醫院污水站節能減排技術與管理策略研究

張啟業，程瑤瑤，于 毅，宋文杰

（青島市市立醫院，山東 青島 266071）

引言

隨著城市化進程的加快和醫療服務的不斷發展，醫院污水處理成為一個日益重要的環境管理問題。醫院污水站的運行不僅需要高效的處理設備和技術，還需要科學的管理策略來實現節能減排和環境保護的目標。因此，對醫院污水站節能減排技術與管理策略進行研究具有重要意義。本文探討了醫院污水站節能減排技術的應用，包括高效污水處理設備與技術、能源回收技術以及可再生能源利用技術。同時，還討論了醫院污水站環境管理體系的建立與認證，以及環境風險評估與應急預案制定的重要性。通過深入研究和應用這些技術和策略，以期提高醫院污水處理的能效和管理水平，實現可持續發展的目標。

1 醫院污水站的處理工藝與方法

1.1 物理處理法

醫院污水站的物理處理法是一種常見的污水處理方法，主要通過物理過程來去除污水中的固體懸浮物、沉淀物和油脂等雜質。物理處理法的關鍵步驟包括預處理、化糞池、沉淀、過濾和消毒等。污水經過預處理，如格柵和化糞池，去除大顆粒的固體懸浮物和沉淀物；污水進入沉淀池，通過重力作用使固體顆粒沉降到底部，形成污泥；污水經過過濾裝置，如砂濾池或活性炭過濾器，進一步去除細小的懸浮物和溶解物；污水經過消毒處理，如紫外線輻射、氯或單過硫酸氫鉀消毒，以殺滅病原微生物。物理處理法具有操作簡單、處理效果穩定等優點，適用于處理醫院污水中的固體懸浮物和沉淀物。

1.2 化學處理法

醫院污水站的化學處理法通過添加化學藥劑來改變污水中污染物的性質，以便于其沉淀、吸附或氧化等處理過程。化學處理法的關鍵步驟包括混凝、沉淀、吸附和中和等。將適量的混凝劑添加到污水中，混凝劑與污水中的懸浮物和膠體發生化學反應，使其聚集成較大的顆粒；污水進入沉淀池，通過重力作用使混凝后的污泥沉降到底部；可以使用吸附劑，如活性炭或離子交換樹脂，進一步去除溶解性有機物和重金屬等污染物；通過添加中和劑，調節污水的酸堿度，以便于后續處理或排放。化學處理法具有處理效果好、適用范圍廣等優點，適用于處理醫院污水中的有機污染物和重金屬等。

1.3 生化處理法

生化處理法利用微生物代謝能力來降解有機污染物的污水處理方法。生化處理法的關鍵步驟包括好氧處理和厭氧處理兩個階段。將污水引入好氧生化池，提供適宜的氧氣和營養物質，利用好氧菌群對有機物進行氧化降解，好氧處理過程中，有機物被分解成水、二氧化碳和生物質；將好氧處理后的污水引入厭氧生化池，提供缺氧或無氧的條件，利用厭氧菌群進一步降解有機物和去除氮、磷等營養物質。生化處理法具有處理效果好、能耗低等優點，適用于處理醫院污水中的有機污染物和氮磷等營養物質。

2 節能減排技術應用研究

2.1 節能技術應用

高效污水處理設備與技術是一種節能技術應用，旨在提高污水處理過程的能效和處理效果，減少能源消耗和環境影響。其中，一種常見的高效污水處理設備是曝氣系統。傳統的曝氣系統通常采用機械式曝氣設備，如鼓風機和曝氣管，消耗大量的能源。而現代的高效曝氣系統采用了先進的曝氣技術，如微孔曝氣、曝氣膜和曝氣槽等，能夠提高氧氣傳輸效率，減少能源消耗。此外，高效污水處理技術還包括生物膜反應器、膜分離技術和高效沉淀技術等，這些技術能夠提高處理效率、減少化學藥劑的使用量，并實現污泥的資源化利用。通過應用高效污水處理設備與技術，可以降低污水處理過程的能耗，提高能源利用效率，實現節能減排的目標[1]。

在傳統的污水處理過程中，大量的有機物質被氧化降解，釋放出大量的化學能。能源回收技術通過合理的工藝設計和設備配置，將這些能量進行回收和利用。一種常見的能源回收技術是利用沼氣發電。在厭氧消化過程中，污泥中的有機物質被微生物分解產生沼氣，沼氣中含有豐富的甲烷，可用于發電或供熱。此外，還可以利用余熱回收技術，將污水處理過程中產生的熱能進行回收，用于加熱污水或其他用途。能源回收技術的應用可以降低外部能源的消耗，提高污水處理廠的能源自給率，實現節能減排的目標。

在污水處理過程中，可以利用太陽能光伏發電系統和風能發電系統，將太陽能和風能轉化為電能，用于驅動污水處理設備和供電。太陽能光伏發電系統通過安裝光伏電池板，將太陽能轉化為直流電能，再經過逆變器轉換為交流電能。風能發電系統則利用風輪轉動產生動能，通過發電機將動能轉化為電能。這些可再生能源利用技術具有無污染、可持續的特點，可以減少對傳統能源的依賴，降低污水處理過程中的能源消耗，實現可持續發展和節能減排的目標。

2.2 減排技術應用

減排技術是指在污水處理過程中采用各種方法和措施，減少排放到環境中的污染物和溫室氣體的排放量。減排技術可以從源頭減排、中間控制和末端治理三個方面入手。源頭減排技術主要通過改變生產工藝、減少污染物生成或改變原料使用等方式，從根本上減少污染物的產生。中間控制減排技術主要通過改善處理工藝、提高處理效率等措施，減少污染物在處理過程中的排放。末端治理減排技術主要通過使用先進的污水處理設備和技術，對污水進行深度處理，以減少對環境的影響。下面將分別介紹這三種減排技術的應用[2]。

2.2.1 源頭減排技術

源頭減排技術旨在減少污染物的產生和排放。其中的關鍵是改變生產工藝和原料使用方式。例如，在醫院污水處理中，可以采用低污染原材料替代高污染原材料，或者改變生產工藝，減少有害物質的生成。此外，源頭減排技術還包括水循環利用和資源回收。通過采用水循環利用系統，將一次性使用的水進行回收和再利用，可以減少對淡水資源的需求，并降低污水排放量。同時，通過對污水中有價值物質的回收和利用，如有機物的生物轉化、能源的回收等，可以實現資源的循環利用，減少對自然資源的開采和消耗。

2.2.2 中間控制減排技術

中間控制減排技術以減少污染物在處理過程中的排放。其中的關鍵是改善處理工藝、提高處理效率。在醫院污水處理中，常見的中間控制減排技術包括生物處理技術、膜分離技術和化學處理技術等。生物處理技術是通過利用微生物對污染物的降解作用，將有機物和氮、磷等污染物轉化為無害物質。膜分離技術則通過膜的選擇性、通透性，將污水中的固體顆粒、溶解物質和微生物分離出來，實現水的凈化。化學處理技術則利用化學藥劑對污染物進行沉淀、氧化或還原等反應，以達到去除污染物的目的。通過改善處理工藝和提高處理效率，可以有效地降低污染物的排放量[3]。

2.2.3 末端治理減排技術

末端治理減排技術以進一步凈化污水，降低對環境的影響。常見的末端治理減排技術包括高級氧化技術、活性炭吸附技術和紫外線消毒技術等。高級氧化技術利用氧化劑（如臭氧、過氧化氫等）對污染物進行氧化降解，以去除難降解有機物和致病微生物。活性炭吸附技術通過將活性炭用作吸附劑，將污水中的有機物、重金屬等物質吸附在活性炭表面，從而凈化水質。紫外線消毒技術則利用紫外線的殺菌作用，對污水中的細菌、病毒等微生物進行滅活，以達到消毒的目的。通過應用這些末端治理減排技術，可以有效地降低污水處理過程中的污染物排放量，確保排放水質符合環境標準。

2.3 節能減排技術的效果評估與優化

在醫院污水處理中，通過應用節能減排技術，可以降低能源消耗和運營成本，提高處理效率。如采用高效污水處理設備和技術，可以減少能源和化學藥劑的使用量，降低運營成本。同時，一些能源回收技術，如利用沼氣發電、余熱回收等，可以將廢棄能源轉化為可再生能源，降低能源采購成本。通過對技術投資、運營成本和節能效果等方面進行經濟分析，可以評估節能減排技術的經濟效益，并對技術進行優化和調整。

節能減排技術的應用可以降低污染物的排放量，減少對水資源和土壤的污染，改善環境質量。如通過采用高效的生物處理技術，可以有效地去除有機物和氮、磷等污染物，減少對水體的污染。同時，通過能源回收技術的應用，可以減少溫室氣體的排放，降低對大氣環境的影響。通過對污染物排放量、水質改善、溫室氣體減排等方面進行環境分析，可以評估節能減排技術的環境效益，并為技術的優化提供指導。如通過減少污染物的排放，可以降低水源污染對居民健康的影響，提高社會的整體健康水平。同時，節能減排技術的應用還可以促進可持續發展，提高資源利用效率，為社會經濟發展提供支持。通過對健康影響、可持續發展、社會經濟效益等方面進行社會分析，可以評估節能減排技術的社會效益，并為技術的優化和推廣提供參考。

3 管理策略的研究與實踐

3.1 工藝管理與運行優化策略

工藝流程優化與改進是提高污水處理效率的關鍵。通過對污水處理工藝進行分析和評估，可以發現其中的瓶頸和不足之處，并針對性地進行改進。如在醫院污水處理中，可以采用生物處理工藝的優化措施。通過調整曝氣方式、增加曝氣時間、改善曝氣設備的布置等，提高生物反應器內微生物的降解能力，加快有機物的降解速度[4]。此外，還可以引入先進的膜分離技術，如反滲透膜、超濾膜等，對污水進行深度處理，提高出水質量。通過不斷地優化和改進工藝流程，可以實現醫院污水處理效率的提升，減少資源的消耗和能源的浪費。

設備維護與保養制度的建立是保證污水處理設備正常運行的重要保障。通過制定科學合理的設備維護與保養計劃，可以保持設備的良好狀態，延長設備的使用壽命，減少故障和停機時間。在醫院污水處理中，設備維護與保養制度應包括設備巡檢、定期保養、故障排除等內容。如對于污水處理設備中的曝氣系統，可以定期檢查曝氣管道的連接情況，清理曝氣器的堵塞物，及時更換損壞的曝氣頭、補充設備潤滑劑等。對于膜分離設備，可以定期清洗膜元件，保證其正常通透性。通過建立完善的設備維護與保養制度，可以保障設備的正常運行，提高污水處理效率，降低故障率和維修成本。

3.2 環境管理體系建設策略

環境管理體系的建立是醫院污水處理中實施環境管理的基礎。通過建立符合國際標準的環境管理體系，如ISO14001環境管理體系，可以規范醫院污水處理的運行和管理，確保其符合環境法規和標準要求。建立環境管理體系需要進行環境方面的政策制定、目標設定、程序編制和文件記錄等工作，還需要建立監測與評估機制，對污水處理過程中的環境影響進行監測和評估，并采取相應的控制措施。通過環境管理體系認證，可以提高醫院污水處理的環境管理水平，加強對環境風險的識別和控制，為持續改進提供指導和支持。

環境風險評估與應急預案制定是保障醫院污水處理安全和環境保護的重要措施。通過對污水處理過程中的環境風險進行評估，可以識別潛在的環境風險和事故隱患，并采取相應的控制措施。比如，在醫院污水處理中，可能存在有害物質泄漏、設備故障、應急情況等風險，通過對這些風險進行評估，可以制定應急預案，明確應急響應措施、責任分工和資源調配等，以應對突發環境事件。應急預案還應包括演練和培訓計劃，以提高應急響應的效率和準確性。通過環境風險評估與應急預案制定，可以有效應對醫院污水處理中的環境風險，減少事故的發生和對環境的損害[5]。

3.3 信息管理與智能化應用策略

通過建立數據監測與記錄系統，可以對污水處理過程中的關鍵參數進行實時監測，如進水水質、出水水質、處理效果等。同時，系統還應具備數據存儲、分析和報表生成的功能，以便對數據進行綜合分析和評估。通過數據監測與記錄系統，可以及時掌握污水處理過程中的運行情況，發現問題并采取相應的措施進行調整和改進。此外，數據監測與記錄系統還可以提供數據支持，為環境管理體系的建立和認證提供依據，為環境風險評估和應急預案的制定提供數據支持。

智能化決策支持系統的應用是提高醫院污水處理管理水平和決策效率的重要手段。通過引入人工智能和大數據分析技術，可以對污水處理過程中的數據進行深度分析和挖掘，提取有價值的信息，并為管理決策提供支持和建議。如可以利用智能化決策支持系統對污水處理工藝進行模擬和優化，找到最佳的操作參數和工藝方案，以提高處理效率和降低能耗。系統還可以通過預測分析，提前發現潛在的問題和風險，并采取相應的措施。智能化決策支持系統還可以實現遠程監控和遠程操作，提高污水處理的運行和管理的便捷性和靈活性。

4 結語

醫院污水站節能減排技術與管理策略的研究對于提高醫院污水處理的能效和環境管理水平具有重要意義。通過采用高效污水處理設備與技術、能源回收技術和可再生能源利用技術，可以有效降低能源消耗和化學藥劑的使用量，實現節能減排的目標。同時，建立認證環境管理體系，進行環境風險評估與應急預案制定，可以規范污水處理的運行和管理，確保其符合環境法規和標準要求。這些措施的綜合應用，可以提高醫院污水處理的效率和水質，從而保護環境并促進可持續發展。