醫(yī)院污水處理工程中消毒劑選用問題的幾點探討

一、醫(yī)院污水處理現(xiàn)狀
1．醫(yī)院污水的來源及主要污染物
　　醫(yī)院排放污水的主要部門和設施有：診療室、化驗室、病房、洗衣房、X光照相洗印、動物房、同位素治療診斷、手術室等；另外，還有食堂、家屬宿舍等排放的生活污水。
　　醫(yī)院污水的主要污染物其一是病原性微生物；其二是有毒、有害的物理化學污染物，包括常規(guī)的用COD、BOD₅表示的有機污染物：其三是放射性污染物。
　　表1 醫(yī)院各部門排水情況及主要污染物

2.醫(yī)院污水的水質
    從對北京監(jiān)測中心近年來對北京部分醫(yī)院污水分質分析監(jiān)測結果。表中可以看出，醫(yī)院污水的COD含量為23～318mg/L，主要數(shù)值集中在120-280mg/L之間，如果沒有實測數(shù)據(jù)，個人認為設計可按COD 200mg/L來考慮；BOD₅數(shù)值在10～191mg/L之間；SS為17-190mg/L；pH值7-8；大腸菌群數(shù)為238×10⁵～238×10⁸個/L。

    醫(yī)院污水是一種特殊的污水，除含有部分化學性污染物外（化學污染物的危害是國外這幾年的研究重點），主要是病原體污染，如蛔蟲卵、肝炎病毒、結核菌、痢疾和其他流行病菌等。在醫(yī)院污水處理過程中，嚴格控制病原微生物隨污水排放顯得尤為重要。香港“陶大花園”的疫情表明，糞便污水也是“非典”傳染不可忽略的途徑，因此，對原有醫(yī)院污水處理系統(tǒng)安全性的重新評價和新建醫(yī)院污水處理設施的建設與管理受到國家有關部門（建設部、環(huán)保局等）的高度重視。

3.北京市的醫(yī)院情況及污水處理現(xiàn)狀
    北京市共有各級醫(yī)院806家，其中三級以上綜合醫(yī)院100多家，二級以上醫(yī)院幾百家，其他為一級各類小醫(yī)院。對北京地區(qū)97個綜合醫(yī)院進行調查，其中89個醫(yī)院對排放污水進行了處理，處理率92%，使用消毒情況為：用液氯消毒的49個，占55%；用次氯酸鈉發(fā)生器消毒的15個，占17%；用商品次氯酸鈉溶液消毒的8個，占9％；用二氧化氯消毒的7個，占8%；用臭氧消毒的3個，占3％，其他（主要是用漂粉精）7個，占8％。
    5個傳染病醫(yī)院有3個采用二級處理加氯消毒工藝，2個采用一級處理加氯消毒工藝。
    現(xiàn)在的醫(yī)院基本都有污水處理裝置，但建設水平和管理水平參差不齊，處理工藝基本都以氯化消毒為主，上二級生化處理的醫(yī)院很少。
    由此可見，醫(yī)院污水的消毒處理還停留在比較原始的方法上，一方面我們應將原始液氯消毒方法普遍化，同時我們是否也該在某些傳染病醫(yī)院推廣消毒效果更好的二氧化氯和臭氧發(fā)生裝置？
（注：文中所用部分數(shù)據(jù)摘自馬世豪等編著，《醫(yī)院污水污物處理》，化學工業(yè)出版社2000年。）

二、醫(yī)院污水處理中常見的幾種消毒工藝比較
1.二氧化氯的消毒特性及普羅名特二氧化氯發(fā)生裝置的特點：

分子式：     

作為氧化劑的反應方程式: ClO₂ + e- = ClO₂-        E₀= 0.95 V
                                  氯酸鹽

相對于不同微生物的消毒作用：

廣州佳環(huán)臭氧發(fā)生器因其獨特的特性而被多家醫(yī)院廣泛應用，其特性主要表現(xiàn)在:
1.單體設備發(fā)生量大，從7g/h直到10000g/h，為目前世界上能夠生產大容量二氧化氯發(fā)生裝置之首。
2.三重安全保護裝置，對醫(yī)院這種高負荷人流密集區(qū)有著高度安全的保障。
3.壁掛式結構，各組件集成為一體,占地面積小，同時方便安裝。
4.自動化程度高,操作簡單,使用方便，能夠精確控制投加量，保證消毒效果的同時，亦能夠降低成本。
5.ClO₂現(xiàn)場生成, 現(xiàn)場使用, 全系統(tǒng)處于安全封閉狀態(tài)下工作,不會對人身造成傷害,更不會產生泄漏現(xiàn)象。
6.生成的ClO₂純度高, 無任何附帶鹵化物, (因某些鹵化物致癌) 不會產生任何有害人體健康的物質。

2.臭氧的消毒特性及普羅名特臭氧發(fā)生裝置的特點：

臭氧分子式：

臭氧與其他消毒劑去除細菌和病毒情況的比較：

為保證充足的消毒效果，臭氧的濃度在0.4ppm時至少維持4分鐘。CT=0.4*4=1.6 (CT為濃度和時間的乘積)

廣州佳環(huán)臭氧發(fā)生器的設計特點：
    所有的Bono Zon型臭氧發(fā)生器都配有程控裝置、邏輯控制系統(tǒng)和監(jiān)測控制系統(tǒng)。在發(fā)生器或外部設備出錯時本裝置能很容易地被鎖定。裝有指示燈的模擬流程圖可以很清楚地顯示出系統(tǒng)的工藝過程和當前操作狀態(tài)。
    Bono Zon型臭氧發(fā)生器都裝有馬達驅動的調節(jié)變壓器，以便對臭氧的產生率進行隨意控制，發(fā)生器設有“手動”和“自動”兩種工作狀態(tài)。其標準型是根據(jù)德國工業(yè)標準DIN19627（<＝300^oC 和相對濕度<＝30％）的氣候條件專門設計的。如果要在更高的氣候條件下使用，則需要增加附加設備。Bono Zon臭氧發(fā)生器在適宜的氣候條件下，只要使用廉價的空氣干燥系統(tǒng)就可以很好地工作。
控制系統(tǒng)：
    計算機控制系統(tǒng)通過氧化還原電位和臭氧發(fā)生器變送器，既可實現(xiàn)自動控制，也可實現(xiàn)手動調節(jié)。通過手動調節(jié)電位器可以控制臭氧的發(fā)生量，電位差計的調節(jié)位置決定了放電系統(tǒng)的放電電壓。系統(tǒng)用一個閥值開關限定兩個極限電壓，即點火電壓和最大電壓，閥值開關以變壓器的次級電壓為參考信號，這樣，即使電源電壓不穩(wěn)定系統(tǒng)也能自行調節(jié)。
高壓變壓器:
    系統(tǒng)所需的高壓由單線圈的高壓變壓器產生,線圈中有正溫度系數(shù)的溫度檢測儀器,防止過載。
調壓器:
    利用電動調節(jié)器來調節(jié)和控制臭氧發(fā)生量,如果在濕度高達90%的熱帶地區(qū)使用, 可以提供油浸變壓器。
安裝:
    普羅名特Bono Zon臭氧發(fā)生器占地很少(符合DIN19627標準)。緊湊的積木式設計的配電箱可根據(jù)用戶的需要進行安裝, 甚至可以靠墻安裝.

三、應用臭氧進行消毒的工程實例
    以廣州石化總廠醫(yī)院污水處理系統(tǒng)改造為例，介紹臭氧發(fā)生器在此工藝中的應用。
1.設計依據(jù)及標準：《中華人民共和國污水綜合排放標準》（GB8979-1996）三級標準；部分一級標準。
2.設計污水水質水量及處理能力：處理水量為15m³/h。
    處理前后水質為：CODcr≤250mg/l，BOD₅≤150mg/l，SS≤150mg/l，糞大腸菌群數(shù)≤3.5×10³個/l。
    污水經(jīng)沉淀及臭氧消毒后，排放水質為：CODcr≤150mg/l，BOD₅≤80mg/l，SS≤70mg/l，糞大腸菌群數(shù)≤500個/l。
3.污水處理工藝
    門診污水先經(jīng)格柵隔除大顆粒的飄浮物及雜物，同時與化糞池的出水混合進入調節(jié)池，在調節(jié)池內，不同時間排出的污水能保持均勻，使后續(xù)處理工藝的處理負荷相對穩(wěn)定，同時可以平衡高峰期的出流量，使系統(tǒng)不至于因為瞬間水量過大而影響處理效果。
    在調節(jié)池出口處設置一級提升泵，采用自吸形式，以減少投資，然后污水進入平流式沉淀池布水廊道，通過布水墻進入平流式沉淀池，在沉淀池中，大部分的懸浮物被沉淀下來，沉積在池內的泥斗中，由設在操作間的污泥泵泵至化糞池內進行厭氧消化。
    沉淀池的出水進入集水池，集水池內設兩臺二級自吸式污水提升泵（兩臺，一用一備），污水泵由集水池內的液位控制器根據(jù)池內的液位來控制，保證污水處理系統(tǒng)連續(xù)運行。污水經(jīng)沉淀、水量、水質調節(jié)后，由泵泵至設備間，交由臭氧消毒裝置進行滅菌消毒，在臭氧接觸氧化塔中，各種細菌和病毒被最大限度地除去，同時，污水中的相當部分有機物質如CODcr及BOD₅也同時被氧化除去。處理后的污水由設備間內的污水泵（兩臺，一用一備）泵至清水池，最后自流進入市政排水管道。
    臭氧氧化塔的尾氣尚含有多余臭氧，通過管道引至調節(jié)池底，通過在池內安裝的穿孔管擴散，對污水作前處理，同時將多余的臭氧吸收，以除去臭味，保證工作人員的健康。
    隔柵內沉淀物定期運送至指定衛(wèi)生防疫部門處理。

   具體工藝流程為：污水→格柵→調節(jié)池→一級提升泵→沉淀池→二級提升泵→臭氧氧化塔→清水池

4.主要構筑物及設備
1)格柵井
    醫(yī)療污水與化糞池出水匯流到綜合池的進水砂井后，自流進入格柵井，井內設兩道手動格柵，第一道格柵的間隙為10mm，第二道格柵的間隙為5mm，將水中的大塊固形物去除，以保護污水提升泵。
2)調節(jié)池
    由原消毒池改造而成
    外形尺寸：5.0m×5.0m×3.0m
有效水深：2.5m
    有效容積：62.5m³
    沉淀時間：4.1h
3)平流式沉淀池：兩格
    外形尺寸：3.6m×5.9m×3.6m
    有效水深：2m
    表面負荷：0.7m³/m².h（按20 m³/h計算）
    有效容積：41m³
    沉淀時間：2.5h
    池內設集泥斗，泥斗內沉積的污泥每天用污泥泵吸出，送入化糞池中進行厭氧消化處理。
4)集水池
    由原虹吸定量池改造而成
    外形尺寸：2.9m×5.0m×3.0m
    有效水深：2.5m
    有效容積：24m³
    調節(jié)時間：1.6h
    集水池由兩臺自吸式污水提升泵，一用一備，將污水送入臭氧氧化塔中進行消毒處理。
    提升泵型號：2TC型，Q＝15m³/h，H＝15m，N＝1.5KW
5)臭氧發(fā)生裝置：
a)普羅名特BONa3A臭氧發(fā)生器一臺
    臭氧總發(fā)生量為240g/h；由相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)，冷卻水量：0.32m³/h。
b)臭氧氧化塔：1臺Φ2600×3000mm
    用陶瓷鮑爾環(huán)為填料，填料容積4.5m³；填料塔的有效容積為5m³，接觸時間為15分鐘。
    整個臭氧消毒系統(tǒng)在設備間內安裝，消毒間采用機械通風，保證操作間的工作環(huán)境；臭氧反應塔的尾氣用管道引至調節(jié)池，既吸收殘余的臭氧，又對污水作前處理，降低運行費用。
    與一般的醫(yī)院污水處理系統(tǒng)相比，廣州佳環(huán)污水處理系統(tǒng)采用最先進的臭氧、二氧化氯和紫外線消毒裝置取代氯氣或次氯酸鈉作為消毒劑，使得消毒作用更強有力，更為徹底，處理后污水達到規(guī)定的排放標準，是新一代醫(yī)院污水處理系統(tǒng)的關鍵技術設備。
    對已有的醫(yī)院污水處理系統(tǒng)而言，為節(jié)省投資，可以利用部分原有的設備結合部分普羅名特水處理設備達到同樣的處理效果。例如，可以單獨對原系統(tǒng)中的消毒部分進行改造，采用普羅名特專利技術制造的臭氧、二氧化氯發(fā)生裝置和紫外線消毒裝置，即可獲得理想的處理效果。
    為了更加有效地保護水環(huán)境，改善國內醫(yī)院污水治理現(xiàn)狀，佳環(huán)臭氧公司經(jīng)過多年研究和工程實踐，在污水處理過程中運用臭氧技術已經(jīng)取得了許多成熟的經(jīng)驗，不僅在技術上取得進展，而且在達到同樣的出水標準時，這種技術的運用大大降低了運行費用。這在國內已經(jīng)有了幾個成功的范例。
    廣州佳環(huán)運用于醫(yī)院廢水處理的臭氧系統(tǒng)承擔著消毒滅菌和氧化降低BOD、COD指標的雙重角色。
    佳環(huán)臭氧公司的經(jīng)驗說明了在現(xiàn)有的醫(yī)院一級處理流程基礎上，經(jīng)過普羅名特公司獨特系統(tǒng)工藝設計，使其處理后的出水各項水質指標已經(jīng)接近或達到二級處理流程的出水指標，具有較強的推廣意義。