小型醫(yī)院常用污水處理工藝
醫(yī)院醫(yī)療污水處理背景
目前我國已建設(shè)有相當數(shù)量的醫(yī)院污水處理設(shè)施，對醫(yī)院污水的污染控制起到了積極的作用。但與發(fā)達國家醫(yī)院污水處理狀況及世界衛(wèi)生組織的要求相比，我國醫(yī)院污水處理水平整體較低，尤其2003年初具有高度傳染性―SARS‖的爆發(fā)，對現(xiàn)有醫(yī)院處理的工藝技術(shù)、裝備和管理水平都提出了考驗，使現(xiàn)有醫(yī)院污水處理的不足表現(xiàn)得更為突出。
醫(yī)院污水，尤其是傳染病醫(yī)院、結(jié)核病醫(yī)院污水中，不同程度地含有多種病菌、病毒、寄生蟲卵和一些有毒有害物質(zhì)。這些病菌、病毒和寄生蟲卵在環(huán)境中具有一定的抵抗力，有的在污水中存活時間較長，當人們食用或接觸被病菌、病毒、寄生蟲卵和有毒有害物質(zhì)污染的水或蔬菜時，就會使人致病或引起傳染病的暴發(fā)流行。通過流行病學調(diào)查和細菌學檢驗證明，國內(nèi)歷次大規(guī)模傳染病的暴發(fā)流行，都與飲用或接觸被污染的水有關(guān)。例如1987年上海市發(fā)生甲型肝炎大面積暴發(fā)流行，系由于帶有甲型肝炎病毒的糞船污染了毛蚶所致。近年來，世界上許多國家發(fā)生霍亂，暴發(fā)面積之廣，死亡人數(shù)之多，為有史以來所罕見，并且發(fā)病多半在不發(fā)達國家的沿海地區(qū)，據(jù)報導，均因飲用水受到病人排泄物污染所致。
小型醫(yī)院常用污水處理工藝
病菌、病毒或寄生蟲卵能夠介水傳播的主要原因是污水中病原體的含量大，另一個是病原體對環(huán)境理化因素抵抗力強，在環(huán)境中的存活率比較高。如大腸桿菌在河水中能存活21-183天，痢疾桿菌能在河水中存活12-92天，霍亂弧菌在河水中能存活0.5-92天。病毒在對環(huán)境因素的抵抗力則更強，在污水中肝炎病毒能存活70天，脊髓灰質(zhì)炎能存活3-4個月，鉤端螺旋體能存活30天。非典冠狀病毒則僅能在污水中存活3-4天。非典冠狀病毒對環(huán)境的耐受力雖然不比肝炎病毒、痢疾桿菌更強，但由于其發(fā)病急、傳播快、死亡率高，更加以找不出病源和傳播途徑、對應(yīng)手段和治療方法，因此，曾在精神上給人們很大的困擾。
醫(yī)院廢水處理工藝
目前比較常用的醫(yī)療污水處理工藝：一級處理工藝、二級處理工藝、傳統(tǒng)活性污泥法、吸附再生法、SBR 法、AB 法、A/O和A2/O法A/O系統(tǒng)和A2/O系統(tǒng)是由缺氧-好氧或厭氧-缺氧-好氧、CASS工藝生化處理等諸多方法。
一級處理工藝
常規(guī)一級處理的目的主要是去除污水中的漂浮物和懸浮物(SS)，為后續(xù)處理創(chuàng)造條件。其主要設(shè)備和構(gòu)筑物是:格柵、沉砂池、沉淀池等。格柵可去除污 水中較大的顆粒物質(zhì)和漂浮固體物質(zhì)。沉砂池可以去除0.2mm 以上的沙粒，沉 淀池可去除污水中大部分懸浮物。一般通過一級處理可去除 60%懸浮物和20% BOD5。
醫(yī)院污水一級處理和氯化消毒的典型工藝流程是：來自病區(qū)和其他含菌污水 通過排水管道匯集到污水處理站，對于糞便污水應(yīng)先通過化糞池沉淀消化處理，然后進入污水處理站。處理站設(shè)有格柵、調(diào)節(jié)池、計量池、提升泵和接觸池。消毒劑通過與水泵聯(lián)動或與虹吸水混合后，進入接觸池，在接觸池內(nèi)污水和消毒劑 經(jīng)過一定時間的接觸后達到水質(zhì)凈化和消毒要求之后排放?；S池或沉淀池產(chǎn)生的沉淀污泥按規(guī)定進行定期消除和消毒處理，典型工藝流程可簡單表示如圖2.1 所示
二級處理工藝
二級處理主要是指生物處理。生物處理可以去除污水中溶解的和呈膠體狀的有機污染物.其BOD的去除率在90%以上，出水的BOD可降至30mg/L以下，同時還可以去除 COD、酚、氰等有機污染物。常規(guī)的二級生物處理技術(shù)如活性污泥法不能去除水中的氮和磷。因此，國內(nèi)外開發(fā)了生物脫氮除磷的改進二級處理技術(shù)或稱三級技術(shù)。它與二級處理往往結(jié)合使用，有時是對常規(guī)生物處理設(shè)施進行改造，使之具有脫氮除磷的功能。采用的技術(shù)有A/O法、A/O法、SBR法、AB 法、氧化溝和生物膜法等。
傳統(tǒng)活性污泥法
傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)多采用矩形廓道式曝氣池，污水和回流污泥從池首進入，混合液以活塞流的流態(tài)逐漸向池尾流動，從池末端出水堰流出，進入二沉池，在二沉池中完成泥水分離后處理水排放，沉淀污泥回流到曝氣池，進入下一個循環(huán)。
吸附再生法
這種運行方式的主要特征是將活性污泥降解有機物的兩個過程—初期吸附和生物代謝分別在兩個構(gòu)筑物或一個構(gòu)筑物的兩段中進行。
醫(yī)療污水處理SBR 法
SBR 工藝是間歇式活性污泥系統(tǒng)，又稱序批式活性污泥系統(tǒng)。SBR 工藝的曝氣池，在流態(tài)上屬*混合，在有機物降解上，卻是時間上的推流，有機物是隨著時間的推移而被降解的，其基本操作流程由進水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置等五個基本過程組成，從污水到閑置結(jié)束構(gòu)成一個周期，在每個周期里上述過程都是在一個設(shè)有曝氣或攪拌的反應(yīng)器內(nèi)依次進行的。
AB 法
AB法就是生物吸附降解法。*以高負荷或超高負荷運行(污泥負荷>2.0kgBOD5/kgMLSS·d) ，B級以低負荷運行(污泥負荷一般為0.1 ～0.3kgBOD5/kgMLSS·d)，A、B兩級各自有獨立的污泥回流系統(tǒng)，兩級的污泥互不相混。該工藝處理效果穩(wěn)定，具有抗沖擊負荷、PH 值變化的能力，該工藝還可以根據(jù)經(jīng)濟實力進行分期建設(shè)。如可先建A 級，以削減污水中的大量有機物，達到優(yōu)于一級處理效果，等條件成熟，再建B 級以滿足更高的處理要求。
A/O和A2/O法A/O系統(tǒng)和A2/O系統(tǒng)是由缺氧-好氧或厭氧-缺氧-好氧
生物處理組成的污水生物脫氮除磷處理工藝。
CASS工藝生化處理
CASS工藝主反應(yīng)區(qū)分缺氧和好氧兩部分，周期性進行曝氣、沉淀和撇水。由于周期曝氣，曝氣時氧濃度梯度大，傳遞效率高，節(jié)能效果明顯，運行費用可降低20%左右。
CASS工藝的生物降解、污泥沉淀和廢水排放均在同一池中進行，不需調(diào)節(jié)池、二沉池及污泥回流設(shè)備，可大大節(jié)省投資,降低運行費用和減少用地。CASS工藝采用延時曝氣，使污泥的產(chǎn)率低、脫水性好;新型水下曝氣設(shè)備和浮動式可自動升降撇水裝置的應(yīng)用使系統(tǒng)簡便、靈活，出水穩(wěn)定。
CASS法采用厭氧、兼氧結(jié)合的生物處理為主，并配合一系列物理、化學手段來沉淀、分解、殺滅污水中的有機物、病菌、病毒，同時還具有良好的除氮、除磷功能，使二級處理的投資可達到三級處理出水水質(zhì)的效果。
每個CASS反應(yīng)器由生物選擇區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)三部分組成。三個區(qū)體積比大概為1:2:27。生物選擇區(qū)實際上是一個容積很小的污水和污泥接觸區(qū)。活性污泥由好氧區(qū)回流并在生物選擇區(qū)內(nèi)與新鮮污水混合、接觸、創(chuàng)造微生物種群在高負荷下的競爭條件,選擇出優(yōu)勢菌種,可有效抑制絲狀菌繁殖,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,同時活性污泥的快速吸附作用加快了溶解性基質(zhì)的去除,并對難降解有機物起到良好的水解作用,還能使污泥中的磷在厭氧條件下得到有效的釋放。
缺氧取區(qū)具有輔助生物選擇區(qū)對進水水質(zhì)水量變化的緩沖作用,在該區(qū)主要是通過再生活性污泥的吸附作用去除有機物,去除率>80%,同時具有促進磷的進一步釋放和強化反硝化作用。好氧區(qū)是微生物分解所吸附有機物的主要場所,其運行周期包括充水---曝氣,充水---沉淀,上清夜?jié)С统渌?--閑置4個階段,不同的運行階段及時間可根據(jù)所處理的污水水質(zhì)進行調(diào)整。運行周期循環(huán)往復,反應(yīng)中污水的有效容積是個變值。此法連續(xù)進水,序批運行方式如下:厭氧→缺氧→好氧→缺氧→厭氧。
河流、特別是流經(jīng)人類活動對自然環(huán)境影響相對強烈區(qū)域的內(nèi)陸河，是區(qū)域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要因素.作為區(qū)域居民生活污水、工業(yè)廢水和地表徑流排放的主要載體，內(nèi)陸河zui易遭受到污染和破壞.近幾十年來，政府已經(jīng)逐步建立了環(huán)境監(jiān)測體系并且開展了大量水質(zhì)監(jiān)測項目，獲得大量的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括物理化學、有機物、重金屬及生物指標等各種數(shù)據(jù).由于各個監(jiān)測指標及監(jiān)測點之間存在復雜的相互影響，導致大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)并不能充分的利用與分析，給水質(zhì)專家和地方?jīng)Q策者如何采取有效措施管理和改善水環(huán)境提出了一個挑戰(zhàn).因此，從大量的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)中挖掘出有用的信息，探索水質(zhì)的時空分布模式，識別潛在污染源能夠提高人們對區(qū)域環(huán)境狀況的認識，幫助決策者建立高效合理的水環(huán)境管理方案.
近年來，各類數(shù)學及統(tǒng)計評價方法被廣泛用于水質(zhì)評價、時空分異及潛在污染源識別的研究中.CCME WQI模型與其他水質(zhì)指數(shù)模型相比具有簡單易行、靈活多變等特點，對城市水體及水體富營養(yǎng)化污染尤其敏感，在水質(zhì)綜合評價中取得了令人滿意的效果.多元統(tǒng)計技術(shù)能夠?qū)碗s的多元數(shù)據(jù)進行降維簡化又可以保證主要信息不會丟失，與近來被應(yīng)用到多元數(shù)據(jù)信息挖掘的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、平行因子分析等模型相比更為簡便、普遍適應(yīng)性廣.聚類分析、判別分析、主成分分析、因子分析和主成分多元線性回歸分析作為傳統(tǒng)的多元統(tǒng)計技術(shù)，在水質(zhì)時空分異特征及潛在污染源識別上得到普遍的應(yīng)用.國內(nèi)外學者利用多元統(tǒng)計技術(shù)分別對沁河流域、洞庭湖、土耳其中部近海、寧夏吳忠市金積水源地地下水，以及德國北部低洼地區(qū)的污染物時空分異特征及潛在污染源識別進行研究，并取得滿意的效果.從研究進展上來看，數(shù)學及統(tǒng)計評價方法在時空分異特征及污染源識別的應(yīng)用研究中僅僅局限于內(nèi)陸河流域、湖泊、近海海域及地下水，卻鮮有針對城市河網(wǎng)的水質(zhì)時空分異特征及潛在污染源識別研究.與流域尺度研究不同，城市河網(wǎng)沿岸土地利用類型單一，不透水面護坡割裂了河道橫向連通性，降雨徑流沖刷地表直接將污染物攜帶入河，同時流域尺度水體的環(huán)境容量相對較大，水質(zhì)空間分異有明顯的上下游、干支流的關(guān)系，城市河網(wǎng)交錯縱橫，水流緩慢，人為干擾強烈，水質(zhì)空間分異更為復雜;此外，以往的研究割裂開了時間與空間相互作用的機制，只是單獨探討了時間與空間上的分異特征及污染源識別，忽略了時間對空間分布規(guī)律及其污染源的影響.
蘇州素有“上有天堂，下有蘇杭”之美稱，水系是其城市的命脈，水環(huán)境的好壞直接影響其作為旅游城市的可持續(xù)發(fā)展.因此，本文首先根據(jù)蘇州古城區(qū)河網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，應(yīng)用CCME WQI模型對古城區(qū)河網(wǎng)水質(zhì)進行綜合的評價.然后采用聚類分析，揭示蘇州古城區(qū)水環(huán)境時空相似性規(guī)律.并且利用空間判別分析驗證聚類分析結(jié)果的可信度及識別顯著性污染指標，zui后在不同時間段內(nèi)對空間分組進行時空聯(lián)合因子分析并結(jié)合因子分析結(jié)果采用基于受體的源分配模型，識別不同時間段不同區(qū)域水環(huán)境污染源，以及主要污染源對河道水質(zhì)的貢獻，為蘇州古城區(qū)水環(huán)境治理提供科學依據(jù).
2 材料與方法
2.1 研究區(qū)概況
蘇州市地處以太湖為中心淺碟形平原的底部，位于北緯30°47′~32°20′，東經(jīng)119°55′~121°20′之間，全市地勢低平，自西向東緩慢傾斜;屬于北亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)，潮濕多雨，季風明顯，具有豐富的雨水資源，平均年降雨量1200~1400 mm，降雨多集中于6—9月份.研究區(qū)為蘇州市中心城區(qū)，面積大概為10 km2.監(jiān)測斷面多設(shè)在古城區(qū)，古城區(qū)內(nèi)河道形成了“一環(huán)三橫四縱”的水系布局.河道周邊建筑密集，綠地和可滲透性地面相對較少，水體受潮水頂托與地形影響流向不定，流速緩慢，水體水質(zhì)惡化嚴重，即便是水體流速較快的外城河、婁江、元和塘、上塘河等城區(qū)主要河道也均為Ⅴ類水質(zhì).造成水體污染的原因既有包括“三產(chǎn)”污染源及城市生活污染源在內(nèi)的點源污染，也有城市降雨徑流及河道底泥釋放引起的非點源污染.
研究區(qū)河道水質(zhì)監(jiān)測斷面30個(圖 1)，蘇州市排水管理處每月一次取樣檢測.監(jiān)測斷面M1~M30依次為保吉利橋、苑橋閘、望星橋、馬津橋、平四閘、桃花塢橋、水關(guān)橋、中市橋、帶城橋、銀杏橋、小人民橋、歌薰橋、醋坊橋、跨塘橋、齊福橋、錢*橋、糖坊灣橋、覓渡橋、裕棠橋、泰讓橋、渡僧橋、山塘橋、吊橋、新市橋、人民橋、相門橋、永仙橋、五龍橋、桐馨橋、永津橋.
