武漢軍山方艙醫(yī)院如何高效、安全地處理污水？原來靠這套系統(tǒng)~
武漢軍山方艙醫(yī)院為新型冠狀病毒肺炎患者臨時(shí)定點(diǎn)收治單位，其產(chǎn)生的污水中含有大量的細(xì)菌、病毒等致病微生物、有機(jī)物、懸浮物等，具有較高的傳染性和危害性。
本文介紹該醫(yī)院污水處理的方式：“預(yù)處理+以膜生物反應(yīng)器為核心的智能一體化污水凈化系統(tǒng)（ICWT）+復(fù)合消毒”，處理后出水各指標(biāo)均可達(dá)到《醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18466-2005）所規(guī)定的排放限值要求。同時(shí)，系統(tǒng)全流程密閉，臭氣全收集消毒處理，避免了氣溶膠擴(kuò)散途徑。
一
方艙醫(yī)院污水設(shè)施需求
方艙醫(yī)院是為應(yīng)對本次新型冠狀病毒肺炎疫情所設(shè)立的臨時(shí)性集中收治點(diǎn)，其污水處理設(shè)施需滿足以下要求：
1、安全性要求高
其污水中含有大量細(xì)菌、病毒等致病微生物，具有空間污染、急性傳播和潛伏性傳染的危險(xiǎn)，若不能妥善處理，可能會導(dǎo)致環(huán)境的污染，引起病毒的擴(kuò)散、變異甚至出現(xiàn)疫情的擴(kuò)散，因此處理設(shè)施需對污染物，尤其是致病污染物具有較好的處理效果。
2、抗沖擊能力強(qiáng)
方艙醫(yī)院污水主要來自病人洗漱、洗浴、大小便等，排放時(shí)間相對集中，因此水量水質(zhì)的時(shí)變化較大，需要處理設(shè)施具有較強(qiáng)的抗沖擊能力。
3、安裝簡單快捷、系統(tǒng)啟動迅速
本處理設(shè)施是為了應(yīng)對疫情的臨時(shí)處理設(shè)施，工期十分緊張，整個(gè)運(yùn)行期預(yù)計(jì)為兩個(gè)月左右，因此需要快速安裝完成并調(diào)試投產(chǎn)。
4、全密閉處理
整個(gè)處理過程中污水、污泥、廢氣均應(yīng)密閉妥善處理，避免暴露，造成污染。
二
水量與水質(zhì)
1、廢水水量
軍山方艙醫(yī)院共設(shè)計(jì)床位1004張，根據(jù)《醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（HJ2029-2013）估算其污水量約為500t/d。
2、廢水水質(zhì)
本工程原水來源主要是醫(yī)院洗漱、洗浴等生活廢水，不包含放射、化驗(yàn)等特種廢水，參考相關(guān)規(guī)范及相似案例，確定其進(jìn)水水質(zhì)。
本工程出水水質(zhì)執(zhí)行《醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18466-2005）中表1的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）表1中一級標(biāo)準(zhǔn)的B標(biāo)準(zhǔn)。
具體進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)見表1。
表1
三
廢水處理流程
本工程為疫情期間臨時(shí)處理設(shè)施，需要在短時(shí)間內(nèi)建成并投入使用，因此選擇以膜生物反應(yīng)器（MBR）為核心的智能一體化污水凈化系統(tǒng)（ICWT）作為核心處理單元，配套必要的預(yù)處理、臭氣收集消毒系統(tǒng)、復(fù)合消毒處理后達(dá)標(biāo)排放，廢水處理流程如圖1所示。
醫(yī)院污水通過預(yù)消毒、化糞池預(yù)處理，上清液自流至調(diào)節(jié)池，水質(zhì)水量均質(zhì)調(diào)節(jié)后，由水泵泵送到ICWT設(shè)備中進(jìn)行生化處理，處理后的污水經(jīng)紫外及次氯酸鈉聯(lián)合消毒后排放。
生化系統(tǒng)排放的污泥經(jīng)過消毒濃縮后運(yùn)送至有處理資質(zhì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行集中處置，上清液回流至調(diào)節(jié)池。
為避免處理系統(tǒng)內(nèi)廢氣排放造成病毒的氣溶膠傳播，對整個(gè)處理系統(tǒng)進(jìn)行密閉，廢氣收集后經(jīng)過滅菌除臭處理后高空排放（圖2）。
圖2
四
工藝特點(diǎn)及設(shè)計(jì)參數(shù)
1、預(yù)處理單元
預(yù)處理單元主要由預(yù)消毒池、化糞池和調(diào)節(jié)池組成，其中預(yù)消毒池接觸時(shí)間為2h，化糞池停留時(shí)間約24h，調(diào)節(jié)池由現(xiàn)狀集水井改造，停留時(shí)間約為3h，用于水量水質(zhì)均質(zhì)。
2、智能一體化污水凈化系統(tǒng)
ICWT設(shè)備采用“AO+MBR”的主體工藝路線，主要由缺氧池、好氧池及膜池構(gòu)成，其中缺氧池停留時(shí)間約為4.5h，好氧池停留時(shí)間約為3.5h，系統(tǒng)總停留時(shí)間約8h。膜池污泥濃度約6-8g/L，膜池至缺氧池回流比100%-200%，BOD污泥負(fù)荷為0.041kgBOD5/(kgMLSS·d)，氨氮污泥負(fù)荷為0.023kgNH3-N/（kgMLSS·d）。此設(shè)備的應(yīng)用優(yōu)勢主要在于：
污染物去除效率高，出水水質(zhì)好
MBR處理工藝通過活性污泥的吸附和生物降解及膜絲截留等作用，對COD、氨氮等污染物有較高的去除效果，王秀麗[1]等采用MBR工藝處理醫(yī)院污水，氨氮平均去除率97.9%，COD平均去除率去除率為85.1%，出水濁度為0.63NTU，出水效果極佳。
膜絲孔徑為0.1um，并且膜絲表面會形成沉積層，經(jīng)過膜絲與表面沉積層的截留，大量致病微生物可被去除，根據(jù)相關(guān)研究，MBR膜對糞大腸桿菌等指標(biāo)微生物有2.8-4.0log的去除作用[2]。
工藝緊湊，集成度高，占地面積小
采用膜分離技術(shù)代替原有的沉淀、澄清等工藝，工藝流程緊湊；同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)微生物濃度高，容積負(fù)荷大，生化系統(tǒng)停留時(shí)間縮短，使得ICWT設(shè)備集成度較高，較傳統(tǒng)工藝節(jié)省占地50%以上。
污泥產(chǎn)生量小
MBR工藝在低污泥負(fù)荷、長污泥齡條件下運(yùn)行，剩余污泥產(chǎn)量相比常規(guī)活性污泥法減少約20%。
安裝方便，系統(tǒng)啟動快
ICWT處理設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì)，由箱體和設(shè)備間組合而成。箱體內(nèi)設(shè)置各反應(yīng)單元，設(shè)備間集成水泵、鼓風(fēng)機(jī)、加藥系統(tǒng)、儀表、電氣控制柜以及工藝管道等?？筛鶕?jù)污水凈化要求和現(xiàn)場用地實(shí)際情況可任意組合，組裝簡單，利用污水處理廠成熟污泥可快速啟動。疫情結(jié)束后還可放置他處繼續(xù)使用。
自動化程度高，可無人值守
ICWT處理設(shè)備采用PLC程序控制，同時(shí)可遠(yuǎn)程APP監(jiān)控和操作，自動化程度高，可無人值守，極大降低運(yùn)維人員現(xiàn)場操作所帶來的新冠肺炎病毒感染風(fēng)險(xiǎn)。
3、消毒單元
由于膜工藝本身對致病微生物有較好的去除作用，同時(shí)ICWT設(shè)備配備了紫外線消毒設(shè)備，紫外照射計(jì)量為30~40mJ/c㎡，照射時(shí)間>10s。利用適當(dāng)波長的紫外線對細(xì)胞的DNA或RNA進(jìn)行破壞，造成細(xì)胞死亡，達(dá)到殺菌效果，可以快速殺滅病毒，達(dá)到消毒滅菌的效果。
但是紫外線消毒方式不具備持續(xù)消毒作用，根據(jù)新型冠狀病毒污染的醫(yī)療污水應(yīng)急處理技術(shù)方案（試行）[3]要求，因此還需補(bǔ)充具有持續(xù)消毒作用的化學(xué)藥劑進(jìn)行消毒處理，本工程采用次氯酸鈉成品溶液進(jìn)行補(bǔ)充消毒。
次氯酸鈉不僅可作用于細(xì)胞壁、病毒外殼，而且因其分子小且不帶電荷，還可滲透入菌（病毒）體內(nèi)與菌（病毒）體蛋白、核酸和酶等發(fā)生氧化反應(yīng)或破壞其磷酸脫氫酶，使糖代謝失調(diào)而致細(xì)胞死亡，從而殺死病原微生物。采用“紫外+次氯酸鈉”聯(lián)合消毒的方式，對新型冠狀病毒進(jìn)行多形式、多重、持續(xù)滅殺，保障出水安全性。
4、廢氣處理單元
根據(jù)新型冠狀病毒肺炎應(yīng)急救治設(shè)施設(shè)計(jì)導(dǎo)則（試行）第二十五條的規(guī)定，污水處理需采用密閉系統(tǒng)，并尾氣應(yīng)當(dāng)進(jìn)行消毒處理。本工程對進(jìn)水井、調(diào)節(jié)池、一體化處理設(shè)備等處理單元所產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行密閉抽吸收集，保證整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)為微負(fù)壓運(yùn)行狀態(tài)，并對收集的尾氣進(jìn)行除臭滅菌處理。
本工程設(shè)計(jì)尾氣處理量為700m3/h。采用“高能離子+紫外光波”的工藝對其進(jìn)行處理。高能離子通過感應(yīng)使得病毒產(chǎn)生電性，使其自身吸附于病毒表面，首先改變了病毒形貌，將細(xì)胞表面與特異蛋白結(jié)合的錨點(diǎn)屏蔽。
其次，帶電的離子通過電子轉(zhuǎn)移破壞了蛋白的化學(xué)鍵，通常會將斷裂點(diǎn)的弱鍵打開，使得蛋白質(zhì)變性。激發(fā)器電源產(chǎn)生的微波屬于水的強(qiáng)烈吸收波段，且具有穿透性，會將病毒賴以生存的飛沫里的水分徹底蒸干，水在蒸發(fā)時(shí)的高溫將蛋白質(zhì)變性。激發(fā)器產(chǎn)生的多波段紫外光，同樣具有使蛋白質(zhì)變性的特點(diǎn)。
5、污泥處理
生化處理系統(tǒng)存在少量排泥，為保證污泥排放不對周邊環(huán)境造成不利影響，設(shè)置儲泥池一座，同時(shí)采用漂白粉進(jìn)行消毒，設(shè)計(jì)漂白粉投加量為10-20%的污泥量。
五
總 結(jié)
（1）針對疫情期間臨時(shí)收治點(diǎn)廢水傳染性高、工期緊、臨時(shí)性等特點(diǎn)，采用“預(yù)處理+MBR智能一體化污水凈化系統(tǒng)+復(fù)合消毒”工藝路線進(jìn)行處理。
（2）生化處理單元采用“AO+MBR”工藝；尾水采用“紫外線+次氯酸鈉”組合消毒方式進(jìn)行消毒；系統(tǒng)廢氣經(jīng)過收集后采用“高能離子+紫外光波”方式進(jìn)行除臭滅菌后排放；污泥投加漂白粉滅菌后交由專業(yè)處理機(jī)構(gòu)進(jìn)行集中處置。
參考文獻(xiàn)：
[1] 王秀麗. MBR系統(tǒng)處理醫(yī)院污水的運(yùn)行監(jiān)測及出水臭氧消毒研究[D]. 天津大學(xué), 2012..
[2] 孫迎雪. 膜生物反應(yīng)器處理醫(yī)院污水的消毒及消毒副產(chǎn)物研究[D]. 天津大學(xué), 2007.
[3] 生態(tài)環(huán)境部. 新型冠狀病毒污染的醫(yī)療污水應(yīng)急處理技術(shù)方案(試行).
[4] 衛(wèi)生健康委,住房城鄉(xiāng)建設(shè)部. 新型冠狀病毒肺炎應(yīng)急救治設(shè)施設(shè)計(jì)導(dǎo)則(試行).
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