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【技术资料】医院污水处理的污水预处理、物化处理和消毒


来源:  作者:  日期:2009-05-20 10:25:36

医院污水处理技术指南摘要

第4章 医院污水处理系统

 

  医院污水处理主要包括污水的预处理、物化或生化处理和消毒三部分。为防止病原微生物的二次污染,对污水处理过程中产生的污泥和废气也要进行处理。

 

        4.1 预处理

 

  医院污水进行预处理的主要目的是去除污水中的固体污物,调节水质水量和合理消纳粪便,利于后续处理。

 

  4.1.1 化粪池

 

  用于医院污水处理的化粪池主要有普通化粪池和沼气净化池。

 

  普通化粪池和沼气净化池的原理是通过沉淀的作用先将有机固体污染物截留,然后通过厌氧微生物的作用将有机物降解。沼气净化池处理效率优于普通化粪池。

 

  化粪池的沉淀部分和腐化部分的计算容积,应按《建筑给水排水设计规范》(GBJ15-88)第3.8.2~3.8.5条确定。污水在化粪池中停留时间不宜小于36h。对于无污泥处置的污水处理系统,化粪池容积还应包括贮存污泥的容积。

 

  4.1.2 预消毒池

 

  预消毒的目的是降低污水中病原微生物的含量以减少操作人员受到病原微生物感染的机会。

 

  1、传染病医院病人的排泄物进行预消毒后排入化粪池。

 

  2、传染病医院污水在进入污水处理系统前必须预消毒,预消毒池的接触时间不宜小于0.5小时。常用的消毒剂有次氯酸钠、过氧乙酸和二氧化氯等,粪便消毒也可采用石灰。

 

  3、对于普通综合医院,可不设预消毒池。

 

  4、生化处理如采用加氯进行预消毒则需进行脱氯,或采用臭氧进行预消毒。

 

  4.1.3 格栅

 

  在污水处理系统或水泵前宜设置格栅,格栅井与调节池可采用合建的方式。

 

  1、传染病医院的格栅应选用自动机械格栅;在普通医院宜选用自动机械格栅(小规模可根据实际情况采用手动格栅)。

 

  2、格栅井应密闭,设置通风罩,收集废气以进行集中处理;

 

  3、栅渣与污水处理产生污泥等一同集中消毒,外运焚烧。消毒可采用巴氏蒸汽消毒或投加石灰等方式。

 

  4、设计应遵循《室外排水设计规范》GBJ 14-87(1997)等有关规定。

 

  4.1.4 调节池

 

  1、医院污水处理应设调节池。连续运行时,其有效容积按日处理水量的30~40%计算。间歇运行时,其有效容积按工艺运行周期计算。

 

  2、调节池宜分二组,每组按50%的水量计算。

 

  3、调节池应采用封闭结构,设排风口,防沉淀措施宜采用水下搅拌方式。

 

  4、调节池产生污泥定期清淘,与污水处理产生污泥一同处理。

 

        4.2 加强处理效果的一级处理

 

  加强一级处理效果宜通过两种途径实现:对现有一级处理工艺进行改造以加强去除效果和采用一级强化处理技术。

 

  4.2.1 一级强化处理

 

  医院污水的一级强化处理一般采用混凝沉淀、过滤、气浮等工艺。过滤的固液分离方式需要反冲,操作管理较为复杂,而气浮工艺中气体释放易导致二次污染。所以医院污水中一般采用混凝沉淀工艺。

 

  医院污水的一级强化处理宜采用混凝沉淀工艺。混凝、沉淀池应分二组,每组按50%的水量计算。

 

  1、污水处理量小于20m3/h时,沉淀池宜设备化,可采用钢结构或其他结构形式的一体化设备,池形宜为竖流式或斜板沉淀池。当污水处理量大于20 m3/h时,沉淀池宜为钢筋混凝土结构,池形宜为竖流式或平流式沉淀池。

 

  2、当沉淀池体采用钢结构时,必须采取切实有效的防腐措施。

 

  3、当采用斜板沉淀池,必须设置斜板冲洗设施。其他形式的沉淀池需采取便于清理、维修的措施。

 

  4、设计应遵循《室外排水设计规范》GBJ 14-87(1997年版)等有关规定。

 

  4.2.2 对现有一级处理工艺进行加强处理效果的改造

 

  改造应根据实际情况,充分利用现有处理设施,对现有医院中应用较多的化粪池、接触池在结构或运行方式上进行改造,必要时增设部分设施。

 

  有改建场地时,可将调节池用作沉淀池,在化粪池旁增设调节池。

 

  场地不足时可在地面上增设混凝沉淀池。

 

        4.3 生物处理

 

  医院污水采用生物处理,一方面是降低水中的污染物浓度,达到排放标准;另一方面可保障消毒效果。生物处理工艺主要有活性污泥法、生物接触氧化法、膜生物反应器、曝气生物滤池和简易生化处理等。

 

  4.3.1 活性污泥法

 

  活性污泥法是以悬浮生长的微生物在好氧条件下对污水中的有机物、氨氮等污染物进行降解的废水生物处理工艺。

 

  1. 工艺特点

 

  活性污泥工艺的优点是对不同性质的污水适应性强,建设费用较低。

 

  活性污泥工艺的缺点是运行稳定性差,容易发生污泥膨胀和污泥流失,分离效果不够理想。

 

  2. 设计参数

 

  曝气池和二沉池设计遵循《室外排水设计规范》GBJ 14-87(1997)有关规定;

 

  曝气池污泥负荷根据出水有机物和氨氮要求,需要时应满足硝化要求。

 

  

 

表4-1 活性污泥工艺曝气池主要工艺参数

参数

参考范围

HRT (h)

气水比

MLSS (g/L)

污泥负荷(kg-BOD5/(kg-VSS d))

泥龄(d)

412

610

24

0.10.4

5~20

   3.适用范围

 

  传统活性污泥法适用于800床以上水量较大的医院污水处理工程。对于800床以下、水量较小的医院常采用活性污泥法的变形工艺——序批式活性污泥法(SBR)。

 

  SBR工艺是活性污泥法的一种变型。SBR按周期循环运行,每个周期循环过程包括进水、反应(曝气)、沉淀、排放和待机五个工序。SBR单个周期的进水、反应、沉淀、排放和待机都是可以进行控制的。每个过程与特定的反应条件相联系(混合/静止,好氧/厌氧),这些反应条件促进污水物理和化学特性有选择的改变。

 

  SBR工艺具有流程简单、管理方便、基建投资省、运行费用较低、处理效果好及设备国产化程度高等优点。

 

  4.3.2 生物接触氧化工艺

 

  生物接触氧化工艺采用固定式生物填料作为微生物的载体,生长有微生物的载体淹没在水中,曝气系统为反应器中的微生物供氧。由于生物接触氧化法的微生物固定生长于生物填料上,克服了悬浮活性污泥易于流失的缺点,在反应器中能保持很高的生物量。

 

  1. 工艺特点

 

  (1)生物接触氧化法对冲击负荷和水质变化的耐受性强,运行稳定。

 

  (2)生物接触氧化法容积负荷高,占地面积小,建设费用较低。

 

  (3)生物接触氧化法污泥产量较低,无需污泥回流,运行管理简单。

 

  (4)生物接触氧化法有时脱落一些细碎生物膜,沉淀性能较差的造成出水中的悬浮固体浓度稍高,一般可达到30mg/L左右。

 

  2. 设计参数

 

  (1)生物接触氧化池的填料应采用轻质、高强、防腐蚀、易于挂膜、比表面积大和空隙率高的组合体。

 

  (2)生物接触氧化法已在实际中长期应用,有关工艺参数见《室外排水设计规范》GBJ 14-87(1997年版)等相关的设计手册。

 

  

 

4-2 生物接触氧化法主要工艺参数

参数

参考范围

HRT (h)

气水比

污泥负荷(kg-BOD5/(m3填料 d))

0.51.5

1015

25

   3.适用范围

 

  生物接触氧化法适用于500床以下的中小规模医院污水处理工程。尤其适用于场地面积小、水量小、水质波动较大和污染物浓度较低、活性污泥不易培养等情况,管理方便。

 

  4.3.3 膜-生物反应器

 

  膜-生物反应器(Membrane BioReactor,MBR)是将膜分离技术与生物反应器结合在一起的新型污水处理工艺。根据膜分离组件的设置位置,可分为分置式MBR和一体式MBR两大类。

 

  1. 工艺特点

 

  MBR工艺用膜组件代替了传统活性污泥工艺中的二沉池,可进行高效的固液分离,克服了传统工艺中出水水质不够稳定、污泥容易膨胀等不足,具有下列优点:

 

  (1) 抗冲击负荷能力强,出水水质优质稳定,可以完全去除SS,对细菌和病毒也有很好的截留效果。

 

  (2) 实现反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离,使运行控制更加灵活稳定;生物反应器内微生物量浓度高,可高达10g/L以上,处理装置容积负荷高,占地面积小,减小了硝化所需体积。

 

  (3) 有利于增殖缓慢的微生物的截留和生长,系统硝化效率提高。可延长一些难降解有机物在系统中的水力停留时间,有利于难降解有机物降解效率的提高。

 

  (4) MBR剩余污泥产量低,甚至无剩余污泥排放,降低了污泥处理费用。

 

  2. 设计参数

 

 

 

4-3 一体式MBR主要工艺参数

参数

参考范围

HRT (h)

气水比

MLSS (g/L)

污泥负荷(kg-BOD5/(kg-VSS d))

膜通量(L/(m2h))

35

2030

610

0.10.2

1020

   3.适用范围

 

  该工艺适用于300床以下的小规模的医院污水处理工程,尤其适用于场地面积小、水质要求高和紫外消毒等的情况。

 

  4.3.4 曝气生物滤池

 

  曝气生物滤池(BAF)是生物膜处理工艺的一种。采用一种新型粗糙多孔的粒状滤料具有很大的比表面积,滤料表面生长有生物膜,池底提供曝气,污水流过滤床时,污染物首先被过滤和吸附,进而被滤料表面的微生物氧化分解。目前BAF已从单一的工艺逐渐发展成系列综合工艺,有去除悬浮物、COD、BOD 、硝化、脱氮等作用。

 

  1. 工艺特点

 

  (1) 出水水质好。BAF可去除污水中的悬浮物、COD、细菌和大部分氨氮,出水SS小于10mg/L。

 

  (2) 微生物生长在粗糙多孔的滤料表面,不易流失,对有毒有害物质有一定适应性,运行可靠性高,抗冲击负荷能力强。无污泥膨胀问题。

 

  (3) BAF容积负荷高于常规处理工艺,并可省去二沉池和污泥回流泵房,占地面积通常为常规工艺的1/3~1/5。

 

  (12) 需进行反冲洗,反冲水量较大,且运行方式复杂,但易于实现自控。

 

  2. 设计参数

 

  4-4  BAF的主要工艺参数

 

 

 

 

 

滤料直径(mm)

生物滤床高(m)

36

34

 

 

水力负荷(m3/(m2·h))

气水比

容积负荷 (kgBOD5/(m3·d))

23

46

12

反冲洗

 

冲洗水流速(m/h)

冲洗气速(m/h)

冲洗周期(h)

冲洗时间 (min)

3050

4070

24

1530

   3.适用范围

 

  该工艺适用于300床以下的小规模医院污水处理工程,尤其适用于场地面积小和水质要求高等的情况。

 

  4.3.5 简易生化处理工艺

 

  1.工艺特点:

 

  沼气净化池利用厌氧消化原理进行固体有机物降解。沼气净化池的处理效率优于腐化池和沼气池,造价低,动力消耗低,管理简单。

 

  2.适用条件

 

  对于经济不发达地区的小型综合医院,条件不具备时可采用简易生化处理作为过渡处理措施,之后逐步实现二级处理或加强处理效果的一级处理。

 

  上述五种工艺的特点、适用范围与投资水平等汇总于表4-5中。

  表4-5 不同生物处理工艺的综合比较

 

工艺类型

优点

缺点

适用范围

基建投资

活性污泥法

对不同性质的污水适应性强。

运行稳定性差,易发生污泥膨胀和污泥流失,分离效果不够理想

 800床以上的水量较大的医院污水处理工程;800床以下医院采用SBR

较低

生物接触氧化工艺

抗冲击负荷能力高,运行稳定;容积负荷高,占地面积小;污泥产量较低;无需污泥回流,运行管理简单。

部分脱落生物膜造成出水中的悬浮固体浓度稍高。

500床以下的中小规模医院污水处理工程。适用于场地小、水量小、水质波动较大和微生物不易培养等情况。

-生物反应器

抗冲击负荷能力强,出水水质优质稳定,有效去除SS和病原体;占地面积小;剩余污泥产量低甚至无。

气水比高,膜需进行反洗,能耗及运行费用高。

300床以下小规模医院污水处理工程;医院面积小,水质要求高等情况。

曝气生物滤池

出水水质好;运行可靠性高,抗冲击负荷能力强;无污泥膨胀问题; 容积负荷高且省去二沉池和污泥回流,占地面积小。

需反冲洗,运行方式比较复杂; 反冲水量较大。

300床以下小规模医院污水处理工程。

较高

简易生化处理工艺

 造价低,动力消耗低,管理简单。

出水CODBOD等理化指标不能保证达标。

作为对于边远山区、经济欠发达地区医院污水处理的过渡措施,逐步实现二级处理或加强处理效果的一级处理。 

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