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發布時間:2020-05-10 14:24:01 瀏覽次數: 文章來源(yuán):濟南思(sī)達科環保(bǎo)設備有限公司
一、 概述
醫院排出的汙(wū)水常含有大量的致病微生物及蟲卵(luǎn)等有(yǒu)害物質,如不進行處理(lǐ)和消毒,勢必汙染水源(yuán)和環境造成疾病傳播,危害人(rén)們身(shēn)體健康。因此,必須重視醫院汙水處理(lǐ)與消毒。
醫(yī)院汙水中來自臨床科室、病房、廁(cè)所、門診、化驗、洗衣房、太平間的廢水,都含有病源微生物,要(yào)經無害化處(chù)理才能排放。來自醫院行政辦公區的糞便汙水應經 化(huà)糞池(chí)處理才可(kě)引入汙水處理站進行消毒,其它汙水一般可直接排放,但目前各醫院將各種來源汙水(shuǐ)一同處理,然後一同排放。
二、臭(chòu)氧在醫院汙(wū)水處理中的(de)應用原理和效(xiào)果(guǒ)
臭氧在應用於汙水消毒時往往需要較大的臭(chòu)氧投加量和較長的(de)接觸時間。其主要原因是汙水中存(cún)在著較高的汙染物(wù)如COD、NO2-N、色度和懸浮物等,這些物質都會消耗臭(chòu)氧,降低(dī)臭氧的殺(shā)菌能力(lì),隻有(yǒu)當(dāng)汙水在(zài)臭氧消毒之前(qián)經過必要的(de)預處理,才能使臭氧消毒更具經濟和有(yǒu)效性。臭氧與汙水(shuǐ)接觸(chù)方式和傳質(zhì)效果也會影響臭氧的投加量和消毒效果。
水(shuǐ)質影(yǐng)響: 波莫納水再(zài)生廠(chǎng)在臭氧氧化中試裝置上研究了COD、NO2-N、色度和(hé)懸浮物對(duì)臭氧(yǎng)消毒的影(yǐng)響。溶解化學需氧量(COD)汙水中溶解的化學需氧量在臭氧消毒時其濃度會發(fā)生變化(huà),有時會發生在臭氧化初期COD上升而隨之又下降的情況,每g臭氧可使BOD5降 低0.24mg/L。中試裝置研究表明,汙水中(zhōng)的剩(shèng)餘臭氧量與剩餘COD對臭氧消毒效果具有很(hěn)大(dà)影響,當汙水中臭氧剩餘(yú)濃度為2mg/L,COD為 12mg/L時,大腸杆菌可去(qù)除4~5個數量級,剩餘COD升高時,去除效果差。當COD≤12mg/L時臭氧消毒效果受COD影響較小,所以當對二級出 水進行臭氧(yǎng)消毒時,為達到99.999%的去(qù)除率,保持一定的臭氧剩餘濃度是十(shí)分必要的。
亞硝酸鹽氮可以被臭氧氧化,其反應為:NO2- + O2 →NO3- + O2。
懸浮固體由於可(kě)以隱蔽(bì)細菌,消耗臭氧(yǎng),阻礙消(xiāo)毒劑與(yǔ)生(shēng)物的接觸,所以被認定為影響消毒的主要因素之一。對二級處理出水的臭氧處理結果表明,臭氧可以去除二 級出水中的懸浮物和濁度。用空氣和臭氧對二(èr)級出水進行曝氣對比實驗(yàn),3個柱(zhù)通空氣,3個柱通臭(chòu)氧,柱(zhù)內氣液(yè)比均為(wéi)1:10,臭氧量(liàng)每個柱3mg/L。臭氧(yǎng) 處理結果總懸浮固體(tǐ)去除率為70%,濁度去除40%,而(ér)空氣柱內總懸浮物僅去除30%,濁度去除5%,說明了臭氧對懸浮物的氧化作用。
聯合碳素公司研究了達到排放標準(zhǔn)臭氧所需量ODD與總懸浮固體之間的關係:
二級出水經濾(lǜ)膜過濾: 不含懸浮固體,COD = 30mg/L,ODD = 1.0~2.5mg/L
二級出水經重力過濾: TSS = 6mg/L,COD = 30mg/L,ODD = 1.5~4.0mg/L
二(èr)級(jí)出水未(wèi)經過濾: TSS = 6mg/L,COD = 30mg/L,ODD = 3.5~8.5mg/L
臭(chòu)氧需要量(ODD)與懸浮物(TSS)的關係式為: ODD = 1.5 + 0.38TSS
臭氧對(duì)二級出水脫色非常有效(xiào),脫色(sè)率可達90%以上,進水色度主要隨進水COD變化,對消(xiāo)毒的影響也主要反映在COD的(de)影(yǐng)響上。
臭氧投加量和剩餘臭氧量: 剩(shèng)餘臭氧量象餘氯一樣在消毒中起著重(chóng)要的作用,在(zài)汙水消毒時,剩(shèng)餘臭氧隻(zhī)能存在很短的時間,如(rú)在二級出水臭氧消毒時臭氧存留時間(jiān)隻有30min。所測到的(de) 剩餘臭氧除少量的遊離臭氧外,還包括臭氧化物、過氧化物和其它氧化劑。在水質好時遊離臭(chòu)氧含量(liàng)多,消毒效果效果好。
臭氧消毒所需的接觸時間(jiān)是(shì)很短的,但(dàn)這一過程也受水質因素的影響,圖14表明活性炭出水和二級出水臭氧(yǎng)接觸時間(jiān)對滅菌效果的影響。從圖中可以看出,在臭氧(yǎng) 投加量(liàng)為12mg/L時,活性炭處理出水與臭氧接(jiē)觸(chù)2min大腸杆菌去除率為99.999%以上,而二級(jí)出水僅去除90%,一般認為二級(jí)出水(shuǐ)需要較長的接 觸時間,在(zài)臭氧投加量為15mg/L,接(jiē)觸10min可(kě)滿足出水對細菌(jun1)學的指標要求。另外研究發(fā)現(xiàn)在臭氧接觸以(yǐ)後的(de)停留時間內(nèi),消(xiāo)毒作用仍在繼續,在最初 停留時間(jiān)10min內臭氧(yǎng)有持續消毒作用,20min以後就不(bú)再產生持續消毒作用,在紐約市華茲島汙水處理廠進行試驗結果是,對二級出水投加 3.5mg/L臭氧(yǎng),接觸時間3.5min,後續停留20min,幾乎可全部殺滅糞便(biàn)大腸(cháng)菌。
圖1 SDK-O臭(chòu)氧機臭氧接觸時間(jiān)對消(xiāo)毒效果影響(xiǎng) |
臭 氧在處(chù)理汙水過程中往往不能百分之百地被汙水吸收利用,所以在剩餘的尾氣中還含有一部分臭氧,如直接排入大氣就會汙染環境。剩餘臭氧可以盡量利用,如引入 原汙水(shuǐ)中。如實在不能利用就必須處(chù)理(lǐ)。尾氣處理的方法(fǎ)有燃燒法、活性炭吸附法(fǎ)、化學吸收法和催化法等。幾種處理方法的比較見表1。
表1 臭氧(yǎng)尾氣處理方法比較
處理方法 | 工藝條件 | 優缺點 |
燃燒法(熱分解法) | 加熱>270oC | 簡單、可靠、需要消耗能(néng)量 |
活性炭法 | 固定床吸收柱 | 適合低濃度臭氧 |
催化分解法 | 霍加拉特劑固(gù)定床 | 發熱、分解快、怕潮濕 |
化學吸收法 | 還原劑堿液吸收 | 費用高 |
三、 醫院汙水消毒處理的(de)原則(zé)與流程
臭氧消毒醫院汙水在我國開始(shǐ)於80年代初期。由(yóu)於臭氧發生(shēng)器設備投資較(jiào)大,要求管理技術水(shuǐ)平高,所以隻有少數醫院采用,一般在下列(liè)情況(kuàng)下,可(kě)考慮采用(yòng)臭氧消毒(dú)。
A. 傳染病(bìng)醫院和傳染病房排出的含有腸道病毒,特別(bié)是含有肝炎病毒的汙水;
B. 最終排入養魚塘和漁業(yè)水體的汙水,采用氯化消毒會由於餘氯過高造成魚類和其他水生(shēng)生物死亡(wáng)時;
C. 在某些特殊要求的情況下,如排入某些特殊要求的水域或水的回收再利用時;
D. 臭氧發生設備安裝使用(yòng)簡便及管理要求降低時。
采用(yòng)臭氧消毒的醫院汙水,預處理是十分重要的,往往由(yóu)於預處理程度不夠而影響臭氧消毒(dú)的效果(guǒ),醫院汙水處理程度要經過技術(shù)經濟比較確定。汙水最好是經過二級處理後再(zài)用臭氧消毒。這樣可(kě)以減少臭氧的投加量,降低設備投資費用和運行費用。
一級(jí)處理臭氧(yǎng)消(xiāo)毒工藝 |
醫院汙水臭(chòu)氧消毒的基本工藝流程如(rú)圖2。
不同處理流程消毒(dú)醫院汙(wū)水的試驗結果如表2。
醫院汙水(shuǐ)臭氧消毒工藝設計,包括預處理工藝設計、臭氧消(xiāo)毒(dú)接觸(chù)係統設計及臭氧發生(shēng)器及配套(tào)設備的選擇等。預處理工藝指在臭氧(yǎng)消毒之前對(duì)醫院汙(wū)水進行的一(yī)級(jí)處理或二(èr)級處理過程。
臭氧消(xiāo)毒醫院汙水的設計參數可通(tōng)過實驗確定,也可(kě)參照表3所列參數設計。
1.醫院(yuàn)汙水臭氧消(xiāo)毒(dú)設備布置要點
1) 院汙水臭(chòu)氧處理站應設置(zhì)臭(chòu)氧發生器(qì)設備間和操作間。
2)臭氧發生器間應留有設(shè)備(bèi)檢修空間。
3)臭氧接觸係統在寒冷地區應設在室內,尾氣處(chù)理後設(shè)排氣係統排出室外(wài)。
4)根據處理工藝要求設置提升(shēng)泵房,泵房應盡量靠近處理設備。
5)應絕對防止臭氧接觸係(xì)統內的汙水通過臭氧管道回流到臭氧發生器。
6)設備間內應有保溫或供暖設備(bèi)。
表2 不同處理工藝(yì)流程的臭氧處理結果
處理工藝 | 水(shuǐ)樣 | 臭氧投(tóu)加量 (mg/L) | PH | SS/ (mg/L) | COD/ (mg/L) | NH3 – N/ (mg/L) | 細菌總數(shù) (個/L) | 大腸菌群數 (個/L) |
自然沉澱 +臭氧(yǎng) | 原水 | 6.8 | 20~120 | 98~200 | 6~20 | 9~33×105 | >238000 | |
沉澱後 | 6.8 | 20~70 | 73~154 | 7~14 | 4~13×105 | >238000 | ||
臭氧後 | 30 | 6.8 | 10~14 | 65~105 | 5~10 | 2~9×102 | 230~2300 | |
混凝沉澱 +臭氧 | 原水 | 30~80 | 100~250 | -- | 106~7 | >238000 | ||
沉澱後 | 15~40 | 56~120 | -- | 105~6 | 238000 | |||
臭氧後 | 20~50 | 10~30 | 54~110 | -- | 102~3 | <900 | ||
二級處理 +臭(chòu)氧 | 二級出水 | 8~12 | 22~31 | 1~4×106 | >238000 | |||
臭(chòu)氧後 | 10~20 | 18~140 | 230 |
表(biǎo)3 醫院汙水(shuǐ)臭(chòu)氧消毒主要設計(jì)參數
項目 | 一級(jí)處理出水 | 二級處理出水 |
臭(chòu)氧投加量 /(mg/L) | 30~50 | 10~20 |
接觸時(shí)間 /min | 30 | 5~15 |
大腸菌去除率 /% | 99.99 | 99.999 |
2.SDK-O型電解法臭氧發(fā)生(shēng)器在(zài)醫院汙水處理中的工藝
SDK-O型臭氧發生器應用在醫院汙水(shuǐ)消毒處理(lǐ)的工(gōng)藝流(liú)程主要取決排向,其基本特點是:效果好,經濟安全,管理簡單,施(shī)工方便,占地麵積少。其設計的一般流程見圖3。
SDK-O臭氧發生器在醫院汙水處理中(zhōng)的工藝流程(chéng)
汙泥沉澱池
1.各級處理構築物平麵布置
平麵(miàn)布置應遵循下列(liè)一般性原則:
1) 平麵布置必須按室外排水設計規範所規定的各項條款進行設計。
2) 總體(tǐ)布置應根據廠內各建築物的功能和流(liú)程要求,結合廠址和地形,氣候與地質條件等因素。
3) 廢水與汙泥的流向應充分利用原有地形,各構築(zhù)物的連(lián)接(jiē)管(guǎn)、渠應簡單而便捷,避免迂回曲折,符合排(pái)水暢通,降低能耗,平衡土方的要求。
4) 各構築物布置緊湊(còu),節省占地,縮短連接管線,同(tóng)時還應考慮到管(guǎn)閘閥等附屬的設備,構築(zhù)物地基的相互影響以及(jí)為施工、操作運行(háng)與檢修方便,構築物之(zhī)間應(yīng)留有一定間距。
5) 應根據處理工藝要求,設(shè)置廢水、汙水和氣體的(de)計量裝置及其相應的儀表與控製。
2. 汙水處理單元的高程布置
汙水處理平麵(miàn)布置確定了各處理構(gòu)築物的平麵位置,而其相對位置則需由汙(wū)水站(zhàn)的高程(chéng)布置來確定。為了使廢水與汙泥可能按重力流循環處(chù)理,流程中各構築物通暢 流動,同時又應避(bì)免使某些構築物的泵房有關標高(gāo)及相應水麵標高產生矛盾,因此確定各構築物和其它構築物的標高,正(zhèng)確(què)選定各連接渠的(de)尺寸標高,這(zhè)是廢水處理 站高程布置的(de)主要任務,為了節省提升(shēng)設備與運行費用(yòng),盡可能使廢水與汙泥在各構築物間按重力流動或減少提升次數,必須精確(què)計算流動過程的水頭損失,避免不 必要的跌水。水頭損失包括: 水流流過各(gè)處理構築物的水頭損失,構築物間(jiān)連絡管渠中的沿程與局部水頭(tóu)損失,以及水流流過計量設備的水頭損失等。這些根據具體工程進行計算。由(yóu)於醫院汙水(shuǐ) 含有大量病原微生物,因此構(gòu)築物應建在地下或蓋上蓋板,避免汙水暴(bào)露與空氣中。
四、低壓電解式(shì)臭氧的特點與(yǔ)臭氧發生器其的選(xuǎn)擇
新 型低壓(yā)電解臭氧應用在水處理上(shàng)更(gèng)明(míng)顯的特點是;1、因從純水中提取臭氧故所產生的臭(chòu)氧中,不含有氮氧化合物等其他(tā)雜質(zhì)(特別是不含有一氧化氮、二氧化氮等 致癌物質),不會影(yǐng)響水質。2、抗濕度能力高(gāo)達90%。模塊電解水原理不易受潮(cháo),不(bú)會擊穿。3、電極3-5V低耗,可連續性工作,安全性能好,有超長(zhǎng)的使 用壽命。4、所產生的臭氧濃度高(低壓臭氧18-20%,高壓臭氧(yǎng)1-3%)投入水中同(tóng)等值的(de)臭氧量,采用本方式可達到更高的水中臭氧濃度。5、綜合使用 成本低,同等(děng)水流量達到(dào)相同的臭氧濃(nóng)度(dù)使用成本不到高壓設備的一半。
如何選用臭氧發生器,就必須知道臭氧發生器的評(píng)價指(zhǐ)標。一般評價一個臭氧(yǎng)發生(shēng)器最基本的(de)指標是(shì):臭氧產量,臭氧濃(nóng)度,使用成本,可靠性,使用壽命,電耗等。
低 壓電解法臭氧,屬於中小型設備,它產量不大,但他的(de)濃度特別高。臭(chòu)氧濃度單位:國際通行用體積百(bǎi)分(fèn)比濃度標(biāo)稱(chēng)。電暈法(fǎ)空氣源臭氧濃度為1-3%。氧氣源臭 氧濃度為2-6%。低壓電解法臭氧濃度為18-20%。國內一(yī)般采用mg/L、g/m³單位來(lái)標稱,電暈法空氣(qì)源臭氧濃度為10-40 mg/L,氧氣源臭氧濃度為20~80 mg/L,電解法(fǎ)純(chún)水源臭氧濃度為250-280 mg/L。低壓(yā)電解法產(chǎn)生的臭氧不含氮(dàn)氧化合物(無二次汙染),耗能低,安全好,性能穩定深受國內外客戶(hù)的歡迎。
目前國內大部分臭(chòu)氧發生器都采用以空氣為(wéi)原(yuán)料高頻高壓電暈的方式來(lái)產生臭氧,這種方(fāng)式的臭氧發生器衍生的氮氧化物超標是(shì)一個很嚴重問(wèn)題。由於空氣中含78%以(yǐ)上的氮氣,如(rú)果暴露在高壓放電的環境,氮氣分子就(jiù)會離(lí)解成原子,這樣就優先和氧(yǎng)氣(qì)形成毒性較大的氮氧化物NOX,而高壓電暈法空氣源臭氧發生器所產生的NOX主(zhǔ)要成分為(wéi)二氧化氮(dàn)NO2。具體表現為:①.NO2難溶於水,容易進入下呼吸道直至肺的深部,當NO2到達肺泡時(shí),緩慢溶於體液(yè)中,形成亞硝酸和硝酸及其鹽類,以亞硝酸根和硝酸根離(lí)子的形成通過肺進入血液在全身分布,引起腎、肝、心等髒器損傷。同時NO2本身對肺組織產生強烈的刺激和腐蝕作用,引起肺水腫。②.免疫功能損傷:長期接觸NO2不僅可降低肺泡吞噬細胞能力而且能夠抑(yì)製血清中抗體的形成,影響機體免疫功能。③.促癌作用:動物實驗(yàn)表(biǎo)明NO2有(yǒu) 促癌和致癌作用(yòng)。另外目前國內市場上的臭氧發生器設備五花八門、層(céng)出不窮,產品質量參差不齊(qí),很多人誤以為隻要能出臭氧一切(qiē)OK了,而忽略了氮氧化物這(zhè)個 對人(rén)體健康危害巨(jù)大的隱型殺手(shǒu)。特別是一些價格低廉的臭(chòu)氧發生器,因配置簡單材料低劣設備(bèi)在產生臭氧的同時更容易導致大量的氮氧化合物NOx的(de)形成。很多 製藥潔淨車間需要經常(cháng)進行臭氧消毒,有的甚至在(zài)生產工作中使用特別是(shì)送風係統或新風係統不完善的場所,潔淨區內的氮(dàn)氧(yǎng)化合(hé)物就會越聚越多,給工作人員造成 嚴重的危害。所以說選擇一個(gè)好的臭氧發生器非常重要。
四、 工程造價預算
工程造價包括(kuò)土建材料費,設計、施工費、設備費、安(ān)裝費。