医院生活污水改造方案设计

文_刘艳辉 中煤天津工程有限责任公司

1 原污水处理站简介及存在的问题

原污水处理站设计处理能力1800m3/d，实际来水量1200m3/d，污水主要来自病房、门诊、化验室、手术室、厕所等场所的综合废水。设计进水水质CODcr为836mg/L，BOD5为584mg/L，氨氮为58.57mg/L，SS 为619mg/L，粪大肠菌群数≥2.4×104MPN/L，现有污水采用二级生化+消毒的处理工艺，具体流程详见图1。原处理站设计出水水质执行《医疗机构水污染物排放标准》（GB18466-2005）表2的排放标准，即CODcr≤60mg/L，BOD5≤20mg/L，氨氮≤15mg/L，粪大肠菌群数≤500MPN/L，肠道病毒和肠道致病菌不得检出，出口总余氯2 ～8mg/L。

图1 原污水处理站处理工艺

存在的问题：

①污水处理环节：接触氧化池内填料脱落严重，曝气效果不佳，且脱落的填料导致后续过滤单元严重堵塞，过滤单元无法正常运行，水处理系统处于瘫痪状态。

②废气处理环节：污水处理站臭味严重，影响了周边建筑环境。

③污泥处理环节：污泥未得到有效处置，系统排放污泥未经有效处理，靠污泥车外运，工作量极大。

④运行管理环节：运行管理混乱，未制定详细的工作流程，导致系统出现故障后，不能及时排除故障，系统不能及时清淤，排泥，长此以往导致整个处理系统无法正常运行。

2 改造方案简述

2.1 污水处理单元改造方案

现有处理站内生物单元未发挥其应尽的作用，分析其原因主要由于曝气环境运行不佳，具体表现为曝气风机风压不足，生物接触氧化池负荷大，生物填料脱落严重。拟解决以上存在的问题，需要完善现有污水处理工艺，校核原有接触氧化池设计负荷，更换接触氧化池内现有填料、原有曝气风机及曝气装置,改造后的工艺流程图详见图2。具体改造方案如下：

图2 改造后工艺流程图

①原有调节池及水解酸化池内增加潜水搅拌机，调节池内增加搅拌装置可防止沉淀物在调节池内的沉积，水解酸化池内增加潜水搅拌机可增加回流污泥与水的有效解除，提高反应效率。

②更换接触氧化池内填料，将接触氧化池改造为MBBR 池。

拆除池内原有悬挂性填料，改为Natrix 悬浮填料，规格Φ80，比表面积380 ～800m2/m3。将接触氧化池改造为移动床生物膜反应器（MBBR），MBBR 工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态，形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，使移动床生物膜使用整个反应器空间，充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性，提高了有机物去除率及脱氮效率。改造后填料总体积为400m3，填料填充率为1.27。

③将污水处理站现有接触氧化池有效深度由6m 调整为4.5m，改造后有效容积为316m3，改造后生物池内污泥浓度维持在4000mg/L 左右，排泥间隔时间为24h，估算MBBR反应池容积负荷负荷为2.28kgBOD5/(m3·d)。

④更换曝气风机及池内曝气装置，废弃原有曝气装置，将曝气装置改为盘式微孔曝气器，规格为Φ215mm，每个曝气头服务面积0.3m2/个。在MBBR 池内设DO 在线监测仪，并将检测结果与PLC 控制系统连接，要求溶解氧浓度＞2.0mg/L，当浓度不满足要求时，系统报警，提醒运行维护人员检查曝气系统。当溶解氧检测仪出现故障时要求系统报警，提示维修。

2.2 污泥处理单元改造方案

本项目污泥未得到有效处置，未经脱水直接外运，目前工作量大，且污泥散发臭味严重，本次改造增加污泥脱水环节。设计增加污泥螺杆泵，螺旋离心脱水机1 套及配套PAM加药装置1 套。

2.3 增设废气处理工艺

根据现场调查，异味废气主要来源于污水预处理的格栅间，水解酸化池，污泥池等。污水在反应器中通过厌氧生物过程厌氧反应过程中产生小分子烃，硫化氢，氨气、甲硫醇等有害废气，以及少量存在于废水中的挥发性有机废气。这些组分不仅刺激味道，而且有毒。本次改造除臭范围：格栅机、两个水解酸化池、接触氧化池、污泥池。除臭工程除臭总风量为6000m3/h，处理后满足《恶臭污染物排放标准》及《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996。

废气处理工艺流程详见图3，设计对污水处理间内可能产生废气的构筑物进行收集，废气统一收集输送到废气处理间内，经喷淋塔和活性炭吸附塔内填料吸附和紫外线辐照消毒后由引风机送至高空。

图3 废气处理流程

喷淋塔的主要去除对象为：NH3与H2S 等酸碱废气。酸碱废气处理（喷淋塔）主要的运作方式是酸雾废气不断由风管引入净化塔，经过填料层，废气与氢氧化钠吸收液进行气液两相充分接触吸收中和反应，酸雾废气经过净化后，再经除雾板脱水除雾后由风机排入大气。吸收液在塔底经水泵增压后在塔顶喷淋而下，最后回流至塔底循环使用。

活性炭吸附塔的主要去除对象为：有机废气及臭味，工作原理为含有有机气体或颗粒物经收集，管道输送有机气体进入活性炭塔，有机气体进入塔内时，风速瞬间下降，气体内的较大颗粒杂物便自然沉降入塔底部，而溶入气体内的有机气体部分随气体流向流进活性炭过滤层，有机气体进入炭层时，有机气体被活性炭吸附进炭内，而干净的空气穿过炭层进入出气仓，气体经过机械自吸后排入大气中。

3 设备选型（见表1）

表1 主要设备机电目录

4 通风系统改造

地下一层各设备房间、值班室及走廊，地下二层动力设备间等均考虑通风。通风方式采用机械通风方式满足废气吸收间、消毒设备间、过滤间、储药间、厕所等房间的通风换气要求。其中废气吸收间、消毒设备间、过滤间、次氯酸钠储藏间均为16 次，走廊10 次、厕所12 次、配电室15 次。对需要做废气收集的房间采取送风措施。补风量按房间排风量的80%考虑。

5 控制系统改造

污水处理系统改造后具有完整的监测和控制设备，污水处理采用可编程控制器（简称为PLC）来实现自动控制和监视。通过以太网接口与上位机通信。控制系统可以通过上位机实现对上述系统及设备的集中监视、操作，并确保其正常、可靠、安全运行。控制系统应能满足工艺需要及《城镇排水系统电气与自动化工程技术规程》CJJ 120-2008 内相关要求，并能实现无人值班情况下的正常运行，最终使收集并经过处理的污水满足要求而复用。

6 项目投资及运行费用估算

本项目总投资为459.82 万元，其中：土建工程13.68 万元；设备购置费349.52 万元；安装工程1.20 万元；工程建设其他费用73.53 万元；工程基本预备费21.90 万元。经计算污水的投资成本为1.66 元/t，年运行费用为72.83 万元。年运行费用详细计算结果详见表2。

表2 污水处理年运行费用估算

7 结语

本设计对医院生活污水“水解酸化+接触氧化+沉淀+石英砂过滤+消毒”典型工艺进行改造，改造后采用“水解酸化+MBBR+沉淀+石英砂过滤+消毒”，并增设污泥脱水系统及废气处理系统。改造后水处理站已运行4 年，运行期间水质稳定，污泥有效处置且水处理站及医院院区内空气质量明显提升，在处理站原有有限空间内解决了污水、污泥及废气的有效处置，为类似改造工程的设计提供借鉴经验。