方艙醫(yī)院為新型冠狀病毒肺炎患者臨時定點收治單位,其產(chǎn)生的污水中含有大量的細菌、病毒等致病微生物、有機物、懸浮物等,具有較高的傳染性和危害性。
方艙醫(yī)院污水設施需求
方艙醫(yī)院是為應對本次新型冠狀病毒肺炎疫情所設立的臨時性集中收治點,其污水處理設施需滿足以下要求:
1.安全性要求高
其污水中含有大量細菌、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,若不能妥善處理,可能會導致環(huán)境的污染,引起病毒的擴散、變異甚至出現(xiàn)疫情的擴散,因此處理設施需對污染物,尤其是致病污染物具有較好的處理效果。
2.抗沖擊能力強
方艙醫(yī)院污水主要來自病人洗漱、洗浴、大小便等,排放時間相對集中,因此水量水質的時變化較大,需要處理設施具有較強的抗沖擊能力。
3.安裝簡單快捷、系統(tǒng)啟動迅速
本處理設施是為了應對疫情的臨時處理設施,工期十分緊張,因此需要快速安裝完成并調試投產(chǎn)。公司常規(guī)型號的設備長期批量備貨,可滿足市縣級突發(fā)應急環(huán)保事件的需求,3-7天發(fā)貨,解決應急污水處理事件的燃眉之急。
4.全密閉處理
整個處理過程中污水、污泥、廢氣均應密閉妥善處理,避免暴露,造成污染。
二.水量與水質
1.廢水水量
方艙醫(yī)院共設計床位1004張,根據(jù)《醫(yī)療機構水污染物排放標準》(HJ2029-2013)估算其污水量約為500t/d。
2.廢水水質
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、化驗等特種廢水,參考相關規(guī)范及相似案例,確定其進水水質。
具體進出水水質指標見表1。
表1 進出水水質
三.廢水處理流程
本工程為疫情期間臨時處理設施,需要在短時間內(nèi)建成并投入使用,因此選擇以膜生物反應器(MBR)為核心的智能H3MBR一體化污水處理器作為核心處理單元,配套必要的預處理、臭氣收集消毒系統(tǒng)、復合消毒處理后達標排放,廢水處理流程如圖1所示。
醫(yī)院污水通過預消毒、化糞池預處理,上清液自流至調節(jié)池,水質水量均質調節(jié)后,由水泵泵送到設備中進行生化處理,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)過消毒濃縮后運送至有處理資質的機構進行集中處置,上清液回流至調節(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,對整個處理系統(tǒng)進行密閉,廢氣收集后經(jīng)過滅菌除臭處理后高空排放(圖2)。
▲ 圖1 污水處理流程
圖2 設備現(xiàn)場圖
四工藝特點及設計參數(shù)
1.預處理單元
預處理單元主要由預消毒池、化糞池和調節(jié)池組成,其中預消毒池接觸時間為2h,化糞池停留時間約24h,調節(jié)池由現(xiàn)狀集水井改造,停留時間約為3h,用于水量水質均質。
2.智能H3MBR一體化污水處理器
我司自主研發(fā)的這款一體化污水處理器,設備采用三菱化學MBR膜技術,結合間歇曝氣和間歇進水完成脫氮除磷,去除有機物,并通過三菱化學MBR膜組件進行泥水分離,穩(wěn)定達到一級A的排放標準產(chǎn)水。適用于醫(yī)院污水處理與回用。
此設備的應用優(yōu)勢主要在于:
污染物去除效率高,出水水質好
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,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。
對細菌、病毒等致病微生物有較好的過濾效果
膜絲孔徑為0.4um,并且膜絲孔徑均勻,大量致病微生物可被截留,根據(jù)相關研究,MBR膜對糞大腸桿菌等指標微生物有2.8-4.0log的過濾作用 [2]。
工藝緊湊,集成度高,占地面積小
采用膜分離技術代替原有的沉淀、澄清等工藝,工藝流程緊湊;同時系統(tǒng)內(nèi)微生物濃度高,容積負荷大,生化系統(tǒng)停留時間縮短,使得設備集成度較高,較傳統(tǒng)工藝節(jié)省占地50%以上。
污泥產(chǎn)生量小
MBR工藝在低污泥負荷、長污泥齡條件下運行,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
設備采用模塊化設計,由箱體和設備間組合而成。箱體內(nèi)設置各反應單元,設備間集成水泵、鼓風機、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。疫情結束后還可放置他處繼續(xù)使用。
自動化程度高,可無人值守
污水處理設備采用智慧云平臺,同時可遠程APP監(jiān)控和操作,自動化程度高,可無人值守,極大降低運維人員現(xiàn)場操作所帶來的病毒感染風險。
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,同時設備配備了紫外線消毒設備,紫外照射計量為30~40mJ/c㎡,照射時間>10s。利用適當波長的紫外線對細胞的DNA或RNA進行破壞,造成細胞死亡,達到殺菌效果,可以快速殺滅病毒,達到消毒滅菌的效果。
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)療污水應急處理技術方案(試行) [3]要求,因此還需補充具有持續(xù)消毒作用的化學藥劑進行消毒處理,本工程采用次氯酸鈉成品溶液進行補充消毒。
次氯酸鈉不僅可作用于細胞壁、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)生氧化反應或破壞其磷酸脫氫酶,使糖代謝失調而致細胞死亡,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急救治設施設計導則(試行)第二十五條的規(guī)定,污水處理需采用密閉系統(tǒng),并尾氣應當進行消毒處理。本工程對進水井、調節(jié)池、一體化處理設備等處理單元所產(chǎn)生的廢氣進行密閉抽吸收集,保證整個系統(tǒng)內(nèi)為微負壓運行狀態(tài),并對收集的尾氣進行除臭滅菌處理。
本工程設計尾氣處理量為700m3/h。采用“高能離子+紫外光波”的工藝對其進行處理。高能離子通過感應使得病毒產(chǎn)生電性,使其自身吸附于病毒表面,首先改變了病毒形貌,將細胞表面與特異蛋白結合的錨點屏蔽。
其次,帶電的離子通過電子轉移破壞了蛋白的化學鍵,通常會將斷裂點的弱鍵打開,使得蛋白質變性。激發(fā)器電源產(chǎn)生的微波屬于水的強烈吸收波段,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)時的高溫將蛋白質變性。激發(fā)器產(chǎn)生的多波段紫外光,同樣具有使蛋白質變性的特點。
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,設置儲泥池一座,同時采用漂白粉進行消毒,設計漂白粉投加量為10-20%的污泥量。
總 結
(1)針對疫情期間臨時收治點廢水傳染性高、工期緊、臨時性等特點,采用“預處理+MBR智能一體化污水凈化系統(tǒng)+復合消毒”工藝路線進行處理。
(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)處理機構進行集中處置。