医院污水处理工程中消毒剂选用问题的几点探讨

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医院污水处理工程中消毒剂选用问题的几点探讨
一、医院污水处理现状
1．医院污水的来源及主要污染物
医院排放污水的主要部门和设施有：诊疗室、化验室、病房、洗衣房、X光照相洗印、动物房、同位素治疗诊断、手术室等；另外，还有食堂、家属宿舍等排放的生活污水。
医院污水的主要污染物其一是病原性微生物；其二是有毒、有害的物理化学污染物，包括常规的用COD、BOD5表示的有机污染物：其三是放射性污染物。
表1 医院各部门排水情况及主要污染物
部门
污水类别
主要污染物
SS
COD
BOD
病原体
放射体
重金属
化学品
普通病房
生活污水
△
△
△
传染病房
含菌污水
△
△
△
△
△
动物实验室
含菌污水
△
△
△
△
△
放射科
洗印废水
△
△
△
△
△
口腔科
含汞废水
△
△
门诊部
生活污水
△
△
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肠道门诊
含菌污水
△
△
△
△
△
手术室
含菌污水
△
△
△
△
△
检验室
含菌污水
△
△
△
△
△
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洗衣房
洗衣废水
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△
△
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锅炉房
排污废水
△
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汽车库
含油污水
△
△
太平间
含菌污水
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△
同位素室
放射性污水
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△
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宿舍
生活污水
△
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食堂
含油污水
△
△
△
浴室
洗浴污水
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△
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解剖室
含菌污水
△
△
△
△
△
注：SS为悬浮固体；BOD为生物化学需氧量；COD为化学需氧量。△表示有污染物。
2.医院污水的水质
从对北京监测中心近年来对北京部分医院污水分质分析监测结果。表中可以看出，医院污水的COD含量为23～318mg/L，主要数值集中在120-280mg/L之间，如果没有实测数据，个人认为设计可按COD 200mg/L来考虑；BOD5数值在10～191mg/L之间；SS为17-190mg/L；pH值7-8；大肠菌群数为238×105～238×108个/L。     医院污水是一种特殊的污水，除含有部分化学性污染物外（化学污染物的危害是国外这几年的研究重点），主要是病原体污染，如蛔虫卵、肝炎病毒、结核菌、痢疾和其他流行病菌等。在医院污水处理过程中，严格控制病原微生物随污水排放显得尤为重要。香港“陶大花园”的疫情表明，粪便污水也是“非典”传染不可忽略的途径，因此，对原有医院污水处理系统安全性的重新评价和新建医院污水处理设施的建设与管理受到国家有关部门（建设部、环保局等）的高度重视。
3.北京市的医院情况及污水处理现状
北京市共有各级医院806家，其中三级以上综合医院100多家，二级以上医院几百家，其他为一级各类小医院。对北京地区97个综合医院进行调查，其中89个医院对排放污水进行了处理，处理率92%，使用消毒情况为：用液氯消毒的49个，占55%；用次氯酸钠发生器消毒的15个，占17%；用商品次氯酸钠溶液消毒的8个，占9％；用二氧化氯消毒的7个，占8%；用臭氧消毒的3个，占3％，其他（主要是用漂粉精）7个，占8％。
5个传染病医院有3个采用二级处理加氯消毒工艺，2个采用一级处理加氯消毒工艺。
现在的医院基本都有污水处理装置，但建设水平和管理水平参差不齐，处理工艺基本都以氯化消毒为主，上二级生化处理的医院很少。
由此可见，医院污水的消毒处理还停留在比较原始的方法上，一方面我们应将原始液氯消毒方法普遍化，同时我们是否也该在某些传染病医院推广消毒效果更好的二氧化氯和臭氧发生装置？
（注：文中所用部分数据摘自马世豪等编著，《医院污水污物处理》，化学工业出版社2000年。）
二、医院污水处理中常见的几种消毒工艺比较
1.二氧化氯的消毒特性及普罗名特二氧化氯发生装置的特点：
分子式：作为氧化剂的反应方程式:
ClO2 + e- = ClO2-        E0= 0.95 V
氯酸盐
相对于不同微生物的消毒作用：


普罗名特Bello Zon二氧化氯发生装置因其独特的特性而被多家医院广泛应用，其特性主要表现在:
1.单体设备发生量大，从7g/h直到10000g/h，为目前世界上能够生产大容量二氧化氯发生装置之首。
2.三重安全保护装置，对医院这种高负荷人流密集区有着高度安全的保障。
3.壁挂式结构，各组件集成为一体,占地面积小，同时方便安装。
4.自动化程度高,操作简单,使用方便，能够精确控制投加量，保证消毒效果的同时，亦能够降低成本。
5.ClO2现场生成, 现场使用, 全系统处于安全封闭状态下工作,不会对人身造成伤害,更不会产生泄漏现象。
6.生成的ClO2纯度高, 无任何附带卤化物, (因某些卤化物致癌) 不会产生任何有害人体健康的物质。
2.臭氧的消毒特性及普罗名特臭氧发生装置的特点：
臭氧分子式：

臭氧与其他消毒剂去除细菌和病毒情况的比较：
去除95%的病毒所需的时间
去除99%的细菌和大肠杆菌所需的时间
为保证充足的消毒效果，臭氧的浓度在0.4ppm时至少维持4分钟。CT=0.4*4=1.6 (CT为浓度和时间的乘积)
氧化还原电位氧化性的比较： 杀菌效果为有效氯的百分比
臭氧 2.07 CE(V)
二氧化氯 1.95 CE(V)
氯气 1.36 CE(V)
次氯酸钠 1.49 CE(V)
臭氧 263%
二氧化氯 135%
氯气 100%
次氯酸钠 95%
一级处理： 一级处理投加量:
污水排入有集中污水处理厂的城市下水道 解决生物性污染，如细菌、病毒类
臭氧 9-18 ppm
二氧化氯 10-20 ppm
氯气 30-50 ppm
次氯酸钠 30-50 ppm

二级处理： 二级处理投加量:
污水排入地面水域 解决生物性污染、理化性污染、有毒有害物质
臭氧 5-8 ppm
二氧化氯 5-10 ppm
氯气 15-25 ppm
次氯酸钠 15-25 ppm

普罗名特Bono Zon臭氧发生器的设计特点：
所有的Bono Zon型臭氧发生器都配有程控装置、逻辑控制系统和监测控制系统。在发生器或外部设备出错时本装置能很容易地被锁定。装有指示灯的模拟流程图可以很清楚地显示出系统的工艺过程和当前操作状态。
Bono Zon型臭氧发生器都装有马达驱动的调节变压器，以便对臭氧的产生率进行随意控制，发生器设有“手动”和“自动”两种工作状态。其标准型是根据德国工业标准DIN19627（<＝300oC 和相对湿度<＝30％）的气候条件专门设计的。如果要在更高的气候条件下使用，则需要增加附加设备。Bono Zon臭氧发生器在适宜的气候条件下，只要使用廉价的空气干燥系统就可以很好地工作。
控制系统：
计算机控制系统通过氧化还原电位和DULCOMETER变送器，既可实现自动控制，也可实现手动调节。通过手动调节电位器可以控制臭氧的发生量，电位差计的调节位置决定了放电系统的放电电压。系统用一个阀值开关限定两个极限电压，即点火电压和最大电压，阀值开关以变压器的次级电压为参考信号，这样，即使电源电压不稳定系统也能自行调节。
高压变压器:
系统所需的高压由单线圈的高压变压器产生,线圈中有正温度系数的温度检测仪器,防止过载。
调压器:
利用电动调节器来调节和控制臭氧发生量,如果在湿度高达90%的热带地区使用, 可以提供油浸变压器。
安装:
普罗名特Bono Zon臭氧发生器占地很少(符合DIN19627标准)。紧凑的积木式设计的配电箱可根据用户的需要进行安装, 甚至可以靠墙安装.
三、应用臭氧进行消毒的工程实例
以广州石化总厂医院污水处理系统改造为例，介绍臭氧发生器在此工艺中的应用。
1.设计依据及标准：《中华人民共和国污水综合排放标准》（GB8979-1996）三级标准；部分一级标准。
2.设计污水水质水量及处理能力：处理水量为15m3/h。
处理前后水质为：CODcr≤250mg/l，BOD5≤150mg/l，SS≤150mg/l，粪大肠菌群数≤3.5×103个/l。
污水经沉淀及臭氧消毒后，排放水质为：CODcr≤150mg/l，BOD5≤80mg/l，SS≤70mg/l，粪大肠菌群数≤500个/l。
3.污水处理工艺
门诊污水先经格栅隔除大颗粒的飘浮物及杂物，同时与化粪池的出水混合进入调节池，在调节池内，不同时间排出的污水能保持均匀，使后续处理工艺的处理负荷相对稳定，同时可以平衡高峰期的出流量，使系统不至于因为瞬间水量过大而影响处理效果。
在调节池出口处设置一级提升泵，采用自吸形式，以减少投资，然后污水进入平流式沉淀池布水廊道，通过布水墙进入平流式沉淀池，在沉淀池中，大部分的悬浮物被沉淀下来，沉积在池内的泥斗中，由设在操作间的污泥泵泵至化粪池内进行厌氧消化。
沉淀池的出水进入集水池，集水池内设两台二级自吸式污水提升泵（两台，一用一备），污水泵由集水池内的液位控制器根据池内的液位来控制，保证污水处理系统连续运行。污水经沉淀、水量、水质调节后，由泵泵至设备间，交由臭氧消毒装置进行灭菌消毒，在臭氧接触氧化塔中，各种细菌和病毒被最大限度地除去，同时，污水中的相当部分有机物质如CODcr及BOD5也同时被氧化除去。处理后的污水由设备间内的污水泵（两台，一用一备）泵至清水池，最后自流进入市政排水管道。
臭氧氧化塔的尾气尚含有多余臭氧，通过管道引至调节池底，通过在池内安装的穿孔管扩散，对污水作前处理，同时将多余的臭氧吸收，以除去臭味，保证工作人员的健康。
隔栅内沉淀物定期运送至指定卫生防疫部门处理。
具体工艺流程为：污水→格栅→调节池→一级提升泵→沉淀池→二级提升泵→臭氧氧化塔→清水池
4.主要构筑物及设备
1)格栅井
医疗污水与化粪池出水汇流到综合池的进水砂井后，自流进入格栅井，井内设两道手动格栅，第一道格栅的间隙为10mm，第二道格栅的间隙为5mm，将水中的大块固形物去除，以保护污水提升泵。
2)调节池
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
有效容积：62.5m3
沉淀时间：4.1h
3)平流式沉淀池：两格
外形尺寸：3.6m×5.9m×3.6m
有效水深：2m
表面负荷：0.7m3/m2.h（按20 m3/h计算）
有效容积：41m3
沉淀时间：2.5h
池内设集泥斗，泥斗内沉积的污泥每天用污泥泵吸出，送入化粪池中进行厌氧消化处理。
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
有效容积：24m3
调节时间：1.6h
集水池由两台自吸式污水提升泵，一用一备，将污水送入臭氧氧化塔中进行消毒处理。
提升泵型号：2TC型，Q＝15m3/h，H＝15m，N＝1.5KW
5)臭氧发生装置：
a)普罗名特BONa3A臭氧发生器一台
臭氧总发生量为240g/h；由相关统计数据，冷却水量：0.32m3/h。
b)臭氧氧化塔：1台Φ2600×3000mm
用陶瓷鲍尔环为填料，填料容积4.5m3；填料塔的有效容积为5m3，接触时间为15分钟。
整个臭氧消毒系统在设备间内安装，消毒间采用机械通风，保证操作间的工作环境；臭氧反应塔的尾气用管道引至调节池，既吸收残余的臭氧，又对污水作前处理，降低运行费用。
与一般的医院污水处理系统相比，普罗名特污水处理系统采用最先进的臭氧、二氧化氯和紫外线消毒装置取代氯气或次氯酸钠作为消毒剂，使得消毒作用更强有力，更为彻底，处理后污水达到规定的排放标准，是新一代医院污水处理系统的关键技术设备。
对已有的医院污水处理系统而言，为节省投资，可以利用部分原有的设备结合部分普罗名特水处理设备达到同样的处理效果。例如，可以单独对原系统中的消毒部分进行改造，采用普罗名特专利技术制造的臭氧、二氧化氯发生装置和紫外线消毒装置，即可获得理想的处理效果。
为了更加有效地保护水环境，改善国内医院污水治理现状，普罗名特公司经过多年研究和工程实践，在污水处理过程中运用臭氧技术已经取得了许多成熟的经验，不仅在技术上取得进展，而且在达到同样的出水标准时，这种技术的运用大大降低了运行费用。这在国内已经有了几个成功的范例。
普罗名特运用于医院废水处理的臭氧系统承担着消毒灭菌和氧化降低BOD、COD指标的双重角色。
普罗名特公司的经验说明了在现有的医院一级处理流程基础上，经过普罗名特公司独特系统工艺设计，使其处理后的出水各项水质指标已经接近或达到二级处理流程的出水指标，具有较强的推广意义。
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二氧化氯发生器
臭氧发生器
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