汪利平 何海明
(东莞市生态环保研究院有限公司 广东东莞 523000)
医院废水从广义上讲属于废水处理,其特点是含有病原菌,因此医院废水处理技术的常规重点是把好消毒关。确定医院污水处理工艺,不仅要达到消毒灭菌的目的,还应考虑污水的排放及受纳水域环境功能区划分对水质的要求。从1998 年1 月1 日起,医院污水应执行《污水综合排放标准》(GB8978-96),这就对医院污水处理提出了更高的要求。目前医疗污水的处理模式及方法已较为成熟,国内普遍采用物理+A/O+消毒的处理模式[1]。
医疗污水处理过程当中最引人关注的是污水的消毒效果,各排放指标中对粪大肠杆菌的关注度往往超过其他污染因子,但医疗污水实际亦是一种特殊的生活污水,医疗废水总排放量占全国生活废水排放量2%左右[2],其最主要污染因子COD 和氨氮不应被忽视。据刘仙娜等跟踪调研发现29 家医院只对污水中的微生物进行了消毒处理后排放,而没有对氨氮进行降解处理[3]。
通过对某医院污水的处理效果的跟踪调查发现,随着污水处理设施运行时间的增长,污水中各因子的处理效果特别是其中COD 和氨氮的处理效率呈逐年递减趋势,在不对污水处理设施进行大改造的前提下如何优化日常操作、小成本提高污水中COD 和氨氮的处理效率成为本文的研究重点。
本文选取了某市某三甲医院新院区污水处理站作为实验对象。该医院新院区占地18000 余平方米,设有内科、外科、妇产科、儿科、中医科、肿瘤科、营养科、超声科及体检科,设有住院床位360 张,日产生医疗污水量约为200m3,该医院污水站设计处理能力为220m3,采用的是A/O 工艺,具体处理流程见图1。污水站于2013 年与医院同步建设、2014 年与医院同步投入使用,根据该医院污水处理站设计方案显示,该医院污水站COD 设计处理效率为80%、氨氮设计处理效率为60%。该医院废水处理关键过程实现自动控制,基本不用人工操作(污泥打包及配药除外)。
图1 该医院污水站处理工艺流程图
该污水站运行至2018 年前运行状况均为良好,废水中各项因子均能稳定达标排放。2018 年后,出水偶尔出现不稳定现象,其中COD 和氨氮有时会在标准线上下浮动,这期间,医院主体未做任何改动。出现该情况则说明,在进水未产生变化的情况下,出水有变化,表明中间处理过程即污水处理站较之前产生了变化,而污水站的主体设施未作任何改变,其中原因只能是污水站运行时间过久导致了污水处理效率受到影响。
为不影响医院的正常运行,在不对污水处理站进行大规模改造的情况下保证出水的达标,本文选取了投入培养基即投加面粉和改善现场操作即增长污泥回流时间此类小成本方法进行了试验研究,对于此期间内污水站的出水产生的影响进行了记录和研究。
在研究之前,对污水站的进、出水进行了采样检测,根据医院不同时段的人流及用排水情况,选取了医院排水量最大的时段即分别选取了上午8 时、下午2时和晚8 时的污水站进、出水进行了COD 和氨氮检测(COD 检测使用微波消解法、氨氮检测使用法DR/890比色计测定法),结果如表1 和图2 所示。
表1 试验前*污水站日常水质情况
在未进行本文试验前,该医院污水站日常COD 和氨氮处理率如图2 所示。
图2 试验前污水站COD和氨氮处理效率
由图2 可看出,污水站原COD 处理效率62%至68%之间浮动、基本维持在65%左右,氨氮处理效率在35%至43%之间浮动、基本维持在40%左右,相较该污水站原设计方案中COD 处理效率80%、氨氮处理效率在60%有明显下降。
根据研究[4]显示,污水处理在其他条件均不变的情况,处理效率的下降与生化池中营养缺失有很大关系,因此,在不对污水处理设施进行整修的前提下提出两种较为经济的方法在实际生产中进行小微调试,一是在好氧池中投加外来营养源,如面粉;二是增加污水站已有营养源,加大污泥回流量。下文即对着两种方法的实施及结果进行阐述和讨论。
根据某日(正常工作日)上午8 时在好氧池投入普通面粉(投加面粉量根据相关研究[4]计算得出),并使其与池内污水混合均匀,其他因素不变,照常运行。在投入面粉后第二日、第四日、第六日上午8 点(早间排水高峰)、下午2 点(午间排水高峰)、晚8 点(晚间排水高峰)分别在污水站进、出水口取样对污水中COD 和氨氮进行检测,COD 和氨氮检测方法同前,取样、检测人员及条件均与前保持一致,进、出水中COD 和氨氮的含量结果如表2 所示。
表2 投入面粉法实验结果
根据图3 可看出,投加面粉对于COD 和氨氮处理效率有一定影响。投加面粉后COD 的处理效率经过小幅下降后升至第一个顶峰88%左右,但紧接着开始下降,降低至72%左右,至投加面粉后第六日则有明显提升,最高可提至92%左右,相较投加面粉之前的COD 处理效率65%有大幅度提升;投加面粉对于氨氮的处理亦有正面影响,投加后较之前,氨氮处理效率平均约有5%的提升率,最高可提升至50%左右。
图3 投加面粉法—污水站COD和氨氮处理效率
好氧池原污泥回流时间为5min,后在每次改变回流时间,分别控制回流时间为10min、15min、20min、25min,且在改变回流时间次日上午8 点(早间排水高峰)、下午2 点(午间排水高峰)、晚8 点(晚间排水高峰)分别在污水站进、出水口取样对污水中COD 和氨氮进行检测,COD 和氨氮检测方法同前,取样、检测人员及条件均与前保持一致,结果如表3 所示。
表3 改变回流时间法实验结果
根据图4 可看出,加大污泥回流量对于COD 和氨氮处理效率有一定影响。其中不同回流量的选择对于处理效率有较大影响,如回流时间为10 分钟时,COD处理效率直线下降、而氨氮处理效率有小幅提升;回流时间为15 分钟时,COD 处理效率直线上升、最高可升至93%,而氨氮处理效率有直线下降、下降至22%;回流时间为20 分钟时,COD 处理效率基本稳定、保持在80%左右不变,氨氮的处理效率在升至50%后开始下降,最低将至30%左右;回流时间为25 分钟时,COD处理效率维持在80%左右不变、氨氮处理效率维持在45%左右不变。
图4 改变污泥回流时间—污水站COD和氨氮处理效率
通过上述试验可看出,无论是投加面粉还是加长污泥回流时间,均对于COD 和氨氮处理效率有明显影响,且基本上为正面影响,这与污水站建成运行时间较长、久未修整、生化池内营养源不够有密切关系。
同时通过上述分析可看出,与投加面粉(即追加培养基)相比,加长污泥回流时间20~25min 能更稳定提高COD 和氨氮的处理效率。这与废水中菌种对营养源的选择有一定关系。投加面粉为外加营养源,菌种对于外加营养需有一段时间的适应期后再发挥作用,且是否能适应外加营养源还存在不确定性;而加大污泥回流量,则为增加内部已有营养源,菌种已驯化,故短期内效果好于外加营养源,则对于COD 和氨氮的处理更为有效。
通过以上论述,投加面粉和加长污泥回流时间即加大污泥回流量对于提高建成年代较久的医院污水处理站的处理效率有一定作用,可以在一定时间内一定程度上提升污水站的COD 和氨氮处理效率,解决污水站COD 和氨氮处理效率低下的问题。但此法为短期内应急处理方法,不建议长期使用。
长期使用一是增大资金投入、加重运营成本,二是不利于污水站的长期稳定运行,三是严重加大污泥产生量、给污水站运营带来诸多问题。从稳定达标排放的要求出发,建成时间较长的污水处理站通常需要进行填料/滤料更换、清淤、再培养菌种等方式才能彻底解决污水处理效率较低等问题,从而为污水稳定达标提供可靠的技术支持。