新型冠狀病毒肺炎醫(yī)療污水應(yīng)急處理技術(shù)

顏學(xué)升，廖燕，路懷亭，郭少輝

(1. 江蘇大學(xué)能源研究院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013； 2. 浙江水美環(huán)保工程有限公司，浙江 杭州 310010； 3. 浙江源態(tài)環(huán)?？萍挤?wù)有限公司，浙江 富陽(yáng) 311400)

傳染病醫(yī)院廢水是傳染性疾病專(zhuān)科醫(yī)院或綜合性醫(yī)院排放的醫(yī)療、生活廢水，含有大量傳染性病毒、細(xì)菌等病原微生物，具有空間污染、急性傳染和潛伏性傳染等特征，必須經(jīng)過(guò)有效處理才能排入下游污水處理廠[1].目前傳染病醫(yī)院廢水處理工藝有一級(jí)強(qiáng)化處理(混凝沉淀—過(guò)濾—?dú)飧?和二級(jí)強(qiáng)化處理(調(diào)節(jié)池—生物氧化—接觸消毒).一級(jí)處理對(duì)醫(yī)療廢水的有機(jī)污染物去除能力有限，且運(yùn)行費(fèi)用高；二級(jí)強(qiáng)化處理的主體為生物處理，輔助物化處理，具有廢水處理效果好、運(yùn)費(fèi)費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)[2].目前主流的生物處理工藝有傳統(tǒng)完全混合活性污泥工藝、SBR(sequencing batch reactor)工藝、CASS(cyclic activated sludge system)工藝、MBR(membrane bio-reactor)工藝以及MBBR(moving bed biofilm reactor)工藝等[3-5]，其中MBBR工藝具有很高的有機(jī)物、氨氮去除率，且工程投資和運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低，自控程度高.2020年，突如其來(lái)的新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)疫情席卷全球，針對(duì)新型冠狀病毒肺炎醫(yī)療污水處理研究成果極少.文中針對(duì)新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)醫(yī)療污水的水質(zhì)特點(diǎn)[6]，結(jié)合武漢雷神山醫(yī)院污水處理系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例，以滅殺新型冠狀病毒(2019-nCoV)為重點(diǎn)，擬采用“預(yù)消毒+MBBR生物膜法+混凝沉淀+折流消毒”的二級(jí)處理工藝對(duì)新型冠狀病毒肺炎醫(yī)療污水進(jìn)行處理[7]，污水處理設(shè)施嚴(yán)格按照《醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18466—2005)[8]和《醫(yī)院污水處理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ2029—2013)[9]進(jìn)行設(shè)計(jì)，以解決新型冠狀病毒肺炎醫(yī)療污水處理工程建設(shè)周期短、處理要求高的問(wèn)題.

1 污水水質(zhì)

雷神山醫(yī)院位于武漢市江夏區(qū)強(qiáng)軍路，救治對(duì)象為各醫(yī)院發(fā)熱門(mén)診和住院確診的新型冠狀病毒肺炎患者，全院共設(shè)床位1 600張，分為2個(gè)重癥醫(yī)學(xué)科病區(qū)、3個(gè)亞重癥病區(qū)及27個(gè)普通病區(qū).醫(yī)療污水排放量1 200 m3/d，按24 h計(jì)，排放量為50 m3/h.

該院污水主要為病房及ICU區(qū)域排水與清潔走廊、辦公區(qū)域排水，污水中含有大量細(xì)菌、病毒以及少量有機(jī)物及懸浮物，污水水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)值具體如表1所示，表中ρ(COD)，ρ(BOD)，ρ(SS)，ρ(NH3-N)，ρ(AVF)分別為化學(xué)需氧量、生化需氧量、懸浮物、氨氮、動(dòng)植物油質(zhì)量濃度，nfc為糞大腸桿菌群數(shù).

表1 污水水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)值

2 污水處理工藝

收集的污水進(jìn)入預(yù)消毒池，對(duì)病毒及細(xì)菌進(jìn)行滅活；消毒后的污水進(jìn)入化糞池，沉淀雜質(zhì)，并使大分子有機(jī)物水解.經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，使后續(xù)生化處理處于最優(yōu)條件.調(diào)節(jié)池出水進(jìn)入MBBR池，通過(guò)向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體，使微生物附著生長(zhǎng)于懸浮填料表面，形成一定厚度的微生物膜層.填料在鼓風(fēng)曝氣的擾動(dòng)下在反應(yīng)池中隨水流浮動(dòng)，帶動(dòng)附著生長(zhǎng)的生物菌群與水體中的污染物和氧氣充分接觸，污染物通過(guò)吸附和擴(kuò)散作用進(jìn)入生物膜內(nèi)，被微生物降解.MBBR出水進(jìn)入混凝沉淀池，通過(guò)投加PAC和PAM，進(jìn)一步去除污水中固體懸浮物.沉淀池出水進(jìn)入折流消毒池，采用液氯2次消毒后排入市政管網(wǎng)，工藝流程如圖1所示.

圖1 工藝流程圖

2.1 預(yù)消毒接觸池

預(yù)消毒接觸池采用成品玻璃鋼儲(chǔ)罐，單套尺寸為11.6 m×3.0 m×3.2 m，共計(jì)2套，同時(shí)配備液氯投加系統(tǒng)2套(1用1備).采用液氯消毒，液氯投加量為40 mg/L，水力停留時(shí)間為3.0 h.根據(jù)《醫(yī)院污水處理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ2029—2013)，傳染病醫(yī)院污水消毒接觸時(shí)間要求不小于1.5 h.鑒于預(yù)消毒接觸池的進(jìn)水有機(jī)物質(zhì)量濃度高、懸浮物較多，且目前缺少新型冠狀病毒耐受含氯消毒劑的投加量及接觸時(shí)間方面的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，文中將接觸消毒時(shí)間延長(zhǎng)至3.0 h，保證病毒及細(xì)菌的完全滅活.

2.2 化糞池

化糞池采用成品加強(qiáng)型三格式玻璃鋼化糞池，單套有效容積為100 m3，共計(jì)8套.水力停留時(shí)間為16.0 h，通過(guò)沉淀作用截留有機(jī)固體污染物，并使大分子有機(jī)物水解，同時(shí)去除部分含氮污染物.

2.3 調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池采用成品鋼制池體，單套尺寸為10.0 m×3.0 m×3.0 m，共計(jì)3套.內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)，防止污水中懸浮物沉淀累積，水力停留時(shí)間為4.8 h[10].必要時(shí)在調(diào)節(jié)池投加還原劑等化學(xué)調(diào)節(jié)劑，使得后續(xù)生化池不受前端高峰流量或質(zhì)量濃度變化的影響.

2.4 MBBR生化池

MBBR生化池采用成品鋼制池體，如圖2所示.單套尺寸為11.6 m×3.0 m×3.2 m，共計(jì)6套.MBBR池水力停留時(shí)間為7.5 h.

MBBR工藝，即載體流動(dòng)床生物膜工藝，是一種生物膜法與活性污泥相結(jié)合的高效污水處理工藝，通過(guò)向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體，使微生物附著生長(zhǎng)于懸浮填料表面，形成一定厚度的微生物膜層.反應(yīng)池內(nèi)生物濃度是懸浮生長(zhǎng)活性污泥工藝的2～4倍.MBBR工藝具有容積負(fù)荷率高、脫氮能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定、出水水質(zhì)優(yōu)良等特點(diǎn).載體上的高濃度的生物菌群可獲得很強(qiáng)的COD降解能力，一般對(duì)COD的去除效率可達(dá)到80%以上；生物膜的污泥齡長(zhǎng)，非常適宜于硝化菌的生長(zhǎng)，硝化菌質(zhì)量濃度高，因此硝化脫氮能力顯著，TN,NH3-N去除效果佳[6].

圖2 MBBR生化池現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景圖

2.5 混凝沉淀池

混凝沉淀池采用集機(jī)械混合、絮凝斜板沉淀于一體的高效沉淀池工藝，成品鋼制池體，單套尺寸為5.5 m×3.2 m×3.0 m，共計(jì)2套.水力停留時(shí)間為2.0 h.高效沉淀池是分離懸浮固體的一種常用工藝，高效沉淀通過(guò)加入絮凝劑、助凝劑，使膠體在一定的外力擾動(dòng)下相互碰撞、聚集，形成較大絮狀顆粒，從而使污染物被吸附去除.

2.6 折流消毒池

折流消毒池采用一體化箱式縱向折流反應(yīng)池，單套尺寸為12.0 m×3.0 m×3.0 m，共計(jì)4套，其中消毒池總?cè)莘e100 m3，液氯藥箱容積為1 m3.每套池子分3格，第1格每隔1 m設(shè)置縱向垂直擴(kuò)散板，第2格每隔2 m設(shè)置垂直折流板，第3格不設(shè).折流消毒池能使污水與消毒劑充分接觸，提升出水消毒效果.

本單元采用液氯消毒，加氯量為25 mg/L(有效氯)，水力停留時(shí)間為2.5 h，納管污水含氯量不小于8 mg/L，保證排放污水病毒及細(xì)菌滅活.

3 結(jié)果與分析

經(jīng)過(guò)7 d 24 h不間斷輪流奮戰(zhàn)，武漢雷神山醫(yī)院醫(yī)療污水處理站于2020年2月26日調(diào)試完成，進(jìn)入正常的運(yùn)營(yíng)階段.截至2020年4月7日醫(yī)院關(guān)閉，武漢雷神山醫(yī)院醫(yī)療污水處理站已運(yùn)行超1個(gè)月.對(duì)醫(yī)院污水處理設(shè)施的運(yùn)行效果進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，主要出水水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖3所示.

圖3 污水站出水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果

上述監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，正式運(yùn)營(yíng)開(kāi)始前2 d，除COD指標(biāo)未達(dá)到表1《醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18466—2005)中60 mg/L的要求外，其余指標(biāo)均滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)的要求；運(yùn)行2 d后，本應(yīng)急處理工程出水水質(zhì)達(dá)到并優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)要求，且處理效果穩(wěn)定.

4 結(jié) 論

1) 武漢雷神山醫(yī)院新型冠狀病毒肺炎醫(yī)療污水應(yīng)急工程采用“預(yù)消毒+MBBR生物膜法+混凝沉淀+折流消毒”的二級(jí)處理工藝，出水水質(zhì)達(dá)到《醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18466—2005)，處理效果穩(wěn)定、出水水質(zhì)良好.

2) 文中所有池體為全密閉式，同時(shí)采用PLC控制，實(shí)現(xiàn)了污水站自動(dòng)水位報(bào)警、自動(dòng)加藥、根據(jù)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)等功能，運(yùn)行期間安全可靠.

3) 文中所有處理單元均為一體化集成設(shè)備，建設(shè)速度快，即建即用，同時(shí)可靈活拆除，方便進(jìn)行異地重建或規(guī)?；臄U(kuò)容改造，適用于各種應(yīng)急工程建設(shè)及建設(shè)工期短的項(xiàng)目.