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综合医院排水系统设计

作者: 中文核心期刊2019-05-22阅读:文章来源:中文核心期刊咨询网

  这篇论文主要介绍的是综合医院排水系统设计的内容,本文作者就是通过对医院排水系统的相关内容做出详细的阐述与介绍,特推荐这篇优秀的文章供相关人士参考。

综合医院排水系统设计

  关键词:医院排水系统;特殊科室污废水;排水构筑物

  一、医院排水系统的特点

  医院污水的来源及成分复杂,其有害成分大体可分为三类:第一,病原性微生物,包含细菌、病毒等;第二,物理化学污染物,包括重金属、酸碱废水、有毒制剂、热污染源等;第三,放射性污染物,包括进入污水系统的各类检查、治疗用放射性元素。设计中需要对每一种不同来源的污水采取有针对性的处理措施,确保系统的正常运行。医院排水点多分散,污水的收集受限于设计规范和使用功能的要求,管道系统复杂,需要多专业的配合才能实现。医院的污水除化粪池外,还需设置降温池、中和池、衰变池,经污水处理站进行单独处理才能排入市政污水管道。

  二、医院特殊科室的排水及处理措施

  (一)病原性污水

  医院的病原性污染源几乎来源于所有治疗诊室、内科病房、检查科室以及门诊和传染楼,因此综合医院的病原性污水也需要分类,分类的原则按照病原性细菌和病毒的传染性的大小进行区分。通常医院内有两个科室的污水需要单独处理:传染科(一般设计独立的感染楼)和生物实验室。传染科对门急诊和病房污水单独收集进入化粪池,消毒灭活后排入污水处理站,生物实验室废水需要单独收集和处理。《生物安全实验室建筑技术规范》(GB50346-2011)取消了原条文III、IV级试验室独立排放的强制性条文,增加了水密封的设计要求,但独立排放仍是最好的防护措施。同其他科室合用排水管道,不能保证整个立管系统都达到相同的密封级别,挥发性溶剂导致的异味不可避免会进入其他科室,也不能完全防止病毒和细菌的扩散。实验室最理想的排水方式是采用真空排水,通过负压系统收集至储水罐,加药消毒后排入管网,可以完全杜绝对周边环境的影响.

  (二)物理化学污染的污废水

  医院的化学性污染源除了来自实验室,还有检验科、血液科、牙科的废水,如果没有高危险性病原体(病毒)污染的废水,这些场所的排水允许与其他废水合并排放,但是面临着化学试剂异味扩散的问题。同时,这些场所在使用中也需要规范的流程,如实验和化验的废液要单独收集,尤其是腐蚀性废液、重金属废液,倒入科室的废液桶内,进行消毒和中和处理,避免将高浓度废液直接倒入下水道,有价值的废液考虑回收利用。牙科废水因为含有汞,属于重金属污染,需要单独收集和处理。但是随着最新的医学发展,树脂填充材料逐渐替代银汞合金,设计中需要咨询科室治疗中使用的材料,如果不使用汞合金,牙科废水不需要单独收集和处理。

  (三)高温废水

  高温废水属于热污染废水,医院是用热的大户,如锅炉房、中心供应室中的高温清洗机、消毒机,采用蒸汽热源的生活热水制备、冬季供热等都会产生高温废水。高温废水的排水温度一般为70℃~80℃,除了其蒸汽外溢导致环境湿热的问题,还对排水管材提出了更高的要求。相对来说,锅炉和设备机房内的供热设备产生的凝结水比较好处理,环境要求也不高,可以直接排入就近的降温池,待温度降低到35℃以下时,排入室外污废水管网。一般用热量不大的医院都可以按照这种方式排放。但有些医院有市政提供的常年蒸汽供应,蒸汽用量较大,粗略估算一栋100000m2的医疗建筑在冬季的蒸汽用量(采暖、加湿、卫生热水、消毒)每天在200t左右,热源厂由于距离遥远,一般不回收院区产生的凝水,因此需要对凝水中的废热进行回收,降温后的凝水可作为废水进行二次利用,有效节约能源和水资源。中心供应室是高温高湿场所,为了方便使用,有的邻近手术室设置,有的会设置在较高的楼层,一般不设置在地下(感染控制的要求)。由于周边和上下邻近层都是工作科室,必须确保不影响周边环境,除了做好通风系统外,中心供应室高温废水的排放也非常重要。要尽可能设置独立的排水立管,直排室外降温池。因为消毒机的凝水排放不连续,排水管道会有压力波动,同时接入其他楼层的排水点,很可能会导致蒸汽外溢,也会减少高温管道维修时对其他科室的影响。中心供应室的排水管道要求耐高温、耐腐蚀,通常使用的塑料类排水管材不耐高温,铸铁类管材接口材料不好选择,橡胶类柔性接口在温度反复变化后会老化导致漏水,油麻水泥接口反复膨胀后也容易开裂,因此排水管材可以采用镀锌钢管或者内衬不锈钢管,丝扣连接,也可以采用焊接不锈钢管。

  (四)放射性废水

  1.放射性废水性质和来源

  随着医疗技术的发展,核医学也取得了进一步的发展,三甲医院现在普遍配置PET-CT等高端放射性检查仪器。核医学科室根据使用功能,主要分为放射性检查和放射性治疗两大类,医院中用到的放射性元素多达几十种。放射性污废水来源于这些放射性元素的治疗和检查过程中,其中需要我们重点关注的是经人体代谢进入污水系统的放射性物质,如131I,99Tc,32P等。放射性废水的收集和处理遵循以下几个原则:第一,全过程控制原则,即对放射性污废水产生、处理、排放的全过程进行控制,防止外泄;第二,减量化原则,在污水和污物发生的源头进行严格的控制和分离,减少放射性污水的总量,减少其扩散范围;第三,就地处理,为了防止医院污水输送过程中的污染与危害,必须在医院就地处理,不能外泄。2.处理方法对于医院放射性污水的处理方法很多,比较常用的有衰减法、稀释法、浓缩法和生物法等。由于医院和门诊部排出的放射性污水含有的放射性元素活性较低,所以,一般不采用浓缩法。经常采用的方法是衰减法、稀释法或者二者一同使用。3.衰变池的设计计算衰变池是处理医院放射性污废水最常用的处理设施,一般采用钢筋混凝土池体,这种池体一般在室外场地建设,具有体积大、维护简单、使用寿命长等特点,在大型医院中应用最为普遍。水量计算原则:单一放射性元素的污废水按照10个半衰期计算,如果有多种放射性元素,按照半衰期最长的元素计算10个半衰期的污水量,处理后的排放标准总α<1Bq/L,总β<10Bq/L。放射性试验冲洗废水可直接排入衰变池,粪便生活污水应经过化粪池或污水处理池净化后再排入衰变池,粪便污水需要计算污泥量。用水量标准为放射诊断按照15L/(病人・次),服碘病房如果不设计淋浴,可以按照150~200L/(床・日)进行计算,处理后的污水不进入污水处理站,直接排放。

  三、室内排水系统附件及设备

  医院室内排水系统除了上文提到的特殊排水,其余按照规范要求设计即可。因医院建筑的特殊性,给排水设计的工程师通常会忽略以下几个问题:第一,医院的排水管道设计要比计算值稍大,通常需要放大1号,因为医院排水系统的使用频率高,且人员复杂,下水道堵塞的概率远高于其他类别建筑,按照常规设计的排水系统会给医院带来很大的疏通和维护工作量。第二,并不是所有的用水点附近都要设置地漏,平时不形成水流的区域宜少设,洁净区内部不允许设置地漏,季节性排水的场所可设计密封式地漏,并尽量独立设计排水管道。不应采用自带水封的地漏,应采用直通式地漏加存水弯形成水封。第三,医院科室众多,功能要求不一,例如净化手术室、洁物库、放射科检查室、厨房加工间、电气房间以及床位上方等很多场所不允许排水管道穿越,需要协调各专业,采取调整洁具位置、降板等措施,避开敏感区域。第四,医院的地下空间通常会安排医疗科室和一些辅助工作房间,如核医学科经常设在地下室,厨房、食堂等功能也常设置在地下。因此地下室的污水排水也需要重视,设计尽可能使用密闭泵站收集污废水,厨房的含油废水应单独设计污水间和隔油设备处理,否则异味很难消除(不能过度依赖通风系统)。不产生异味的废水可以考虑利用集水井收集。第五,由于医院污水不允许回用,室内污废水通常合流排放,有特殊排放要求的科室才单独设置排水立管,对于医院建筑,污废分流既浪费管材,又使系统过于复杂,降低了排水效率。

  四、室外排水构筑物和污水处理站

  (一)污水排放流程

  室内的特殊排水进入消毒池、中和池、降温池、衰变池、隔油池等构筑物进行处理,处理后汇入室外污水管网,其他污水进入化粪池,最终进入污水处理站。消毒池的消毒方式如果采用次氯酸钠消毒,需要考虑余氯量对污水处理工艺的影响,余氯量过高会影响生化处理工艺,应根据管线长度和余氯量确定是否设置脱氯池。化粪池的容量比一般公共建筑要大,因为医院设计规定的化粪池污水停留时间是24~36h。为节省占地,减少化粪池的数量,可以考虑洗衣房、中心供应室、厨房等区域产生的大量废水不进入化粪池。化粪池宜采用钢筋混凝土浇筑,减少渗漏和提高使用寿命。

  (二)设计的影响因素

  污水处理站的设计需要考虑以下几个影响因素:处理水量、排放指标、处理工艺和场地条件。综合医院污水处理站的处理水量按照床位数综合核定,一般是0.8~1m3/床,并考虑远期的发展预留容量,这个数据在计算的污水量的基础上放大10%~20%,综合医院实际运行污水量0.5~0.7m3/床。排放指标按照当地环保部门要求或者参考环评报告的指标要求确定。排放原则是直接或间接排入地表水体和海域的污水执行排放标准,排入终端已建有正常运行城镇二级污水处理厂的下水道的污水,执行预处理标准。

  (三)小型污水设施的处理工艺

  适用于医院污水的小型污水处理设施的处理工艺通常有两种:接触氧化工艺和MBR工艺。接触氧化工艺流程一般为:格栅-调节池-水解酸化池-接触氧化池-二沉池-接触消毒池-排放。生物接触氧化工艺一般采用陶粒填料作为生物载体,曝气设备提供氧气,反应充分,污泥量少,但细小生物膜脱落会造成出水浊度稍高,是现在最常用的医院污水处理方式。MBR工艺是活性污泥法和膜过滤的组合工艺。生物膜系统的运行大大提高了活性污泥系统内的污泥浓度,使活性污泥浓度正常运行在6000~10000mg/L,较传统的活性污泥浓度2000~4000mg/L提高2~4倍,大大提高了活性污泥系统的处理能力。膜系统的采用将活性污泥系统中的泥水直接分离,较传统工艺省去了沉淀系统和深度过滤系统,节省占地。其优点是出水水质高,可以达到回用水标准,加药量可减少70%,缺点是初期投资高,运行电耗比传统工艺稍高,不过随着膜片国产化质量的提高,成本在快速下降。MBR工艺出水浊度小,适合采用紫外线消毒。由于MBR工艺出水水质好、加药量小,也可采用单过硫酸氢钾消毒,使用方便,不影响环境。医院污水处理工艺可参考《医院污水处理工程技术规范》(HJ2029-2013)进行设计。

  五、雨水排水

  雨水排水和医院功能没有太紧密的联系,常见的排水形式如下:高层屋面雨水采用重力排水、大面积裙房的屋面排水用虹吸排水、下沉内院设集水井和排水泵排至室外。但是随着《绿色医院建筑评价标准》(GB/T51153-2015)的发布实施和国家对海绵城市的重视,医院场地应进行雨水径流量控制,具备条件的场地应对雨水进行回收再利用。综合评估场地面积、降水量、蒸发量和下渗量,计算可回收雨水总量,在经济合理的条件下设计雨水回用设施。对场地较小或降水较少的地区,可以进行场地径流控制,结合透水铺装、下沉式绿地、雨水花园等形式控制降水在场地内下渗,补充地下水,减少灌溉用水量。由于医院污水不能回用,因此相比其他建筑,医院可回收利用的水资源较少,除了雨水,其他可以利用的水资源还有空调凝结水、医用水处理设备的废水,充分利用这些废水,变废为宝,将成为今后医院绿色设计的趋势。

  六、趋势

  纵观排水技术的发展,传统排水设备的成套化和自动化是一个必然的趋势,密闭式污水泵站、一体化隔油处理设备的使用逐步得到普及。真空排水系统在解决医院地下室大范围排水点、人防区域上部排水、大面积实验室和检验科的排水的问题上具有较大的优势,因此真空排水在部分医院工程中已有应用,但是由于成本和产品的成熟度等方面的原因,真空排水在其他场所的应用较少。排水管道的材料已经比较成熟,机制铸铁管和HDPE管是相对较为可靠的材料,近年来又涌现了玻纤增强聚丙烯、三层静音聚丙烯等各类静音管材。而PVC排水管材,因存在原材料质量参差不齐、噪音较大等问题,逐渐不被业主方认可。

  七、结束语

  相对于给水和消防系统设计,综合医院建筑的排水系统设计非常繁琐,而医院的建设周期长、项目变更频繁,导致竣工时排水系统的合理性大打折扣。另外,排水系统在医院建设中的投资占比微不足道,难以得到建设单位重视,往往为了节省投资而更换设备和管材。由于医院排水系统的使用频率高,易损坏,导致维修工作量大,因此有必要提高对医院排水系统建设的重视程度.

  参考文献

  [1]国家环境保护总局.医院污水处理技术指南[S]北京:国家环境保护总局,2003.

  [2]中华人民共和国建设部,国家质量监督检验检疫总局.生物安全实验室建筑技术规范:GB50346-2011[S].北京:中国建筑工业出版社,2004.

  [3]王宝贞.放射性废水处理[M].北京:科学出版社,1979.

  [4]中国工程建设标准化协会组织.建筑给水排水设计规范:GB50015-2003[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.

  [5]上海市津建设和交通委员会.室外排水设计规范:GB50014-2006[S].北京:中国计划出版社,2016.

  作者:邵洪波 孟祥彬 于雷

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