1 工程概況
武漢市為救治新型冠狀病毒感染的肺炎患者，解決現(xiàn)有醫(yī)療資源不足而緊急建設(shè)了武漢火神山醫(yī)院。武漢火神山醫(yī)院選址位于知音湖畔，醫(yī)院鳥(niǎo)瞰如圖1。
圖1 武漢火神山醫(yī)院鳥(niǎo)瞰圖
武漢火神山醫(yī)院新建區(qū)規(guī)劃用地面積約50000㎡，總建筑面積33940.76㎡，總床位數(shù)1000床（其中ICU中心床位數(shù)為30床）；由1號(hào)樓與2號(hào)樓組成，另包括配建的附屬設(shè)施。
新建區(qū)全部為傳染病院區(qū)，醫(yī)護(hù)人員宿舍、生活區(qū)全部征用新建區(qū)旁邊的武漢職工療養(yǎng)院。療養(yǎng)院的公用工程配套設(shè)施齊全，可以獨(dú)立運(yùn)行管理，與新建傳染病院區(qū)的排水系統(tǒng)及水處理設(shè)施完全隔開(kāi)。醫(yī)療設(shè)施建筑功能分區(qū)如圖2。
室外氧氣站房、負(fù)壓吸引機(jī)房、垃圾暫存間、尸體暫存間及焚燒爐設(shè)于場(chǎng)地東南角。
武漢市冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)。根據(jù)項(xiàng)目總平面設(shè)計(jì)及建筑功能布置，污水處理站位于新建傳染病院區(qū)的西南角，臨湖而建。雖然知音湖并非武漢市的水源地，武漢火神山醫(yī)院的設(shè)計(jì)、施工建設(shè)緊急，但運(yùn)行管理不降標(biāo)準(zhǔn)，污水集中收集處理達(dá)標(biāo)后，再排入市政管網(wǎng)，既不帶來(lái)排水系統(tǒng)安全隱患，也不造成環(huán)境污染。
圖2 武漢火神山醫(yī)院醫(yī)療設(shè)施建筑功能分區(qū)圖
醫(yī)院附近并無(wú)污水處理廠，需要通過(guò)一體化泵站排入800m外的市政污水管道，再經(jīng)由和黃泵站最終排入蔡甸區(qū)石洋污水處理廠，污水全程輸送距離超過(guò)10km。
武漢火神山醫(yī)院從2020年1月23日開(kāi)始設(shè)計(jì)，2月3日前建成，歷時(shí)10天，建設(shè)工期超短，且處于春節(jié)長(zhǎng)假期間，能夠采買(mǎi)到的設(shè)備和材料受到極大的限制，這其實(shí)在很大程度上也左右了污水處理工藝的選擇。
2 污水處理量與水質(zhì)
按照《醫(yī)院污水處理工程技術(shù)規(guī)范》HJ2029第4.2.1條要求，醫(yī)院污水處理工程設(shè)計(jì)應(yīng)采取實(shí)際檢測(cè)的方法確定醫(yī)院污水的污染負(fù)荷。醫(yī)院污水排放量和水質(zhì)取樣檢測(cè)應(yīng)符合HJ/T91的技術(shù)要求。對(duì)10天內(nèi)需要完成施工交付的武漢火神山醫(yī)院來(lái)說(shuō)，面對(duì)新型冠狀病毒感染的肺炎傳播速度快、蔓延范圍廣，武漢地區(qū)病患短時(shí)間內(nèi)大量增加的疫情，迫切需要彌補(bǔ)武漢市原有的醫(yī)療設(shè)施不足。作為應(yīng)急建設(shè)專(zhuān)門(mén)的醫(yī)療設(shè)施，必須立即投入使用。實(shí)際上是難于采取實(shí)際檢測(cè)的方法確定醫(yī)院污水的污染負(fù)荷，目前國(guó)內(nèi)可類(lèi)比的現(xiàn)有同等規(guī)模和性質(zhì)的醫(yī)院為北京小湯山醫(yī)院二部，為建設(shè)規(guī)模1000床的功能齊全的定點(diǎn)SARS醫(yī)院。
2.1 污水處理工程設(shè)計(jì)水量
從圖2可以已看出，武漢火神山醫(yī)院興建院區(qū)全部為傳染病區(qū)，其排水全部為病區(qū)排水，新建污水處理站不考慮醫(yī)護(hù)生活區(qū)如醫(yī)護(hù)人員宿舍、辦公及生活等非病區(qū)排水。
減少新型冠狀病毒（2019-nCoV）接觸傳播的主要措施就是需要做到及時(shí)洗手，做好手部衛(wèi)生；按照武漢火神山醫(yī)院基本流程，醫(yī)護(hù)人員進(jìn)入和退出路線上，均設(shè)置了淋浴清洗，避免將病毒帶到清潔區(qū)。同時(shí)做好室內(nèi)清潔，保持環(huán)境衛(wèi)生整潔，減少室內(nèi)環(huán)境污染，也需要及時(shí)用水清洗消毒。因此無(wú)論是按用水量確定污水處理設(shè)計(jì)水量，還是按日均污水量和變化系數(shù)確定污水處理設(shè)計(jì)水量，均應(yīng)取上限值。武漢火神山醫(yī)院作為應(yīng)急建設(shè)的專(zhuān)門(mén)醫(yī)療設(shè)施，在新型冠狀病毒感染的肺炎快速傳播期間，需要大量收治重癥病人；在疫情得到控制期間，收治的病人數(shù)量將會(huì)減少。因此不論是生活用水量的小時(shí)變化系數(shù)，還是污水日變化系數(shù)，均應(yīng)取大值才合乎實(shí)際。保證武漢火神山醫(yī)院污水處理設(shè)備具有足夠的處理能力，才能滿(mǎn)足應(yīng)急醫(yī)院在運(yùn)行管理過(guò)程中的污染負(fù)荷處理需求，防止對(duì)周邊地區(qū)帶來(lái)新的傳染源，確保足夠的生物安全性。
（1）按用水量確定污水處理設(shè)計(jì)水量
按照《醫(yī)院污水處理工程技術(shù)規(guī)范》HJ2029第4.2.2條，新建醫(yī)院污水處理工程設(shè)計(jì)水量可按照醫(yī)院用水總量的85%～95%確定，此系數(shù)主要是考慮污水的蒸發(fā)損失和管道滲漏。但是武漢火神山醫(yī)院屬于傳染病醫(yī)院，排水管道內(nèi)的污水不能外滲和泄漏，污染區(qū)空調(diào)的冷凝水集中收集，并采用間接排水的方式進(jìn)入醫(yī)院污水排水系統(tǒng)，排到污水處理站統(tǒng)一處理。考慮武漢地區(qū)濕度較大，每日的空調(diào)凝結(jié)水量也不少，因此武漢火神山醫(yī)院污水處理工程的設(shè)計(jì)水量按照醫(yī)院用水總量的100%確定。醫(yī)院住院部生活用水定額取400L/床·d，小時(shí)變化系數(shù)Kz1=2.5，醫(yī)護(hù)人員生活用水定額取250L/人·班（每班6小時(shí)），小時(shí)變化系數(shù)Kz2=2.0，考慮每日急救車(chē)輛沖洗和消毒設(shè)施排水、醫(yī)技樓排水及未預(yù)見(jiàn)水量，武漢火神山醫(yī)院的日用水總量約為800m3/d，醫(yī)院最高日污水量約為2000m3/d。
（2）按日均污水量和變化系數(shù)確定污水處理設(shè)計(jì)水量
按照《醫(yī)院污水處理工程技術(shù)規(guī)范》HJ2029第4.2.2條，新建醫(yī)院污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)水量亦可按日均污水量和日變化系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算。武漢火神山醫(yī)院屬于編制床位數(shù)N>500床的設(shè)備齊全的大型醫(yī)院，醫(yī)院日均單位病床污水排放量取q=600L/床·d，污水日變化系數(shù)Kd=2.2。醫(yī)院最高日污水量約為1320m3/d?？紤]本文前述各項(xiàng)因素，確定污水處理設(shè)計(jì)水量為1500m3/d。
按照《醫(yī)院污水處理工程技術(shù)規(guī)范》HJ2029第4.2.4條，醫(yī)院污水處理工程設(shè)計(jì)水量應(yīng)在實(shí)測(cè)或測(cè)算的基礎(chǔ)上留有設(shè)計(jì)裕量，設(shè)計(jì)裕量宜取實(shí)測(cè)值或測(cè)算值的10%～20%。
按照《醫(yī)院污水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》CECS07：2004，第3.0.2條，醫(yī)院的綜合耗水量、小時(shí)變化系數(shù)與醫(yī)院性質(zhì)、規(guī)模、設(shè)備完善程度有關(guān)，應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)確定。當(dāng)無(wú)實(shí)測(cè)資料時(shí)，武漢火神山醫(yī)院的綜合耗水量、小時(shí)變化系數(shù)可按設(shè)備比較齊全的大型醫(yī)院（設(shè)備比較齊全的大型醫(yī)院，系指建筑物內(nèi)設(shè)有水沖大便器、洗滌盆、沐浴設(shè)備和熱水供應(yīng)，病床數(shù)為300張以上的醫(yī)院））計(jì)算，日耗水量為650～800L／床·d；小時(shí)變化系數(shù)K=2.0～2.2。醫(yī)院最高日污水量約為1960m3/d。
綜上分析，權(quán)衡按用水量確定污水處理設(shè)計(jì)水量與按日均污水量和變化系數(shù)確定污水處理設(shè)計(jì)水量，武漢火神山醫(yī)院最高日污水量取值1960m3/d。
2.2 污水處理工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)
武漢火神山醫(yī)院的病區(qū)排水水質(zhì)除了含有世界衛(wèi)生組織命名的新型冠狀病毒（2019-nCoV）外，設(shè)計(jì)水質(zhì)可參考《醫(yī)院污水處理工程技術(shù)規(guī)范》HJ2029第4.2.2條表1的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及同類(lèi)醫(yī)院污水水質(zhì)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，病區(qū)污水水質(zhì)指標(biāo)如下表1。
表1 污水水質(zhì)指標(biāo)表
污水處理設(shè)置了預(yù)消毒工藝，并設(shè)置在化糞池前。由于采用了預(yù)消毒工藝，污水處理站的進(jìn)站水質(zhì)指標(biāo)與病區(qū)污水排水水質(zhì)指標(biāo)有差異，期中pH≤6.0，化學(xué)需氧量（CODCr）、生化需氧量（BOD5）、懸浮物（SS）、氨氮（NH3-N）及糞大腸桿菌均小于表1污水水質(zhì)指標(biāo)，新型冠狀病毒（2019-nCoV）應(yīng)完成滅活。另進(jìn)入污水處理站的污水含有余氯，以游離氯計(jì)，余氯量大于6.5mg/L。
2.3 污水處理工程設(shè)計(jì)出水水質(zhì)
武漢火神山醫(yī)院屬于新型冠狀病毒感染的肺炎傳染病醫(yī)院，按照《傳染病醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50849第6.4.1條，傳染病醫(yī)院污水處理后的水質(zhì)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18466的有關(guān)規(guī)定?！夺t(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18466第4.1.1條規(guī)定，傳染病醫(yī)療機(jī)構(gòu)污水排放一律執(zhí)行表1的規(guī)定。污水處理工程設(shè)計(jì)出水水污染物排放限值（日均值）如表2。
表2 污水處理工程設(shè)計(jì)出水水污染物排放限值（日均值）
武漢火神山醫(yī)院建成即投入使用，大量收治重癥病人。培養(yǎng)二級(jí)生化處理工藝的微生物般要1個(gè)月的時(shí)間，生化處理調(diào)試運(yùn)行周期過(guò)長(zhǎng)，實(shí)際上，建成后即要求采用二級(jí)生化處理工藝運(yùn)行是不符合醫(yī)院立即投入使用要求的。因此在醫(yī)院運(yùn)行的前期，短時(shí)間內(nèi)將按預(yù)消毒+化糞池+消毒的處理工藝流程運(yùn)行，以充分滿(mǎn)足《醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18466表1中生物安全指標(biāo)要求，糞大腸菌群數(shù)<100個(gè)/L，腸道致病菌、腸道病毒、結(jié)核桿菌不得檢出，另外增加新型冠狀病毒（2019-nCoV）不得檢出的要求。污水處理站尾水按pH=6-9，消毒接觸池出口總余氯6.5～10 mg/L控制含氯消毒劑投加量。表2中的第7～25項(xiàng)指標(biāo)，將不作為主要控制值要求，可滿(mǎn)足生態(tài)環(huán)境部《關(guān)于做好新型冠狀病毒感染的肺炎疫情醫(yī)療污水和城鎮(zhèn)污水監(jiān)管工作的通知》環(huán)辦水體函〔2020〕52號(hào)的要求。
在武漢火神山醫(yī)院運(yùn)行的后期，通過(guò)運(yùn)行調(diào)試，培養(yǎng)二級(jí)生化處理工藝的微生物，來(lái)滿(mǎn)足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《傳染病醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50849采用二級(jí)生化處理后再排人城市污水管道的要求，實(shí)現(xiàn)《醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18466表1中有關(guān)傳染病醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放限值要求。最終表2污水處理工程設(shè)計(jì)出水水污染物排放限值（日均值）中，第1～25項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)值要求。
3 污水處理工程工藝
武漢火神山醫(yī)院病區(qū)污水，除了含有新型冠狀病毒（2019-nCoV）外，病區(qū)排水水質(zhì)與一般醫(yī)院污水的污染負(fù)荷相當(dāng)，由于醫(yī)護(hù)進(jìn)出流線上使用較多的淋浴用水，相應(yīng)的污染負(fù)荷濃度比一般醫(yī)院污水要低，但新型冠狀病毒致病力強(qiáng)，傳染性高，傳播方式包括空氣飛沫傳播、氣溶膠傳播、接觸傳播及可能的糞口傳播。新型冠狀病毒是一種新的病原體，對(duì)病毒傳播機(jī)制和疾病嚴(yán)重程度的認(rèn)識(shí)還在不斷深入，防控工作仍面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
3.1 污水處理工程工藝選擇原則
污水處理工程工藝選擇除了考慮醫(yī)院規(guī)模、污水水量、污染負(fù)荷及進(jìn)出水質(zhì)外，新型冠狀病毒的強(qiáng)致病力及高傳染性也是武漢火神山醫(yī)院必須重視的關(guān)鍵因素，除此以外，還需要兼顧以下影響因素。
（1）傳染病醫(yī)院水污染物排放的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求
武漢火神山醫(yī)院屬于傳染病醫(yī)院，涉及的現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)主要包括《傳染病醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50849、《醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18466、《醫(yī)院污水處理工程技術(shù)規(guī)范》HJ2029與《醫(yī)院污水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》CECS07：2004等。
武漢火神山醫(yī)院最高日污水量約為2000m3/d，醫(yī)院附近并無(wú)污水處理廠，污水需經(jīng)院區(qū)污水處理站處理后，通過(guò)一體化污水提升泵站排入距污水處理站800m外的市政污水管道，再經(jīng)由和黃泵站最終排入蔡甸區(qū)石洋污水處理廠，污水輸送全程超過(guò)10km。根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《傳染病醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50849，病區(qū)污水采用二級(jí)生化處理后再排人城市污水管道，武漢火神山醫(yī)院污水必須采用二級(jí)處理，并需設(shè)置預(yù)消毒工藝。
（2）超短建設(shè)工期與設(shè)備材料采購(gòu)
武漢火神山醫(yī)院項(xiàng)目要求在10天內(nèi)完成施工交付，在春節(jié)長(zhǎng)假期間內(nèi)超短工期建成，能采購(gòu)到并可以在武漢及時(shí)交貨的設(shè)備材料受到極大的限制，這其實(shí)在很大程度上也影響了污水處理工藝的選擇。
（3）污水處理站選址及用地面積局促限制
從圖1武漢火神山醫(yī)院鳥(niǎo)瞰圖及圖2武漢火神山醫(yī)院醫(yī)療設(shè)施建筑功能分區(qū)圖可以看出，項(xiàng)目選址及用地對(duì)污水處理工藝選擇的重要影響。武漢市冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)。在新建區(qū)布置了醫(yī)療設(shè)施后，根據(jù)項(xiàng)目總平面設(shè)計(jì)及建筑功能布置，項(xiàng)目建設(shè)用地已經(jīng)用完，醫(yī)院污水處理站只能在項(xiàng)目用地之外選址?？晒┻x擇的地塊只有武漢職工療養(yǎng)院西南角臨湖的約900㎡的不規(guī)整用地，因此污水處理站只能布置在新建傳染病院區(qū)的西南角，受用地面積局促的影響較大。
（4）污水處理站污泥處置與廢氣處理量
武漢火神山醫(yī)院作為新型冠狀病毒感染的肺炎傳染病醫(yī)院，由于新型冠狀病毒感染的肺炎傳染的途徑不確定，傳染速度快、短期蔓延范圍廣。污水處理站污泥需要就地焚燒，即使病區(qū)污水經(jīng)過(guò)了預(yù)消毒處理，大量病例表明，新型冠狀病毒可能通過(guò)排污或通風(fēng)系統(tǒng)污染環(huán)境。因此污水處理池均需要密閉，尾氣需要統(tǒng)一收集消毒處理后排放。排放廢氣過(guò)多的生物處理工藝，將帶來(lái)尾氣消毒處理的難度。
3.2 污水處理工程工藝比選
傳染病醫(yī)院污水的二級(jí)處理工藝流程一般為“調(diào)節(jié)池→生物氧化→接觸消毒”。醫(yī)院污水通過(guò)化糞池進(jìn)入調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池前部設(shè)置自動(dòng)格柵。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)提升水泵，污水經(jīng)提升后進(jìn)入好氧池進(jìn)行生物處理，好氧池出水進(jìn)入接觸池消毒，出水達(dá)標(biāo)排放。常用醫(yī)院污水生物處理工藝流程如圖3。
圖3 常用醫(yī)院污水生物處理工藝流程圖
一般傳染病醫(yī)院的醫(yī)療污水和糞便分別收集。生活污水直接進(jìn)入預(yù)消毒池處理后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，病人的糞便應(yīng)先獨(dú)立消毒后，通過(guò)排水道進(jìn)入化糞池或單獨(dú)處理。但武漢火神山醫(yī)院屬于新型冠狀病毒感染的肺炎傳染病醫(yī)院，而新型冠狀病毒傳染的途徑至今仍未完全清楚，防控工作仍面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。目前病區(qū)除了糞便污水外，其它的污水是否也會(huì)造成病毒在醫(yī)療設(shè)施內(nèi)感染，或?qū)χ苓叺貐^(qū)造成感染，缺少科學(xué)實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持。因此為了生物安全起見(jiàn)，武漢火神山醫(yī)院病區(qū)糞便污水和其它污水均經(jīng)過(guò)預(yù)消毒池進(jìn)行消毒處理，通過(guò)化糞池停留36h后，再進(jìn)入調(diào)節(jié)池。
醫(yī)院污水生物處理工藝主要有活性污泥法、生物接觸氧化法、膜生物反應(yīng)器、曝氣生物濾池。
傳統(tǒng)活性污泥法適用于800床以上水量較大的醫(yī)院污水處理工程，對(duì)污水水質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng)，建設(shè)費(fèi)用較低，但生物處理污水停留時(shí)間較長(zhǎng)，工藝設(shè)施占地面積較大，會(huì)產(chǎn)生大量的活性污泥，同時(shí)，曝氣量大也易導(dǎo)致新型冠狀病毒對(duì)空氣造成污染。武漢火神山醫(yī)院污水處理工程可用地面積小，位于醫(yī)院主出入口，且瀕臨知音湖，因此傳統(tǒng)活性污泥法的這些工藝特點(diǎn)，正是武漢火神山醫(yī)院污水處理工程設(shè)計(jì)條件不具備，或者應(yīng)該避免的。傳統(tǒng)活性污泥法不能作為備選工藝。
曝氣生物濾池雖然出水水質(zhì)好，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，容積負(fù)荷高于常規(guī)處理工藝，占地面積通常為常規(guī)工藝的1/3～1/5。但需進(jìn)行反沖洗，反沖水量較大，且運(yùn)行方式復(fù)雜，其工藝特點(diǎn)也不適用于武漢火神山醫(yī)院含新型冠狀病毒污水處理工程備選工藝。
武漢火神山醫(yī)院污水處理工程工藝將從生物接觸氧化法、膜生物反應(yīng)器類(lèi)工藝中進(jìn)行比選，如下表3。
表3 武漢火神山醫(yī)院污水處理工程工藝比選表
（1）方案一、生物接觸氧化
接觸氧化工藝具有效率高、流程簡(jiǎn)單，投資省，操作費(fèi)用低，耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)的特點(diǎn)。但污水處理站受用地面積的嚴(yán)重制約，只能選擇容積負(fù)荷更高的工藝。
（2）方案二、MBR生物反應(yīng)器
MBR污水處理工藝雖然系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單，占地空間小，系統(tǒng)微生物質(zhì)量濃度高、容積負(fù)荷高。但MBR中MLSS濃度非常高，要保持足夠的傳氧速率，必須加大曝氣強(qiáng)度，對(duì)武漢火神山醫(yī)院這類(lèi)新型冠狀病毒感染的肺炎傳染病醫(yī)院來(lái)說(shuō)，過(guò)多的處理站尾氣排放，將帶來(lái)更大的尾氣消毒處理量，顯然，這不是呼吸道烈性傳染病醫(yī)院污水處理工藝的最優(yōu)選擇。
（3）方案三、MBBR移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器
MBBR移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器的工藝原理是通過(guò)向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應(yīng)器中的生物量及生物種類(lèi)，從而提高反應(yīng)器的處理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝氣的時(shí)候，與水呈完全混合狀態(tài)，微生物生長(zhǎng)的環(huán)境為氣、液、固三相。由于載體在水中的碰撞和剪切作用，使得空氣氣泡更加細(xì)小，增加了氧氣的利用率。另外，每個(gè)載體內(nèi)外均具有不同的生物種類(lèi)，內(nèi)部生長(zhǎng)一些厭氧菌或兼氧菌，外部為好養(yǎng)菌，這樣每個(gè)載體都成為一個(gè)微型反應(yīng)器，使硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)同時(shí)存在，從而提高了處理效果。MBBR工藝兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點(diǎn)，是一種新型高效的污水處理方法。依靠曝氣和水流的提升作用，使得載體總是處于流化狀態(tài)，進(jìn)而形成懸浮生長(zhǎng)的活性污泥和附著生長(zhǎng)的生物膜，這就使得移動(dòng)床生物膜使用了整個(gè)反應(yīng)器空間，充分發(fā)揮附著相和懸浮相生物兩者的優(yōu)越性，使之揚(yáng)長(zhǎng)避短，相互補(bǔ)充。與A/O法的填料不同的是，懸浮填料能與污水頻繁接觸。MBBR的主要特點(diǎn)是處理負(fù)荷高、氧化池容積小，降低了基建投資；不需要反沖洗設(shè)備，減少了設(shè)備投資；操作簡(jiǎn)便，降低了污水的運(yùn)行成本；MBBR工藝污泥產(chǎn)率低，降低了污泥處置費(fèi)用；MBBR工藝中不需要填料支架，可直接投加填料，節(jié)省了安裝時(shí)間和費(fèi)用。
綜上，武漢火神山醫(yī)院污水處理工藝選擇除了需要考慮污水處理工藝本身的特點(diǎn)外，還需要考慮設(shè)備材料采購(gòu)、用地、選址等因素的影響。經(jīng)過(guò)分析比較和建設(shè)工期權(quán)衡，最終選擇方案三MBBR移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器工藝作為應(yīng)急醫(yī)院污水處理的生化處理工藝，其工藝流程如圖4。
圖4 武漢火神山醫(yī)院污水生物處理工藝流程圖
實(shí)際上，武漢火神山醫(yī)院西側(cè)知音湖大道上的市政污水排水管道不能接納醫(yī)院污水處理站排水，附近并無(wú)污水處理廠，因此根據(jù)規(guī)范應(yīng)采用二級(jí)生化處理工藝來(lái)處理醫(yī)院病區(qū)污水，即使知音湖并非武漢市的水源地，污水處理站尾水也不能直接或間接排人知音湖。但作為應(yīng)急醫(yī)院，建設(shè)工期10天，建成后即投入使用，采用生化處理工藝，一是建設(shè)周期長(zhǎng)，二是培養(yǎng)二級(jí)生化處理工藝的微生物一般要1個(gè)月左右的時(shí)間[2]，因此醫(yī)院初期運(yùn)行時(shí)采用二級(jí)生化工藝是不現(xiàn)實(shí)的，不能滿(mǎn)足醫(yī)院病區(qū)立即投入使用的要求。考慮到武漢地區(qū)病患短時(shí)間內(nèi)大量增加，作為應(yīng)急建設(shè)的專(zhuān)門(mén)醫(yī)療設(shè)施，必須立即投入使用，因此醫(yī)院投入使用的前期，污水處理工藝只能采用兩級(jí)消毒處理工藝，并通過(guò)緊急鋪設(shè)的排水道，把兩級(jí)接觸消毒處理后的醫(yī)院污水引到城市污水處理廠進(jìn)一步處理，優(yōu)先滿(mǎn)足衛(wèi)生防疫的要求，腸道致病菌、腸道病毒、結(jié)核桿菌及新型冠狀病毒（2019-nCoV）不得檢出。武漢火神山醫(yī)院運(yùn)行初期不能實(shí)施二級(jí)生化處理工藝時(shí)，暫按預(yù)消毒+化糞池+消毒的處理工藝流程運(yùn)行。醫(yī)院污水應(yīng)急消毒處理工藝流程如圖5。
圖5 武漢火神山醫(yī)院污水應(yīng)急消毒處理工藝流程圖
實(shí)際上，武漢火神山醫(yī)院西側(cè)知音湖大道上的市政污水排水管道不能接納醫(yī)院污水處理站排水，附近并無(wú)污水處理廠，因此根據(jù)規(guī)范應(yīng)采用二級(jí)生化處理工藝來(lái)處理醫(yī)院病區(qū)污水，即使知音湖并非武漢市的水源地，污水處理站尾水也不能直接或間接排人知音湖。但作為應(yīng)急醫(yī)院，建設(shè)工期10天，建成后即投入使用，采用生化處理工藝，一是建設(shè)周期長(zhǎng)，二是培養(yǎng)二級(jí)生化處理工藝的微生物一般要1個(gè)月左右的時(shí)間，因此醫(yī)院初期運(yùn)行時(shí)采用二級(jí)生化工藝是不現(xiàn)實(shí)的，不能滿(mǎn)足醫(yī)院病區(qū)立即投入使用的要求?？紤]到武漢地區(qū)病患短時(shí)間內(nèi)大量增加，作為應(yīng)急建設(shè)的專(zhuān)門(mén)醫(yī)療設(shè)施，必須立即投入使用，因此醫(yī)院投入使用的前期，污水處理工藝只能采用兩級(jí)消毒處理工藝，并通過(guò)緊急鋪設(shè)的排水道，把兩級(jí)接觸消毒處理后的醫(yī)院污水引到城市污水處理廠進(jìn)一步處理，優(yōu)先滿(mǎn)足衛(wèi)生防疫的要求，腸道致病菌、腸道病毒、結(jié)核桿菌及新型冠狀病毒（2019-nCoV）不得檢出。武漢火神山醫(yī)院運(yùn)行初期不能實(shí)施二級(jí)生化處理工藝時(shí)，暫按預(yù)消毒+化糞池+消毒的處理工藝流程運(yùn)行。醫(yī)院污水應(yīng)急消毒處理工藝流程如圖5。
雖然預(yù)消毒工藝投加了較多的含氯消毒劑，將會(huì)給后續(xù)污水處理站的生化處理帶來(lái)不利影響。但采用臭氧消毒，污水懸浮物濃度應(yīng)小于20mg/L，然而預(yù)消毒池進(jìn)水懸浮物濃度為≤120mg/L，所以預(yù)消毒沒(méi)有選擇臭氧消毒劑。
另一方面，考慮到在本次新型冠狀病毒感染的肺炎傳染病疫情過(guò)后，武漢火神山醫(yī)院仍然可作為呼吸道烈性傳染病以外的其它傳染病醫(yī)院繼續(xù)使用的可能性，以保證這部分投資效益的最大化。
4 結(jié)語(yǔ)
武漢火神山醫(yī)院病區(qū)污水處理構(gòu)筑物按兩組并聯(lián)設(shè)計(jì)。每組處理規(guī)模為40m3/h，兩組并聯(lián)設(shè)計(jì)處理水量為80m3/h，最高日污水處理量為1920m3/d。在醫(yī)院運(yùn)行初期不能實(shí)施二級(jí)生化處理工藝，暫按預(yù)消毒+化糞池+消毒的處理工藝流程運(yùn)行，按照污水處理從預(yù)消毒工藝開(kāi)始，至污水處理站消毒結(jié)束，工藝全流程的水力停留時(shí)間不小于2d計(jì)，消毒處理工藝的最高日污水處理水量可達(dá)2500m3/d；當(dāng)新型冠狀病毒感染的肺炎傳染病疫情穩(wěn)定，二級(jí)生化處理工藝的微生物馴化培養(yǎng)完成時(shí)，則采用預(yù)消毒+二級(jí)處理+消毒工藝，兩組并聯(lián)全流程運(yùn)行，設(shè)計(jì)處理水量為80m3/h，最高日污水處理量為1920m3/d；在肺炎傳染病疫情后期，病區(qū)入住病人減少，相應(yīng)排出的污水量也將減少，當(dāng)醫(yī)院病區(qū)污水量不足以支撐污水處理構(gòu)筑物按兩組并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，可按一組污水處理構(gòu)筑物運(yùn)行，最高日污水處理規(guī)模為960m3/d。當(dāng)武漢火神山醫(yī)院采用預(yù)消毒+二級(jí)處理+消毒工藝運(yùn)行時(shí)，由于預(yù)消毒工藝的存在，將病區(qū)污水中易于生化處理的有機(jī)物化學(xué)氧化了，在二級(jí)處理工藝運(yùn)行時(shí)，還需要投加部分碳源，以加快二級(jí)生化處理工藝微生物的馴化培養(yǎng)，提早實(shí)現(xiàn)按二級(jí)生化處理工藝運(yùn)行；在生物處理工藝穩(wěn)定運(yùn)行期間，需要根據(jù)預(yù)消毒污水的余氯量，調(diào)整碳源投加量，并可在調(diào)節(jié)池內(nèi)增加脫氯工藝，以維持二級(jí)生化處理工藝的正常運(yùn)行。
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