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新建中小规模医疗污水处理系统的方案探讨

2023-01-03刘榕静

中国设备工程 2022年18期
关键词:二氧化氯活性污泥消毒剂

刘榕静

(泰州市人民医院后勤处,江苏 泰州 225300)

防控新冠肺炎的传播措施在进一步加强,国家生态环境部发布《新型冠状病毒污染的医疗污水应急处理技术方案(试行)》,要求重视源头消毒,切断污染源,避免病原体在不同介质中的转移扩散。为做好疫情防控,各地区都进行一些院区的改造或新建一些收治病人的定点医院。如何构建医疗污水处理系统,处理好治疗过程中产生的污水,在此提出一些方案分析。

1 医疗污水排放要求

按照医疗机构水污染物排放标准的要求,其中对传染病医疗机构污染物排放限值(日均值):粪大肠菌群数(MPN/L)小于100、肠道致病菌为0、肠道病毒为0、结核杆菌为0、pH值为6至9之间、化学需氧量(COD)小于60、生化需氧量(BOD)小于20、悬浮物(SS)小于20等指标。

采用含氯消毒剂的方法消毒时,参考有效氯投加量为 50mg/L。其普通院区消毒接触池接触时间大于1小时,接触池出口总余氯控制在3-10mg/L;在疫情防治院区,消毒接触池接触时间大于1.5小时,接触池出口总余氯应在6.5-10mg/L。含氯消毒剂消毒且医院污水排至地表水体时,应采取脱氯措施。

采用臭氧消毒的方法,其普通院区臭氧量为30mg/L;在疫情防治院区臭氧量应增大到50mg/L。臭氧消毒时,在工艺末端必须设置尾气处理装置,反应后排出的臭氧尾气必须经过分解破坏,达到排放标准。

2 医疗污水处理系统的构建方式

在改建或新建医疗污水处理系统时,应包含如下几道流程:一级预处理有格栅、沉淀池等;二级处理有生物处理、接触氧化池;三级处理对前级处理的污水进一步化学消毒或者物理消毒处理,使其达到排放标准。

一级处理中医疗污水首先进入沉淀池,通过沉淀池的调节作用使污水水质和水量得到控制,形成均质水,通过提升泵将均质水定量注入到接触氧化池。

二级处理在接触氧化池内进行,氧化池内有活性污泥,通过曝气管道,将空气鼓入污水中,使微生物的充分分解和吸收污水中所含的有机污染物,从而降低医疗污水中COD、BOD质量浓度,使污水中的悬浮物形成较大的颗粒,再随着活性污泥沉入池底,污水渐渐变清,然后进入后级消毒池。

三级处理中将逐渐变清的污水进入消毒池,通过化学法和物理法进行消毒,或者经过膜生物反应器(MBR)进行深度处理,经深度处理后的水流,然后排出。

一级处理、二级处理和三级处理的方式,主要是杀灭污水中的致病微生物,改变医院污水水质的过程。

3 工艺流程分析

在构建医院医疗污水处理设施时,应考虑医院每天产生的污水量。目前常用的主要工艺类型有活性污泥法、生物接触氧化法、膜生物反应器、曝气生物滤池等。这些方法各有优缺点,需多种方法联合使用,才能达到较好的效果。

膜生物反应器、曝气生物滤池等膜处理工艺中,污水在膜生物反应器中作用停留时间需要5h左右,对于污水处理量每天超过1000t的医院,需要投入更多的设备成本,其后续维护生物膜成本也较高。

活性污泥法是传统成熟的工艺处理方法,具有凝聚、吸附水中悬浮物能力强、日处理量大,但需要较大的处理空间,同时产生大量活性污泥,需要回流或者集中脱水加药处理,增加后续的清理投资费用。

生物接触氧化物污水处理设施运行管理简单,设施处理后的医疗污水含污泥量少,污水处理时间短,处理后的医疗污水中氨氮的去除率较高,对污水中不同成分处理有较好效果,设施后期维护运行成本低,可以适应目前中小型医院污水处理建设空间布局的需求。

4 灭菌消毒方法的选择

在医院选定污水消毒处理的方法中,一种为物理灭菌的过程,另一种可为化学灭菌的过程。

采用物理灭菌消毒时,从接触氧化池沉淀变清的水流入消毒池,可以通过臭氧消毒或者紫外线消毒的方法,来进行灭菌消毒处理;或者进入膜生物反应器(MBR)技术处理,才能保证达标排放。

化学灭菌消毒的方法是对污水直接加投足量的含氯消毒药剂、过氧乙酸、季铵盐等化学药剂;或者采用设备制取消毒剂,现场生产含氯消毒剂注入水体,进行灭菌消毒。

5 消毒效果分析

传统的化学消毒药剂中,氯制剂消毒剂常用浓度需250~1500ppm,可杀灭所有细菌繁殖体,高浓度能杀死芽孢;过氧乙酸的常用灭菌浓度需2000~20000ppm,可杀灭所有的微生物,包括芽孢;季铵盐的常用灭菌浓度需1000~5000ppm,可杀灭多数细菌繁殖体,对芽孢和噬菌体无效。

采用设备制取消毒剂时,常用二氧化氯发生器、臭氧发生器和紫外线发生器,来实现灭菌的过程。

二氧化氯的制取机常采用氯酸钠和盐酸进行反应,制取二氧化氯和氯气;二氧化氯在水中的溶解度是氯的5~8倍,常用灭菌浓度30~200ppm,可杀灭所有的微生物,包括细菌芽孢;有机物干扰和pH值的高低对二氧化氯的灭菌效果影响较小。

臭氧消毒作为氯消毒的替代方法,该装置是在两个高压电极之间覆以厚度均匀的解电体,当两极接通高压交流电(一般为10000~20000V)时,电极间发生无声放电。空气中的氧分子受到激活而分解成氧原子,被激活的氧原子可自行结合,或与氧分子结合而生成臭氧分子。在污水pH值6~8.5内均有效,消毒效果较二氧化氯和氯气好,几乎对所有细菌、病毒、真菌及原虫、卵囊都具有明显的灭活效果。在水中臭氧不稳定,很快会自行分解为氧气或单个氧原子,单个氧原子能自行结合成氧分子,出水无剩余臭氧,不存在任何有毒残留物;但是臭氧发生器设备投资大,费用较氯化消毒高,控制和检测臭氧需一定的技术,臭氧对管道、部件有腐蚀作用,浓度越高对物品损坏越重。

紫外线杀菌是利用灯管内的汞原子被激发,汞蒸气主要产生254nm和185nm紫外线。

254nm波长的紫外线很易被生物体吸收,作用于生物体的遗传物质DNA,使DNA遭到破坏而导致细菌死亡。185nm波长紫外线与空气作用可产生有强氧化作用的臭氧,可有效地杀灭细菌。紫外线杀灭包括细菌繁殖体、芽胞、分支杆菌、冠状病毒、真菌、立克次体和衣原体等。紫外线杀菌器相对臭氧杀菌器,他具有能量消耗小,无大的混合器,而且减小运行成本。但其灭菌效果与被照消毒物距离成反比,与被照晒时间成正比,悬浮物会影响灭菌效果。

由于臭氧浓度检测难度较大,紫外线受水中悬浮物的影响,在污水量较大的情况下,停留时间短,这两种方法的灭菌效果也不充分,需将处理后的水再次化学消毒,才能保证达标排放。通过对比二氧化氯消毒剂优于其它的化学消毒剂的灭菌效果,选用二氧化氯制取设备生产消毒剂较适合医疗单位污水处理,更易于实现污水处理的目的,后期的运行过程可以自动化控制管理,降低对环境的影响,也可降低后续的残留物处理成本和设备维护成本。

6 结语

由于医疗污水中细菌含量较大、种类也较多,医疗污水需要进行有效的杀菌消毒。工程师可通过从工艺效果分析,选择适合处理不同医院污水成分和污水量的工艺流程;同时对消毒方法选择,要考虑到消毒效果、资金成本和对环境影响的综合因素,并要考虑到日后对污水处理排出口的各类指标的监测可实现自动化的过程,建立适合医院自身情况的污水处理基础设施。

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