医院污水处理中生物膜分离技术的运用

王 纪

（临沂市中心医院，山东临沂 276400）

生物膜分离技术因其存在的低成本、占地小、模块化配置等优势，能够在不增加能源消耗基础上进行污水处理。与传统技术相比，生物膜分离技术能够提供一种更具有成本性质量性的工艺选择。医院污水中往往存在大量病菌及有毒有害物质，一直是污水治理中的重难点。利用生物膜分离技术对传统医院污水处理系统进行改造，能够提升医院污水处理的整体质量。基于此，本文主要以医院污水处理作为研究基点，将MBR 膜技术应用到医院污水处理过程中，对于提高医院污水处理质量与效率有着较为关键的现实意义。

1 MBR技术净化流程

MBR 通过使用孔径在0.05~0.4 μm 的微型或超滤膜技术，将污水中存留的几乎所有悬浮固体及细菌絮体完全物理滞留。相较于传统分离技术，MBR 的优势较为显著，包括出水质量高、净化能力强、占地面积小、消毒能力强等。MBR 医院污水净化的技术实施是一种全流程封闭状态，即从污水排放入口至排放口所有构筑物需要做好密封处理。这种全密封设置的原因在于防止医院污水中的病毒或病原菌外泄。在医院污水处理实例中，一种典型的待处理水和MBR处理后出水质量见表1。可见生物膜分离产出水品质可达排放要求。

表1 待处理进水和MBR处理后出水的水质情况

医院各科室、单位产生污水会统一进入调节池内，并借助提升泵、抽气泵等助力推动污水流向膜生物反应装置，装置内部设定的MBR 膜会对输送污水进行分离净化，一般污水停留时间应在7 h 以上，12 h 以下。当污水处理完毕后由出水泵将净化后的污水排放至消毒池，消毒池内的主要成分为二氧化氯，与污水产生反应后持续观察1~2 h 随后再次排放污水。此过程中，需要对消毒池内污泥定期运输至储泥池进行二氧化氯消毒，消毒完成后将污泥运送出来。在MBR 膜处理工艺使用过程中需要搭配曝气系统，灵活调节鼓风机风量，为MBR 膜提供足量的溶解氧。MBR 技术净化流程如图1所示。

图1 MBR技术净化流程

2 医院污水处理升级运用方案设计

医院污水处理水质应达到一级A 标准，为了达成这一目的就需要重点改进 MBR 膜反应器及生物反应池。在MBR 膜反应器改进中，主要采用中间曝气（MIA）处理污水，曝气周期可分为曝气和不曝气（NAN），改进后性能如表2所示。

表2 改进的中间曝气（MIA）MBR性能情况

借助MBR/RO 和MF/RO 系统，能够实现对处理污水的回收利用。可见，经过改造后不需要进行分级处理方式，MF/RO 系统对污水的集中处理更见成效。

生物反应池改造则可参照其他已建成医院污水处理系统成果案例与项目经验，整体设计上采取局部—整体的改造理念，先从好氧区改造着手，随后对净化不分段进行填料区改造并投加生物悬浮填料。首先，应在好氧段中间部分增设一段隔离墙将其划分为两部分结构。分隔后的好氧段前部分可设计为填料区，后部分则需要结合实际处理需求及使用情况设计为非调料区。其次，结合医院污水处理特点，在交界处调整水拦网从而过滤污水中的固态物。最后，悬浮填料可选用聚乙烯塑料，添加至净化系统中能够更好地帮助生物膜固定。这种材料外部形状为圆柱体，中心部分为网格状，因为这种材料的独特设计结构，能够有效解决污水净化过程中存在的堵塞、结团及流化性差等问题。此后，还需要针对缺氧区、好氧区以及厌氧区进行容积调整与区域划分，具体改造结构如图2所示。

图2 改造生物池的具体构造

3 实际运用情况分析

3.1 细化设计与分析

以上述改造方案与实施流程为基础搭建模拟仿真实验，对生物膜分离技术处理医院污水的可行性与科学性进行探究，并明确运用过程中存在的问题并进一步细化工艺。目前来说，医院污水处理系统对接管道为市政管网，因此进行医院污水处理时必须严格遵循《医疗机构水污染物排放标准》（下文简称《标准》）要求，按照此要求，MB 生物膜处理方法及传统污水处理方法的参数如表3所示。

3.2 MBR工艺出水化学需氧量的变化

MBR 生物膜工艺对于污水有机物处理效果较为明显，结合当前实验研究来看，MBR 生物膜对医院污水有机物的去除率可达95%。因为用途不同，医院污水产出的比重也不同，在COD 实际数值测量方面存在一定波动性。出水量在7.0~20 mg/L 时能够达到《标准》要求，由此可见借助MBR 工艺进行医院污水处理，在节省处理成本的同时，也提高了出水水质。

3.3 MBR出水悬浮物的变化

MBR 生物微滤膜是一种具有高截留能力的过滤技术，医院污水处理出水后的SS 数值较为理想，出水量可维持在0.15~6.35 mg/L。这一数值代表着医院可采用其他消毒方法对出水进行消毒，很大程度上节省了消毒剂成本投入。不仅减少了出水与消毒剂接触时间，还在灭杀病菌的基础上避免了因过量接触产生的消毒副产品问题。

3.4 MBR出水氨、氮含量指标的变化

结合模拟实验结果可知，MBR 出水氨、氮含量指标总体上处于量刑区间内，医院污水氨、氮元素去除率可达95%。与此同时，因为MBR 生物微滤膜的高截留特性可将出水浓度控制在5.5 mg/L 以下。从MBR 系统对污泥的过滤效果来说，停留时间保持在8 h 以上时能够增加污泥中硝化细菌的繁殖，医院污水过滤污泥多为活性污泥，因此在降低污水中氨、氮元素的同时还能控制污泥硝化细菌繁殖问题，将污泥中的各类菌群维持在一个平衡值内。

3.5 MBR出水微生物数量

医院污水出水微生物值是污水处理过程中关注的重点指标之一，为了使其达到排放标准，医院污水净化终端应结合二氧化氯消毒方式进行灭菌。在污水处理中，往往会使用强氧化剂作为处理剂之一，二氧化氯不仅具有强氧化性，且还具备优良的吸附能力与穿透能力。在医院污水处理过程中与污水接触后能够阻碍细胞代谢。与此同时，因为二氧化氯对氨化物、氯化物不产生显著反应，因此即便污水产生酸碱度变化也不会对预先设定的消毒指标产生较大影响。相较于氯，二氧化氯具有更强的灭活能力，将其作为最终消杀工序能够进一步控制大肠杆菌及其他病菌的流出。

3.6 消毒副产物

经MBR 工艺治理出水中，无论是有机物、微生物还是固体残留物都得到了有效的截留，出水含量明显降低。这说明医院污水处理使用MBR 工艺能够有效减少消毒剂使用量并减少其与消毒剂的接触时间，消毒副产物含量得到了有效抑制。在满足《标准》中对污水微生物含量要求基础上，可使用二氧化氯对MBR 生物膜工艺净化出水进行消毒，这种消毒也是对消毒副产物的消毒工序，减少了污水净化产生的二次污染。

4 MBR膜处理工艺应用验证

本研究主要按照上文叙述方法，将生物膜分离技术应用至某医院污水处理过程中，并对改造后的MBR 膜净化工艺进行了测试。出水水质测试结果图3所示。

图3 出水水质测试结果

由图3可见，在目标医院没有运用生物膜分离技术之前对其出水进行一次测试，随后对运用了MBR膜工艺处理后的出水水质进行了测试。测试时目标医院污水处理系统始终维持在16.5℃。对图3 中出水水质测试数据进行整合后可知，在目标医院运用MBR 生物膜工艺前，其污水处理最佳净化温度为15.4~16.9℃，运用MBR 生物膜工艺后，最佳污水净化温度为16.5℃。在运用MBR 生物膜工艺后，也很大程度上提高了曝气池总容量，提高了医院污水处理的硝化能力。上述结果证明医院污水处理对MBR 生物膜分离技术的运用，不仅改善了污水出水质量，还为医院污水处理改建方案提供了一种新的思路。医院在进行污水处理时，运用MBR 生物膜分离技术在加强污水净化能力的同时，净化出水质量、净化出水效率均可达到国家规定的一级A 标准，能够作为医院污水处理的一种有效方案。

5 结束语

以医院污水处理实际案例与具体改造项目作为研究基点，对生物膜分离技术在医院污水处理中的运用进行研究。研究重点主要是膜生物反应器的设计，借助高强度MBR 生物膜净化技术实现医院污水处理后出水净化质量的有效提高。与此同时，通过搭建模拟仿真实验的手段，对MBR 生物膜净化技术运用过程中产生的数据进行采集，明确了MBR 生物膜净化技术运行机理以及对各项指标的影响。通过后续的出水指标检测可知，医院污水处理应用膜生物分离技术能够显著提高出水净化质量，减少消毒剂使用。净化池污泥在长期接触消毒剂及污水的过程中，可能会导致硝化细菌大量繁殖，膜生物分离技术减少了污泥接触时间，对于加强医院净水处理、减少对周边环境的污染影响有着较强的经济价值与环保价值。