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膜生物反应器在医院污水处理中的应用 * 胥书霞 1， 2 顾平 1 张光辉 1 1． 天津大学环境科学与工程学院， 天津 300072; 2． 青海建筑职业技术学院， 西宁 810012 摘要 采用全封闭式膜生物反应器处理医院污水， 出水水质良好， ρ COD＜ 60 mg/L， ρ NH3-N＜ 6 mg/L， 浊度 ＜ 0. 3 NTU 的概率约为 95 ， ClO2消毒后出水中未检测出细菌和粪大肠菌群， 可满足 GB 184662005医疗机构水污染物 排放标准 的要求。高效过滤器对曝气尾气中的微生物粒子截留效果良好， 大大降低了 MBR 系统因气溶胶扩散可能 产生的二次污染和威胁。此外采用了远程监控技术， 可以通过公共网络对污水处理系统进行监视和控制， 最大限度地 保证系统的稳定运行和保障操作人员的生命安全。 关键词 膜生物反应器; 全封闭式; 医院污水; 尾气处理; 远程控制 APPLICATION OF MEMBRANE BIOREACTOR IN TREATING WASTEWATER FROM HOSPITALS Xu Shuxia1， 2Gu Ping1Zhang Guanghui1 1． School of Environmental Science and Engineering， Tianjin University， Tianjin 300072，China; 2． Qinghai Institute of Architectural Technology，Xining 810012，China AbstractBetter effluent quality was achieved when fully enclosed membrane bioreactor was used for treatment of hospital wastewater． Some monitoring indices could meet the requirements of “Discharge Standard of Water Pollutants for Medical Organization” GB 184662005 ， such as，ρ COD＜60 mg/L，ρ NH3-N＜ 6 mg/L，no microorganisms and fecal coli bacteria were detected and turbidity lower than 0. 1 NTU at probability of 95 ． Good separation effect of suspended solid in atmosphere by a high efficiency filter;and remote controll system could operate and monitor the equipments by public network． Keywordsmembrane bioreactor;fully enclosed;hospital wastewater;exhaust disposal;remote control * 国家高技术研究发展计划项目 2003AA601130 。 医院污水含有大量的细菌、 病毒、 寄生虫卵和一 些有毒有害的物质， 如果不经过处理任其排入环境， 就会严重污染水环境、 危害人体的健康， 因此医院污 水必须经过严格处理后才能排放。膜生物反应器 MBR 因流程简单、 占地面积小等优点， 逐渐在医院 污水处理中得到关注 ［1- 3］。 利用膜生物反应器 MBR 对原有的污水处理系 统进行改造， 可防止医院污水成为病毒的二次传染 源; 确保污水处理系统的安全运行; 减轻医院污水对 环境的污染。最大限度保证医院污水处理系统安全、 稳定地运行。 1工艺流程 工程采用淹没式 MBR 工艺、 全封闭式污水处理 系统。从处理系统的污水入口到处理后排放口之间 的各构筑物均严格密封， 确保病原菌和病毒不会外泄， 避免了二次污染的发生。医院污水的主要参数见表 1。 表 1医院污水主要参数 ρ COD / mgL － 1 ρ NH3-N / mgL － 1 浊度 / NTU 色度 / 度 细菌总数 / CFUmL －1 粪大肠菌群 / CFUL － 1 103 ～ 29020 ～ 60＞ 100 20 ～ 400 4. 5 105～ 2. 4 107 1. 1 105～ 3. 5 107 污水处理系统的工艺流程见图 1， 主要构筑物见 表 2。 图 1医院污水处理系统工艺流程 医院污 水 自 流 入 调 节 池， 经 潜 污 泵 提 升 进 入 MBR 进行生物降解和固 /液分离， 在其中停留 7 h 后 03 环境工程 2012 年 4 月第 30 卷第 2 期 表 2主要构筑物及尺寸 构 筑 物尺寸数量 调节池230 m3 7. 8 m 7. 8 m 3. 78 m1 MBR84 m3 4. 0 m 7. 8 m 3. 78 m2 消毒接触池44 m3 3. 9 m 3. 9 m 2. 88 m1 贮泥池14 m3 2. 2 m 2. 2 m 2. 88 m1 设备间150 m21 由出水泵打入消毒接触池， 与 ClO2充分接触 1. 5 h 后排放。MBR 的污泥定期排放到贮泥池， 污泥同样 经 ClO2消毒后运出。鼓风机向 MBR 连续曝气， 提供 活性污泥维持正常生命活动所需的溶解氧， 同时在反 应器内形成气液两相流， 延缓膜污染。加炭泵定期给 反应器补充粉末活性炭， 维持 MBR 中活性炭的浓度 为 0. 75 g/L。反应器为连续进水、 间歇抽吸出水， 出 水时间比为 0. 8。 2运行情况 2. 1MBR 出水 COD 的变化 两座并联的 MBR 反应器运行期间出水 COD 的 变化情况如图 2 所示。MBR 对医院污水中有机物的 去除效果良好， 平均去除率达 90 。由于受医院污 水水质的影响， MBR 出水 COD 具有一定的波动， 介 于 7. 2 ～ 49. 2 mg/L 平均值为 25. 7 mg/L ， 能够满足 GB 184662005医疗机构水污染物排放标准 和 GB 189182002城镇污水处理厂污染物排放标准 中一级 B 标准的规定 COD≤60 mg/L 。MBR 在医 院污水处理中的应用， 不仅大大降低了污水处理设施 的占地面积， 而且显著提高了出水水质， 降低了污水 处理厂的负荷及对周围生态环境的不良影响。 图 2 MBR 出水 COD 的变化 2. 2MBR 出水 NH3-N 的变化 MBR 对医院污水中 NH3-N 的去除效果良好， 见 图 3， 平均去除率高于 95 ， 且大部分时间 MBR 出水 的 NH3-N 质 量 浓 度 在 1 mg/L 以 下， 远 低 于 GB 184662005 规定的 15 mg/L。MBR 系统污泥具有 较长的停留时间， 为世代时间较长的硝化细菌提供了 适宜的生长环境， 从而保证了硝酸细菌和亚硝酸细菌 在活性污泥中所占的比例稳定。医院污水充足的碳 源和氮源为活性污泥高效去除有机物和 NH3-N 提供 了必要条件， 保证了 MBR 系统良好的出水水质。 图 3MBR 出水 NH3 -N 的变化 2. 3MBR 出水浊度的变化 因微滤膜的高效截留能力， MBR 出水的浊度在 0. 07 ～0. 35 NTU 变化。图 4 为监测期间 MBR 出水浊 度的概率分布 MBR 出水的浊度低于 0. 1 NTU 的概率 约为 60 ， 浊度在 0. 10 ～ 0. 30 NTU 的概率为 35 ， 而 浊度在 0. 30 ～0. 35 NTU 的概率仅为 5 ， 因而 MBR 的 出水浊度低于 0. 3 NTU 的概率为 95 。浊度的降低 削弱了水中悬浮颗粒物对病原菌和病毒的屏蔽保护作 用， 可以在消毒过程中大幅减少消毒剂的投加量和接 触时间， 并减少消毒副产物的生成量， 因而排放后对水 环境的潜在影响也明显减小。 图 4 MBR 出水浊度的概率分布 2. 4MBR 出水微生物数量 本工艺中 ClO2消毒是保证出水微生物达标的最 后一道屏障。ClO2对微生物的细胞壁有较强的吸附 和穿透能力， 从而有效破坏巯基酶， 控制蛋白质的生 成， 从而阻止细胞的新陈代谢; ClO2不与水中的有机 氯化物和氨反应， 消毒效果不受 pH 值的影响， 其杀 菌能力与液氯等同甚至更强， 对病毒的灭活能力要高 于氯。二氧化氯与水中有机污染物的反应以氧化为 主， 因而生成的有机卤化物明显减少， 而且不与氨形 成潜在有毒的氯化 DBPs。近三年监测期间， 处理后 出水中 ClO2的质量浓度在 6. 5 mg/L 以上， 对消毒后 的出水进行分析， 未检出细菌和粪大肠菌群。 2. 5消毒副产物 MBR 出水的有机物和微生物含量少， 悬浮物浓度 几乎为零， 故水中颗粒物对病原体的屏蔽保护作用基 本可以忽略， 理论上可以降低消毒剂的投加量和接触 时间。本研究中以医院污水和消毒前的 MBR 出水为 13 环境工程 2012 年 4 月第 30 卷第 2 期 研究对象进行消毒实验。实验中发现， 当 MBR 出水的 加氯量≥2 mg/L、 接触时间在 15 min 时， 消毒后未能 检测出细菌和粪大肠菌 余氯的质量浓度为 0. 98 ～ 1. 47 mg/L 。在出水中微生物满足排放标准的前提 下， 采用氯化消毒工艺 MBR 出水， 消毒副产物的生成 量远低于医院原污水直接消毒情况。因此采用 MBR 工艺处理医院污水， 可减少消毒剂的投加量和接触时 间， 降低消毒副产物的生成量， 缩小消毒接触池的容积。 2. 6远程控制 为确保 MBR 系统的稳定运行和操作及管理人员 的安全， 工程中采用了最新的远程监控技术， 以组态 软件为平台， 结合网络技术， 完成了膜生物反应器的 远程监测与控制系统， 从而简化了 MBR 的日常管理 监测， 降低了运行成本， 实现了无人值守与故障快速 反应。MBR 远程监控系统包括监测和控制两部分 远程监测可以将 MBR 的运行参数实时传输到监控中 心， 而远程控制则可在监控中心对 MBR 的运行状态 进行在线调节和控制， 最大限度地保证污水处理系统 的稳定运行和保障操作人员的生命安全。 3工艺特点 1 消毒效果好。目前我国大部分医院的污水采 用直接消毒后排放， 只有少数医院经二级生物处理再 消毒。现有污水处理工艺的出水中悬浮物浓度高， 细 菌与病毒可以附着或包裹在悬浮絮体中而不易被消 毒剂灭活。而 MBR 的出水悬浮物浓度接近于零， 细 菌与病毒失去了保护屏障， 从而易于被灭活。 2 消毒副产物少。现有的医院污水处理系统在 有机物尚未去除或去除率较低的情况下即进行消毒 处理， 不仅消毒效果差， 而且还会产生大量的消毒副 产物。而 MBR 由于具有充分的生物降解和膜分离作 用， 出水消毒所需加氯量显著减少， 从而大大降低了 消毒副产物的生成量。 3 污泥处置费用低。医院污水处理产生的剩余 污泥中含有大量病原微生物， 如处理不当将成为二次 污染源。MBR 工艺的剩余污泥产量低， 可大大节省 剩余污泥无害化处置的费用。 4 自动化程度高， 实现了无人值守。现有医院 污水处理工艺复杂、 占地面积大、 构筑物多、 运行维护 和管理工作量大， 难以实现自动化控制; 而 MBR 则具 有占地面积小、 构筑物少、 运行管理方便等优点， 容易 实现自动化控制。该医院污水处理系统中不仅实现 了 MBR 运行的全自动化控制， 还通过公共通讯网络 实现了远程监控。 4结束语 该反应器自投入运行， 到目前一直状况稳定， 出 水水质良好， 可满足 GB 184662005 的要求。从技 术的角度考虑， 部分出水指标达 GB/T 189202002 的要求。该工艺成功实施， 为将来 MBR 在医院污水 处理领域的推广提供了丰富的经验。 参考文献 ［1］丁杭军， 文湘华， 黄霞， 等． 一体式膜生物反应器处理医院污 水［J］． 中国给水排水， 2001， 17 9 1- 5． ［2］甄捷， 乔英杰， 张宝杰． 膜生物反应器处理医院污水的实验研究 ［J］． 哈尔滨工业大学学报， 2004， 36 5 648- 651． ［3］孙迎雪． 膜生物反应器处理医院污水的消毒及消毒副产物研究 ［D］． 天津 天津大学环境科学与工程学院， 2007． ［4］于建文， 沈斌， 范立航， 等． 膜生物反应器处理头胞类制药废水 的试验研究［J］． 环境工程， 2010， 28 S1 65- 66． ［5］韩卫清， 薛红民， 陈勇， 等． 微电解、 AlO 和膜生物反应器组合工 艺处理高浓度有机氮废水［J］． 环境工程， 2011， 29 2 45- 46． 作者通信处张光辉300072天津市南开区卫津路 92 号天津大学 环境学院 E- mailz_gh 163． com 2011 － 08 － 01 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 城镇污水集中处理设施出水水质超标的 应按国家有关规定缴纳排污费 关于对城镇污水集中处理设施直排污水征收排污费的有关问题， 环境保护部经研究， 近日做出解释， 全文 如下 中华人民共和国水污染防治法 第四十五条第二款规定 “城镇污水集中处理设施的出水水质达到国家 或者地方规定的水污染物排放标准的， 可以按照国家有关规定免缴排污费。 ” 据此， 城镇污水集中处理设施的 出水水质超过国家或者地方规定的水污染排放标准的， 则不符合上述免缴排污费的法定条件。 因此， 城镇污水集中处理设施的出水水质超过国家或者地方规定的水污染物排放标准的， 应当按照国家有 关规定缴纳排污费。 环境保护部 环函〔2011〕 188 号2011 年 7 月 12 日 23 环境工程 2012 年 4 月第 30 卷第 2 期