文/王文忠 天津市环境保护科学研究院
马云 黑龙江省环境科学研究院
本文根据天津市环境保护科学研究院污水处理专家王文忠和黑龙江省环境科学研究院污水处理工程师马云的演讲整理。看完本文大概需要4分钟,但是可以全览中国医院污水处理的现状、存在问题、现有工艺及发展趋势。
卫生部统计数据显示:2016年全国共有医疗卫生机构99.3万个,医疗卫生机构床位747万张,医院床位数575万张,乡镇卫生院123万张,医院床位占比77%。
按照每张病床每天200~1000L的污水排放量计算,2016年医院的污水排放量是115万-575万m3/d。根据国家环保总局2013年对全国28个省(区、市)50床以上的医院污水处理的调查,50床以上的医院约占60%。
黑龙江省环境科学研究院对50床以上的医院进行污水排放的调研,发现被调查的8515家医院污水排放总量为82.34m3/d,实际处理量是67.95m3/d,处理率为82%。
值得注意的是,不同地区污水设备拥有率差异较大,北京、江苏等地的医院污水处理设备的拥有率较高,在90%以上,而内蒙、陕西和西藏等地的污水处理设备拥有率较低,在10%~30%。
一、中国医院污水处理存在问题
(一)污染物处理率低
医院污水的主要特征之一为来源及成分复杂,具有空间污染、急性传染和潜伏性传染的特征。常规医院污水处理由于活性污泥微生物种类和数量较少,系统内物理、化学、生化反应过程不完全,且病院微生物易出水排放、扩散,因此常规医院污水处理方法对污染物的处理效率不高。
(二)对空气污染严重
由于常规好氧生物系统无封闭措施,曝气供氧过程产生的气泡扩散形成了大量的气溶胶分子,在其表面附着了一些病原微生物,向空气中扩散传播,为传染病的传播打开一条通道。
(三)消毒副产物产量大
目前使用的消毒剂主要是液氮、次氯酸钠等含氯消毒剂,当污水中大量的有机物未被去除时进行消毒,不仅由于有机物消耗消毒剂导致消毒效果不好,而且还会产生大量的有机氯化物,它们是国际公认的致癌、致畸、致突变物质,是必须控制的污染物。
二、国外医院污水处理现状
发达国家对医院污水的管理非常严格,有严格的卫生安全管理体系。欧洲、北美和日本等国家在医院污水管理与处理方面都执行世界卫生组织WTO的要求,有的还严于该要求。
WTO在医院污水排放导则中指出,医院污水在下游城市污水处理厂具备以下条件时,可以只经消毒后排入市政下水管道:
(1)下游有运行良好的城市污水厂,其二级生化处理系统可以有效去除95%以上的致病微生物;
(2)城市污水处理厂的污泥经过有效的厌氧生物处理,处理后的污泥中的寄生虫卵少于1个/L;
(3)医院有严格的卫生安全管理体系,确保有害化学品、药剂、抗生素和放射性物质不被排入市政下水道;
(4)病人排泄物单独收集,并采用足量的消毒剂进行消毒后妥善处置。
如果不满足以上条件,则医院需要建立单独的污水处理设施进行处理。
而对医院污水的单独处理,WTO也提出具体要求。处理流程包括:初级处理、二级生化处理、深度处理和消毒。医院污水处理过程中产生的污泥含有大量的致病菌和寄生虫卵,应进行厌氧消化,也可以干燥后与医院的固体废物一起焚烧。
三、医院污水水质特点
医院各部门的功能、设施和人员组成情况不同,产生污水的主要部门和设施有 :诊疗室、化验室、病房、洗衣房、X 光照像洗印、动物房、同位素治疗诊断、手术室等排水;医院行政管理和医务人员排放的生活污水,食堂、单身宿舍、家属宿舍排水。
医疗机构污水中含有酸、碱、悬浮固体、BOD、COD 和动植物油等有毒、有害物质。废水水质类似于生活污水,但是较一般生活污水排放情况复杂,同时医疗机构污水受到粪便、传染性细菌和病毒等病原性微生物污染,具有传染性,可以诱发疾病或造成伤害,具有较高的安全隐患。
医院污水除具备以上特点外,还具有以下特点:水量波动大,和病床使用情况息息相关,空闲病床数越少日排水量越大,日接诊人数越大日排水量越高,而其集中在白天排放,晚上 10 点至早晨 4 点水量很小,几乎可以忽略不计。
四、医院污水处理工艺现状
(一)现有污水处理工艺
《医院污水处理设计规范》中根据不同排放去向的不同排放要求,归纳总结了成熟的处理工艺,包括一级处理工艺、二级和深度处理。
一级处理工艺包括 :“化粪池+ 格栅 +(调节池)+(沉淀)+ 消毒池”,根据实际情况适当设置调节池和沉淀池,根据水力条件决定是否设置提升系统,一级处理工艺仅适用于排放到有污水处理厂的下水道。
二级处理工艺 :“化粪池 + 格栅 + 调节池+ 生物处理 + 沉淀 + 消毒池”,具体的生物处理工艺多种多样,例如 SBR、普通活性污泥法、生物膜法以及各种变形工艺。深度处理工艺 :是在二级处理的基础上增加投药过滤处理单元,最后消毒后排放。
消毒工艺是医疗机构污水处理的最重要的环节,现在使用的消毒剂主要是氯系(次氯酸钠、二氧化氯等)、臭氧以及紫外,其中多为次氯酸钠和二氧化氯消毒工艺。
相对于 2004 年,现在国家及地方环保部门对医院污水提出了更严格的要求,以上提出的工艺路线适用范围变小或者受到限制,需要更完善的组合处理工艺来满足现有以及近期的要求。
(二)污水处理工艺的选择
处理工艺的选择应考虑达标排放的同事,考虑到经济可行性,以适合中国国情。对于传染病医院必须采用二级处理,并进行预消毒处理;若处理出水排入自然水体的医院必须采用二级处理;在二级处理工艺中,可采用活性污泥法、生物接触氧化法、膜生物反映器、曝气生物滤池等工艺,各种工艺优缺点及适用范围如下表。
表1 医院污水处理工艺比较
五、处理工艺发展趋势
我国水资源日益缺乏,节水、水资源循环利用将会涉及到各类用水环节,医疗机构也不例外。在重新修订的《建筑中水设计规范》中医疗机构(除结核病、传染病等)的污水作为中水水源由原来的“不宜”修正为“不限制”,也就是说医疗结构污水回用将会是一个必然的趋势,虽然其回用受限比较大。
医疗机构污水的回用势必要求污水处理工艺也要同步提高,原来以去除有机碳为主的主体生物处理工艺(SBR、接触氧化法等)已经逐渐不能满足处理要求。在更高程度去除 COD、BOD 等基础上,同时有脱氮除磷的要求,医疗机构污水处理工艺也要向满足以上要求的方向发展。
为应对医疗机构污水处理的高要求,我们经过研究开发,已提出了一套完整的、可行的先进处理工艺。应用最新组合处理工艺后,污水 CODCr ≤ 30mg/L、TP ≤ 0.1mg/L、氨氮≤ 5mg/L,浊度可以达到检出线以下,可以达到各方面的水质需求,扩大了处理工艺的适用范围。