医疗机构污水处理设施的设计要点

刘煜明

（佛山市环境保护投资有限公司 广东 佛山 528000）

近年来，医疗废水排放问题已然成为医疗服务行业可持续发展的重要影响因素之一。为避免因污水排放问题影响到我国生态环境的均衡发展，需结合对医疗机构污水排放特点的分析，借助相应处理设施，进行污水净化处理，以确保污水排放满足规范要求。正因如此，探讨污水处理设施的设计要点，对助力我国医疗卫生事业的环保化、长久化发展有着重要影响。

1 医疗机构污水来源与特点分析

医疗机构运行期间，污水产生涉及手术室、门诊、检验室、病房、洗衣房等部门将排除的污水，具体包括生活、诊疗及粪便污水等。以来源与种类不同为依据进行污水划分，主要有以下几点。（1）带病菌污水，包括肠道病菌诊疗中产生的污水及医疗器械清洗形成的废水。（2）普通生活污水，包括厕所污水、厨房污水等［1］。（3）特殊废水，包括化学清洗时产生的含汞、放射性、含氰、含银废水等。因来源多样性，使医疗污水中混合化学药剂、病原细菌、病毒等物质，若污水处理不到位，将影响到生态环境的均衡发展，甚至因废水排放而威胁到民众身体健康，所以，需借助污水处理设施的有效应用来提升污水处理效果［2］。

2 医院污水处理工艺设计要点

2.1 分类收集、分质处理

因污水成分复杂、来源广泛，使得医疗污水的处理难度较大。为保证污水处理符合预期标准，需采用针对性划分处理工艺，并进行废水的预处理，具体工艺如图1所示。

图1 医疗污水处理工艺

2.2 二级处理工艺应用

以相关标准规范为参考，不同类型的医疗机构污水处理方式不同，其中，综合医疗机构可采用“二级处理+消毒或深度处理+消毒工艺”模式进行污水处理，结核病或传染病医疗机构则需采用“预消毒+二级处理+消毒工艺”模式。其中，污水预处理需结合相关标准要求，借助“一级处理+消毒工艺”模式来保证预处理符合要求［3］。

2.3 消毒工艺

医疗污水达标处理受消毒工艺的使用直接影响，应结合处理需求来合理选择消毒方式。在保证消毒处理安全化开展的前提下，选择以具备副产物较少、消毒性能显著特点的消毒工艺为主。当前，医疗污水消毒处理常用方法有以下几种。

（1）二氧化氯消毒。该工艺配备二氧化氯发生器，在较高管理水平的医院中使用。优势为消毒效果显著，处理期间，能抑制有机氯化物的产生，且消毒工艺操作简单；劣势表现为局限于就地使用，且运行期间相关设备应用存在释放氯气危险性，对操作人员能力素质要求较高，药剂的制备存在风险［4］。

（2）次氯酸钠消毒。该工艺在处理期间使用次氯酸钠药剂的配制，多应用于中小型医院。优势表现为运行管理安全；劣势则是设备运行不稳定及储存时间限制，运行期间易生成有机氯化物，产生管道堵塞风险，药剂存放时间不宜过长。

（3）单过硫酸氢钾消毒。该工艺是强氧化作用，过硫酸氢钾在水溶液条件下释放出新生态氧，直接对微生物细胞壁蛋白进行氧化反应，迅速导致微生物蛋白分子失去活性。优势在于分解产物为水和氧气，杀菌效率高，能够杀灭多种病原微生物；劣势在于配制过程中会产生刺激性气味，对金属器械有一定腐蚀性。

2.4 沉淀池

医疗污水成分复杂，依据性质不同，可将污染物划分为悬浮性、溶解性等种类。其中，悬浮污染物包括泥沙、腐殖质、纤维、病毒细菌、藻类等，为实现有效消除，需结合实际处理情况，将气浮池或沉淀池设置于污水一、二级系统中，通过悬浮物分隔，提升污水处理效果。以水流方向不同为基准，可采用竖流式、平流式、幅流式等形式进行沉淀池设计，并以进水、沉淀、出水、污泥区来组成医疗污水沉淀处理系统［5］。

2.5 生物转盘

作为新型污水处理设备之一，生物转盘主要以水平转轴为载体进行圆盘固定，圆盘各半处于空气、污水中。在氧化槽上进行转轴设置，在电机带动下实现转动，圆盘同步进行旋转运动。运行期间，圆盘部分置入医疗污水中，污水部分圆盘中生物膜发挥吸附有机物作用，转出水面后，吸收氧气，实现有机物分解。经圆盘反复循环，在微生物氧化作用下，实现污水有机质分解，且圆盘生物膜脱落后，经二沉池中分隔并排除［6］。相比其他处理应用，生物转盘具备耐冲击、运行稳定、占地小、效果显著等优势。为保证生物圆盘在处理中发挥出最大作用及实际情况的分析，结合以下几点优化参数设计：（1）依据BOD5面积，进行转盘面积的精准计算，若计算时缺乏资料参考，则需以BOD5面积12g/（m2·d）、水力负荷0.2m³/（m2·d）为基准；（2）针对转盘运转能力的控制，则以日污水量为计算依据；（3）以调节沉淀后数值为基准，进行进入转盘污水BOD5浓度的确定［7］。

2.6 格栅设计

若污水系统使用格栅，在格栅设计时，应注意：（1）以调节池为载体，与格栅井合建设计；（2）依据对污水最大流量的分析，合理选择格栅；（3）结合污水处理要求的分析，选择合适的格栅类型，其中，传染病医院需以密封型格栅为主，其他医疗机构则可选择回转式、阶梯式等类型格栅；（4）在全面消毒的前提下，以危险废物标准进行格栅垃圾处理。

2.7 调节池设计

调节池设计合理与否与医疗机构污水处理成效之间存在密切关联，为此，可结合以下几点来优化调节池设计。（1）污水处理系统中，调节池处于连续运行状态，需以日处理量30%～40%为基准进行有效容积计算。（2）调节池运行处于间歇性运行状态，需以工艺运行周期为基准进行容积计算。（3）医疗污水中有洗衣污水排放，需考虑排入期间对池体的冲击。（4）结合对废水处理需求分析，将调节池控制在2格以上，以并联的形式连接相邻格。（5）以封闭形式进行调节池结构设计，并结合液下搅拌形式，规避污水沉淀现象发生［8］。（6）运行实际需求，调节池内应设置排空集水坑位。（7）定期清掏调节池，按危险废物标准进行污泥的消毒处理。

2.8 曝气生物滤池工艺应用

若医疗机构污水处理涉及曝气生物滤池应用，需在设计时注意以下问题：（1）结合对实际处理要求的分析，滤池水力负荷控制在2～3m³/（m2·h），容积负荷控制在1～2kgBOD5/（m³·d），硝化负荷需控制在0.3～0.8kgNH3/（m³·d）范围内，滤床选用需结合对处理设施配备分析，高度控制在3～4m 范围内，气水比控制在4～6 范围内；（2）为保证滤池设置发挥更好作用，可利用气水联合反冲洗，提升滤池运行效果，将气速控制在40～110m/h范围内，冲洗水流速度控制在30～50m/h范围内。

2.9 膜生物反应器处理工艺设计

若医疗污水处理涉及膜生物反应器应用，则结合以下几点来促进反应器发挥出最大价值。（1）依据对处理系统预期处理能力的分析，结合对膜制造商建议的分析，进行膜分离装置膜面积的确定。同时，不同材质膜的通量设计标准不同，采用膜生物反应器中空纤维膜，膜通量设计需控制在10～20L/（m2·h），若采用平板膜，则将膜通量设计控制在12～25L/（m2·h），若采用管式膜，需将膜通量控制在25～50L/（m2·h）范围。（2）结合对处理要求的分析，在反应池设计时，污泥浓度控制在6～10g/h，容积负荷控制在0.2～08kgBOD5/（m³·d），污泥负荷需控制在0.05～0.15kgBOD5/（kgMLSS·d）范围，气水比与水力停留时间分别控制在20～30、4～8h［9］。（3）膜格栅设置于生物反应池的进水口位置，并将格栅间隙控制在0.5～1.0mm范围。（4）在全面掌握医疗机构污水处理要求的前提下，膜清洗装置设置于污水处理站内，膜清洗处理期间可发挥浸泡化学清洗、膜组件反向化学清洗等功能，并通过在线清洗功能，促进污水处理系统的稳定运行。

2.10 其他设计要点

为避免因污水处理设备设计不合理而影响到医疗污水的处理效果，需在设备设计时注意以下几点。（1）若污水预消毒处理工艺涉及到氯消毒方法，则需经过脱氯后，将污水排入生化处理单元。（2）传染病综合医院在污水处理时，需经过预消毒处理，才可排入处理系统，预消毒接触时间应在≥1.0h范围。（3）结合对医疗污水系统处理工艺要求的分析，可选择干式泵或潜水泵作为污水处理系统的泵组成，而传染病医院则需将带无堵塞泵、切割泵纳入到污水处理系统中［10］。（4）依据相关标准，进行混凝池的优化设计，并借助机械搅拌方法来提升处理效率。（5）结合对医院污水处理要求的分析，采用PAC 作为混凝剂，以PAM 作为助凝剂来促进混凝效果。（6）若使用接触氧化工艺的应用，需结合以下几点优化设计：①水解酸化池需设置于生物接触氧化池前；②采用固定或悬浮填料，进行接触氧化池的处理，且填料选需符合表面积大、耐用性强、易挂膜等特点；③结合对医疗机构污水处理量，将生物接触氧化池的容积负荷控制在2～5KgBOD5/（m³·d），气水比需控制在8～15 的范围内。（7）选择机械或鼓风曝气设备进行生化反应系统的组成。针对鼓风曝气系统的设计，可采用高效、低噪音、低能耗的鼓风机产品，如罗茨鼓风机、回转式风机、沉水式鼓风机等；针对曝气器的选择，则以高充氧性能为基准。若利用机械曝气设备组成生化反应系统，应尽可能避免对表面曝气装置的应用。（8）以《室外排水设计规范》为参照进行沉池设计。（9）加药装置需视情况制定自动化运行设计方案，并在设计阶段将计量精度误差控制在1%范围内［11］。

3 工程案例分析

3.1 概况分析

本文以某医疗为例，作为综合性医疗机构，该医院集成教学、康复、医疗、科研等功能，经相关统计得知，该医院年门诊量人次超过80万，医疗污水生产量设计约为1200m³/d。

针对污水处理进水水质设计，需保证污水经预消毒处理后，将隔油处理后的食堂废水、普通带病菌污水、传染病房废水、含重金属废水等排入至污水站处理系统，其进水水质控制具体表现为：（1）CODcr 含量控制在400mg/L范围内；（2）BOD5含量控制在150mg/L范围内；（3）SS含量控制在120mg/L范围内；（4）氨氮含量控制在30mg/L范围内；（5）pH值需控制在6～9范围内；（6）粪大肠菌群数需控制在1.0×107范围内。

3.2 工艺流程与参数分析

结合对该医院污水处理情况的分析，确定以“二级处理+消毒工艺”模式作为设计方案，并采用次氯酸钠作为消毒方法，具体流程如图2所示。

图2 污水处理工艺

针对污水处理系统中相关构筑物参数设计，具体如下。（1）集水井/格栅井。参数设计为停留时间2h、有效容积100m³，结合系统整体规模的分析，将尺寸控制在10m×5m×5m。（2）调节池。参数设计为停留时间10h、有效容积500m³，设计尺寸为11m×5m×5m。（3）水解酸化池。参数设计为停留时间6.3h、有效容积315m³，尺寸设计为3.5m×5m×5m。（4）生物接触氧化池。参数设计为负荷15kgBOD5/（m³·d），有效容积315m³，尺寸设计为3.5m×5m×5m。（5）二沉池。参数设计为表面负荷1.34m³/（m2·h），尺寸设计为5m×5m×6.5m。（6）消毒池。参数设计为停留时间1.5h、有效容积75m³，尺寸设计为4m×5m×5m。（7）出水井。参数设计为停留时间1.5h、有效容积75m³，尺寸设计为4m×5m×5m。

3.3 最适合pH值

污水pH值与消毒处理效果存在密切关联，在处理过程中，氯酸钠处于酸性环境时，消毒效果则有明显提升，反之则下降。为此，需在设计阶段将污水处理pH值控制在6.2～6.8范围内，以确保污水处理效果得以有效控制。

3.4 二级处理出水COD

依照设计方案，进行污水处理系统安装，在调试阶段，发现处理系统运行存在不稳定情况，对于出水有机物浓度存在一定幅度的波动，并且在波动的影响下，使得消毒效果出现变化。分析污水消毒处理受到有机质的影响，具体表现为：（1）细胞表面存在大量有机化合物的附着，使污水处理期间微生物灭活效果受到影响；（2）水中有机质与消毒剂在结合作用下生成化合物，或是通过对反应产物取代对污水处理效果造成影响；（3）处理期间消毒剂对有机质进行氧化，而消毒剂被大量消耗后影响消毒效果。

3.5 最佳加药量

经现场调试、试验得知，在保证COD稳定、pH值符合要求的前提下，最佳加药量包括：加氯量控制在31mg/L；10%次氯酸钠溶液控制在295mg/L，并结合实际情况将日加药量控制在361L。需注意，10d 内药剂氯含量将出现下降的态势，所以，在处理系统运行期间，相关人员需加强检查存储超过3d 的药剂力度，并结合含氯量的变化，进行加药量的适当变化。

该医院污水处理系统自试运行到至今，各处理出水指标均符合相关标准要求，可发挥出在医疗污水处理中的最大作用。

4 结语

综上所述，污水处理设施设计水平直接影响到医疗机构污水处理成效。鉴于此，医疗机构需结合自身特点、污水产量、处理要求等方面的分析，积极引进先进技术、设备来构建污水处理系统，以保证医疗污水得到有效、规范的处理。