陕南某医院污水处理工程设计

李琛

（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西 汉中 723001）

陕南某医院污水处理工程设计

李琛

（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西 汉中 723001）

采用CASS法＋消毒工艺对陕南某医院污水进行处理，实际运行操作表明，该工艺对医院污水具有良好的处理效果，且具有占地面积小、建设运行费用低、处理效果稳定、运行管理简单的优点。

医院污水；CASS工艺；次氯酸钠

陕南某县人民医院是一个综合性的大型二级甲等医院，是全县境内最大的医疗机构，位于县城中心地区，原医院污水采用一级处理，污水经沉淀、消毒后排入城市下水道。该院现有病床1000张，日排放污水500吨。因原污水处理能力不足及设备老化等原因，处理后污水已不能达到《污水排入城市下水道水质标准》CJ 3082－1999 的要求［1］。因此当地环保部门要求该医院尽快进行污水处理工艺的改进与升级。

该医院的污水主要来自门诊、病房、化验室、制剂、手术室、注射室、洗衣房等。这些污水中含有病菌、病毒和寄生虫卵，它们在环境中具有一定的适应力，有的甚至在污水中存活时间还较长，若这种污水不能进行有效处理而排放，将会对环境造成很大污染。

1 设计依据及出水要求

污水处理工程设计过程中主要依据的环境标准及设计规范有：1）《污水综合排放标准》GB8978－1996［2］； 2）《室外排水设计规范》GBJ14－87；3）《医院污水处理设计规范》CECS07：88。 出水水质要求满足《污水综合排放标准》GB8978－1996及《污水排入城市下水道水质标准》CJ 3082－1999的要求。进水水质及出水要求如表1所示。

2 工艺流程设计［3－4］

2.1 工艺选择

传统的医院污水二级处理方法大都采用生物转盘、塔式生物滤池或接触氧化，然后进行消毒。但这些方法都有一些缺点，例如，生物转盘负荷较低，占地面积较大，工作人员环境条件较差。生物接触氧化法的主要问题是填料结块及使用寿命短，一般3～5年就要更换一次，十分麻烦，成本也高，另一方面，固定填料的支架容易锈蚀。由于CASS工艺具有建设费用低 （比普通曝气法省25%，省去了初沉池、二沉池）、占地面积省（比普通曝气法省20%～30%）、运行费用低（因自动化控制程度高、管理方便、氧的吸收率高、除氮、脱磷不需要另加药剂等原因，使运行费用省25%左右）、处理率高、出水水质好、运行可靠、耐负荷冲击能力强、不发生污泥膨胀等优点，本设计采用CASS法＋消毒工艺处理医院污水。

表1 陕南某县医药污水处理厂进出水相关参数表［1－2］

2.2 CASS 工艺原理

CASS（Cyclic Activated Sludge System）工艺法是指周期循环活性污泥法，其工作原理是：把序批式活性污泥法的反应池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区。在预反应区内，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，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、pH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个低负荷的基质降解过程。CASS工艺集反应、沉淀、排水于一体，对污染物质的降解是一个时间上的推移过程，微生物处于好氧－缺氧－厌氧周期性变化之中，因此，CASS工艺具有较好的脱氮、除磷功能。

完整的CASS操作周期一般可分为四个步骤。1）曝气阶段：由曝气系统向反应池内供氧，此时有机污染物被微生物氧化分解，同时污水中的NH3－N通过微生物的硝化作用转化为NO3－N。2）沉淀阶段：此时停止曝气，微生物利用水中剩余的DO进行氧化分解。反应池逐渐由好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应。活性污泥逐渐沉到池底，上层水变清。3）滗水阶段：沉淀结束后，置于反应池末段的滗水器开始工作，自下而上逐渐排出上清液。此时，反应池逐渐过渡到厌氧状态继续反硝化。4）闲置阶段：闲置阶段即是滗水器上升到原始位置阶段。工艺流程图如图1所示。

图1 CASS工艺流程图

2.3 方案的设计原则及特点

（1）由于该医院可供利用的场地非常有限，给污水处理方案设计尤其是平面布置和高程布置增加了难度。在本方案中考虑到实际情况，尽量少占绿地（如地下式）。设计中尽可能使污水处理站与医院环境相协调。

（2）充分利用原有处理构筑物及设备，尽量减少工程投资。

（3）污水处理操作运行由控制室集中控制，减少人员劳动强度，使操作管理及维修方便。

（4）各种设备运行中可能会产生噪声，为了使医院有一个安静的环境，本次选用无噪声的水下曝气机代替鼓风机，节省管路及阀门，安装、维修方便，使用灵活，可根据进水情况开不同的台数，在保证效果的条件下，达到经济运行的目的。

2.4 主要处理单元及设备设计计算

（1）化粪池

化粪池设在各主要建筑物出污水干管上。按国家医院污水处理设计规范，污水在化粪池中的停留时间不小于36 h，污水中的粪便等悬浮物杂质，被化粪池截留下来并进行厌氧分解，污水达到初步处理。由于化粪池是医院建设过程中的配套设施，工程完成后，化粪池已经建成，因此，它不在本次设计范围内。

（2）格栅

医院污水中含有大量较大粒径的悬浮物、药棉、纱布及粪便等漂浮物，格栅的作用就是截留并去除上述污物，对水泵机组及后续处理构筑物起到保护作用。本次采用机械格栅减少人员的劳动强度，为达到清除效果，选用格条的规格为10 mm。

（3）CASS 反应池

CASS池是处理设施的核心构筑物，污水中的有机物在微生物的作用下氧化分解。CASS池工作周期为3.6 h，CASS池分为2格，这样可实现系统连续排水，为连续消毒创造了条件，工艺流程前后较匹配，总容积 V＝（最高污水流量 62.5 m3／h）×3.6 h＝225 m3。

（4）滗水器

滗水器和控制柜配套组成，滗水器安装在水处理池中；控制柜可安装在池边或控制室内。

（5）接触消毒池

接触消毒池采用折板或接触消毒池，保证污水与消毒剂充分接触，不出现短流和死角，杀死病原菌及病毒。池内水面上有足够的净空，便于定期清理池内的污泥，接触消毒池设有两格，可单独运行。当其中一格检修时，要保证不间断运行，出水通过提升水泵排入市政管网。由于污水经生化处理后，水质有显著改善，消毒液的投加量为20 mg／L，消毒时间为 1.5 h，有效容积 94 m3。

（6）消毒系统

医院污水消毒剂有液氯、次氯酸钠、二氧化氯、臭氧等多种。液氯是常用的消毒剂，具有经济、简单、可靠等特点，但若泄漏会对操作人员及周围环境造成一定的危害。臭氧是一种强氧化剂，消毒效果最好，但消毒持续时间短，国产的臭氧发生器也易产生故障，要求管理人员素质较高。次氯酸钠和二氧化氯都是用食盐溶液电解产生的，具有较好的消毒效果，可以现场抽取。次氯酸钠消毒是全国医院污水处理协会推荐的消毒方式之一，本方案采用市场销售的成品次氯酸钠消毒。

（7） 污泥处理

CASS反应池、接触消毒池内的污泥集中排入污泥消化池，污泥消化池设有污泥搅拌泵，使池内污泥充分混合、反应，使污泥中的有机物进一步厌氧降解，在此过程中部分的寄生虫卵被杀死。污泥池半年清掏一次，清掏前向池内加入一定量的消毒剂，并开动污泥泵搅拌，使消毒剂与污泥充分混合，把滞留在污泥内的寄生虫卵彻底杀灭。

3 主要构筑物设计计算

（1）设计平均时流量 Q＝20 m3／h，则处理污水量 V＝Q×h＝20×24×1.2＝600 m3／d。

（2）CASS 池两个，每周期 3.6 h，每天运行24 h，CASS 池总容积＝污水最高流量 62.5 m3／h×3.6 h＝ 225 m3。

（3）接触消毒池停留时间 1.5 h，有效容积＝62.5 m3／h× 1.5h ＝93.75 m3≈94 m3。分两个池子，每池47m3。

（4）消毒剂投加量：每升污水加次氯酸钠为20 mg（设计标准），则次氯酸钠每天用量为：20 mg／L×600m3／d÷1000＝12 kg。

（5）污泥池容积的计算：清掏周期4天；污泥含水量为97%。

（6）动力设备及自动控制

在配电值班室设有总控制台，操作人员可在控制台实现对所有动力设备手动或自动控制。控制台设有显示屏，各台设备的运行状态在屏上均可显示，设备发生故障时可声报警。集水调节池内设有液位计，中水位时自动启动一台水泵，高水位时启动两台水泵，相反，由高水位到中水位时自动停一台水泵，低水位时自动停水泵。

4 结论

该污水处理厂两年多的运行表明，CASS法＋消毒工艺处理医院污水具有良好的处理效果，且该设计根据医院的实际情况不仅降低了基建费用，同时运行成本也很低，具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。实际运行效果表明，污水经处理后，BOD5去除率为 89.5% ～ 91.8% ，COD 去除率为74%～75%，SS去除率为58%～62%，P去除率为73%～75% 。NH3－N去除率为60.5%～67.5%。该方法处理的医院污水能够满足《污水综合排放标准》GB8978－1996的二级排放标准及《污水排入城市下水道水质标准》CJ 3082－1999的排放要求。

［1］《污水排入城市下水道水质标准》CJ 3082－1999

［2］ 《污水综合排放标准》GB8978－1996

［3］ 张自杰.排水工程下册（四版） ［M］.北京：中国建筑工业出版社， 2000：318－321.

［4］高俊发.污水处理厂工艺设计手册［M］.北京：化学工业出版社， 2003：169－179.

10.3969／j.issn.1007－2217.2011.01.011

2010－12－18