢為消毒效果顯著，處理期間，能抑制有機氯化物的產生，且消毒工藝操作簡單；劣勢表現為局限于就地使用，且運行期間相關設備應用存在釋放氯氣危險性，對操作人員能力素質要求較高，藥劑的制備存在風險［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，多應用于中小型醫院。優勢表現為運行管理安全；劣勢則是設備運行不穩定及儲存時間限制，運行期間易生成有機氯化物，產生管道堵塞風險，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氧，直接對微生物細胞壁蛋白進行氧化反應，迅速導致微生物蛋白分子失去活性。優勢在于分解產物為水和氧氣，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生刺激性氣味，對金屬器械有一定腐蝕性。

2.4 沉淀池

醫療污水成分復雜，依據性質不同，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、纖維、病毒細菌、藻類等，為實現有效消除，需結合實際處理情況，將氣浮池或沉淀池設置于污水一、二級系統中，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計，并以進水、沉淀、出水、污泥區來組成醫療污水沉淀處理系統［5］。

2.5 生物轉盤

作為新型污水處理設備之一，生物轉盤主要以水平轉軸為載體進行圓盤固定，圓盤各半處于空氣、污水中。在氧化槽上進行轉軸設置，在電機帶動下實現轉動，圓盤同步進行旋轉運動。運行期間，圓盤部分置入醫療污水中，污水部分圓盤中生物膜發揮吸附有機物作用，轉出水面后，吸收氧氣，實現有機物分解。經圓盤反復循環，在微生物氧化作用下，實現污水有機質分解，且圓盤生物膜脫落后，經二沉池中分隔并排除［6］。相比其他處理應用，生物轉盤具備耐沖擊、運行穩定、占地小、效果顯著等優勢。為保證生物圓盤在處理中發揮出最大作用及實際情況的分析，結合以下幾點優化參數設計：（1）依據BOD5面積，進行轉盤面積的精準計算，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）針對轉盤運轉能力的控制，則以日污水量為計算依據；（3）以調節沉淀后數值為基準，進行進入轉盤污水BOD5濃度的確定［7］。

2.6 格柵設計

若污水系統使用格柵，在格柵設計時，應注意：（1）以調節池為載體，與格柵井合建設計；（2）依據對污水最大流量的分析，合理選擇格柵；（3）結合污水處理要求的分析，選擇合適的格柵類型，其中，傳染病醫院需以密封型格柵為主，其他醫療機構則可選擇回轉式、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 調節池設計

調節池設計合理與否與醫療機構污水處理成效之間存在密切關聯，為此，可結合以下幾點來優化調節池設計。（1）污水處理系統中，調節池處于連續運行狀態，需以日處理量30%～40%為基準進行有效容積計算。（2）調節池運行處于間歇性運行狀態，需以工藝運行周期為基準進行容積計算。（3）醫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）結合對廢水處理需求分析，將調節池控制在2格以上，以并聯的形式連接相鄰格。（5）以封閉形式進行調節池結構設計，并結合液下攪拌形式，規避污水沉淀現象發生［8］。（6）運行實際需求，調節池內應設置排空集水坑位。（7）定期清掏調節池，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用

若醫療機構污水處理涉及曝氣生物濾池應用，需在設計時注意以下問題：（1）結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，濾床選用需結合對處理設施配備分析，高度控制在3～4m 范圍內，氣水比控制在4～6 范圍內；（2）為保證濾池設置發揮更好作用，可利用氣水聯合反沖洗，提升濾池運行效果，將氣速控制在40～110m/h范圍內，沖洗水流速度控制在30～50m/h范圍內。

2.9 膜生物反應器處理工藝設計

若醫療污水處理涉及膜生物反應器應用，則結合以下幾點來促進反應器發揮出最大價值。（1）依據對處理系統預期處理能力的分析，結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，不同材質膜的通量設計標準不同，采用膜生物反應器中空纖維膜，膜通量設計需控制在10～20L/（m2·h），若采用平板膜，則將膜通量設計控制在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）結合對處理要求的分析，在反應池設計時，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）膜格柵設置于生物反應池的進水口位置，并將格柵間隙控制在0.5～1.0mm范圍。（4）在全面掌握醫療機構污水處理要求的前提下，膜清洗裝置設置于污水處理站內，膜清洗處理期間可發揮浸泡化學清洗、膜組件反向化學清洗等功能，并通過在線清洗功能，促進污水處理系統的穩定運行。

2.10 其他設計要點

為避免因污水處理設備設計不合理而影響到醫療污水的處理效果，需在設備設計時注意以下幾點。（1）若污水預消毒處理工藝涉及到氯消毒方法，則需經過脫氯后，將污水排入生化處理單元。（2）傳染病綜合醫院在污水處理時，需經過預消毒處理，才可排入處理系統，預消毒接觸時間應在≥1.0h范圍。（3）結合對醫療污水系統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的泵組成，而傳染病醫院則需將帶無堵塞泵、切割泵納入到污水處理系統中［10］。（4）依據相關標準，進行混凝池的優化設計，并借助機械攪拌方法來提升處理效率。（5）結合對醫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用，需結合以下幾點優化設計：①水解酸化池需設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結合對醫療機構污水處理量，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。（7）選擇機械或鼓風曝氣設備進行生化反應系統的組成。針對鼓風曝氣系統的設計，可采用高效、低噪音、低能耗的鼓風機產品，如羅茨鼓風機、回轉式風機、沉水式鼓風機等；針對曝氣器的選擇，則以高充氧性能為基準。若利用機械曝氣設備組成生化反應系統，應盡可能避免對表面曝氣裝置的應用。（8）以《室外排水設計規范》為參照進行沉池設計。（9）加藥裝置需視情況制定自動化運行設計方案，并在設計階段將計量精度誤差控制在1%范圍內［11］。

3 工程案例分析

3.1 概況分析

本文以某醫療為例，作為綜合性醫療機構，該醫院集成教學、康復、醫療、科研等功能，經相關統計得知，該醫院年門診量人次超過80萬，醫療污水生產量設計約為1200m3/d。

針對污水處理進水水質設計，需保證污水經預消毒處理后，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，其進水水質控制具體表現為：（1）CODcr 含量控制在400mg/L范圍內；（2）BOD5含量控制在150mg/L范圍內；（3）SS含量控制在120mg/L范圍內；（4）氨氮含量控制在30mg/L范圍內；（5）pH值需控制在6～9范圍內；（6）糞大腸菌群數需控制在1.0×107范圍內。

3.2 工藝流程與參數分析

結合對該醫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

針對污水處理系統中相關構筑物參數設計，具體如下。（1）集水井/格柵井。參數設計為停留時間2h、有效容積100m3，結合系統整體規模的分析，將尺寸控制在10m×5m×5m。（2）調節池。參數設計為停留時間10h、有效容積500m3，設計尺寸為11m×5m×5m。（3）水解酸化池。參數設計為停留時間6.3h、有效容積315m3，尺寸設計為3.5m×5m×5m。（4）生物接觸氧化池。參數設計為負荷15kgBOD5/（m3·d），有效容積315m3，尺寸設計為3.5m×5m×5m。（5）二沉池。參數設計為表面負荷1.34m3/（m2·h），尺寸設計為5m×5m×6.5m。（6）消毒池。參數設計為停留時間1.5h、有效容積75m3，尺寸設計為4m×5m×5m。（7）出水井。參數設計為停留時間1.5h、有效容積75m3，尺寸設計為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聯，在處理過程中，氯酸鈉處于酸性環境時，消毒效果則有明顯提升，反之則下降。為此，需在設計階段將污水處理pH值控制在6.2～6.8范圍內，以確保污水處理效果得以有效控制。

3.4 二級處理出水COD

依照設計方案，進行污水處理系統安裝，在調試階段，發現處理系統運行存在不穩定情況，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，使得消毒效果出現變化。分析污水消毒處理受到有機質的影響，具體表現為：（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）水中有機質與消毒劑在結合作用下生成化合物，或是通過對反應產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

經現場調試、試驗得知，在保證COD穩定、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，并結合實際情況將日加藥量控制在361L。需注意，10d 內藥劑氯含量將出現下降的態勢，所以，在處理系統運行期間，相關人員需加強檢查存儲超過3d 的藥劑力度，并結合含氯量的變化，進行加藥量的適當變化。

該醫院污水處理系統自試運行到至今，各處理出水指標均符合相關標準要求，可發揮出在醫療污水處理中的最大作用。

4 結語

綜上所述，污水處理設施設計水平直接影響到醫療機構污水處理成效。鑒于此，醫療機構需結合自身特點、污水產量、處理要求等方面的分析，積極引進先進技術、設備來構建污水處理系統，以保證醫療污水得到有效、規范的處理。