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    医院医疗废水处理工程

    2015-03-24 15:11:34

    第二章   废水处理工艺方案比较

    2.1污染物去除原理

    根据以上叙述可知,废水中含有大量的悬浮物SS CODCr以及细菌之类,这几类污染物的去除机理及办法分别叙述如下。

    2.1.1悬浮物SS的去除

    废水中油脂以及SS的去除主要靠沉淀以及气浮工艺,废水处理中悬浮物的浓度不仅仅只涉及到出水的SS指标,而且出水的CODCr等指标也与其有关,所以控制废水处理的SS指标是最基本的,也是很重要的环节。为了尽量去除水中的悬浮物,本设计采用两级反应的方法,即在投加混凝剂PAC的基础上增加助凝剂PAM。混凝剂PAC的主要化学物质是聚合氯化铝,水溶液是介于三氯化铝和氢氧化铝之间的水解产物,灰色透明,带胶体电荷,从而对水中的悬浮物具有很强的吸附性,同时也可以去除废水中的少量的重金属离子。而助凝剂PAM为高分子的聚合物聚丙烯酰胺,在此利用聚丙烯酰胺的酰氨基使被吸附的粒子间形成桥联,产生絮团,而加速微粒子的下沉,从而达到去除的目的。
    SS + 胶体(混凝剂、助凝剂)→絮凝体
     

    2.1.2 化学需氧量CODCr的去除

    本废水中化学需氧量CODCr值约有400mg/L。化学需氧量CODCr由两部分产生,其一为固体悬浮物及无机化学物质产生,其二为可溶解性的有机物。固体悬浮物及无机化学物质产生的CODCr可直接采用化学混凝沉淀的方法将其去除,而可溶解性的有机物产生的CODCr则不能由化学混凝沉淀去除,而必须采用生物化学处理方法,即利用微生物的新陈代谢作用,将有机物分解,达到去除的目的。
    从微生物的作用机理来讲,生化处理工艺可大致分为两类,即好氧工艺和厌氧工艺。
    1)好氧生物处理
    好氧工艺主要是一种在提供游离氧的前提下,以好氧微生物为主,使有机物降解、稳定的无害化处理方法。废水中存在的各种有机物,主要以胶体态、溶解体的有机物为主,作为微生物的营养源。这些高能位的有机物质经过一系列的生化反应逐级释放能量,最终以低能位的无机物质稳定下来,达到无害化的要求,以便进一步回到自然环境和妥善处理。好氧工艺主要有活性污泥法、生物滤池法、生物接触氧化法等,用活性污泥法、氧化沟、曝气稳定塘、生物转盘等好氧法处理高浓度有机废水都有成功的经验,好氧处理可有效地降低BOD5CODCr和氨氮,还可以去除铁、锰等金属。
    a.常规活性污泥法
    活性污泥法因其运行费用低、效率高而得到了广泛的应用。美国和德国的几个活性污泥法废水处理厂的运行结果表明,通过提高污泥浓度来降低污泥有机负荷,活性污泥法可以获得令人满意的处理效果。
    例如美国宾州Fall Township废水处理厂,其垃圾渗滤液进水的CODCr600021000mg/LBOD5300013000mg/L,氨氮为2002000mg/L。活性污泥池的污泥浓度(MLVSS)600012000mg/L,是一般活性污泥法污泥浓度的36倍。在容积负荷为1.87KgBOD5/m3·d时,F/M0.150.31KgBOD5/ KgMLVSS·dBOD5的去除率为97%。该厂的运行数据说明,只要适当提高活性污泥法浓度,使F/M0.030.3l KgBOD5/KgMLVSS·d之间(不宜再高),采用活性污泥法能够有效地处理高浓度的有机废水。
    b.缺氧-好氧活性污泥法
    缺氧好氧活性污泥法(SBR、氧化沟)等工艺,因其具有能维持较高运转负荷,耗时短等特点,比常规活性污泥法更有效。最终出水的平均CODCrBOD5分别从原来的400013000mg/L160011000mg/L降低到CODCr300mg/LBOD550mg/L。总去除率分别为CODCr96.4%、BOD599.6%。
    缺氧好氧活性污泥法处理废水中的磷和氮也优于其它生物法。磷的平均去除率为90.5%;氮的平均去除率为67.5%。缺氧好氧有效地解决了其它生物处理方法中经常出现的NH3-NNHX-N含量过高对好氧段的抑制问题。
    c.曝气稳定塘
    与活性污泥法相比,曝气稳定塘体积大,有机负荷低,尽管降解进度较慢,但由于其工程简单,在土地资源丰富的地区,是最省钱的好氧生物处理方法。美国、加拿大、英国、澳大利亚和德国的小试、中试及生产规模的研究都表明,采用曝气稳定塘能获得较好的处理效果。
    d生物膜法
    与活性污泥法相比,生物膜法具有抗水量、水质冲击负荷的优点,而且生物膜上能生长世代时间较长的微生物,如硝化菌之类。但是生物膜法只能处理与城市废水性质相近的废水,对于有机物、氨氮较高的高浓度有机废水,此方法还有待研究。
    本工艺采用生物接触氧化法,其主要特点如下:
    由于填料的比表面极大,池内的充氧条件良好,生物接触氧化池内单位容积的生物固体量都高于活性污泥法曝气池及生物滤池,因此,生物接触氧化池具有较高的容积负荷。
    由于相当一部分微生物固着生长在填料表面,生物接触氧化法不需要设污泥回流系统,也不存在污泥膨胀问题,运行管理方便。
    由于生物接触氧化池内生物固体量多,水流属于完全混合型,因此生物接触氧化池有较强的适应性。
    传质条件好,微生物对有机物的代谢速度比较快。由于空气的搅动,整个氧化池的废水在填料之间流动,使生物膜和水流之间产生较大的相对速度,加快了细菌表面的介质更新,增强了传质效果,加快了生物代谢速度,缩短了处理时间。
    有利于丝状菌的生长。在有填料的接触氧化池中,对丝状菌的生长很有利,丝状菌的存在能提高对有机物的分解能力。
    2)厌氧生物处理
    厌氧生物处理有目的地运用已有近百年的历史。近30年来,随着微生物学、生物化学等学科的发展和工程实践的积累,新的厌氧工艺被不断开发出,新工艺克服了传统工艺的水力停留时间长、有机负荷低等缺点,使厌氧工艺在理论和实践上有了很大进步,在处理高浓度有机废水方面取得了良好效果。
    厌氧生物处理有许多优点,最主要的是能耗少,操作简单,因此投资及运行费用低廉,而且由于产生的剩余污泥量少,所需的营养物质也少。
    厌氧处理一般分为四个阶段:
    第一阶段------水解阶段             第二阶段------酸化阶段
    第三阶段------酸性衰退阶段     第四阶段------甲烷化阶段
             在水解阶段,固体物质降解为溶解性的物质,大分子物质降解为小分子物质;产酸阶段(酸化阶段),碳水化合物降解为脂肪酸,主要是醋酸、丁酸合丙酸,水解和产酸进行的较快,难于把它们分开,此阶段的主要微生物是水解产酸菌;第三阶段是酸性衰退,有机酸和溶解的含氮化合物分解成氮、胺和少量的CO2N2CH4H2,在此阶段中,由于产氮细菌的活动使氨态氮浓度增加,氧化还原势降低,pH值上升,pH值的变化为甲烷创造了适宜的条件,酸性衰退阶段的副产物还有H2S、吲哚、粪臭素、和硫醇等。由此可见,使厌氧发酵带有不良气味的过程发生在第三阶段。第四阶段是由甲烷菌把有机酸转化为沼气。酸性衰退和产甲烷阶段较难控制,且容易受到环境中有毒物质的影响。因此本工艺采用厌氧处理法的前两个阶段,即水解酸化阶段,可以有效的将大颗粒的难于生物降解的有机物降解为小分子的易于生物降解的有机物,并同时可防止出水厌氧发酵所具有的不良气味,改善了废水处理厂的周边环境。

    2.1.3细菌的杀灭

    医院废水中含有大量的细菌、病毒等,因此必须进行消毒处理。采用化学药剂法消毒,就是向废水中投人适量的化学药剂,使废水中有害物质氧化,达到凝聚吸附沉淀。此方法是在传统的生化法之后,近三十年来逐步发展起来的。
    液氯 液氯以它消毒能力强、价格便宜广泛应用于自来水和医院废水消毒。但氯气是一种有刺激性气味的黄色有毒气体,不能随时随地制取氯气,必须有专用贮存设备和加氯设备。液氯的投加设备结构复杂,易被腐蚀,危险性较大,因而在城市或人口过于集中的区域被限制使用。
    次氯酸钠溶液 次氯酸钠是最原始的消毒处理方法之一。该方法原料来源方便、产品稳定、运输方便,设备投资少,运行费用低,管理方便,安全、可靠,不会因消毒剂产生污泥,应用较为广泛。但次氯酸钠消毒能力弱,处理过程中带来废渣,正逐步被其它产品替代。
    臭氧法 臭氧是强氧化剂,在废水中加入适量的臭氧使水中微生物以及各种金属离子氧化。用这种方法处理医院废水较为彻底,二次污染少。缺点是所配套的设备多,一次性投资大,设备维修量大,用电量亦大,增加了常年运转费。
    二氧化氯法   二氧化氯是一种高效、广谱、安全、快速、多功能、持续时间长、贮存与使用方便的杀菌消毒剂,联合国世界卫生组织(WHO)将其列为安全的消毒剂(A1)级,美国环境保护署(EPA)和美国食品药物管理局(FDA)批准它可以用于医院、食品加工等部门。
    国内外生产的商品性二氧化氯产品主要是稳定性二氧化氯溶液,也有少部分的缓释型团体状、胶状颗粒、微胶囊化粉体等固体二氧化氯产品。近年来国内废水处理行业十分流行二氧化氯法,在医院废水处理上有着良好的效果。
    化学法二氧化氯消毒用于处理医院废水的优点:

    A.ClO2可以杀灭一切微生物,包括细菌繁殖体、细胞芽孢、真菌、分枝杆菌和病毒等。它能有效地破坏水中的微量有机污染物,如苯并芘蒽醌、氯仿、四氯化碳、酚、氯酚、氰化物、硫化氢及有机硫化物等。能很好地氧化水中一些还原状态的金属离子如Fe2+Mn2+Ni2+等,受pH影响小,对藻类有杀灭作用,还能降低水溶液的色度、浊度和异味,其效果是次氯酸钠的5倍。在废水处理中不形成显著的有机卤化物,是医院废水处理的理想选择。
    B.二氧化氯对病毒消毒效果比臭氧和液氯更有效,与废水反应快,接解时间是氯的1/21/4,大大节省了投资。
    因此,本方案采用二氧化氯对废水进行消毒处理。
     


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