CN104829050A - 全自控医院污水处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

全自控医院污水无害化处理方法和装置，该方法包括：1)沉淀除渣步骤；污水自动流入初沉调节池，污渣被挖渣机自动排出水体，并收集进行无害化处理。2)水解均化步骤：将经过沉淀除渣的污水输送到水解均化池中进行水解均化；3)采用多孔隙载体填料微生物膜的生物接触氧化法的生化处理步骤；4)污泥沉淀分离步骤；5)化学消毒步骤：将步骤4)中的上清液输送到接触消毒池中用二氧化氯进行化学消毒；6)脱氯处理步骤：使用脱氯剂将经过了化学消毒处理的污水在脱氯池中进行脱氯处理，以便脱除污水中的活性氯。尤其，采用U形中空管状结构的定量定比投药器，将消毒剂二氧化氯或脱氯剂充分混合引入污水中进行无人24小时全自动无害化处理的新技术。

Description

全自控医院污水处理方法和装置

技术领域

本发明涉及全自控医院污水处理方法和装置，属于环境保护领域。

背景技术

现有的医院污水处理一般采用无动力自动同步双虹吸(倒虹吸)消毒装置、次氯酸钠发生器顺虹吸消毒装置、臭氧发生器消毒、电解食盐二氧化氯消毒等，其不足之处是：微生物处理不充分，没有脱氯处理，易造成二次污染，单个设备运行，自动化程度低，不能定时定量消毒处理，投药量不易控制，浪费严重、运行费用高，劳动强度大，污水处理效果差，污水排放很难达一GB18466-2005《医疗机构水污染物排放标准》，即COD_cr、BOD₅、NH3-N、余氯等不能达标排放。

生物氧化法，是各种污水处理最为常用的传统处理方法。利用鼓风曝气、机械曝气等，使污水中大量的丝状菌和真菌等微生物繁殖，这些微生物具有吸附和氧化污水中有害物质的能力，从而降低污水的COD和BOD，使污水达到净化的效果。也有些污水处理场采用厌氧和好氧并用的方法，即在厌氧过程中，厌氧微物生物繁殖、硝化和吸附水中有害物质。其缺点是会产生大量的活性污泥，且要进行污泥处理，加长了处理流程，增加工程费用，且在好氧曝气过程中造成对空气的二次污染。

对于医院污水的处理，常用的生物氧化方法有活性污泥法、生物接触氧化法、生物转盘法、塔式生物滤池法、射流曝气法等。

活性污泥法：优点是对不同水质的污水适应性强；缺点是运行稳定性差，易发生污泥膨胀和污泥流失，分离效果不够理想。适用于2000床以上的水量较大的医院污水处理工程。

生物接触氧化法：优点是抗冲击负荷能力高，运行稳定；容积负荷高，占地面积小；污泥产量较低；无需污泥回流，运行管理简单；缺点是部分脱生物膜脱落造成水中的悬浮固体浓度稍高。可用于1000床以上的大中规模医院污水处理工程，适用于场地小、中水量小、水波动较大和微生物不易培养等情况。

膜生物反应器：优点是抗冲击负荷能力量，出水水质优质稳定，有效去除SS和病原体占地面积小，剩余污泥产量低；缺点是气水比高，膜需进行反洗，能耗及运行费用高。适用于500床以下中小规模医院污水处理工程，医院面积小，水质要求高。

曝气生物滤池：优点是出水水质好，运行可靠性高，抗冲击负荷能力强，无污泥膨胀问题；容积负同且省去二次沉淀和污泥回流，占地面积小；缺点是需反复冲洗，运行方式比较复杂，反冲水量较大。适用于300床以下小规模医院污水处理工程。

生物接触氧化技术是在生物滤池的基础上发展起来的，从生物膜固定和污水流动来说，相似于生物滤池，从污水充满曝气和采用人工曝气池来看，又相似于活性污泥法。所以生物接触氧化法兼有生物滤池法和活性污泥法的优点。

在生物接触氧化法中，微生物主要以生物膜的状态固着在填料上，同时又有部分絮体或碎裂微生物膜悬浮于处理水中。最初，稀疏的细菌附着于填料表面，随着细菌的繁殖，在溶解氧和食料充足的条件下，生物膜逐渐加厚。废水中的溶解氧和有机物扩散到生物膜内，为好氧菌利用。但当生物膜长到一定厚度时，溶解氧无法向生物膜内扩散，好氧菌死亡，溶化，而内层的厌氧菌得到繁殖发展。经过一段时间后，厌氧菌数量亦开始下降，加上代谢气体的逸出，使内层生物膜出现许多空隙，附着力减弱，终于大块脱落，在脱落的填料表面，生物膜又重新生长，这样就使去除有机物能力保持在一定水平上。

生物接触氧化法中固着的生物与一般生物膜不同。在氧化池中采用曝气方式，不仅提供较充足的溶解氧，而且由于曝气搅动，加速了生物膜的更新，从而更加提高了膜的活力与氧化能力。另外，曝气会形成水的紊流，使固着的填料上的生物膜可以连续地、均匀地与污水相接触，避免生物滤池中存在的接触不良的缺陷。

发明内容

本发明的目的就是要克服现有技术中存在的缺陷和问题，提供一种效果好、能够达标排放、不造成二次污染、能定时定量消毒处理、处理成本低的医院污水无害化处理工艺。

本发明采用生物接触氧化法，并研发了一种采用AD系列高效微生物菌种培养技术，提高了微生物分解有机物的能力，降低了污水中有机物的含量，提高了医院污水的处理效率。

根据本发明的一个实施方案，提供医院污水的处理方法，该方法包括以下步骤：

1)沉淀除渣步骤：将医院污水输送到初步沉淀除渣池(初沉池)中进行沉淀除渣处理；

2)水解均化步骤：将经过沉淀除渣的污水输送到水解均化池中进行均化，并用厌氧菌进行水解处理；

3)生化处理步骤：将步骤2)中经过水解均化处理的污水输送到生化处理池中，利用放置于生化处理池中的多个流化床生物膜反应器或多个固定床生物膜反应器进行生化处理；其中在所述生物膜反应器中布置了多孔隙载体填料，并且在载体填料上生长形成了包括需要菌和生物酶和任选的厌氧菌的复合菌种的生物膜；

4)污泥沉淀分离步骤：将经过生化处理的污水输送到具有污泥下沉斜板的锥形沉淀池(称作斜板式沉淀池)中进行污泥沉淀分层，所得上层为清液，所得下层为污泥沉淀物；这种斜板式沉淀池设计能够实现污泥下沉分离。

5)化学消毒步骤：将步骤4)中的清液输送到投药池中并添加二氧化氯消毒液，然后转移到接触消毒池或化学消毒池中进行化学消毒；和

6)脱氯处理步骤：使用脱氯剂将经过了化学消毒处理的污水在脱氯池中进行脱氯处理，以便脱除污水中的活性氯。

二氧化氯的添加量例如可以是10-50mg/L，通常30-50mg/L；脱氯剂的用量例如是使得总余氯≤0.5mg/L的量。优选的是，上述脱氯剂是或选自硫代硫酸钠或亚硫酸钠中的一种或多种。

一般来说。在步骤1)中定期(例如每隔3-10天)将沉淀在初步沉淀除渣池的底部的渣除去(例如通过挖渣)；和/或，其中在步骤3)中每一级生化处理的时间(或平均停留时间)为2－50小时，例如5－30小时，如20小时。该处理时间或平均停留时间取决于生化处理池的温度。例如，冬季微生物活性较低，因此时间较长，而夏季微生物活性较高，因此时间较短。

优选的是，以上所述生物膜反应器中布置的多孔隙载体填料是具有氨基、巯基和羧基的聚氨酯泡沫塑料。一般，具有氨基、巯基和羧基的聚氨酯泡沫塑料的比表面积是8000-35000m²/m³，优选12000-28000m²/m³，更优选15000-25000m²/m³。优选的是，该泡沫塑料的孔隙度是60-90％(vol)，优选65-85％(vol)。

在本申请中，在生化处理池中的生化反应器优选采用流化床型反应器。

多孔隙载体填料一般制成立方状填料，例如正方体和长方体。这些立体状载体填料以多层结构排列在生物膜反应器中，相邻的两层之间留有间隙让水流通过。

载体密度与水的密度接近，载体在水中呈悬浮状，应用于流化池型的生化处理池中。这些结构设计具有比表面积大，单位体积内生物量高，接触均匀，传质速度快，压力损失低等优点。

载体立体多孔隙结构能够满足不同微生物种群(需氧菌和厌氧菌)的繁殖生长，外部或外层附着的需氧菌能迅速消耗水体中的溶氧，并将代谢产物转移，载体中部的微生物继续分解上级的代谢物，溶氧得到进一步的消耗，达到内部填料结构时，形成厌氧微生物种群，从而使载体由内之外达到厌氧、缺氧和好氧的微生物结构，实现硝化与反硝化作用同步进行，对大分子有机物和总氮、总磷等皆有很高的去除效果。

优选的是，以上所述的复合菌种是从碧沃丰公司商购的AD菌剂。它一方面含有需氧菌和任选的(可含有或不含有)厌氧菌，另一方面还含有生物酶如淀粉酶和脂肪酶。

在步骤2)中，可以在水解均化池中放置生物膜，厌氧菌可接种到生物膜中，利用接种有厌氧菌的生物膜进行水解处理。厌氧菌种可以是通常用于污水处理的厌氧菌种，例如市售的厌氧颗粒污泥。

菌种的投加量可以是本领域通常用于污水处理的量，例如可以是0.1～0.5％。

优选的是，在具有氨基、巯基和羧基的聚氨酯泡沫塑料中氨基、巯基和羧基的含量之和是0.1-5wt％，优选0.3-4wt％，更优选0.5-3wt％，基于泡沫塑料的总重量。优选的是，氨基、巯基和羧基的摩尔比是10-50:0.5-5:1-6，更优选15-40:0.8-4:1.5-5。通过采用聚合物多元醇(例如聚酯多元醇或聚醚多元醇)、含羟基的C2-C10有机硫醇化合物(如2-羟基乙硫醇或1,3-二羟基-丁硫醇)和二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸作为多元醇组分反应原料，与二异氰酸酯单体反应原料(如MDI和TDI)在发泡剂存在下进行混合获得反应混合物，然后反应和发泡，制备聚氨酯泡沫。例如在反应混合物中，其中按照异氰酸酯基团、巯基和羧基的摩尔比为10-50:0.5-5:1-6，更优选15-40:0.8-4:1.5-5来选择二异氰酸酯单体、含羟基的C3-C10有机硫醇化合物和二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸的用量。

本发明的发明人意外地发现，通过在聚氨酯泡沫塑料中同时引入上述摩尔比的氨基、巯基和羧基，这些活性基团能够与微生物的肽链氨基酸残基相互作用，形成离子键结合或共价键结合，将微生物和酶牢固地固定在载体上。并且发现，巯基的引入进一步增强了所述的相互作用。

优选的是，在斜板式沉淀池与投药池之间采用中空管状结构的包括前段(A)和后段(B)的第一投药器，将二氧化氯消毒剂引入流过该第一投药器的污水流股中与污水混合并从投药器的出口(10)输送到接触消毒池中，其中该中空管形投药器的前段呈现“U”形和后段(B)包括平台段(8)和出口下降段(9)，并且该“U”形的上升段(5)与该第一投药器的后段(B)的平台段(8)和出口下降段(9)一起呈现“倒U”形或呈现虹吸管结构形状，在该投药器的后段(B)设置一个与消毒剂计量泵连接的投药支管(6)，该投药器的出口(10)通向接触消毒池。

此外，在接触消毒池与脱氯池之间采用中空管状结构的包括前段(A)和后段(B)的第二投药器，将脱氯剂引入流过该第二投药器的污水流股中与污水混合并从第二投药器的出口(10)输送到脱氯池中，其中该中空管形投药器的前段呈现“U”形和后段(B)包括平台段(8)和出口下降段(9)，并且该“U”形的上升段(5)与该第二投药器的后段(B)的平台段(8)和出口下降段(9)一起呈现“倒U”形或呈现虹吸管结构形状，在该第二投药器的后段(B)设置一个与脱氯剂计量泵连接的投药支管(6)，该投药器的出口(10)通向脱氯池。

另外，步骤2)的均化是通过如下步骤来进行的：将污水送入设有均化布水管的水解均化池，该均化布水管穿过水解均化池的壁而延伸进入到池的底部并且在布水管上由近(端)及远(端)逐渐增多射水孔，使远近的污水均匀由四周往上冒，使污水的水质得以均化，其中布水管的喷射水来自均化池内的污水。水解则是通过在水解均化池中接种的厌氧菌(例如厌氧颗粒污泥)来进行。

另外，在步骤1)中从初沉池中除去的沉渣被送去填埋或焚烧。

优选的是，在步骤4)中从斜板沉淀池中除去的污泥沉淀物，任选地在添加二氧化氯或漂白粉之后，被送去填埋或焚烧。

本发明还提供用于上述方法中的装置，该装置包括(按照污水的流向)：

初沉池(101)，水解均化池(102)，生化处理池(或称作生物接触氧化池)(103)，具有污泥下沉斜板的锥形沉淀池(或称作斜板沉淀池)(104)，投药池(105)，接触消毒池(106)和脱氯池(107)。

其中在生化处理池中布置了以上所述的多个流化床生物膜反应器或多个固定床生物膜，并且在所述生物膜反应器中布置了以上所述的多孔隙载体填料，并且在载体填料上生长形成了包括需要菌和生物酶和任选的厌氧菌的复合菌种的以上所述生物膜。

优选的是，在斜板式沉淀池与投药池之间采用中空管状结构的包括前段(A)和后段(B)的第一投药器，将二氧化氯消毒剂引入流过该第一投药器的污水流股中与污水混合并从投药器的出口(10)输送到接触消毒池中，其中该中空管形投药器的前段呈现“U”形和后段(B)包括平台段(8)和出口下降段(9)，并且该“U”形的上升段(5)与该第一投药器的后段(B)的平台段(8)和出口下降段(9)一起呈现“倒U”形或呈现虹吸管结构形状，在该投药器的后段(B)设置一个与消毒剂计量泵连接的投药支管(6)，该投药器的出口(10)通向接触消毒池。

进一步优选的是，在接触消毒池与脱氯池之间采用中空管状结构的包括前段(A)和后段(B)的第二投药器，将脱氯剂引入流过该第二投药器的污水流股中与污水混合并从第二投药器的出口(10)输送到脱氯池中，其中该中空管形投药器的前段呈现“U”形和后段(B)包括平台段(8)和出口下降段(9)，并且该“U”形的上升段(5)与该第二投药器的后段(B)的平台段(8)和出口下降段(9)一起呈现“倒U”形或呈现虹吸管结构形状，在该第二投药器的后段(B)设置一个与脱氯剂计量泵连接的投药支管(6)，该投药器的出口(10)通向脱氯池。

在生化处理池中，微生物主要以生物膜的状态固着在填料上，同时又有部分絮体或碎裂微生物膜悬浮于处理水中。最初，稀疏的细菌附着于填料表面，随着细菌的繁殖，在溶解氧和食料充足的条件下，生物膜逐渐加厚。废水中的溶解氧和有机物扩散到生物膜内，为好氧菌利用。但当生物膜长到一定厚度时，溶解氧无法向生物膜内扩散，好氧菌死亡，溶化，而内层的厌氧菌得到繁殖发展。经过一段时间后，厌氧菌数量亦开始下降，加上代谢气体的逸出，使内层生物膜出现许多空隙，附着力减弱，终于大块脱落，在脱落的填料表面，生物膜又重新生长，这样就使去除有机物能力保持在一定水平上。

对于本发明采用上述生化处理池的方法，从生物膜固定和污水流动来说，相似于生物滤池，从污水充满曝气和采用人工曝气池来看，又相似于活性污泥法。所以生物接触氧化法兼有生物滤池法和活性污泥法的优点。

在生化处理池中中采用曝气方式。这不仅提供较充足的溶解氧，而且由于曝气搅动，加速了生物膜的更新，从而更加提高了膜的活力与氧化能力。另外，曝气会形成水的紊流，使固着的填料上的生物膜可以连续地、均匀地与污水相接触，避免生物滤池中存在的接触不良的缺陷。

本发明中也可以采用普通的菌种，例如胶团菌与丝状菌的复合菌种(例如按照0.5-2:1的重量比或数量比)，代替上述的AD菌剂，但是效果差一些，因此属于本发明的非优选的、一般的实施方案。

优选的是，步骤3)中可进行多级的生化处理，其中每一级是在单独一个生化处理池中进行。例如，采用2级生化处理时，依次在串联的2个生化处理池中进行。当采用3级生化处理时，依次在串联的3个处理池中进行。当采用4级生化处理时，依次在串联的4个处理池中进行。依次类推。

通过对经过水解均化处理的医院污水用好氧菌进行多级微生物处理；医院污水在生物接触氧化池中曝气机曝气增氧的情况下，通过生物接触氧化池中生物填料上的好氧菌的分解作用，消除污水中的有机物质，降解COD、BODNH3等指标。

优选的是，在步骤1)中定期(例如每隔3-10天)将沉淀在初步沉淀除渣池的底部的渣除去(例如通过挖渣)；和/或，其中在步骤3)中每一级生化处理的时间为5－50小时，优选10－15小时。

优选的是，采用“U”型管道结构的投药器，能有效阻止消毒剂或脱氯剂有害气流返流至生物接触氧化池内，破坏生物菌团的生长等问题。

具体而言，在斜板式沉淀池与接触消毒池之间采用中空管状结构的包括前段(A)和后段(B)的第一投药器，将二氧化氯消毒剂引入流过该第一投药器的污水流股中与污水混合并从投药器的出口(10)输送到接触消毒池中，其中该中空管形投药器的前段呈现“U”形和后段(B)包括平台段(8)和出口下降段(9)，并且该“U”形的上升段(5)与该第一投药器的后段(B)的平台段(8)和出口下降段(9)一起呈现“倒U”形或呈现虹吸管结构形状，在该投药器的后段(B)设置一个与消毒剂计量泵连接的投药支管(6)，该投药器的出口(10)通向接触消毒池。

此外，在接触消毒池与脱氯池之间采用中空管状结构的包括前段(A)和后段(B)的第二投药器，将脱氯剂引入流过该第二投药器的污水流股中与污水混合并从第二投药器的出口(10)输送到脱氯池中，其中该中空管形投药器的前段呈现“U”形和后段(B)包括平台段(8)和出口下降段(9)，并且该“U”形的上升段(5)与该第二投药器的后段(B)的平台段(8)和出口下降段(9)一起呈现“倒U”形或呈现虹吸管结构形状，在该第二投药器的后段(B)设置一个与脱氯剂计量泵连接的投药支管(6)，该投药器的出口(10)通向脱氯池。

优选的是，步骤2)的均化是通过如下来进行的：将污水送入设有均化布水管的水解均化池，该均化布水管穿过均化池的壁而延伸进入到池的底部并且在布水管上由近(端)及远(端)逐渐增多射水孔，使远近的污水均匀由四周往上冒，使污水的水质得以均化，其中布水管的喷射水来自水解均化池内的污水。另外，通过投入的厌氧颗粒污泥(厌氧菌)进行水解处理。

一般，对经微生物处理的医院污水进行自动污泥分离出的污泥进行堆腐和消毒，再晒干送医疗废弃物处理中心焚烧后排放。

优选的是，在步骤1)中从初沉池中除去的沉渣被送去填埋或焚烧。另外，在步骤4)中从斜板沉淀池中除去的污泥沉淀物，任选地在添加二氧化氯或漂白粉之后，被送去填埋或焚烧。

另外，本发明设计了一种U型投药器，与原有的投药器相比，它可以根据医院污水量大小设计不同规格，同时由于U型管的水封作用，能有效阻止消毒气流回流至生化池破坏生物菌团的生长。

U型投药器能根据医院污水量的大小设计不同规格，其采用中空管状结构，在U型投药器中间设计一个与消毒剂(脱氯剂)计量泵连接的投药连管，在污水流动过程中定比定量的投加消毒药剂(脱氯药剂)，充分混合后带入消毒池(脱氯池)内，从而实现药剂与污水充分混合，达到消毒(脱氯)的目的，同时通过U型管的水封作用，有效的阻止消毒药剂流至生物接触氧化池。

此外，以上所述方法还包括，在5)化学消毒步骤之后和在6)脱氯处理步骤之前：

5a)对化学消毒之后的污水进行等离子体消毒处理。

此外，以上所述方法还包括，在5a)等离子体消毒步骤之后和在6)脱氯处理步骤之前：

5b)生物除臭处理。

更具体而言，本发明的医院污水无害化处理工艺过程如下：

(1)医院污水经格栅、初沉池流入调节池内，通过污水泵提升至水解均化池；

(2)污水经水解均化池后流入生物接触氧化池(内含无噪音生化机组、反渗透生物模块及培养的生物菌团)、斜板沉淀池(污泥沉淀)，继而流经投药池，通过U型投药器进行定比定量投加二氧化氯消毒剂；

(3)经处理的污水再在流经脱氯池进行脱氯处理，消除化学消毒剂产生的二次污染；

(4)对污水进行采样，用余氯自动检测仪进行检测，达标后排放。

全自动控制过程如下：

(1)前处理过程：采用全自控装置，设定相关技术参数。

(2)自动挖渣控制过程：自动控制系统给挖渣机去信号并给电，挖渣机与污水泵同时启动，污水中的悬浮物流经挖渣机实现自动去渣。当初沉池内污水积累了设定量时，液位控制电路控制的污水泵或者阀门起动，将污水自动送入设有均化布水管的水解均化池，该均化布水管由近及远逐渐增多射水孔，使远近的污水均匀由四周往上冒，使污水的水质得以均化。

(3)自动生化控制过程：医院污水经过水解均化后流经多个生物接触氧化池，在生物接触氧化池内安装多个曝气延时开关电路，控制曝气机的进气。

(4)自动消毒控制过程：经生化处理后的污水流经投药池，自动控制系统给1号延时器延时信号，并给消毒机组去电工作并投加定量定比的消毒液，实现杀死污水中病菌和病毒的目的。

(5)自动脱氯控制过程：污水经消毒处理后流入脱氯池，自动控制系统给2号延时器延时信号，给脱氯机组去电工作并投加定量定比的脱氯剂，去掉污水中的余氯。

(6)后处理过程：当液位计水位低于设定值时，自动控制系统给污水泵和挖渣机去断电信号，即可停止工作。自动控制系统给3号延时器延时信号，消毒机组断电停止工作，给4号延时器延时信号，脱氯机组停止工作。

本发明采用全自控医院污水无害化处理新工艺，解决了现有医院污水处理工艺中存在的出水效果差、不稳定等缺隐，使各机组在无人操作的情况下，实现24小时自动处理，同时使出水水质达到GB18466-2005《医疗机构水污染物排放标准》。

本发明运用生物接触氧化处理技术，解决了现有技术存在的处理时间长，生物分解能力较弱，存在部分有机物分解不完全等技术难题，采用先进的微生物培养技术，自动消除污水中COD_cr、BOD₅、NH3-N等有机物质，实现无污泥或少量污泥排出。

目前使用的传统生物接触氧化法污水处理工艺中主要以去除含碳有机物和悬浮物为主，生物接触氧化法的净化机理和影响因素均表明：传统法具有填料比表面积大、水力停留时间短、体积小、污泥浓度高、耐冲击负荷强、泥量少、氧利用率高、操作简单等许多优点，但也有许多缺点，如脱氯率较低、池内水流短路、池底积泥、填料表面泥团结块等。

随着近年来医疗污水排放标准要求的提高，大多数医疗污水需要考虑脱氮处理，这就对现有的生物接触经工艺提出了新的要求，必须满足按氮和总氮的去除。

本发明通过加强脱氮反硝化过程、改变现有的生物接触氧化池和提高生物的分解活性与生物接触氧化法的适应性等多方面进行改进，自动消除污水中COD_cr、BOD₅、NH3-N等有机物质，实现无污泥和少量污泥排出。

另外，本申请的发明人还研发了一套自动控制系统，通过电路控制各机组，实现24小时无人操作下的一体化控制运行，且出水达到GB18466-2005《医疗机构水污染物排放标准》的要求。

所述的自动控制系统包括液位控制电路和由该液位控制电路控制的延时开关电路组成，延时开关电路包括相互关联的一个除渣延时开关电路、4个曝气微电脑时控开关电路和2组4个投药延时开关电路组成。其具体控制示意图如图3中所示。

本发明通过对现有自动化处理系统的改进，对医院污水无害化处理过程中的挖渣、生化、消毒、脱氯等设定开关电路，在保证消毒、脱氯原料供应正常的情况下，通过预先设定的技术参数，实现无人操作的一体化控制运行。

医疗污水是日常排放量较大，潜在致病危害最大的污水之一。医疗污水中含有多种病菌、病毒及寄生虫，对这种污水若不进行病毒等病原性微生物排放，将会严重危害人类健康和环境。医院污水受到粪便、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。医院综合排水中生活污水所占比重较大，其主要成分有机物、悬浮物、油脂、pH等都与常见生活污水相似，但其成分更为复杂，门诊和病房排水因沾染病人的血、尿、便而具有传染性，有些污水还含有某些有毒化学物质和多种致病菌、病毒和寄生虫卵。它们在环境中具有一定的适应力，有的甚至在污水中存活较长，必须经消毒毒菌后方可排放。

本发明人对二氧化氯、液氯、次氯酸钠、臭氧的消毒效果进行比较，得出最佳工艺参数，并确定二氧化氯为医院污水处理的消毒剂。

本发明设计研发了一套无噪音生化机组，在生化池中安装多个曝气头，每个曝气头进气口管道采用统一进气，且进气口装有不锈钢特制消声器，从而达到曝气泵在水下工作无噪音及吸氧进气口在水上也无噪音的效果。在每个曝气头的进气口处安装消声器，采用无噪音生化机组动力水泵安装在水下，并与扩散增氧曝气头实行分开设置，活接头连接的方法，解决了传统鼓风机噪音大和水上吸氧进气口噪音较大的难题；解决生化机组水下曝气泵易于拆装维修，不易腐蚀的难题，使污水处理过程无噪音，适合医院病人安静特定的环境。

本发明的整个系统内安装一至两个生物触氧化池，池内安装二至三台不锈钢曝气头，曝气头与曝气泵的连接采用高强度的给水管及一个活接头连接，以便提高其耐腐性，便于曝气泵的维修与拆取。曝气泵底座均设有基座(800mm*1000mm*500mm)，以防止污渣吸入曝气泵内损坏叶轮烧机，生化池内每个曝气进气口统一进气，且进气口处接有不锈钢特制消声器，从而达到增氧曝气无噪音的效果。

医院污水处理后达到新的GB18466-2005《医疗机构水污染物排放标准》排放，即主要技术性能指标：PH值：6-9，COC_CR≤60mg/L；悬活物≤20mg/L；粪大肠菌群≤500个/L，BOD₅≤20mg/L；氨氮≤15mg/L，总余氯≤0.5mg/L，阴离子表面活性剂≤5mg/L，动植物油≤5mg/L，噪音＜45分贝。

本发明的优点或有益技术效果

本发明采用全自控医院污水无害化处理新工艺，解决了现有医院污水处理工艺中存在的出水效果差、不稳定等缺隐，使各机组在无人操作的情况下，实现24小时自动处理，同时使出水水质达到GB18466-2005《医疗机构水污染物排放标准》。

本发明的技术工艺及配套设备具有处理运行成本低、消毒彻底、全自动控制、无二次污染、节约药剂、劳动强度小、延长了设备使用寿命，污水处理达标率高等优点，项目技术、产品优于市场上同类产品。

附图说明

图1是本发明的医院污水无害化处理流程示意图。

图2是本发明的U型投药器的示意图。

其中

1、污水进口

2、U型投药器的U型管下降段

3、水封口

4、U型投药器的U型管底段

5、U型投药器的U型管上升段

6、药剂进口

7、池壁

8、U型投药器的平台段

9、U型投药器的出口下降段

10、U型投药器的污水加药混合后出口

图3是本发明的自动控制系统的控制示意图。

具体实施方式

制备例

将17.5摩尔的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，1摩尔的1,3-二羟基-丁硫醇和3摩尔的二羟甲基丙酸，和14摩尔的聚对苯二甲酸乙二醇酯多元醇(重均分子量5000，OH官能度约2)和占混合物总重量的5wt％的无机纳米粒子即35nm粒度的硅石微粉在丁烷和戊烷混合物发泡剂的存在下进行混合，将混合物加入到模具中升温发泡。脱模后，制成的泡沫塑料被切成相应的尺寸。该泡沫塑料的比表面积是22000m²/m³，孔隙度是71％(vol)。

实施例1

工艺流程如如图1、2和3中所示。本实施例的医院污水的处理方法如图1中所示。该方法包括以下步骤：

1)沉淀除渣步骤：将医院污水输送到初步沉淀除渣池(初沉池)中进行沉淀除渣处理。

2)水解均化步骤：将经过沉淀除渣的污水输送到水解均化池中进行均化，并在水解均化池中引入厌氧菌(厌氧颗粒污泥)进行水解。

3)生化处理步骤：将步骤2)中经过水解均化处理的污水输送到生化处理池中,利用放置于生化处理池中的4个流化床生物膜反应器进行生化处理；其中在所述生物膜反应器中布置了5层的块状的多孔隙载体填料，并且在载体填料上接种了从佛山市碧沃丰生物科技有限公司或美国碧沃丰公司商购的AD菌剂(它含有需氧菌和厌氧菌，和生物酶即淀粉酶和脂肪酶)，并且通过培育，在载体填料上生长形成了包括厌氧菌、需要菌和生物酶的复合菌种的生物膜。

这里也可以采用普通的菌种，例如胶团菌与丝状菌的复合菌种(例如按照0.5-2:1的重量比或数量比)来接种。但不是优选的。

多孔隙载体填料制成长度40cm、宽度25cm和厚度10cm长方体或砖形的块状。这些立体状载体填料以5层结构排列在生物膜反应器中，相邻的两层之间留有间隙让水流通过。

在具有氨基、巯基和羧基的聚氨酯泡沫塑料中氨基、巯基和羧基的含量之和是2.5wt％，基于泡沫塑料的总重量。氨基、巯基和羧基的摩尔比是大约35:2:3。通过采用聚酯多元醇、1,3-二羟基-丁硫醇和二羟甲基丙酸作为多元醇组分反应原料，与MDI在发泡剂存在下进行混合获得反应混合物，然后反应和发泡，制备聚氨酯泡沫。在制备泡沫塑料的反应混合物中，按照异氰酸酯基团、巯基和羧基的摩尔比为35:2:3来选择二异氰酸酯单体MDI、1,3-二羟基-丁硫醇和二羟甲基丙酸的用量。具有氨基、巯基和羧基的聚氨酯泡沫塑料的比表面积是22000m²/m³。该泡沫塑料的孔隙度是71％(vol)。

4)污泥沉淀分离步骤：将经过生化处理的污水输送到具有污泥下沉斜板的锥形沉淀池(称作斜板式沉淀池)中进行污泥沉淀分层，所得上层为清液，所得下层为污泥沉淀物。

5)化学消毒步骤：将步骤4)中的清液输送到投药池中并添加二氧化氯消毒液，然后转移到接触消毒池或化学消毒池中进行化学消毒。

6)脱氯处理步骤：使用脱氯剂将经过了化学消毒处理的污水在脱氯池中进行脱氯处理，以便脱除污水中的活性氯，其中脱氯剂是硫代硫酸钠或亚硫酸钠。

另外，在斜板式沉淀池与接触消毒池之间采用中空管状结构的包括前段(A)和后段(B)的第一投药器，将二氧化氯消毒剂引入流过该第一投药器的污水流股中与污水混合并从投药器的出口(10)输送到接触消毒池中。如图2中所示，中空管形投药器的前段呈现“U”形和后段(B)包括平台段(8)和出口下降段(9)，并且该“U”形的上升段(5)与该第一投药器的后段(B)的平台段(8)和出口下降段(9)一起呈现“倒U”形或呈现虹吸管结构形状，在该投药器的后段(B)设置一个与消毒剂计量泵连接的投药支管(6)，该投药器的出口(10)通向接触消毒池。

同样，在接触消毒池与脱氯池之间采用中空管状结构的包括前段(A)和后段(B)的第二投药器，将脱氯剂引入流过该第二投药器的污水流股中与污水混合并从第二投药器的出口(10)输送到脱氯池中。如图2中所示，该中空管形投药器的前段呈现“U”形和后段(B)包括平台段(8)和出口下降段(9)，并且该“U”形的上升段(5)与该第二投药器的后段(B)的平台段(8)和出口下降段(9)一起呈现“倒U”形或呈现虹吸管结构形状，在该第二投药器的后段(B)设置一个与脱氯剂计量泵连接的投药支管(6)，该投药器的出口(10)通向脱氯池。

实施例2

如图1、2和3中所示。装置和工艺条件与实施例1中基本上相同。本实施例2的医院污水无害化处理工艺过程如下：

(1)医院污水经格栅、初沉池流入调节池内，通过污水泵提升至水解均化池；

(2)污水经水解均化池后流入生物接触氧化池(内含无噪音生化机组、反渗透生物模块及培养的生物菌团)、斜板沉淀池(污泥沉淀)，继而流经投药池，通过U型投药器进行定比定量投加二氧化氯消毒剂；

(3)经处理的污水再在流经脱氯池进行脱氯处理，消除化学消毒剂产生的二次污染；

(4)对污水进行采样，用余氯自动检测仪进行检测，达标后排放。

全自动控制过程如下：

(1)前处理过程：采用全自控装置，设定相关技术参数。

(2)自动挖渣控制过程：自动控制系统给挖渣机去信号并给电，挖渣机与污水泵同时启动，污水中的悬浮物流经挖渣机实现自动去渣。当初沉池内污水积累了设定量时，液位控制电路控制的污水泵或者阀门起动，将污水自动送入设有均化布水管的水解均化池，该均化布水管由近及远逐渐增多射水孔，使远近的污水均匀由四周往上冒，使污水的水质得以均化，并通过接种的厌氧菌将污水进行水解酸化处理。

(3)自动生化控制过程：医院污水经过水解均化后流经多个生物接触氧化池，在生物接触氧化池内安装多个曝气延时开关电路，控制曝气机的进气。

(4)自动消毒控制过程：经生化处理后的污水流经投药池，自动控制系统给1号延时器延时信号，并给消毒机组去电工作并投加定量定比的消毒液，实现杀死污水中病菌和病毒的目的。

(5)自动脱氯控制过程：污水经消毒处理后流入脱氯池，自动控制系统给2号延时器延时信号，给脱氯机组去电工作并投加定量定比的脱氯剂亚硫酸钠，去掉污水中的余氯。

(6)后处理过程：当液位计水位低于设定值时，自动控制系统给污水泵和挖渣机去断电信号，即可停止工作。自动控制系统给3号延时器延时信号，消毒机组断电停止工作，给4号延时器延时信号，脱氯机组停止工作。

实施例3

重复实施例1，只是，其中在生化处理池中布置了3个固定床生物膜反应器,所述生物膜反应器中布置了4层的长方砖形的块状多孔隙载体填料。

对比例1

重复实施例1，但对于载体填料，采用普通的聚氨酯泡沫塑料，即不具有巯基和羧基。

参考例1

重复实施例1，但对于载体填料上的菌种，采用胶团菌与丝状菌的复合菌种(按照1:1的数量比)。

表1－结果对比

从表1可以看出，在本发明的实施例1－3和参考例1中，生物膜是以较大的、整片的生物膜脱落，说明生物膜在载体填料上的固定作用较强，而对比例1中以较小尺寸的生物膜碎片脱落，说明生物膜在载体填料上的固定作用较低，没有生长、成熟就脱落了。

实施例1的具体应用工程及处理效果的对比：

具体对怀化市第二人民医院怀化总院污水处理效果各项指标参数对比如下：

表2 医院污水处理前后各项指标对比数据

综上所述，与同类技术相比本发明的技术的性能优势明显。应用该技术达标的医院还有：怀化二院靖州医院、怀化二院洪江医院、溆浦县人民医院、隆回县中医院、怀化市四院、沅陵县南方医院、靖州县人民医院等。在建医院有：怀化市第一人民医院、靖州县中医院、辰溪县红十字会院、耒阳市中医院、湖南省罪犯总医院、怀化中西结合医院等。

Claims (10)

1.全自控医院污水无害化处理方法及装置，该方法包括以下步骤：

1)沉淀除渣步骤：将医院污水输送到初步沉淀除渣池中进行沉淀除渣处理；

2)水解均化步骤：将经过沉淀除渣的污水输送到水解均化池中进行均化，并用厌氧菌进行水解处理；

3)生化处理步骤：将步骤2)中经过水解均化处理的污水输送到生化处理池中，利用放置于生化处理池中的多个流化床生物膜反应器或多个固定床生物膜反应器进行生化处理；其中在所述生物膜反应器中布置了多孔隙载体填料，并且在载体填料上生长形成了包括好氧菌和生物酶和任选的厌氧菌的复合菌种的生物膜；

4)污泥沉淀分离步骤：将经过生化处理的污水输送到具有污泥下沉斜板的锥形沉淀池中进行污泥沉淀分层，所得上层为清液，所得下层为污泥沉淀物；

5)化学消毒步骤：将步骤4)中上的清液输送到投药池中并添加二氧化氯消毒液，然后转移到接触消毒池或化学消毒池中进行化学消毒；

6)脱氯处理步骤：使用脱氯剂将经过了化学消毒处理的污水在脱氯池中进行脱氯处理，以便脱除污水中的活性氯。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤1)中定期(例如每隔3-10天)将沉淀在初步沉淀除渣池的底部的渣除去(例如通过挖渣)；和/或，在步骤3)中在向处理池中曝气的情况下进行生化处理；和/或，其中脱氯剂是或选自硫代硫酸钠或亚硫酸钠中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述生物膜反应器中布置的多孔隙载体填料是具有氨基、巯基和羧基的聚氨酯泡沫塑料；和/或

其中所述的复合菌种是从碧沃丰公司商购的菌剂。

4.根据权利要求3所述的方法，其中具有氨基、巯基和羧基的聚氨酯泡沫塑料的比表面积是10000-30000m²/m³，和/或，该泡沫塑料的孔隙度是60-90％。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中在具有氨基和羧基的聚氨酯泡沫塑料中氨基、巯基和羧基的含量之和是0.1-5wt％，优选0.3-4wt％，更优选0.5-3wt％，基于泡沫塑料的总重量。

6.根据权利要求1-5中任何一项所述的方法，其特征在于：在斜板式沉淀池与投药池之间采用中空管状结构的包括前段(A)和后段(B)的第一投药器，将二氧化氯消毒剂引入流过该第一投药器的污水流股中与污水混合并从投药器的出口(10)输送到接触消毒池中，其中该中空管形投药器的前段呈现“U”形和后段(B)包括平台段(8)和出口下降段(9)，并且该“U”形的上升段(5)与该第一投药器的后段(B)的平台段(8)和出口下降段(9)一起呈现“倒U”形或呈现虹吸管结构形状，在该投药器的后段(B)设置一个与消毒剂计量泵连接的投药支管(6)，该投药器的出口(10)通向接触消毒池。

7.根据权利要求1－6中任何一项所述的方法，其特征在于：在接触消毒池与脱氯池之间采用中空管状结构的包括前段(A)和后段(B)的第二投药器，将脱氯剂引入流过该第二投药器的污水流股中与污水混合并从第二投药器的出口(10)输送到脱氯池中，其中该中空管形投药器的前段呈现“U”形和后段(B)包括平台段(8)和出口下降段(9)，并且该“U”形的上升段(5)与该第二投药器的后段(B)的平台段(8)和出口下降段(9)一起呈现“倒U”形或呈现虹吸管结构形状，在该第二投药器的后段(B)设置一个与脱氯剂计量泵连接的投药支管(6)，该投药器的出口(10)通向脱氯池。

8.根据权利要求1－7中任何一项所述的方法，其特征在于步骤2)的均化是通过如下来进行的：将污水送入设有均化布水管的水解均化池，该均化布水管穿过水解均化池的壁而延伸进入到池的底部并且在布水管上由近(端)及远(端)逐渐增多射水孔，使远近的污水均匀由四周往上冒，使污水的水质得以均化，其中布水管的喷射水来自均化池内的污水。

9.根据权利要求1－8中任何一项所述的方法，其特征在于在步骤1)中从初沉池中除去的沉渣被送去填埋或焚烧，和/或，

在步骤4)中从斜板沉淀池中除去的污泥沉淀物，任选地在添加二氧化氯或漂白粉之后，被送去填埋或焚烧。

10.用于根据权利要求1-9中任何一项所述的方法中的装置，该装置按照污水的流向依次包括：

初沉池(101)，水解均化池(102)，生化处理池(或称作生物接触氧化池)(103)，具有污泥下沉斜板的锥形沉淀池(或称作斜板沉淀池)(104)，投药池(105)，接触消毒池(106)和脱氯池(107)；

其中在生化处理池中布置了多个流化床生物膜反应器或多个固定床生物膜，并且在所述生物膜反应器中布置了多孔隙载体填料，并且在载体填料上生长形成了包括厌氧菌、需要菌和生物酶的复合菌种的生物膜；

优选的是，其中在斜板式沉淀池与投药池之间采用中空管状结构的包括前段(A)和后段(B)的第一投药器，将二氧化氯消毒剂引入流过该第一投药器的污水流股中与污水混合并从投药器的出口(10)输送到接触消毒池中，其中该中空管形投药器的前段呈现“U”形和后段(B)包括平台段(8)和出口下降段(9)，并且该“U”形的上升段(5)与该第一投药器的后段(B)的平台段(8)和出口下降段(9)一起呈现“倒U”形或呈现虹吸管结构形状，在该投药器的后段(B)设置一个与消毒剂计量泵连接的投药支管(6)，该投药器的出口(10)通向接触消毒池；

进一步优选的是，在接触消毒池与脱氯池之间采用中空管状结构的包括前段(A)和后段(B)的第二投药器，将脱氯剂引入流过该第二投药器的污水流股中与污水混合并从第二投药器的出口(10)输送到脱氯池中，其中该中空管形投药器的前段呈现“U”形和后段(B)包括平台段(8)和出口下降段(9)，并且该“U”形的上升段(5)与该第二投药器的后段(B)的平台段(8)和出口下降段(9)一起呈现“倒U”形或呈现虹吸管结构形状，在该第二投药器的后段(B)设置一个与脱氯剂计量泵连接的投药支管(6)，该投药器的出口(10)通向脱氯池。