疗污水处理工程设计一例

摘要：
   自2006年1月1日起，我国医疗单位将实施新的污染物排放标准，即GB18466-2005《医疗机构污染物排放标准》，该标准提高了污水排放水质要求。对于新建项目必须严格按照该标准中表2 综合医疗机构和其他医疗机构水污染物排放限值中的排放标准考核。
    本例设计的医疗污水处理站日处理水量为600m³，其中有300 m³/d要回用。设计中采用CASS池+过滤+消毒的工艺。用二氧化氯对污水消毒，粉末碳酸钙对污泥消毒，并且采用水下曝气机作为曝气设备。设计主要构筑物有CASS池、接触消毒池、过滤器。处理水除了回用的部分，其余直接排入地表水体。
关键词：医疗污水  CASS  消毒  水下曝气机

一、 医疗污水的特殊性
    医疗污水中含有一些特殊的污染物，如药物、消毒剂、诊断用剂、洗涤剂，以及大量病原性微生物、寄生虫卵及各种病毒。尤其是传染病区和结核病区的污水中，含有多种传染性病菌、病毒，如肝炎病毒、结核菌和痢疾菌等。此外，在设有同位素诊疗室的医院污水中还含镭226、磷、金198、碘131等放射性物质。与工业废水和生活污水相比，它具有水量小，污染力度强的特点。这些病毒、病菌和寄生虫卵在常温环境中具有较强的存活率和适应性，在污水中能够存活较长时间。如任其排放，必然会污染水源，传播疾病，故必须将这些污染消灭在源头。

二、 工程概况
1、处理水质水量及水质标准
    该医院污水处理站原污水由医疗废水和生活污水构成，原污水合计600m3/d，处理出水水质应满足GB18466-2005医疗机构污染物排放标准：表2 综合医疗机构和其他医疗机构水污染物排放限值中的排放标准的要求，其中300m3/d达到中水回用水质标准，用来作为该医院的扫除、绿化浇灌等用途合格用水水源。设计进出水水质水量列表如下：
表1         医疗污水处理站设计进出水水质水量表

2、工程所在地自然条件
表2                   工程所在地自然条件表

三、 核心处理工艺
1． 工艺选择原则
     根据GB18466-2005《医疗机构污染物排放标准》、CECSO7-2004《医院污水处理设计规范》、和《医院污水处理技术指南》等，国家对于医疗污水的技术、规范、标准的一系列要求。医疗污水的处理，必须综合考虑污水中细菌、病毒的种类和数量，以及污水的理化指标和毒理指标，和污水的排向和受纳水体对水质的具体条件所要求的处理效果，来确定具体的处理工艺及其排放水质。
     当医疗污水排放到地面水域时，应根据水体的用途和环境保护部门的法规与规定，对污水的生物性污染、理化型污染及有毒有害物质进行全面处理，采用二级处理。当该污水排入水源二级保护区以外的地面水三级水域或污水回用时，还需要作三级处理。
2． 处理工艺选择
     本工程所处理的污水，有一半是排入地表水体，而另一半则需要作中水回用。因此，排向地表水体的部分，应采用二级处理；而中水回用的部分则需要经过三级处理。
     医疗污水处理，可供选择的处理方法有很多。常用的方法有活性污泥法、生物膜法两大类。
     活性污泥法，利用鼓风曝气、机械曝气等向污水供氧，使污水中的好氧菌群在吸附和吞噬污水中有机物的过程中，能够源源不断地得到代谢所需的氧，从而迅速降解污水的COD和BOD、使污水较快地得以净化。由于活性污泥法结构简单，大小皆宜，没有复杂的内部组件，机械装置少，处理容量大，机械故障少，维护简便易行，因而获得了广泛的应用。我们常见的：SBR、CASS、射流曝气和氧化沟等，尤其是大中型的污水处理系统，都采用活性污泥法。
     生物膜法常见的有：生物接触氧化法、曝气生物滤池（BAF）等。生物膜法处理污水主要*生长在介质表面的生物膜来完成。虽然生物膜法可以避免污泥膨胀、污泥腐化等问题，且具有运行稳定、处理效果好等优点。但是，他的结构都比较复杂，内部组件多，因此机械故障多也顺理成章的事，维修工作量大。所以，生物膜法的应用也就受到一定局限，一般只适合用于小型污水处理工程项目中。
3.  核心工艺确定
    综上所述，确定选用活性污泥法的周期循环活性污泥法——CASS工艺，用来作为本工程项目医疗污水进行二级处理的核心工艺。其中300 m³/d的回用水，则在该核心工艺后续过滤、消毒的方法使其达标回用水质。处理过程为：CASS＋过滤＋消毒。

4. CASS工艺的特点
     CASS是一种改进了的SBR工艺，他在SBR反应池前面增加了一个生物选择区。在这个生物选择区，活性污泥和有机底物浓度高，介于缺氧和厌氧状态，抑制了好气菌的生长，有效地控制住了污泥膨胀。SBR主反应区又可以运行在缺氧和好氧两种状态，周期性地进行曝气、沉淀和滗水。沉淀阶段不进水，消除了可能产生的水力干扰，提高了污泥特性和出水水质。对成分十分复杂，含有多种病菌、病毒、寄生虫卵和一些有害物质，水质水量变化大的医院污水，具有较强的适应性和较好的处理效果，对于医院污水的处理比较合适。
①工程建设费用低。
    CASS的生物降解、污泥沉降和废水排放均在同一池中进行，不需调节池、二沉池和污泥回流设备，可节省投资、减少用地和降低运行费用。
②运行费用省。
    由于周期性曝气，池内溶解氧的浓度在沉淀和排水阶段降低，在曝气时，氧浓度梯度大，传递效率高，节能效果显著。
③有机物去除率高，出水水质好。
    CASS法不仅能有效去除污水中各种有机污染物，而且具有良好的脱氮、除磷功能。使二级处理的投资，达到三级处理的水质。
④CASS工艺在延时曝气、周期循环中，极易做到好氧、缺氧和厌氧状态。
而对医院污水的处理，必须要考虑污水中有传染病人的病毒、致病菌，采用单一的好氧处理往往很难奏效，而采用厌氧、兼氧、好氧相结合的处理方法，并综合物理、化学、生物反应、沉淀、分解、吞噬、灭活等一系列作用，对传染病污水中的有机物、病菌、病毒去除十分有效。CASS工艺恰好满足这一要求。
⑤污泥处理费用低
    CASS法采用延时曝气，使污泥产率低，脱水性好，易处理，减少了污泥处理费。
⑥水下曝气设备优点多
    新型的水下曝气设备代替传统的鼓风曝气方式，使用灵活，系统十分简单，无噪音污染。
⑦管理简便，运行可*。
    污水处理厂设备种类和数量较少，控制系统比较简单，采用浮动式可自动升降的专用滗水装置和特殊的滗水器在进水过程仍可排水，滗水器的升降自动进行。保证出水稳定。

四、 处理工艺说明
1．格栅：
    医疗污水中含有大量粒径较大的悬浮物，格栅的主要作用是将污水中的大块污染物拦截，以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成危害。
2．CASS池：
    CASS池是处理设施的核心构筑物，它集曝气、沉淀、排水于一体，可有效去除污水中的BOD5、CODcr及SS，同时具有较好的脱N除P功能。CASS池工作周期为5.0h,分为预反应区和主反应区，在预反应区中设生物选择区，生物选择区内微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，它是高负荷的基质快速聚集过程，这对进水水质，水量，PH值和有毒有害物质起到了较好的缓冲作用。同时对丝状菌的生长起到抑制作用，有效防止污泥膨胀。随后在主反应区作较低负荷的基质降解过程。
3．水下曝气机：
    水下曝气机是CASS池的配套设施。由于本设计是医疗污水处理，污水厂建成是要充分考虑扰民问题。采用水下曝气机代替传统的鼓风曝气，可有效解决噪音污染。另外，由于工艺独特的运行方式，采用水下曝气机可省去复杂的管道及阀门，安装、维修方便，使用灵活。并且可根据进出水情况决定开启的台数，以保证效果的条件下，达到经济运行的目的。
4．滗水器：
     CASS反应池时序工作制，它可根据进水水质的变化来调整所需时间程序，藉以保证最佳处理效果。
    滗水器是CASS工艺中的关键设备，本设计采用SBS型滗水器。每次滗水阶段开始时，滗水器以事先设定好的速度由原始位置降到水面，然后随水面缓缓下降，下降过程为下降10 ，静止滗水30 ，再下降10 ，静止滗水30 ……，间隔运行，直至到达设计下降水位。上清液通过滗水器排出，滗水器排水均匀，不会扰动已沉淀的污泥层。滗水器上升过程是由最低排水位连续升至最高位置，即原始位置时待机。滗水器在运行过程中设有限位开关，包括最高和最低两个限位，滗水器超出正常工作范围时，PLC可编程控制器自动断电保护，滗水器会自动停止运行，以免损坏滗水器的电机与推杆。在实际工程应用中，都应设有手动/自动控制切换开关，开关置于滗水器附近的控制柜上，当工作人员发现工作状态异常时，随时可以利用手动控制终止滗水器的运行和调整滗水器的工作位置，从而保证滗水器在安全行程内工作。
5．接触消毒池：
     接触消毒池保证污水与药剂能够充分混合接触，并在设计时间内能够有效杀死水中的细菌，病毒。并以此达到消毒的目的。本设计采用3廊道式接触消毒池。接触池第一廊道前半段设折流挡板，药剂从第一廊道上端进入。设折流挡板是保证药剂与水充分混合，并避免短流。
6．过滤器：
     过滤器可有效去除SS、色、味，保证出水达到回用水标准。本设计采用纤维球滤料。纤维球滤料的特点是它的多孔性，其孔隙率为96％（石英砂为41％，多孔陶粒不到70％），孔隙大，可压时，因而孔径和空隙符合理想滤料的分布，既能发挥深层滤料的作用，又能防止船头；同时有足够的机械强度及化学稳定性，无毒，外表粗糙，并有很强的表面吸附能力。
7．污泥浓缩脱水：
     本设计只考虑对CASS池产生的剩余污泥进行处理。设计采用污泥浓缩罐对污泥进行浓缩，其型号为φ1.5×2.5(m)；污泥脱水采用DY－1000型带式压滤机。
8．消毒系统：
     医疗污水消毒有液氯、次氯酸钠、二氧化氯、臭氧等多种消毒方法。本设计采用二氧化氯对污水进行消毒。二氧化氯具有杀菌效果好、效率高、不与氨反应、不生成致癌的有机氯化物等优点。二氧化氯由二氧化氯发生器直接供给。
9. 污泥的消毒
     对于污泥的消毒，本设计采用熟石灰。实践证明采用石灰法消毒医院污泥是一种简单有效的方法，并有防腐与抑制气味的产生。石灰投加量 为，PH达到12以上，接触时间 以上可杀灭99.99%的大肠杆菌，杀灭蠕虫卵的接触时间需要 。

五、 主要处理构筑物设计参数
表3                     主要处理构筑物设计参数表

六、设计处理效果
1．     CASS生物反应池：
各项去除率分别为CODCr：90%，BOD5  ：95%，SS：80%~85% 。
表4             CASS生物反应池处理效果表

2． 接触消毒池：
接触时间30min，采用二氧化氯消毒，对大肠杆菌的去除率为99.999%。
表5                接触消毒池灭菌效果表

3． 过滤器：
选用QWL无毒高效快速纤维球过滤器。SS去除率85%~96%
表6               纤维球过滤器处理效果表

4． 回用水消毒
采用二氧化氯消毒，过滤前消毒和中水消毒。对大肠杆菌的去除率达到100%，出水达到回用水标准（大肠杆菌 3个/L）。
处理出水水质评估：本工艺处理出水水质全面达到和优于排放标准和中水回用水质标准的要求。

七、机械设备配置
表7                      机械设备配置表

八、建构筑物设计参数
表8                    建构筑物设计参数表

九、生产定员
操作员工（7人）,化验员（2人）,主管负责人（1人），机修工（2人），全站共计12人。

十、结语

采用“CASS＋过滤＋消毒工艺”处理医疗污水，不仅处理效果好，能保证较好的出水水质，而且CASS池工程造价低，运行费用省，管理简单方便。尽管采用二氧化氯消毒运行费用较高，但对于医疗污水的消毒效果极好，CASS出水经消毒后只需直接过滤即可满足中水回用水质标准。本工艺处理医疗污水，经济、高效、管理简单、维护量少、劳动强度低，较其它工艺具有显著优越性。

参考文献[略]