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医院污水处理与消毒方法
2017-01-28 08:18:15 来源: 作者: 【 】 浏览:141次 评论:0

医院污水处理及消毒方法

 

一、  概述

        医院排出的污水常含有大量的致病微生物及虫卵等有害物质,如不进行处理和消毒,势必污染水源和环境造成疾病传播,危害人们身体健康。因此,必须重视医院污水处理与消毒。
    医院污水中来自临床科室、病房、厕所、门诊、化验、洗衣房、太平间的废水,都含有病源微生物,要经无害化处理才能排放。来自医院行政办公区的粪便污水应经化粪池处理才可引入污水处理站进行消毒,其它污水一般可直接排放,但目前各医院将各种来源污水一同处理,然后一同排放。

二、臭氧在医院污水处理中的应用原理和效果

       臭氧在应用于污水消毒时往往需要较大的臭氧投加量和较长的接触时间。其主要原因是污水中存在着较高的污染物如COD、NO2-N、色度和悬浮物等,这些物质都会消耗臭氧,降低臭氧的杀菌能力,只有当污水在臭氧消毒之前经过必要的预处理,才能使臭氧消毒更具经济和有效性。臭氧与污水接触方式和传质效果也会影响臭氧的投加量和消毒效果。               

水质影响: 波莫纳水再生厂在臭氧氧化中试装置上研究了COD、NO2-N、色度和悬浮物对臭氧消毒的影响。溶解化学需氧量(COD)污水中溶解的化学需氧量在臭氧消毒时其浓度会发生变化,有时会发生在臭氧化初期COD上升而随之又下降的情况,每g臭氧可使BOD5降低0.24mg/L。中试装置研究表明,污水中的剩余臭氧量与剩余COD对臭氧消毒效果具有很大影响,当污水中臭氧剩余浓度为2mg/L,COD为12mg/L时,大肠杆菌可去除4~5个数量级,剩余COD升高时,去除效果差。当COD≤12mg/L时臭氧消毒效果受COD影响较小,所以当对二级出水进行臭氧消毒时,为达到99.999%的去除率,保持一定的臭氧剩余浓度是十分必要的。

亚硝酸盐氮可以被臭氧氧化,其反应为:NO2- + O2 →NO3- + O2

    悬浮固体由于可以隐蔽细菌,消耗臭氧,阻碍消毒剂与生物的接触,所以被认定为影响消毒的主要因素之一。对二级处理出水的臭氧处理结果表明,臭氧可以去除二级出水中的悬浮物和浊度。用空气和臭氧对二级出水进行曝气对比实验,3个柱通空气,3个柱通臭氧,柱内气液比均为1:10,臭氧量每个柱3mg/L。臭氧处理结果总悬浮固体去除率为70%,浊度去除40%,而空气柱内总悬浮物仅去除30%,浊度去除5%,说明了臭氧对悬浮物的氧化作用。

联合碳素公司研究了达到排放标准臭氧所需量ODD与总悬浮固体之间的关系:

二级出水经滤膜过滤: 不含悬浮固体,COD = 30mg/L,ODD = 1.0~2.5mg/L

二级出水经重力过滤: TSS = 6mg/L,COD = 30mg/L,ODD = 1.5~4.0mg/L

二级出水未经过滤: TSS = 6mg/L,COD = 30mg/L,ODD = 3.5~8.5mg/L

臭氧需要量(ODD)与悬浮物(TSS)的关系式为: ODD = 1.5 + 0.38TSS

    臭氧对二级出水脱色非常有效,脱色率可达90%以上,进水色度主要随进水COD变化,对消毒的影响也主要反映在COD的影响上。

    臭氧投加量和剩余臭氧量: 剩余臭氧量象余氯一样在消毒中起着重要的作用,在污水消毒时,剩余臭氧只能存在很短的时间,如在二级出水臭氧消毒时臭氧存留时间只有30min。所测到的剩余臭氧除少量的游离臭氧外,还包括臭氧化物、过氧化物和其它氧化剂。在水质好时游离臭氧含量多,消毒效果效果好。

    臭氧消毒所需的接触时间是很短的,但这一过程也受水质因素的影响,图14表明活性炭出水和二级出水臭氧接触时间对灭菌效果的影响。从图中可以看出,在臭氧投加量为12mg/L时,活性炭处理出水与臭氧接触2min大肠杆菌去除率为99.999%以上,而二级出水仅去除90%,一般认为二级出水需要较长的接触时间,在臭氧投加量为15mg/L,接触10min可满足出水对细菌学的指标要求。另外研究发现在臭氧接触以后的停留时间内,消毒作用仍在继续,在最初停留时间10min内臭氧有持续消毒作用,20min以后就不再产生持续消毒作用,在纽约市华兹岛污水处理厂进行试验结果是,对二级出水投加3.5mg/L臭氧,接触时间3.5min,后续停留20min,几乎可全部杀灭粪便大肠菌。

 

 臭氧接触时间对消毒效果影响

                                           

           

       臭氧在处理污水过程中往往不能百分之百地被污水吸收利用,所以在剩余的尾气中还含有一部分臭氧,如直接排入大气就会污染环境。剩余臭氧可以尽量利用,如引入原污水中。如实在不能利用就必须处理。尾气处理的方法有燃烧法、活性炭吸附法、化学吸收法和催化法等。几种处理方法的比较见表1。

表1 臭氧尾气处理方法比较

 

处理方法

工艺条件

优缺点

燃烧法(热分解法)

加热>270oC

简单、可靠、需要消耗能量

活性炭法

固定床吸收柱

适合低浓度臭氧

催化分解法

霍加拉特剂固定床

发热、分解快、怕潮湿

化学吸收法

还原剂碱液吸收

费用高

 

三、    院污水消毒处理的原则与流程

       臭氧消毒医院污水在我国开始于80年代初期。由于臭氧发生器设备投资较大,要求管理技术水平高,所以只有少数医院采用,一般在下列情况下,可考虑采用臭氧消毒。

A. 传染病医院和传染病房排出的含有肠道病毒,特别是含有肝炎病毒的污水;

B. 最终排入养鱼塘和渔业水体的污水,采用氯化消毒会由于余氯过高造成鱼类和其他水生生物死亡时;

C. 在某些特殊要求的情况下,如排入某些特殊要求的水域或水的回收再利用时;

D. 臭氧发生设备安装使用简便及管理要求降低时。

       采用臭氧消毒的医院污水,预处理是十分重要的,往往由于预处理程度不够而影响臭氧消毒的效果,医院污水处理程度要经过技术经济比较确定。污水最好是经过二级处理后再用臭氧消毒。这样可以减少臭氧的投加量,降低设备投资费用和运行费用。

 

 

一级处理臭氧消毒工艺

医院污水臭氧消毒的基本工艺流程如图2。

  不同处理流程消毒医院污水的试验结果如表2。

       医院污水臭氧消毒工艺设计,包括预处理工艺设计、臭氧消毒接触系统设计及臭氧发生器及配套设备的选择等。预处理工艺指在臭氧消毒之前对医院污水进行的一级处理或二级处理过程。

臭氧消毒医院污水的设计参数可通过实验确定,也可参照表3所列参数设计。

1.医院污水臭氧消毒设备布置要点

1)院污水臭氧处理站应设置臭氧发生器设备间和操作间。

2)臭氧发生器间应留有设备检修空间。

3)臭氧接触系统在寒冷地区应设在室内,尾气处理后设排气系统排出室外。

4)根据处理工艺要求设置提升泵房,泵房应尽量靠近处理设备。

5)应绝对防止臭氧接触系统内的污水通过臭氧管道回流到臭氧发生器。

6)设备间内应有保温或供暖设备。

表2 不同处理工艺流程的臭氧处理结果

处理工艺

水样

臭氧投加量

(mg/L)

PH

SS/

(mg/L)

COD/

(mg/L)

NH3 – N/

(mg/L)

细菌总数

(个/L)

大肠菌群数

(个/L)

自然沉淀

+臭氧

原水

 

6.8

20~120

98~200

6~20

9~33×105

>238000

沉淀后

 

6.8

20~70

73~154

7~14

4~13×105

>238000

臭氧后

30

6.8

10~14

65~105

5~10

2~9×102

230~2300

混凝沉淀

+臭氧

原水

 

 

30~80

100~250

--

106~7

>238000

沉淀后

 

 

15~40

56~120

--

105~6

238000

臭氧后

20~50

 

10~30

54~110

--

102~3

<900

二级处理

+臭氧

二级出水

 

 

8~12

22~31

 

1~4×106

>238000

臭氧后

10~20

 

 

 

 

18~140

230

表3  医院污水臭氧消毒主要设计参数

 

项目

一级处理出水

二级处理出水

臭氧投加量 /(mg/L)

30~50

10~20

接触时间 /min

30

5~15

大肠菌去除率 /%

99.99

99.999

2.DJ-Q型电解法臭氧发生器在医院污水处理中的工艺

DJ-Q型电解法臭氧发生器应用在医院污水消毒处理的工艺流程主要取决排向,其基本特点是:效果好,经济安全,管理简单,施工方便,占地面积少。其设计的一般流程见图3。

图3   DJ-Q型电解法臭氧发生器在医院污水处理中的工艺流程


 

污泥沉淀池
1.各级处理构筑物平面布置
平面布置应遵循下列一般性原则:
1) 平面布置必须按室外排水设计规范所规定的各项条款进行设计。
2) 总体布置应根据厂内各建筑物的功能和流程要求,结合厂址和地形,气候与地质条件等因素。
3) 废水与污泥的流向应充分利用原有地形,各构筑物的连接管、渠应简单而便捷,避免迂回曲折,符合排水畅通,降低能耗,平衡土方的要求。
4) 各构筑物布置紧凑,节省占地,缩短连接管线,同时还应考虑到管闸阀等附属的设备,构筑物地基的相互影响以及为施工、操作运行与检修方便,构筑物之间应留有一定间距。
5) 应根据处理工艺要求,设置废水、污水和气体的计量装置及其相应的仪表与控制。

2. 污水处理单元的高程布置
    污水处理平面布置确定了各处理构筑物的平面位置,而其相对位置则需由污水站的高程布置来确定。为了使废水与污泥可能按重力流循环处理,流程中各构筑物通畅流动,同时又应避免使某些构筑物的泵房有关标高及相应水面标高产生矛盾,因此确定各构筑物和其它构筑物的标高,正确选定各连接渠的尺寸标高,这是废水处理站高程布置的主要任务,为了节省提升设备与运行费用,尽可能使废水与污泥在各构筑物间按重力流动或减少提升次数,必须精确计算流动过程的水头损失,避免不必要的跌水。水头损失包括: 水流流过各处理构筑物的水头损失,构筑物间连络管渠中的沿程与局部水头损失,以及水流流过计量设备的水头损失等。这些根据具体工程进行计算。由于医院污水含有大量病原微生物,因此构筑物应建在地下或盖上盖板,避免污水暴露与空气中。

四、低压电解式臭氧的特点与臭氧发生器其的选择
      
新型低压电解臭氧应用在水处理上更明显的特点是;1、因从纯水中提取臭氧故所产生的臭氧中,不含有氮氧化合物等其他杂质(特别是不含有一氧化氮、二氧化氮等致癌物质),不会影响水质。2、抗湿度能力高达90%。模块电解水原理不易受潮,不会击穿。3、电极3-5V低耗,可连续性工作,安全性能好,有超长的使用寿命。4、所产生的臭氧浓度高(低压臭氧18-20%,高压臭氧1-3%)投入水中同等值的臭氧量,采用本方式可达到更高的水中臭氧浓度。5、综合使用成本低,同等水流量达到相同的臭氧浓度使用成本不到高压设备的一半。

           如何选用臭氧发生器,就必须知道臭氧发生器的评价指标。一般评价一个臭氧发生器最基本的指标是:臭氧产量,臭氧浓度,使用成本,可靠性,使用寿命,电耗等。

        低压电解法臭氧,属于中小型设备,它产量不大,但他的浓度特别高。臭氧浓度单位:国际通行用体积百分比浓度标称。电晕法空气源臭氧浓度为1-3%。氧气源臭氧浓度为2-6%。低压电解法臭氧浓度为18-20%。国内一般采用mg/L、g/m³单位来标称,电晕法空气源臭氧浓度为10-40 mg/L,氧气源臭氧浓度为20~80 mg/L,电解法纯水源臭氧浓度为250-280 mg/L。低压电解法产生的臭氧不含氮氧化合物(无二次污染),耗能低,安全好,性能稳定深受国内外客户的欢迎。

        目前国内大部分臭氧发生器都采用以空气为原料高频高压电晕的方式来产生臭氧,这种方式的臭氧发生器衍生的氮氧化物超标是一个很严重问题。由于空气中含78%以上的氮气,如果暴露在高压放电的环境,氮气分子就会离解成原子,这样就优先和氧气形成毒性较大的氮氧化物NOX,而高压电晕法空气源臭氧发生器所产生的NOX主要成分为二氧化氮NO2。具体表现为:①.NO2难溶于水,容易进入下呼吸道直至肺的深部,当NO2到达肺泡时,缓慢溶于体液中,形成亚硝酸和硝酸及其盐类,以亚硝酸根和硝酸根离子的形成通过肺进入血液在全身分布,引起肾、肝、心等脏器损伤。同时NO2本身对肺组织产生强烈的刺激和腐蚀作用,引起肺水肿。②.免疫功能损伤:长期接触NO2不仅可降低肺泡吞噬细胞能力而且能够抑制血清中抗体的形成,影响机体免疫功能。③.促癌作用:动物实验表明NO2有促癌和致癌作用。另外目前国内市场上的臭氧发生器设备五花八门、层出不穷,产品质量参差不齐,很多人误以为只要能出臭氧一切OK了,而忽略了氮氧化物这个对人体健康危害巨大的隐型杀手。特别是一些价格低廉的臭氧发生器,因配置简单材料低劣设备在产生臭氧的同时更容易导致大量的氮氧化合物NOx的形成。很多制药洁净车间需要经常进行臭氧消毒,有的甚至在生产工作中使用特别是送风系统或新风系统不完善的场所,洁净区内的氮氧化合物就会越聚越多,给工作人员造成严重的危害。所以说选择一个好的臭氧发生器非常重要。

四、    工程造价预算

工程造价包括土建材料费,设计、施工费、设备费、安装费。

 

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