污水处理及中水回用的设施与技术----以经开区人民医院为例

污水处理及中水回用的设施与技术----以经开区人民医院为例

李元喆

昆明市生态环境局经开分局

[摘要]文章针对医院院区内污水处理及回用过程中，部分环节的处理方法和设备设施的选用，分析其原因，并根据实际运用中的合理性提出一些建议，对医院污水处理及中水回用的设计和建设选用方案提供参考建议。

[关键词]医院污水处理，设施，方案，县医院

1医院污水基本情况

1.1污水来源

污水主要来源于化验、手术等医疗科室的少量排水和污洗间废水；病人、医护人员及探视家属的冲厕，洗，淋浴等排水和楼内卫生排水；住院及看护人员就餐产生的含油废水。

1.2污水排放量

经开区人民医院的供水来源为市政府自来水管线，最高日用水量为600立方/日，年用水为119720立方/年。依据《室外排放设计规范》（1997）规定，污水量按用水量的90%计算，则Q=600X0.90=540M3/d。

1.3污水水质

PH：7.6；CODcr：204mg/L ； BOD5：93mg/L;  SS：86mg/L；粪大肠菌：不可计数。

1.4水处理后排放指标

经处理后的排放水达到中华人民共和国GB8978-1996《污水综合排放标准》表1第一类污染物最高允许排放浓度和表4一级标准：

PH：6-9；CODCr≤100mg/L;BOD5≤20mg/L; SS：≤70mg/L;

氨氮：15mg/l; 动植物油：10mg/L；余氯：0.5mg/L

GB18466-2001《医疗机构污水排放要求》：粪大肠菌群≤900MPN/L肠道致癌菌：不得检出；污泥中粪大肠菌群≥10-2

1.5回用水指标

   经处理后的部分达标排放水再经中水处理后达到CJ/T95-2000《再生水回用于景观水体的水质标准》表二中;

   色度：30； PH：6.5-9.0； COD：50mg/L; BOD:10mg/L;  SS:10mg/L

总磷：1.0；大肠菌群：500个/L：余氯：0.2-1.0mg/L

阳离子表面活性剂：0.3mg/L

2选用工艺

医院污水成分复杂，净化处理单元主要包括化粪池，调节池，生化反应池，沉淀池，消毒接触池等。通过对医院污水水质和排放现状的调查及对典型医院处理方法的分析，将医院污水处理的基本原则总结如下。

根据污水原水的监测报告，医院污水以病毒细菌污染为主，应将消毒作为主要处理任务。本项目的消毒方法以紫外线为主，配合使用次氯酸钠消毒。消毒处理应在减少干扰物质的预处理之后进行，使用次氯酸钠消毒除了药剂的质量外，药剂与污水的混合程度和药剂在污水中的停留时间也是影响效果和经济性的主要因素。在投放时，当次氯酸钠剂量为有效氯浓度2.0 mg/L、接触时间为1 h时,消毒后水中粪大肠杆菌能够达到3 CFU/L的再生水回用标准。随有效氯剂量的增加氯消毒副产物的浓度呈线性增长,当次氯酸钠剂量为有效氯浓度2.0 mg/L、接触时间为1 h时,三卤甲烷类消毒副产物和卤乙酸类消毒副产物分别为16.22和7.35μg/L,其中三氯甲烷、一溴二氯甲烷和二溴一氯甲烷的浓度分别为14.1、1.6和0.5μg/L,三氯甲烷占三卤甲烷类消毒副产物的质量分数为87%。卤乙酸类消毒副产物主要为二氯乙酸1.58μg/L和三氯乙酸2.01μg/L,以卤代副产物为主,低于国家限值。次氯酸钠消毒后发光菌急性毒性显著增加,有效氯投加量为3.0 mg/L时,抑光率由原水的17.5%升至48%(消除余氯),但是仍属于无毒范围，所以在投放次氯酸钠消毒时，应根据污水处理设备流量，和所用

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次氯酸钠的浓度计算投放量，把有效氯浓度控制在2.0 mg/L-3.0 mg/L的范围内。

使用紫外线消毒过程中水体中的色度、浊度、含铁总量对紫外线的吸收都影响到杀菌效果，其中色度影响最大，水体越接近色度＜15、浊度＜5、含铁总量＜0.3mg/L时效果越好。紫外线波长对灭菌效果也有影响：

根据上表，在对紫外线消毒机的选择时，除了应该考虑设备的最大受压、运行温度、运行稳定性、灯管寿命和安全性外还要注意选择紫外线灯管的发光波长应在254~260nm之间。

处理水量也是影响处理成本的重要因素，处理水量越大，单位处理量的费用越小。对医院污水处理设施的要求主要满足CJ/T95-2000《再生水回用于景观水体的水质标准》

本项目的污水BOD5/COD=0.6可生化较好，方案设计的关键是充分考虑实际情况结合污水排放特点，选择适合水质水量的先进高效的污水处理工艺，尽可能的降低工程投资，简化操作管理。经过技术经济比较，本方案首选技术先进，运转可靠的周期循环活性污泥法（CASS工艺）。用于医院污水处理站。

CASS工艺的核心是CASS池，其基本结构是；反应池沿池长方向设计为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，其主反应区后部安装了可升降的自动滗水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统；同时可连续进水，间断排水。与ICEAS工艺相比，负荷可提高1

—2倍，节省占地，工程投资近30％。

虽然在CASS系统中进入沉淀和排水阶段时污水连续不断的进入CASS反应区内，我们在设计CASS反应池时对池的几何尺寸及其内挡板的位置和挡板开孔（将预反应池和主反应池连成一体的孔）的数量、面积和方式做了精心设计。因此系统停止曝气后整个反应池成一个较理想的推流式反应池，未处理水经格栅进入预反应池以极小的流动速度运动，一般其推进速度为0.03-0.05m/min即使有一部分水在滗水阶段后期进入主反应池，也因经过污泥沉降层的阻挡而改变了其运动反向，因此将原反应池过渡区内的水推入水区，而过渡区的水已经系统处理。对沉淀排水阶段污水连续进入反应池后其基质在主反应区内扩散模型表明其基质扩散前沿在反应区水平方向和垂直方向都和停曝时间自然对数成函数关系。工艺设计时已考虑扩散前沿在此期间未进入排水区内，故连续进水并不会使原污水短路。

CASS反应池在沉淀阶段时已停止曝气，只有进水而无出水，则沉淀过程处于半静止状态。与传统活性污泥法二沉池相比，其关键技术参数：表面积水力负荷为0.3-0.5m3/m2.h固体表面积负荷值为10-15m2.h。上述二值分别是二沉池的1/3和1/8-----1/5因此污泥沉淀效果，出水中SS含量很低，出水质量高。通过控制合适的曝气、停气，为硝化细菌和反硝化细菌创造了适宜的条件，因此，具有较好的脱氮效果，脱氮效果可以达到60%以上。

CASS系统在设计时已考虑流量变化的因素，能确保污水在系统内停留预定的处理的时间才经沉淀排放，可以通过调节运行周期来适应进水量和水质的变化。在一个池内交替进行曝气和沉淀，周期反复出现好氧——缺氧——厌氧状态的有效平衡这样不但有利于菌胶团细菌的产生，使污泥结构紧密，沉降性能好，而且还成功地抑制了丝状菌的产生。活性污泥沉降指数SVI均小于150，很少发现污泥膨胀的异常现象。传统法的泥龄仅2-7天，而CASS的泥龄为25天左右，所以污泥稳定性好，脱水性能好，去除1kgBOD产生0.2-0.3kg剩余污泥，仅为传统法的60%左右由于出污泥在曝气池中已得到消化，一般不需要再经稳定化处理，可直接脱水后处置。而传统法剩余污泥不稳定，沉降性差，耗氧速率大于20mgO2/Gmlss.h,必须经稳定化后才能处置。

前文已述，CASS工艺简捷，较少了初沉池、二沉池、污泥消化池构筑物及污泥回流管道设施；减少可许多相应的构造物，相连的管道及辅助设备、仪表等这样其投资和占地面积大大减少。

由于CASS反应池内处于好氧——缺氧周期变化之中，在爆气开始时系统中的溶解氧为零，氧在传递过程中有较大的推动力。实践证实对同样的曝气设备而言，间歇式处理工艺与传统连续曝气相比有较高的氧利用率。

CASS工艺无需污泥回流等设备，节约了此部分的电耗，综上所述，CASS工艺有以下特点：

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建设费用低，比普通曝气省25%，省去初沉池、二沉池。整个污水处理站建设费用仅

为同期采用其他工艺的70%。

占地面积省，600 M3/d的处理量一般处理工艺建设占地超过70平方米，该方案占地仅为48.6平方米 ，比普通曝气法省20-30%。

运行费用省，自动化控制程度高，管理方便，氧的吸收率高、除氮、脱磷不需另外药剂，运行费用省25%。通过运行过程的实际记录和费用折算每立方污水处理成为中水的成本不超过0.50元。

处理效率高，出水水质好。

运行可靠，耐负荷冲击能力，不易发生污泥膨胀。

经开区人民医院污水CASS处理工艺流程如图所示：

               消毒液                 消毒液

污                                                                              

水                                               

                                          消毒液

                                            外运

污水中含有大量较大颗粒的悬浮物和漂浮物，经过格栅截留。去除上述污染物，对水泵机组及后续处理构筑物具有重要保护作用，污水经集水池自由流进CASS池，CASS池采用每周期4h，曝气2h，沉淀1h，滗水1h。经过CASS池处理后的污水由滗水机注入消毒反应池，同时加入二氧化氯消毒剂，在反应池内经过1h处理流入净水反应器，同时加入脱氯剂处理余氯达标排放或经净水器处理后的水回用于浇绿地和冲洗汽车等杂用水，全部工艺流程编程自动控制，也可以手动控制。

污泥排入消毒池的同时投加二氧化氯消毒液处理，待干化后外运。

CASS工艺用活性污泥处理污水，污水在曝气池停留一段时间后，污水中的有机物绝大多数被曝气池中的微生物吸附，氧化分解成无机物。为了使曝气保持高反应速率，除氧气外，还必须使曝气池内维持较高的活性污泥浓度。活性污泥法工艺最关键之处在于维持污泥的活性和凝聚性。

3活性污泥的培养

活性污泥有多种培养方法，但不同的方法所要求的培养时间和人力物力均不同。应根据废水水质、气候、实际许可的条件等情况来选择培养方法。

传统培菌采用自由生长产生有用细菌，培菌周期在三个月以上，复合菌种培菌采用在实验室针对医院污水情况筛选有效菌种，进行复合培菌后携带到现场投放CASS池进行培菌，闷曝24h，此后每天排出部分上清液并加入新的污水，逐步加大负荷，此阶段不排泥。培菌第10天出现钟虫及大量标志性微生物，大大节省了调试时间和资源。培养期间应通过镜检密切观察CASS池中微生物相的变化；同时进行进、出水水质及反映活性污泥性能指标的测定，包括：SV、MLSS、SVI等。随着微生物培养时间的增加，检测到污泥中有大量活跃的原生动物和少量的后生动物，此时SVI＝80mL/g～100mL/g，SV＝18%～20%，MLSS＝1200mg/L～1800mg/L。

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4 回用效益及效果

污水处理设备投入使用一年，累计处理污水17.5万M3，其中中水回用14.8万M3 去除运行成本及各项开支共节约水费29.6万余元。  

污水处理设施使用前超过17万个立方的污水全部外排，处理设施使用后，我院设计雨污分流，污水系统闭路循环（作为景观、绿化、冲洗厕所和消防用水），符合了国家节能、减排、降耗和循环经济的理念，规避了污水处理及供水系统泵类噪声对院内的影响。

处理的中水用于绿化、消防和卫生间冲洗，采用了闭路循环的思想因而将污水资源化并重复利用减少了水资源的浪费、提升了资源的利用效率、在消防系统中使用中水减少了消防设施的投资。如不利用中水系统，在消防水池和消防泵房的投资建设费用将超过100万，而整个污水处理及循环系统的总投资仅为234万，整个设施的综合效益显著。

净化后的中水水质

CODcr:45.37、SS:9.3、Hg:0.00000、油：0.18、PH:7.14、T-P:18.47、T-N:17.03、BOD5:2.73、酚：0.006、AS：0.002、粪大肠菌群：282、色度：15、细菌总数：3.92×102。

培菌期间数据报表

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参考文献

[1] EBJ14-57室外排水设计规范〔s〕

[2]许劲.关于城市污水处理厂设计的若干问题讨论.给水排水，2001，27(7):15~18

[3] 唐受印 , 戴友芝 , 汪大翚 . 废水处理工程 [M] . 北京 : 化学工业出版社 , 2004 : 90-95 , 108 .

[4] 刘岩, 李志东, 蒋林时.膜生物反应器(MBR)处理废水的研究进展[J].长春理工大学学报,2007,30(1):98-101 .

[5]《医院污水处理设计规范》（CECS07-88）

[6]《污水综合排放标准》（GB8978-1996）

[7]《医疗机构污水排放要求》（GB18466-2001）

[8]《再生水回用于景观水体的水质标准》（CJ/T95-2000）

[9]《医院污水处理技术指南》----环发[2003]197号

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