复合式接触氧化-过滤沉淀工艺处理医院污水.pdf

复合式接触氧化 － 过滤沉淀工艺处理医院污水 徐海红 1 徐跃卫 2 1. 环境保护部环境工程评估中心， 北京100012;2. 城市建设研究院， 北京100029 摘要 结合工程实例介绍了复合式接触氧化 － 过滤沉淀工艺在医院污水处理中的应用。对接触氧化进行了改进， 把原 有接触氧化池分成若干单元池， 通过控制曝气量， 营造好氧、 缺氧环境， 以完成脱碳和硝化反硝化脱氮过程， 并辅以过 滤沉淀技术。工程实践证明， 用该工艺处理完全能够达到相关排放标准的要求， 是一种适宜于医院污水处理的经济、 高效的污水处理技术。 关键词 医院污水; 硝化; 反硝化; 复合式接触氧化; 过滤沉淀 USING BIOLOGICAL CONTACT OXIDATION AND FILTERING SEDIMENTATION PROCESS TO TREAT HOSPITAL SEWAGE Xu Haihong1Xu Yuewei2 1. Appraisal Center for Environment ＆ Engineering， Ministry of Environmental Protection， Beijing 100012， China; 2. China Urban Construction Design ＆ Research Institute， Beijing 100029， China AbstractCombined with engineering example，the usage of the biological contact oxidation and filtering sedimentation process in treatment of the hospital sewage was introduced． It was improved that the original contact oxidation ponds are divided into several units． Oxic or anaerobic environment was built in different units through controlling the quantity of aeration in order to remove the organic carbon and nitrogen from the sewage by a series of nitrification and dentrification reactions． By the aid of the filtering sedimentation technology， the biological contact oxidation and filtering sedimentation process has a series of advantages． It has been proved that the sewage treated through the biological contact oxidation and filtering sedimentation process is up to the relevant standards and the process is an economical and efficient technology for wastewater treatment． Keywordsthe hospital sewage;nitrification;dentrification;biological contact oxidation;filtering sedimentation 医院污水中不但含有 COD、 BOD5等有机污染 物， 还含有多种致病菌、 病毒和寄生虫卵， 不经处理会 对周边环境造成严重污染， 同时还可能造成疾病传 染， 是水污染重点控制对象之一。医院污水处理工艺 的研究一直是近年来水污染控制技术研究的热点之 一。本文结合惠州市某医院污水处理工程实例， 介绍 多段复合式接触氧化 － 过滤沉淀技术在医院污水处 理中的应用。 1项目基本情况及有关要求 1. 1设计原污水量 该医院为设备比较齐全的大型医院， 日耗水量为 650 ～ 800 L/ 床d ， 小时变化系数 k 2. 0 ～ 2. 2。 以 1200 张床位计， 日耗水量取 0. 8 t/ 床d ， 则总 污水量为 864 m3/d。考虑到南方气候特点， 最大日 水量变化和日后增加床位的可能， 取原污水安全系数 为 1. 39。设计原污水量见表 1。 表 1设计原污水量 设计水量 / m3d － 1 设计处理时间 / hd － 1 小时处理水量 / m3h － 1 1 2002450 1. 2设计原污水水质 根据医院提供的资料， 参考同类型医院的数据及 CECS07 2004医院污水处理设计规范 ， 本方案原污 水设计水质见表 2。 表 2设计原污水水质 ρ CODρ BOD5 ρ NH3-N ρ SS 粪大肠菌 群数 pH 150 ～ 30080 ～ 15010 ～ 5040 ～ 150 10 000 ～ 700 000 6. 5 ～ 8. 5 注 表中 pH 值无量纲， 粪大肠菌群数单位为个 /mL， 其余指标单 位为 mg/L。 1. 3设计排放水质指标 根据当地环保部门要求， 结合 GB 184662005 64 环境工程 2011 年 8 月第 29 卷第 4 期 医疗机构水污染排放标准 和 DB 44 /262001水 污染物排放限值 第二时段之一级标准的相关要求， 排放水质指标见表 3。 表 3设计排放水质水质指标 粪大肠菌群 数 / 个L － 1 ρ COD / mgL － 1 ρ BOD5 / mgL － 1 ρ SS / mgL － 1 ρ NH3-N / mgL － 1 余氯 / mgL － 1 肠道致病菌肠道病毒 500602020150. 5未检出未检出 2污水处理工艺 2. 1医院污水的特征 综合医院污水的来源， 大体可分为门诊、 理疗、 病 房和附属房 包括洗衣房、 太平间、 锅炉房、 厨房等 等。污染较严重的是门诊、 病房、 洗衣房和太平间， 从 这些部门排出的污水中含有较多的医药药品、 消毒剂 和大量病菌、 病毒和寄生虫卵等。由于医院耗水量 大， 污水中污染物浓度相对较低， 其污水性质类似一 般生活污水。因此， 可采取二级生化处理 － 接触消毒 的工艺路线。 排放指标中对 NH3-N 要求较高， 故需在常规生 化处理中强化脱氮工艺。通过好氧硝化后进行反硝 化以脱除氮， 从而降低出水中的 NH3-N。 2. 2工艺选择及原理说明 本工程采用一种新型复合式生物接触氧化 － 过 滤沉淀工艺。该工艺是受在台湾和日本等地广泛采 用的一种污水处理工艺的启发， 并结合实践经验， 在 常规生物接触氧化工艺的基础上进行优化后提出的。 其原理是将接触氧化池分成若干个单元池， 通过控制 曝气量来营造好氧及缺氧等不同水环境， 污水连续多 次通过这些好氧、 缺氧单元， 在微生物降解有机污染 物的同时， 进行硝化和反硝化过程脱氮， 无需内循环。 另外， 前面单元池老化脱落的生物膜， 在后续的厌氧 及缺氧单元池中被消化、 分解， 从而实现剩余污泥减 量化。因此， 该工艺产生的剩余污泥非常少， 且以无 机污泥为主。 此外， 生化处理后出水进入新型过滤沉淀池， 该 沉淀池是在常规竖流式沉淀池中部安装滤料， 沉淀池 出水中残留的悬浮颗粒被进一步截留， 并在滤料表面 形成生物膜， 利用水中的溶解氧进一步去除出水中的 可溶性有机物， 相当于曝气生物滤池的作用。沉淀池 产生的少量以无机物为主的剩余污泥可排入化粪池， 可省略污泥脱水处置单元。 因此， 本方案采用的上述工艺不仅具有传统生物 接触氧化工艺净化率高、 耐冲击能力强、 不需污泥回 流等优点， 还强化了传统生物接触氧化的净化能力， 并具有剩余污泥少， 出水氮含量低， 水质好等优点。 2. 3污水处理工艺流程 本工程确定的工艺流程见图 1。 图 1工艺流程示意 本工程所采用的工艺虽然是对生物接触氧化技 术的优化， 但基本原理还是生物膜原理， 因此， 进入处 理单元的污水需满足生物膜生物对水质的要求。根 据相关资料及实践经验， 进入本系统的医院污水需经 过相应的预处理， 以满足下列要求 1 院区粪便污水 必须先经过化粪池后再汇流至处理站的格栅间; 2 院区洗浴污水可直接汇至处理站的格栅间; 3 传染 病区污水必须先经过消毒灭菌后再汇流至处理站格 栅间; 4 厨房污水必须先经隔油池后再汇流至处理 站的格栅间; 5 洗衣房、 太平间等处的污水可直接汇 至处理站的格栅间。 3主要处理构筑物说明 3. 1格栅间及集水井 原污水进入处理站先经过格栅间内的机械格栅 装置， 不锈钢栅条净距 5 mm， 截阻较大漂浮物和固形 污染物、 筛屑物， 截留后落在网筐内， 消毒后由人工 采取必要的防护措施 清理， 装袋运至指定地点进 行专门处理。原水经格栅装置自流入集水井内， 通过 潜污泵将井内污水提升至调节池。 3. 2曝气调节池 由于原水的水质与水量瞬间变化较大， 必须用调 节池来均化水质与水量， 有效容积不低于 6 h 的污水 容量。为了防止在池中产生沉淀物和避免水质腐化 产生恶臭， 予以曝气， 每立方米水曝气量按不小于 74 环境工程 2011 年 8 月第 29 卷第 4 期 0. 6 m3/h 计。 3. 3多段复合式生物接触氧化池 多段复合式接触氧化池为本工艺的核心部分， 其 处理效果直接影响最终出水水质， 为满足脱氮除磷及 污泥减量化对水力停留时间的要求， 其水力停留时间 不小于 9 h。 3. 3. 1缺氧池 在多段复合式接触氧化池的缺氧池中控制 DO 为 0. 5 mg/L， 以鼓风曝气方式进行搅拌和供氧， 采用 无堵塞中孔动态曝气器。反硝化菌利用污水中的有 机物作碳源， 将好氧池出水中或污泥中带入的大量 NO3-N、 NO2-N 经反硝化而还原为 N2释放至空气， 同 时污水中的有机物和老化脱落的生物膜被水解酸化， 其生化性得以提高， 污水中部分 COD、 BOD5被生物 降解。 3. 3. 2好氧池 在接 触 氧 化 池 的 好 氧 池 中， 控 制 DO 为 2 ～ 3 mg/L， 以鼓风曝气方式进行供氧和搅拌， 有机物被 微生物氧化， COD、 BOD5浓度大幅下降; 有机物被氨 化继而被硝化， 使 NH3-N 浓度显著下降， 但硝化过程 使 NO3-N 浓度增加， 在后续的厌氧单元池中通过反 硝化予以去除。 3. 4过滤沉淀池 本工程采用过滤沉淀池， 相当于曝气生物滤池的 作用， 出水流入接触消毒池。沉淀池沉积少量以无机 物为主的污泥可排入专设的贮泥池， 进一步浓缩处理 后送去化粪池。 3. 5接触消毒池 拟采用复合型 ClO2发生器， 以 ClO2为消毒剂。 向过滤出水中投加 ClO2， 经管道混合器后进入接触 消毒池进行消毒。 3. 6脱氯池 由于医疗污水处理对消毒要求比较严格， 因此， 在消毒过程中， 消毒剂投加量偏大， 导致消毒池出水 中余氯偏高。为满足 GB 184662005 中对出水余氯 的要求， 特设脱氯池， 采用投加脱氯剂方法减少水中 的余氯。 3. 7污泥贮池 沉淀池排出的剩余污泥以静压排泥方式排入污 泥贮池内， 进行重力浓缩， 浓缩时间 12 h 左右。上清 液通过上清液排放管排入污泥贮池末端的集水井内， 通过潜污泵回流至调节池; 泥斗中经浓缩的污泥通过 潜污泵送去化粪池。 4运行效果 4. 1系统调试 本系统于 2008 年 5 月开始调试。调试过程包括 清水试车、 单机调试和系统调试等过程， 其核心部分 是生化处理单元即复合式接触氧化池的调试， 主要是 指复合式接触氧化池中填料的挂膜过程。生物接触 氧化池的挂膜直接关系到生物膜生长的质量和出水 水质的好坏。本工程中“挂膜” 工作步骤为 1 向池内注入经预处理符合系统进水水质要求 的原水， 使原水浸没填料， 停止进水。 2 向 池 内 投 加 淀 粉， 浓 度 为 400 mg/L， 并 按 m 淀粉 ∶ m 氮肥 ∶ m 磷肥 100∶ 5∶ 1的比例投加 氮肥和磷肥。本工程三者投加量依次为淀粉 4 kg， 氮 肥 0. 2 kg， 磷肥 40 g。 3 开曝气机按设计要求向各个单元池内充入相 应的氧 小于设计曝气强度， 防止新生成生物膜被冲 刷脱落， 影响挂膜效果 ， 闷曝 48 h， 向水中投加上述 剂量的营养物质。 4 闷曝 48 h 后， 以 2 m3/h 水量进水， 继续曝气， 以后每天逐渐增加水量， 直至达到设计水量。 此外， 为保证挂膜过程中池内一定的污泥浓度， 污泥贮池内的剩余污泥全部回流至复合式接触氧化 池的进水端。 挂膜过程的后期即看到填料上长有一层生物膜， 采泥样镜检可以看到丰富的钟虫以及轮虫、 线虫， 其 他的原生动物也较多， 挂膜过程成功。而出水水质从 观感上明显好于进水， 呈无色透明状， 转入试运行阶 段。 4. 2运行结果 2008 年 6 月进入试运行阶段后， 按照调试过程 中确定的各种最佳运行参数连续运行 2 周， 出水水质 趋于稳定。对各处理单元的处理效果进行一个月监 测， 测试结果表明， 系统处理效果比较稳定， 测得各项 指标数值比较集中， 波动不大。对同组数据取平均 值， 其结果如表 4 所示。 从表 4 可见， 处理后的出水水质指标， 可满足设 计排放水质标准。 5结论 5. 1工艺优点 好氧池和缺氧池交替串联， 水力停留时间长， 氧 化分解及脱氮彻底， 出水水质好; 不需内循环及污泥 84 环境工程 2011 年 8 月第 29 卷第 4 期 表 4各处理单元处理效果 项目 ρ COD / mgL － 1 ρ BOD5 / mgL － 1 ρ SS / mgL － 1 粪大肠菌群 / 个L － 1 ρ NH3-N / mgL － 1 pH 余氯 / mgL － 1 肠道致病肠道病毒 隔栅曝气原水300150150500 000506. 0 ～ 9. 00 调节池 多段复合 式接触 氧化池 过滤 沉淀池 接触消 毒池 脱氯池 出水25013012050 去除率 /16. 7 13. 3200 出水5015808. 5 去除率 /80 88 脱落生物膜83 出水371316100 0007. 6 去除率 /25 15808010. 6 出水3713164007. 66. 5 ～ 8. 50. 4未检出未检出 去除率 /0 0099. 9960 设计排放 水质指标 602020500106. 0 ～ 9. 00. 5未检出未检出 回流， 节省了内循环泵及污泥回流泵， 一次性投入低; 前面单元池老化脱落的生物膜被后续的缺氧池及好 氧池作为有机物降解， 故二沉池污泥主要是无机污 泥， 污泥量少， 不需消化处理; 过滤沉淀池的引入， 不 仅节省了设备和用地， 而且滤料在截留悬浮固体的同 时， 还有吸附降解水中溶解性有机物的作用， 能进一 步降低出水的 COD 和 BOD5等指标， 提高出水水质。 本工程在脱氯池采用投加脱氯剂脱氯， 避免了常 规曝气脱氯的二次污染问题; 本工程中复合式接触氧 化池有效水深可根据需要进行调整， 设计成双层结 构， 不仅可降低对罗茨风机风压的要求， 节省能源， 降 低运行成本， 而且还可节省建设用地， 降低一次性投 入。 虽然本工艺不适用于大型污水处理项目， 但完全 可满足中小型医院的污水处理要求， 而且工程实践证 明， 本工艺处理医院污水完全能够达到相关排放标准 的要求。 5. 2建议 1 本工艺中的多段复合式接触氧化池构筑物结 构较复杂， 土建成本相对较高， 但池内隔断两侧水位 差较小， 隔断承受水压很低， 可在满足填料装填要求 的情况下， 考虑用 PVC 板或砖砌隔墙替代。 2 建议研究开发质轻、 强度大的填料支架及填 料安装方法， 以增大本工艺的处理能力， 使其适用于 大型污水处理项目。 3 可针对多段复合式接触氧化池研究开发一体 化污水处理设备， 施行模块化拼装设计， 根据处理水 量的变化增加或减少处理模块。 参考文献 ［1］张志莉， 张统． 医院污水处理技术及工程及实例［M］． 北京 化 学工业出版社， 2003 30- 33． ［2］黄炎歆， 关凤宇． 水解酸化 /接触氧化 /砂滤工艺处理疗养院污 水［J］． 中国给水排水， 2002 12 77- 78． ［3］黄其明． 综合医院的污水处理［J］． 给水排水， 2001 5 68- 70． ［4］张自杰． 环境工程手册水污染 防治卷 ［M］． 北京 高等教育 出版社， 1996 94- 101． ［5］王洪， 李海波． 生物一体化反应器处理医院污水［J］． 环境工 程， 2010， 28 6 8- 10． ［6］钱易， 米祥友． 现代废水处理新技术［M］． 北京 中国科学技术 出版社， 1993 25- 34． ［7］CECS07 2004 医院污水处理设计规范［S］． ［8］周海东， 刘勤亚． 二段生物接触氧化法处理生活污水［J］． 环 境工程， 2003， 21 1 52- 55． ［9］GB 184662005 医疗机构水污染排放标准［S］． ［ 10］DB 44 /262001 水污染物排放限值［S］． 作者通信处徐海红100012北京安外北苑大羊坊 8 号环境保 护部环境工程评估中心 E- mailhaihong99 126． com 2010 － 10 － 18 收稿 94 环境工程 2011 年 8 月第 29 卷第 4 期