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| MBR在醫療污水處理中的工程實例分析 |
| 發布者：成都優普環保設備工程有限公司 發布時間：2017/8/24 點擊次數：3215 |
我國大部分醫院沒有污水處理系統，大部分醫療廢水沒有處理就直接排放于自然水體或市政管網，很容易造成細菌、病毒的擴散。膜生物反應器(MBR)是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術，用膜組件代替了傳統活性污泥工藝中的二沉池，可進行高效的固液分離，克服了傳統工藝中出水水質不夠穩定、污泥容易膨脹等不足。具有過程密閉、杜絕二次污染、水處理效率高、出水水質優異、保障消毒效果、自動化程度高、占地少等特點。 1 MBR在我國的應用現狀 隨著MBR技術在我國的逐步成熟，該系統的處理對象從生活污水擴展到高濃度有機廢水和難降解工業廢水，如制藥廢水、化工廢水、食品廢水、屠宰廢水、煙草廢水、糞便污水等。近兩年來，膜生物反應器在國內已進入了逐漸成熟的階段。MBR在我國的應用實例表明：它對生活污水、高濃度有機廢水與難降解工業廢水的處理效果良好。對MBR的深入研究表明，將污水生物處理技術與膜分離技術相結合，可以首先利用生化技術降解水中的有機物，消除細菌、支原體、衣原體和病毒，然后利用膜 技術過濾懸浮物和水溶性大分子物質，降低水濁度，達到排放標準。膜生物反應器的這些技術特點使得它在醫療廢水的處理領域具有很大的潛力。 2 工程實例與分析 2.1 基礎資料 本工程環保總投資為58.85萬元，占地90.0 m2，主要處理門診大樓所排出的醫療廢水。門診大樓污水排放量為200 m3／d。經過1個月內4次的抽查檢測，該門診的排水和化糞池出水的混合水質的月平均值見表1。
污水處理后要求達到廣東省地方標準《水污染物排放限值》(DB 44／26—2001)第二時段一級標準(見表2)。
2.2 工藝流程 本醫院污水處理工程采用先進的膜生物反應器(MBR)工藝，每天連續運行24h，其工藝流程如圖1。醫療污水先經格柵隔除大顆粒的飄浮物及雜物，進入調節沉淀池，在調節沉淀池中，大部分懸浮物被沉淀下來，沉積在池內的泥斗中，由設在操作間內的污泥提升泵泵至污泥脫水干化器與膜生物反應器產生的污泥一起脫水處理。 調節沉淀池內設潛水式污水泵，污水泵由集水池內的液位控制器根據池內的液位來控制，保證污水處理系統的連續運行。污水經沉淀及水質水量調節后，由潛水泵泵至膜生物反應器，污水中的有機物經過生物反應器內微生物的降解作用，使水質得到凈化，膜生物反應器所需的氧氣由羅茨風機提供。而膜的作用主要是將活性污泥與大分子有機物及細菌等截留于反應器內，使出水水質達到外排要求，同時保持反應器內有較高的污泥濃度，加速生化反應的進行，最后由膜生物反應器出來的水可達標直接排放。沉淀下來的污泥由污泥泵提升至污泥脫水干化器，最后污泥外運。
2.3 主要構筑物及設備 2.3.1 格柵井 醫療污水與化糞池出水匯集到進水砂井后，自流人格柵井，井內設兩道手動格柵，第一道格柵的間隙為10 mm，第二道格柵的間隙為5 mm，截留水中懸浮物，減少后續處理負擔及避免影響泵的正常運行。 2.3.2 調節沉淀池 調節沉淀池的作用有均衡水量水質以及去除各種懸浮物等作用，減少后續處理的負擔，保證系統連續穩定地運行。 停留時間：HRT=14 h 外形尺寸：7 800mmX 3 600mm x 4 150mm 2.3.3 膜生物反應器 膜生物反應器由生物反應器與膜組件兩部分構成，主要有池體、膜組件、鼓風曝氣系統、泵及管道閥門儀表等。 停留時間：HRT=5 h 設計凈空尺寸：6000mmX2000mm×3 500mm 膜組件是本套系統的核心部件，出水水質的好壞及處理成本與其有直接的關系，由專業生產廠商提供，根據不同的水質要求，一般選擇的膜組件也不相同，本工程選擇有機膜，膜的孔徑在0.3微米，膜通 量為l2 L／(m 2.h)。鼓風曝氣系統采用羅茨風機+微孔膜曝氣器系統，管道上設有調節閥來調整膜組件的曝氣強度，以減輕膜污染。 2.3.4 設備及材料 (1)污水提升泵(調節沉淀池) 型號：WQ]0—8—0．75 規格：Q=10 m3／h，H=8 m，N=0．75 kW 數量：2臺(1用1備) (2)污水泵 型號：WQ10—10—1 規格：Q=10m3／h，H=10m，N=I kW 數量：2臺(1用1備) (3)污泥泵 型號：G30VW一102 數量：2臺(1用1備)，N=I kW (4)羅茨風機 型號：J 一50 規格：Qs=1.9 m3 ／min，P=44.1 kPa，N=3 kW 數量：2臺(I用I備) (5)曝氣軟管 管材質由聚氯乙烯和橡膠合成，內襯化學纖維線長度：38 m 2.4 MBR工藝處理醫療廢水的優勢 2.4.1 MBR對醫療廢水中病源性微生物去除的試驗分析 Berthold Gunder等利用膜分離(管式膜、板式膜、中空纖維膜組件)取代二沉池處理生活污水中試研究，對出水微生物進行了檢測，結果如表3。
從大部分膜(約0．4微米)的孔徑來看，膜孔徑要遠遠大于病毒的平均粒徑(200 nm)，因此，在主體料液中沒有懸浮固體條件下，膜本身對病毒沒有截留效果是可以理解的，但在活性污泥的過濾中對病毒卻體現出相當程度的去除，因此可以得出結論，在MBR對污水過濾過程中，在膜面形成了生物膜沉積層，使孔徑變小，從而實現對病毒的去除。這種去除機理包括：由于膜實際有效孔徑的減小的物理作用、由于沉積層對病毒吸附的化學作用以及沉積層中其他微生物對病毒吞噬的生物作用。 根據對MBR除菌的總結經驗數據，總結出MBR對病菌和病毒的去除效果見表4。從表4可知，MBR對病毒的總去除率可達到2.3 log(1og：以l0為底的對數，用以表示對細菌去除的數量級)，對細菌和病毒的去除率表現了極好的去除能力，其出水無需消毒即可達到相關的衛生標 準，可見其在醫療廢水中的應用有著廣闊的前景.
2.4.2 處理效果 該污水處理工程自2002年初投人運行以來十分穩定、處理效果良好。經過對該出水水質6個月的測量，BOD 、COD、SS的總去除效率6個月的平均值分別為97．3％、92．8％、99．3％，其出水的總平均值分別為4、l8、l mg／L，而檢測細菌和病毒的主要指標大腸桿菌數也非常低，總均值只有22個／L，遠遠優于要求的出水水質標準(見表5)。 2.4.3 MBR工藝與醫療廢水常用處理工藝的分析對比 以上分析可知MBR處理醫療廢水的效果是相當好的，特別是針對病源性微生物和病毒。而且，針對處理醫療廢水所需的綜合條件，它也有著其獨特的優點。由于醫療廢水是屬于高危險性的廢水，其污水 處理系統必須具備以下條件： (1)首先要求處理方法能有效地殺死或截留細菌和病毒。 (2)必須保證醫療廢水在未處理好之前不得外泄，并且要求不造成二次污染。
(3)對污水處理系統的自動化程度要求較高，必須易于管理和操作。 (4)醫院大都位于人口密集、地價較高的地段，處理系統的占地不能太大，且處理后的污泥量不宜太大。 MBR主要具有如下幾個特點： (1)濾膜出水水質優異，由于濾膜同時起生物載體和截污的作用，故水處理效率高，懸浮物非常低，作為檢驗細菌和病毒數量的大腸桿菌數也很低。它是唯一的對污水進行生物處理后出水無須消毒的工藝，出水可達一級標準，直接回用于非飲用水。 (2)MBR維持了較低的F／M 比(污泥負荷)，減少了剩余污泥的產量，甚至不排剩余污泥。 (3)MBR實現了水力停留時間(HRT)和污泥停留時間(SRT)的徹底分離，消除了傳統活性污泥工藝中的污泥膨脹問題。 (4)減少了二沉池，結構緊湊，整套裝置占地省，僅為傳統方法的四分之一，非常適用于人多地少的大城市，且基建投資少。 (5)過程密閉，杜絕二次污染。 (6)自動化程度高，更有利于對高危險性廢水治理的管理和控制。 由以上特點可知，MBR工藝對醫療廢水的處理是十分適用的，其針對性非常強，因此它在醫療廢水處理中的優勢也是顯而易見。由于對醫療廢水的病毒處理有特殊要求，污水處理中對其消毒效果有比較嚴格的要求。對于消毒工藝的應用，常用的工藝對比見表6。
2.5 效益分析 該污水處理設施的建成并投人運行不僅減少了污水排放量，而且使每年的污染物排放量明顯減少，這對于醫療廢水這種特殊的水污染源治理有著非常特殊的意義。污水處理設施的直接運營支出費用約為4 269元／月： (1)占地面積：90.0 m2(含鼓風機房)。 (2)設備負荷：總裝機容量為11.5 kW。 (3)處理費用主要包括人工費、動力費，運輸費： ① 設兼職管理人員一名，人工費為33．3元／d； ② 按0．75元，(kW·h)計，則電耗為87元／d； ③ 運輸費22元／d。 由此可知，處理費用為0.712元／m3 。若用平常的加氯消毒的工藝，不僅運行費用較高，還會在處理過程中生成多種有機氯化物，造成氯的二次污染。此外，污水處理達標后可免交超標排污費，又節約了一筆開支。綜上所述，污水處理設施的建設和運行對于醫療廢水的治理，不僅具有非常大的環境和社會效益，還有一定的經濟效益。 3 結語 MBR具有過程密閉、可杜絕二次污染、水處理效率高、出水水質優異、自動化程度高、占地僅為傳統方法的1／4等特點，對醫療廢水的治理效果非常好。但是目前膜生物反應器運行的動力費用較高且污泥濃度、混合液黏度等都影響膜通量，操作方式等也成為了限制膜生物反應器推廣的主要因素。隨著膜制造技術的進步，膜質量的提高和膜制造成本的 降低，MBR的投資與運行費用也會隨之大幅度降低。長遠來看，應用這一高新技術改造醫院污水處理系統非前景廣闊，因此國家環保總局將其列為醫療廢水的生物處理工藝予以推廣。 |
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