医院作为救死扶伤的重要场所,每日产生大量成分复杂、含有病原体、药物残留及化学物质的特殊废水。若未经妥善处理直接排放,将对公共健康与生态环境构成严重威胁。因此,高效、安全的医院污水处理系统至关重要。本文将系统阐述医院污水处理的主流方法、核心水处理设备及配件的研发与应用。
一、医院污水的特性与处理目标
医院污水通常具有水质水量波动大、含有病原微生物(细菌、病毒)、有毒有害化学物质(消毒剂、药剂残留、重金属)以及放射性物质等特征。其处理的核心目标在于:
- 彻底杀灭病原体:防止疾病传播。
- 高效去除有害化学物质:降低生态毒性。
- 达标排放或回用:满足日益严格的环保法规要求。
二、主流医院污水处理方法
现代医院污水处理通常采用“预处理 + 一级处理 + 二级处理 + 深度消毒”的组合工艺。
1. 预处理
旨在去除大颗粒悬浮物和特定污染物,保护后续处理单元。
- 格栅:拦截纱布、塑料等大块固体废弃物。
- 调节池:均化水质水量,保证后续处理稳定运行。
- 特殊废水预处理:对来自检验科、放射科、口腔科等的含重金属、放射性或高浓度有机废水,进行单独收集与预处理(如化学沉淀、小型专用处理设备)。
2. 一级处理(物理处理)
主要通过物理沉降去除悬浮物和部分有机物。
3. 二级处理(生物处理)
核心工艺,利用微生物降解溶解性有机物。常用方法包括:
- 活性污泥法及其变型(如A/O, A²/O工艺):在曝气池中通过微生物群落净化污水,能有效去除COD(化学需氧量)、BOD(生化需氧量)及进行初步脱氮除磷。
- 生物膜法(如生物接触氧化法、MBR膜生物反应器):微生物附着在填料或膜表面形成生物膜,处理效率高,剩余污泥少。其中,MBR工艺(膜分离与生物处理结合)因其出水水质优良、占地面积小,在医院新建或改扩建项目中应用日益广泛。
4. 深度处理与消毒(关键环节)
确保出水病原学指标安全达标的核心步骤。常用消毒技术有:
- 氯消毒(如次氯酸钠、二氧化氯):应用广泛,成本较低,但需注意控制氯代副产物的生成。
- 臭氧消毒:强氧化性,消毒效率高,能降解部分难降解有机物,无残留,但设备投资与运行成本较高。
- 紫外线(UV)消毒:物理方法,无二次污染,对隐孢子虫等氯耐受性病原体有效,常作为组合消毒的保障环节。
- 高级氧化技术(AOPs):如UV/H₂O₂、Fenton法等,用于处理难降解的抗生素残留、细胞毒性药物等“新兴污染物”,是当前研发热点。
三、核心水处理设备及关键配件
一套完整的医院污水处理系统由众多设备和配件精密构成。
1. 核心处理设备
MBR膜生物反应器成套设备:集成生物降解与膜过滤,是高端医院污水处理的主流选择。
二氧化氯/次氯酸钠发生器:用于现场制备消毒剂,安全性和自动化程度不断提升。
臭氧发生与投加系统:包括臭氧发生器、气水混合装置等。
紫外消毒模块:核心是紫外灯管和石英套管,需具备自动清洗功能。
* 污泥脱水设备(如叠螺式脱水机、离心脱水机):对产生的剩余污泥进行减量化处理。
2. 关键配件与材料的研发趋势
配件虽小,却直接影响系统稳定性、效率与寿命。当前研发聚焦于:
- 高性能膜材料:研发抗污染、高通量、长寿命的MBR膜、超滤/纳滤膜,用于深度处理与回用。
- 高效曝气器:开发传氧效率高、不易堵塞、节能的微孔曝气盘/管。
- 耐腐蚀/耐污染泵阀:针对污水腐蚀性和可能含有的纤维杂质,研发特种材质(如高质量不锈钢、工程塑料)和结构的泵、阀门。
- 智能传感器与在线监测仪表:如余氯、臭氧、UV强度、水质毒性在线监测仪,实现精准加药与过程控制。
- 自动化控制系统与物联网(IoT)集成:通过PLC/SCADA系统及物联网平台,实现远程监控、智能预警、故障诊断与能耗管理,推动“无人值守”智能化污水处理站的实现。
四、结论与展望
医院污水处理是一个多学科交叉的系统工程。未来的发展将更加注重:
- 全过程风险控制:从源头分类收集到末端深度处理,强化对新型污染物(如抗生素、抗药性基因)的去除。
- 工艺组合的优化与智能化:根据医院规模与性质,灵活组合生化、物化及高级氧化工艺,并深度融合智能控制技术。
- 设备与配件的精细化、高端化研发:持续提升核心设备效能与可靠性,开发更耐用、更智能的关键配件。
- 资源与能源回收:探索污水热能回收、中水回用及安全前提下污泥的资源化路径。
通过采用先进适宜的处理方法,并依托不断创新的水处理设备与配件,我们能够构建起安全、高效、绿色的医院废水处理屏障,切实保障水环境安全与公共卫生健康。