微生物技术在医疗废水处理中的应用 3页

第26卷第5期生物学杂志Vol126No152009年10月JOURNALOFBIOLOGYOct,2009doi∶10.3969/j1issn11008-9632.20091051071微生物技术在医疗废水处理中的应用1,22戴晓峰,孙世群(1.安徽省环境监测中心站,合肥230061;2.合肥工业大学资源与环境工程学院,合肥230009)摘要:医院污水含有多种病菌、病毒及寄生虫,其直接危害和潜在危害都是显而易见的,因此,进行医疗废水治理,已成为当务之急。微生物处理主要是通过采用活性污泥法、生物接触氧化法、膜生物反应器、曝气生物滤池法等对污水进行处理,从而有效去除水中的有机物,破坏病原微生物赖以生存的物质基础和保障消毒效果。不同的处理工艺各有优缺,适合于不同规模的医院。关键词:医疗废水;微生物技术;活性污泥法;生物接触氧化法;膜生物反应器;曝气生物滤池法;中图分类号:X799.5文献标识码:B文章编号:1008-9632(2009)05-0071-031医院污水的危害的工艺主要有活性污泥法、生物接触氧化法、膜生物反医院污水来源及成分复杂,含有病原性微生物、有应器、曝气生物滤池和简易生化处理等,是环境微生物[4]毒有害的物理化学污染物和放射性污染等,具有空间技术在处理医院污水方面的具体应用。医院污水消污染、急性传染、交叉传染和潜伏性传染等特征,如不毒是医院污水处理的重要工艺过程,其目的是杀灭污水[2]经有效处理就会成为一条疾病扩散的重要途径。中的各种致病菌。医院污水消毒常用的消毒工艺有氯不同性质医院产生的污水有很大差别。总体来消毒(如氯气、二氧化氯、次氯酸钠)、氧化剂消毒(如臭[5]说,医院污水具有以下有害物质:医院污水受到粪便、氧、过氧乙酸)、辐射消毒(如紫外线、γ射线)。上述传染性细菌和病毒等病原性微生物污染,具有传染性,方法中物理和化学的方法杀菌效果良好,但不能有效去可以诱发疾病或造成伤害;医院污水中含有酸、碱、悬除医院污水中的有机物,去除率低,因此之前需要经过浮固体、高BOD、COD和动植物油等有毒、有害物质;生物处理,以有效降低COD和BOD。牙科治疗、洗印和化验等过程产生污水含有重金属、消2.2环境微生物技术在处理医院污水中的应用毒剂、有机溶剂等,部分具有致癌、致畸或致突变性,危活性污泥法是利用微生物所具有的自我繁殖、吸害人体健康并对环境有长远影响;同位素治疗和诊断附、氧化有机物的特性,对污水中的有机物、氨氮等污[6]产生放射性污水。放射性同位素在衰变过程中产生染物进行降解的废水生物处理工艺。活性污泥工艺[3]α2、β2和γ2放射性,在人体内积累而危害人体健康。的优点是对不同性质的污水适应性强,建设费用较低,2医院污水的处理技术缺点是运行稳定性差,容易发生污泥膨胀和污泥流失,2.1医院污水的无害化处理分离效果不够理想。现在已有多种方法可在一定程度[7]鉴于医院污水的上述特点,其处理应包括以下内上控制污泥膨胀。例如SBR工艺是活性污泥法的容:除去医院污水中的有机物,使病原微生物失去赖以一种变型,每个周期循环过程包括进水、反应(曝气)、生存的物质基础;杀灭病原微生物;除去各种化学污染沉淀、排放和待机5个工序。SBR单个周期都可以进物。医院污水处理主要包括污水的预处理、物化或生化行控制的,可以与特定的反应条件相联系(混合/静止,处理和消毒三部分。为防止病原微生物的二次污染,对好氧/厌氧),这些反应条件促进污水物理和化学特性[8]污水处理过程中产生的污泥和废气也要进行有效处理。有选择的改变,从而提高稳定性和处理效率。医院污水进行预处理的主要目的是去除污水中的固体生物接触氧化法(即生物接触氧化池)是一种生污物,调节水质水量和合理消纳粪便,利于后续处理。物处理构筑物,兼有生物滤池和曝气池的某些特点,通常用设备有化粪池、沼气净化池、预消毒池、格栅、调节过生物膜与污水接触是均匀的;再通过用人工供给生池等。医院污水采用生物处理,一方面是降低水中的污化过程所需的氧后,可以调整水中的溶解氧,使池中微染物浓度,达到排放标准;另一方面可保障消毒效果。生物生长良好,从而可以得到较高的污水净化效果。根据2003年国家环境保护总局颁布的《医院污水处理生物接触氧化池作用机理是:池内的部分微生物在氧技术指南》,生物处理根据处理强度的不同可分为加强化分解有机物的同时,也有部分被微生物用来合成新处理效果的一级处理、二级处理和简易生化处理,采用的细胞物质,通过微生物之间的相互大量繁殖后,使生71n第26卷第5期生物学杂志Vol126No152009年10月JOURNALOFBIOLOGYOct,2009[9]物膜不断增多;由于上升气泡的冲刷作用,可将一些衰适合作为医院污水生物处理的设施。老的生物膜冲洗下来随水带走,使生物膜不断更新。膜生物反应器(MBR)是一种由膜分离单元与生因此,通过上述过程后,生物接触氧化池也就完成了其物处理单元相结合的新型水处理技术,用膜组件代替周而复始的处理全过程。了传统活性污泥工艺中的二沉池,可进行高效的固液选用生物接触氧化池具有的优点是:池内脱落的分离,克服了传统工艺中出水水质不够稳定、污泥容易生物膜始终保持有活性,因此污泥浓度较高,体积负荷膨胀等不足。具有过程密闭、杜绝二次污染、水处理效较大,节省了建筑面积;由于生物膜附着在填料表面,率高、出水水质达标、保障消毒效果、自动化程度高、占可避免产生污泥膨胀,当水量水质浓度发生变化时,适地少等特点。利用MBR对医院污水进行处理,消毒效当调节风量和通氧时间即可,管理控制操作比较容易;果好,对水中的氨氮具有较高的去除率,平均达到[10]因医院用水峰值变化比较大,且夜间用水量很小,有时90%以上,并且具有较强的抗冲击负荷能力。对甚至停水,生物接触氧化池也完全能适应这个特性。MBR在医院污水处理工程中应用的调查结果显示,即使停运一周,只要水池内有水,运行时先进行间断换MBR对医院污水中各种病原微生物的去除均能达到[11]水,运转4～5h即可达到预期效果。因此,接触氧化池96%以上。表1MBR对病原微生物的处理效果Table1MBRforthetreatmentofpathogenicmicroorganisms进水出水项目范围均值样品数量范围均值样品数量总大肠菌群/个/l00mL2×106～3×l091113×108972～4803299粪大肠菌群/个/100mL3×104～116×1081148×1071000～378713100粪链球菌/个/100mL216×104～914×1061103×106990～202100产气荚膜梭状芽孢杆菌/个/100mL1×102～118×1061128×1O5890～9081686沙门氏菌/个/10L0～180079940～1010191肠道病毒/个/10L100～360009310851～18015386F+噬菌体/个/L1～111×1071149×106870～6001977但是目前膜生物反应器运行费用较高且存在膜污面,不易流失,对有毒有害物质有一定适应性,运行可染等技术问题,限制了膜生物反应器的推广。随着膜靠性高,抗冲击负荷能力强;无污泥膨胀问题;BAF容制造技术的进步及国产化,膜质量的提高和膜制造成积负荷高于常规处理工艺,并可省去二沉池和污泥回本的降低,以及相关的工程经验的积累,MBR的投资流泵房,占地面积通常为常规工艺的1/3～1/5。不足与运行费用也会随之大幅度降低,因此膜生物反应器之处是需进行反冲洗,反冲水量较大,且运行方式复在医疗废水回用处理领域的应用具有很大的潜力。杂,但易于实现。通过相关专家研究表明,生物滤池对曝气生物滤池(BAF)是生物膜处理工艺的一种。生活污水细菌总数的去除率为99195%,对粪大肠菌群采用一种新型粗糙多孔的粒状滤料具有很大的比表面的去除率为99199%。生物滤池对医院污水细菌总数积,滤料表面生长有生物膜,池底提供曝气,污水流过的去除率为99180%,对粪大肠菌群的去除率为[12]滤床时,污染物首先被过滤和吸附,进而被滤料表面的99197%,差异均有极显著性(P<01001)。微生物氧化分解。目前BAF已从单一的工艺逐渐发简易生化处理中,沼气净化池利用厌氧消化原理展成系列综合工艺,有去除悬浮物、COD、BOD、硝化、进行固体有机物降解。沼气净化池的处理效率优于腐脱氮等作用。该工艺具有以下特点:出水水质好,BAF化池和沼气池,造价低,动力消耗低,管理简单。但该可去除污水中的悬浮物、COD、细菌和大部分氨氮,出工艺仅适用于经济不发达地区的小型综合医院作为过水SS小于10mg/L;微生物生长在粗糙多孔的滤料表渡处理措施。表2不同生物处理工艺的综合比较Table2Biologicaltreatmentprocessindifferentcomparison工艺类型优点缺点适用范围资金投入对不同性质的污水适应性强,SBR工艺是运行稳定性差,容易发生污泥膨胀和800床位以上,出水量较大的大中型医活性污泥法较低活性污泥法的一种变型污泥流失,占地大院,800床位以下可采用SBR法生物接触抗冲击负荷能力高,运行稳定,容积负荷部分脱落生物膜造成水中固体悬浮物500床位左右的中型医院,且水量小、水中氧化法高,污泥产量较低,占地少浓度稍高质波动较大膜生物反抗冲击负荷能力强、过程密闭、水处理效率需进行反冲洗,能耗、处理成本高,存300床位的小型医院,且对出水水质要求高应器高、消毒效果强、自动化程度高、占地少在膜污染等技术问题高,占地面积小曝气生对有毒有害物质有一定适应性,运行可靠需进行反冲洗,反冲水量较大,且运行300床位以下的小型医院较高物滤池性高,抗冲击负荷能力强,占地少方式复杂简易生造价低,动力消耗低,管理简单出水COD、BOD不能保证稳定达标适用于边远或欠发达地区低化处理72n第26卷第5期生物学杂志Vol126No152009年10月JOURNALOFBIOLOGYOct,2009参考文献:[J].环境科学与管理,2008,33(4):84～87[1]中国环境统计年报[M]1北京:中国环境科学出版社,2007[8]马伟,王增长.SBR污水生物处理技术研究[J].科技情报开发[2]环境微生物学[M]1北京:高等教育出版社,2004与经济,2007,02.[3]李志江,张芳,李姜维,等.环境微生物技术在处理医院污水中的[9]黄广文,杨正炎1生物滤池对生活及医院污水中微生物的影响应用[J].厦门大学学报,2008,12.[J].现代预防医学,2003,(30)5.[4]国家环保总局1医院污水处理技术指南[M],2003.[10]程磊.MBR工艺处理综合医院污水[J]四川环境,2005,24[5]陈志莉、叶茂平1医院污水处理技术[J].环境科学与技术,(5).2003,26.[11]郑祥,刘巧铃.MBR在医院污水处理领域中的应用分析[J].[6]罗明典1微生物治理环境污染物技术评述[J],现代化工,2004,给水排水,2008(34),10.10.[12]刘锐,黄霞,刘若鹏,等.膜2生物反应器和传统活性污泥的[7]梁少博,邵宁,李靖,等1活性污泥膨胀的生态控制研究比较[J].环境科学,2001,22.Applicationofmicrobiologicaltechnologyonhospitalsewagetreatment1,22DAIXiao2feng,SUNShi2qun(1.AnhuiEnvironmentalMonitoringCenter,Hefei230061;2.SchoolofResources&EnvronmentalEngineeringHefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China)Abstract:Chinaproducesalargenumberofhospitalsewageeveryyear,containingavarietyofbacteria,virusesandparasites,whichdirectdamageandpotentialhazardsareobvious1Therefore,itbecomesfirstimperativeformedicalwastewatertreatment.Micro2bialtreatmentisthewayofsewagetreatmentmainlythroughtheuseofactivatedsludge,biologicalcontactoxidationandmembranebio2reactor.Soastoremovetheorganicmatterinthewatereffectively,anddestroypathogenicmicroorganismsinthematerialbasisforsur2vivalandprotectionofdisinfection.Differenttreatmentprocessessuitableforhospitalsofdifferentsizes1Keywords:microbiologicaltechnology;hospitalsewage;activatedsludge;biologicalcontactoxidation;membranebioreactor;bi2ologicalaerated(上接70页)[6]蒋建英,徐跃明1唐林辉1大棚草莓生产技术规程[J]1上海农[2]徐德聪,吕芳德,潘晓杰1叶绿素荧光分析技术在果树研究中的业科技,2004,6:65～671应用[J]1经济林研究,2003,21(3):88～911[7]张建人,陆宏.浙江省草莓地膜覆盖技术探讨[J]1浙江农业科[3]GeigerDR,ServaitesJC1Diurnalregulationofphotosyntheticcar2学,1996,4:190～1911bonmetabolisminC3plants[J]1AnnualReviewofPlantPhysiology[8]迟伟,王荣富,张成林.遮荫条件下草莓的光合特性变化[J]1andPlantMolecularBiology,1994,45(3):235～2561应用生态学报,2001,12(4):566～5681[4]徐德聪,吕芳德,刘小阳.不同品种美国山核桃叶绿素荧光参数[9]徐锴,金芳.外源激素对盐胁迫下草莓光合性能的影响[J]1日变化的研究[J]1激光生物学报,2007,16(3):259～2641甘肃农业大学学报,2006,41(2):31～341[5]蔡永萍,李玲,李合生,等.霍山石斛叶片光合速率和叶绿素荧[10]张金彪,黄维南1镉胁迫对草莓光合的影响[J]1应用生态学光参数的日变化[J]1棉花学报,2005,17(3):189～1901报,2007,18(7):1673～16761DailychangeofchlorophyllfluorescenceofFragariaananassaDuchDUANRen2yan,WUGan2lin,HUANGZhen2bo(TheLifeScienceDepartment,AnqingTeachersCollege,Anqing246011,China)Abstract:TakingFragariaananassaDuchassample,dailychangeofchlorophyllfluorescenceofF1ananassabyPAM22100wasstudied1Theresultsindicatedthatinsunnyday,dailychangeofphotosynthesisofFm,Fv/Fm,yieldandqPshowedVtypewhichde2creasedatfirst,thenincreasedandthereisthelowestphotosynthesisat14∶001Thenon2photochemicalquenchingrate(qN)increasedsignificantlyatfirstthendecreased1ItindicatedthatqNwasusedmainlytodissipateexcesslightenergyabsorbedbyPSⅡ1Keywords:FragariaananassaDuch;chlorophyllfluorescenceparameter;dailychange73