醫院生活污水改造方案設計

文_劉艷輝 中煤天津工程有限責任公司

1 原污水處理站簡介及存在的問題

原污水處理站設計處理能力1800m3/d，實際來水量1200m3/d，污水主要來自病房、門診、化驗室、手術室、廁所等場所的綜合廢水。設計進水水質CODcr為836mg/L，BOD5為584mg/L，氨氮為58.57mg/L，SS 為619mg/L，糞大腸菌群數≥2.4×104MPN/L，現有污水采用二級生化+消毒的處理工藝，具體流程詳見圖1。原處理站設計出水水質執行《醫療機構水污染物排放標準》（GB18466-2005）表2的排放標準，即CODcr≤60mg/L，BOD5≤20mg/L，氨氮≤15mg/L，糞大腸菌群數≤500MPN/L，腸道病毒和腸道致病菌不得檢出，出口總余氯2 ～8mg/L。

圖1 原污水處理站處理工藝

存在的問題：

①污水處理環節：接觸氧化池內填料脫落嚴重，曝氣效果不佳，且脫落的填料導致后續過濾單元嚴重堵塞，過濾單元無法正常運行，水處理系統處于癱瘓狀態。

②廢氣處理環節：污水處理站臭味嚴重，影響了周邊建筑環境。

③污泥處理環節：污泥未得到有效處置，系統排放污泥未經有效處理，靠污泥車外運，工作量極大。

④運行管理環節：運行管理混亂，未制定詳細的工作流程，導致系統出現故障后，不能及時排除故障，系統不能及時清淤，排泥，長此以往導致整個處理系統無法正常運行。

2 改造方案簡述

2.1 污水處理單元改造方案

現有處理站內生物單元未發揮其應盡的作用，分析其原因主要由于曝氣環境運行不佳，具體表現為曝氣風機風壓不足，生物接觸氧化池負荷大，生物填料脫落嚴重。擬解決以上存在的問題，需要完善現有污水處理工藝，校核原有接觸氧化池設計負荷，更換接觸氧化池內現有填料、原有曝氣風機及曝氣裝置,改造后的工藝流程圖詳見圖2。具體改造方案如下：

圖2 改造后工藝流程圖

①原有調節池及水解酸化池內增加潛水攪拌機，調節池內增加攪拌裝置可防止沉淀物在調節池內的沉積，水解酸化池內增加潛水攪拌機可增加回流污泥與水的有效解除，提高反應效率。

②更換接觸氧化池內填料，將接觸氧化池改造為MBBR 池。

拆除池內原有懸掛性填料，改為Natrix 懸浮填料，規格Φ80，比表面積380 ～800m2/m3。將接觸氧化池改造為移動床生物膜反應器（MBBR），MBBR 工藝兼具傳統流化床和生物接觸氧化法兩者的優點，依靠曝氣池內的曝氣和水流的提升作用使載體處于流化狀態，形成懸浮生長的活性污泥和附著生長的生物膜，使移動床生物膜使用整個反應器空間，充分發揮附著相和懸浮相生物兩者的優越性，提高了有機物去除率及脫氮效率。改造后填料總體積為400m3，填料填充率為1.27。

③將污水處理站現有接觸氧化池有效深度由6m 調整為4.5m，改造后有效容積為316m3，改造后生物池內污泥濃度維持在4000mg/L 左右，排泥間隔時間為24h，估算MBBR反應池容積負荷負荷為2.28kgBOD5/(m3·d)。

④更換曝氣風機及池內曝氣裝置，廢棄原有曝氣裝置，將曝氣裝置改為盤式微孔曝氣器，規格為Φ215mm，每個曝氣頭服務面積0.3m2/個。在MBBR 池內設DO 在線監測儀，并將檢測結果與PLC 控制系統連接，要求溶解氧濃度＞2.0mg/L，當濃度不滿足要求時，系統報警，提醒運行維護人員檢查曝氣系統。當溶解氧檢測儀出現故障時要求系統報警，提示維修。

2.2 污泥處理單元改造方案

本項目污泥未得到有效處置，未經脫水直接外運，目前工作量大，且污泥散發臭味嚴重，本次改造增加污泥脫水環節。設計增加污泥螺桿泵，螺旋離心脫水機1 套及配套PAM加藥裝置1 套。

2.3 增設廢氣處理工藝

根據現場調查，異味廢氣主要來源于污水預處理的格柵間，水解酸化池，污泥池等。污水在反應器中通過厭氧生物過程厭氧反應過程中產生小分子烴，硫化氫，氨氣、甲硫醇等有害廢氣，以及少量存在于廢水中的揮發性有機廢氣。這些組分不僅刺激味道，而且有毒。本次改造除臭范圍：格柵機、兩個水解酸化池、接觸氧化池、污泥池。除臭工程除臭總風量為6000m3/h，處理后滿足《惡臭污染物排放標準》及《大氣污染物綜合排放標準》GB16297-1996。

廢氣處理工藝流程詳見圖3，設計對污水處理間內可能產生廢氣的構筑物進行收集，廢氣統一收集輸送到廢氣處理間內，經噴淋塔和活性炭吸附塔內填料吸附和紫外線輻照消毒后由引風機送至高空。

圖3 廢氣處理流程

噴淋塔的主要去除對象為：NH3與H2S 等酸堿廢氣。酸堿廢氣處理（噴淋塔）主要的運作方式是酸霧廢氣不斷由風管引入凈化塔，經過填料層，廢氣與氫氧化鈉吸收液進行氣液兩相充分接觸吸收中和反應，酸霧廢氣經過凈化后，再經除霧板脫水除霧后由風機排入大氣。吸收液在塔底經水泵增壓后在塔頂噴淋而下，最后回流至塔底循環使用。

活性炭吸附塔的主要去除對象為：有機廢氣及臭味，工作原理為含有有機氣體或顆粒物經收集，管道輸送有機氣體進入活性炭塔，有機氣體進入塔內時，風速瞬間下降，氣體內的較大顆粒雜物便自然沉降入塔底部，而溶入氣體內的有機氣體部分隨氣體流向流進活性炭過濾層，有機氣體進入炭層時，有機氣體被活性炭吸附進炭內，而干凈的空氣穿過炭層進入出氣倉，氣體經過機械自吸后排入大氣中。

3 設備選型（見表1）

表1 主要設備機電目錄

4 通風系統改造

地下一層各設備房間、值班室及走廊，地下二層動力設備間等均考慮通風。通風方式采用機械通風方式滿足廢氣吸收間、消毒設備間、過濾間、儲藥間、廁所等房間的通風換氣要求。其中廢氣吸收間、消毒設備間、過濾間、次氯酸鈉儲藏間均為16 次，走廊10 次、廁所12 次、配電室15 次。對需要做廢氣收集的房間采取送風措施。補風量按房間排風量的80%考慮。

5 控制系統改造

污水處理系統改造后具有完整的監測和控制設備，污水處理采用可編程控制器（簡稱為PLC）來實現自動控制和監視。通過以太網接口與上位機通信?？刂葡到y可以通過上位機實現對上述系統及設備的集中監視、操作，并確保其正常、可靠、安全運行?？刂葡到y應能滿足工藝需要及《城鎮排水系統電氣與自動化工程技術規程》CJJ 120-2008 內相關要求，并能實現無人值班情況下的正常運行，最終使收集并經過處理的污水滿足要求而復用。

6 項目投資及運行費用估算

本項目總投資為459.82 萬元，其中：土建工程13.68 萬元；設備購置費349.52 萬元；安裝工程1.20 萬元；工程建設其他費用73.53 萬元；工程基本預備費21.90 萬元。經計算污水的投資成本為1.66 元/t，年運行費用為72.83 萬元。年運行費用詳細計算結果詳見表2。

表2 污水處理年運行費用估算

7 結語

本設計對醫院生活污水“水解酸化+接觸氧化+沉淀+石英砂過濾+消毒”典型工藝進行改造，改造后采用“水解酸化+MBBR+沉淀+石英砂過濾+消毒”，并增設污泥脫水系統及廢氣處理系統。改造后水處理站已運行4 年，運行期間水質穩定，污泥有效處置且水處理站及醫院院區內空氣質量明顯提升，在處理站原有有限空間內解決了污水、污泥及廢氣的有效處置，為類似改造工程的設計提供借鑒經驗。