最真實(shí)的火神山排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
【純水設(shè)備http://】李傳志,1966年出生,湖北武漢,碩士研究生學(xué)歷,中信建筑設(shè)計(jì)研究總院副總工程師,給排水專業(yè)總工程師,教授級高級工程師。主要研究方向:綠色建筑與可持續(xù)發(fā)展、建筑節(jié)水與非傳統(tǒng)水資源利用、建筑安全設(shè)計(jì)與評估、太陽能光熱利用、海綿城市設(shè)計(jì)、水污染防治與黑臭水體治理。
微信對原文有刪減。原文標(biāo)題:火神山新型冠狀病毒感染的肺炎傳染病醫(yī)院排水系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)探討;作者:李傳志、張 帆、喻陽光、李魏武;作者單位:中信建筑設(shè)計(jì)研究總院有限公司。將刊登在《給水排水》2020年戰(zhàn)“疫”專欄。
1 項(xiàng)目概況
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,選址位于知音湖畔(見圖1)。即使知音湖并非武漢水源地,但火神山醫(yī)院的設(shè)計(jì)、施工建設(shè)及運(yùn)行管理緊急但不降標(biāo)準(zhǔn),簡易但不簡單操作,雨水、污水集中收集處理達(dá)標(biāo)后,再排入市政管網(wǎng),不造成環(huán)境污染,也不帶來排水系統(tǒng)安全隱患。
圖1 武漢火神山醫(yī)院鳥瞰
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33940.76m2,總床位數(shù)1000床(其中ICU中心床位數(shù)為30床);主要由1號樓與2號樓組成。
1號樓為單層建筑,由9個(gè)單層的護(hù)理單元、醫(yī)技樓及ICU中心組成,每個(gè)護(hù)理單元設(shè)24間病房。病房樓為集裝箱結(jié)構(gòu),中心區(qū)域?yàn)榉雷o(hù)區(qū),分為清潔走廊(清潔區(qū))與護(hù)士走廊(半污染區(qū));指廊區(qū)域?yàn)椴》繀^(qū),分為醫(yī)護(hù)走廊(半污染區(qū))、病房(污染區(qū))與病人走廊(半污染區(qū))3個(gè)區(qū)。
1號樓內(nèi)的醫(yī)技樓設(shè)1間標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ級手術(shù)室、負(fù)壓檢驗(yàn)室與3間CT室。ICU中心設(shè)于1號樓與2號樓之間。醫(yī)技樓與ICU中心為鋼結(jié)構(gòu)板房。
2號樓為兩層建筑,分4個(gè)組團(tuán),由8個(gè)護(hù)理單元組成,每個(gè)護(hù)理單元設(shè)24間病房。其清潔走廊與護(hù)士走廊的配置模式與1號樓相同,只不過為單邊配置;病房區(qū)的配置模式與1號樓相同。
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)于場地東南角。
武漢火神山醫(yī)院新建區(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。
2 排水系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)原則
2.1 新型冠狀病毒的特點(diǎn)
冠狀病毒是一類具有包膜的RNA病毒,可引起人和動物呼吸道、消化道和神經(jīng)系統(tǒng)疾病,對有機(jī)溶劑和消毒劑敏感,75%酒精、乙醚、氯仿、甲醛、含氯消毒劑、過氧乙酸和紫外線均可滅活病毒。
2019年底在湖北省武漢市出現(xiàn)的冠狀病毒,世界衛(wèi)生組織將其命名為2019新型冠狀病毒(2019-nCoV)。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。純水設(shè)備
據(jù)香港媒體報(bào)道,香港同住在青衣長康邨的“康美樓”內(nèi)的下上樓鄰居,雖然兩戶相差了10層樓,但共享一條糞便污水排水管和化糞池,下上樓鄰居都確診新型冠狀病毒感染的肺炎,懷疑糞便污水排水管道傳播。香港衛(wèi)生防護(hù)中心流行病學(xué)專家在調(diào)查后分析,病毒可能是經(jīng)糞便污水排水管和未完全密封的化糞池通氣管傳播的。但香港大學(xué)教授強(qiáng)調(diào),新型冠狀病毒傳染途徑至今仍未完全清楚,該個(gè)案仍有機(jī)會是經(jīng)飛沫和接觸傳播的。
2.2 排水系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)原則
室外生活排水與雨水排水系統(tǒng)采用分流制,污染區(qū)的污廢水與清潔區(qū)污廢水分流排放,如病房、醫(yī)技和ICU等與辦公區(qū)、清潔走廊等衛(wèi)生器具和裝置的污廢水與排水通氣系統(tǒng)均獨(dú)立設(shè)置,且污廢水各自獨(dú)立排放至預(yù)消毒池。為此,首先需要根據(jù)醫(yī)療設(shè)施建筑功能分區(qū)、醫(yī)療流程布局對清潔區(qū)與污染區(qū)進(jìn)行清楚地劃分,限制區(qū)污廢水可排入清潔區(qū)排水系統(tǒng)。
2.2.1 醫(yī)療設(shè)施建筑功能分區(qū)
火神山醫(yī)院主要用于收治確診新型冠狀病毒感染的肺炎重癥患者,不設(shè)置門診功能區(qū),生活和后勤保障區(qū)采用臨近的武漢職工療養(yǎng)院。因此火神山醫(yī)院醫(yī)療設(shè)施建筑功能分區(qū)主要為醫(yī)技區(qū)、病房區(qū)。
2.2.2 火神山醫(yī)院基本流程
圖2 火神山醫(yī)院基本流程
火神山醫(yī)院基本流程(見圖2)進(jìn)行了合理劃分,醫(yī)技與住院部充分考慮了清晰的潔污、醫(yī)患、人車等流線組織,避免院內(nèi)感染。醫(yī)療廢棄物、污物、污水、雨水與廢氣等均得到妥善處置,可以避免生物安全隱患產(chǎn)生。
2.2.3火神山醫(yī)院住院部基本流程
火神山醫(yī)院醫(yī)療設(shè)施按傳染病醫(yī)療流程進(jìn)行布局,且根據(jù)新型冠狀病毒感染的肺炎傳染病治療流程進(jìn)一步細(xì)化功能分區(qū)?;痉謪^(qū)為清潔區(qū)、限制區(qū)(半清潔區(qū))、隔離區(qū)(半污染區(qū)和污染區(qū)),相鄰區(qū)域之間設(shè)置相應(yīng)的衛(wèi)生通過或緩沖間。醫(yī)護(hù)人員進(jìn)入及退出流線如圖3所示。
如圖3下側(cè)區(qū)域?yàn)榉雷o(hù)區(qū),主要為清潔走廊及辦公區(qū),理論上此區(qū)域內(nèi)醫(yī)護(hù)人員是可以只穿工作服的;與指廊病房相鄰的一側(cè)為醫(yī)護(hù)走廊,此區(qū)域內(nèi)醫(yī)護(hù)人員必穿防護(hù)服;指廊部分為各病房護(hù)理單元,醫(yī)護(hù)人員在此工作區(qū)內(nèi)除了穿防護(hù)服外,外面還要穿一層隔離衣,病房護(hù)理單元又分為3個(gè)區(qū):內(nèi)走廊為醫(yī)護(hù)走廊,為潛在污染區(qū),病房為污染區(qū),病人走廊(外走廊)最初從管理的角度考慮,設(shè)計(jì)成開敞圍廊,后更改為醫(yī)生進(jìn)入病房后的退出通道,醫(yī)院管理方認(rèn)為,只要醫(yī)護(hù)人員進(jìn)入了病房,就被污染,不能原路返回,應(yīng)該脫掉最外層的隔離衣后才能走入醫(yī)護(hù)走廊。病人走廊區(qū)域?qū)崬榘胛廴咀叩?,醫(yī)院管理方按可開啟空間考慮。
圖3 火神山醫(yī)院住院部基本流程
減少接觸傳播,需做到及時(shí)洗手,做好手部衛(wèi)生,醫(yī)護(hù)人員需要及時(shí)淋浴清洗,避免將病毒帶到清潔區(qū)。同時(shí)需要做好室內(nèi)清潔,保持環(huán)境衛(wèi)生整潔,減少室內(nèi)環(huán)境污染,避免經(jīng)由污廢水管道傳染清潔區(qū)。
新型冠狀病毒感染的肺炎傳染病醫(yī)院需要在短時(shí)間內(nèi)應(yīng)對大量增加的病患,滿足快速收治病人的需求,又要確保安全運(yùn)行,特別是生物安全、環(huán)境安全、結(jié)構(gòu)和消防安全。生物安全是重中之重,既要防止病毒在醫(yī)療設(shè)施內(nèi)傳染,同時(shí)也要防止醫(yī)療設(shè)施對周邊地區(qū)的感染;環(huán)境安全主要是防止排放醫(yī)療垃圾、污水和廢氣對環(huán)境的污染。傳染病醫(yī)院一旦排水處置不當(dāng),就會造成病毒的蔓延風(fēng)險(xiǎn)。
3 排水系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)方法
3.1 合理選擇衛(wèi)生潔具,保持器具水封可靠
選擇符合標(biāo)準(zhǔn)要求的衛(wèi)生潔具,保持器具存水彎水封有效,合理設(shè)置地漏并保持水封有效。
衛(wèi)生器具的材質(zhì)和技術(shù)要求,均應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB6952《衛(wèi)生陶瓷》和JC/T2116《非陶瓷類衛(wèi)生潔具》的規(guī)定,并應(yīng)符合下列要求:
(1)大、小便器均選擇構(gòu)造內(nèi)有存水彎的衛(wèi)生器具,大便器宜選用沖洗效果好、污物不易黏附在便槽內(nèi)且回流少的器具;不應(yīng)選擇構(gòu)造內(nèi)無存水彎的大、小便器,以避免存水彎前段病人排泄物的滯留帶來傳染隱患。
(2)洗手盆不采用盆塞。根據(jù)新型冠狀病毒的預(yù)防感染措施,要保持手衛(wèi)生,需要用流水洗手,所以洗手盆無需采用盆塞。
(3)衛(wèi)生器具選型應(yīng)能掛式安裝。衛(wèi)生器具掛式安裝,便于地面清洗消毒,沒有死角,易于方便徹底消毒。
除了需要地面排水的部位,如準(zhǔn)備間、污洗間、衛(wèi)生間、浴室、空調(diào)機(jī)房等設(shè)置地漏外,其他如護(hù)士室、治療室、診室、檢驗(yàn)科、醫(yī)生辦公室等房間不應(yīng)設(shè)地漏。地漏采用帶過濾網(wǎng)的無水封地漏加存水彎,水封不小于50mm,且不得大于75mm;并采用洗手盆的排水給地漏水封補(bǔ)水;用于手術(shù)室、急診搶救室等房間的地漏應(yīng)采用可開啟的密封地漏。
病房、化驗(yàn)室、試驗(yàn)室等在同一房間內(nèi)的衛(wèi)生器具也不共用存水彎。
3.2 分類收集、分區(qū)排水
火神山醫(yī)院將醫(yī)技、病房及ICU定義為污染區(qū),在污染區(qū)內(nèi)的盥洗、洗浴廢水及衛(wèi)生間糞便污水均歸為污染區(qū)排水。醫(yī)護(hù)人員可以只穿工作服的清潔走廊及辦公區(qū)定義為清潔區(qū),在該區(qū)內(nèi)的盥洗、洗浴廢水及衛(wèi)生間糞便污水均歸為清潔區(qū)排水。污染區(qū)內(nèi)重癥病人的排泄物、分泌物,應(yīng)采用專用密閉容器就地收集,按衛(wèi)生部門提供的消毒方法經(jīng)及時(shí)消毒后,再倒入病房衛(wèi)生間或集中收集、專門處置。
污染區(qū)的污廢水與清潔區(qū)污廢水分流排放,且污廢水應(yīng)各自獨(dú)立排到預(yù)消毒池。生活排水流程如圖4。
圖4 生活排水流程
車輛沖洗和消毒廢水排入污水系統(tǒng),排水口下采取水封措施;空調(diào)冷凝水分區(qū)集中收集,間接排水,設(shè)置在污染區(qū)的空調(diào)冷凝水只能排入污染區(qū)生活排水系統(tǒng)管道;布置在清潔區(qū)的空調(diào)冷凝水排入清潔區(qū)生活排水系統(tǒng)管道??照{(diào)冷凝水全部排入污水處理站處理。
3.3 排水系統(tǒng)管道分區(qū)獨(dú)立通氣,分區(qū)集中收集處理
污染區(qū)如病房、醫(yī)技及ICU等與清潔區(qū)的衛(wèi)生器具和裝置的污廢水與排水通氣系統(tǒng)均獨(dú)立設(shè)置。避免污染區(qū)帶有病毒的廢氣傳播到清潔區(qū),造成感染。生活排水系統(tǒng)通氣管道布置如圖5。
圖5 生活排水系統(tǒng)通氣管道布置
排水系統(tǒng)的通氣管口不應(yīng)接人空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)管道,應(yīng)上排至屋面。排水通氣管中廢氣應(yīng)集中收集后處理排放。
室外排水檢查井采用密封井蓋,并設(shè)置不小于DN100通氣管,將室外排水管道中的廢氣上排至屋面通風(fēng)良好處進(jìn)行處理。
3.4 室外場地雨水隔離地下水系,雨水快速排水,集中消毒處理
由于火神山醫(yī)院選址知音湖畔,為防止污水滲漏和雨水下滲,與地下水系統(tǒng)發(fā)生交換,帶來地下水污染風(fēng)險(xiǎn),設(shè)計(jì)在項(xiàng)目用地內(nèi)滿鋪HDPE防滲膜,避免雨水下滲,與知音湖水系完全隔離。室外場地雨水的徑流(雨水排水方向)組織為快速排向雨水口,通過管道集中收集排放,減少地表雨水徑流對知音湖水體的污染風(fēng)險(xiǎn)。雨水排水組織如圖6。
圖6 雨水排水組織
室外雨水應(yīng)采用管道系統(tǒng)排水,不采用地面徑流或明溝方式排放。采用地面徑流或明溝排放,一旦被新型冠狀病毒污染,易再次通過室外雨水排水?dāng)U散病毒,接觸到易感人群,增加導(dǎo)致新型冠狀病毒感染的肺炎暴發(fā)或流行的風(fēng)險(xiǎn),因此火神山醫(yī)院設(shè)了單獨(dú)的雨水排水管道系統(tǒng)。
由于院區(qū)用地范圍內(nèi)的場地滿鋪HDPE防滲膜,雨水不能下滲,地面的雨水徑流系數(shù)采用ψ=1.0。市政污水管無法全部接納院區(qū)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期P=3年的降雨水量,設(shè)置了雨水貯存調(diào)節(jié)設(shè)施。
3.5 強(qiáng)化污水消毒處理、雨水消毒后排除;污水處理設(shè)施尾氣集中收集消毒處理后排放
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GB50849《傳染病醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.4.2條,“醫(yī)技、病房和ICU病房的污水應(yīng)先排人化糞池,滅活消毒后應(yīng)與廢水一同進(jìn)入醫(yī)院污水處理站,并應(yīng)采用二級生化處理后再排人城市污水管道?!盙B18466《醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》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”。
火神山醫(yī)院從2020年1月23日開始設(shè)計(jì),2月3日前建成,歷時(shí)10天。由于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,為了彌補(bǔ)武漢市原有的醫(yī)療設(shè)施不足,作為應(yīng)急建設(shè)專門的醫(yī)療設(shè)施,為滿足快速發(fā)病的需求,必須立即投入使用。因此火神山醫(yī)院建成后,雖然建有二級生化處理設(shè)施,但污水處理不能即刻滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB50849《傳染病醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》二級生化處理的有關(guān)規(guī)定,生化處理調(diào)試運(yùn)行周期過長,將影響火神山醫(yī)院即刻投入使用,從而影響大量收治重癥病人。設(shè)計(jì)按二級生化處理工藝配置,前期短時(shí)間內(nèi)按預(yù)消毒+化糞池+消毒的處理工藝流程運(yùn)行。預(yù)消毒的目的是為了在預(yù)消毒接觸池后,保護(hù)后續(xù)污水處理站的運(yùn)行安全。通過室外密閉排水系統(tǒng)輸送到預(yù)消毒接觸池的為污廢合流排水,參考HJ2029《醫(yī)院污水處理工程技術(shù)規(guī)范》第4.2.2條設(shè)計(jì)水質(zhì)以及同類醫(yī)院污水水質(zhì)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),原污水進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)如表1。
表1 污水主要進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)
表1表明,預(yù)消毒接觸池的進(jìn)水有機(jī)物含量高、懸浮物較多,充分的滅菌消毒將消耗較多的消毒劑。冠狀病毒對有機(jī)溶劑和消毒劑敏感,含氯消毒劑可滅活病毒,但目前缺少新型冠狀病毒耐受含氯消毒劑的投加量及接觸時(shí)間方面的試驗(yàn)數(shù)據(jù),加上對氣溶膠傳播的疑慮以及香港長康邨的“康美樓”病例的確切判斷,因此預(yù)消毒的接觸時(shí)間按不小于2h設(shè)計(jì),以充分滿足GB18466《醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》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。污水處理站尾水pH=6~9,接觸池出口總余氯6.5~10mg/L。GB18466表1中的第6~24項(xiàng)指標(biāo),將不作為主要控制要求,滿足生態(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號的要求。
雖然消毒工藝投加較多的含氯消毒劑,將會對后續(xù)污水處理站的生化處理帶來不利影響,但還有最重要的一點(diǎn),項(xiàng)目要求在10天內(nèi)完成施工交付,建設(shè)工期超短,且處于春節(jié)長假期間,施工單位能采買到的設(shè)備和材料受到極大的限制,這在很大程度上左右了工藝的選擇,所以預(yù)消毒工藝沒有選擇臭氧消毒劑。
二級生化處理選用的生物工處理藝也受到許多因素的制約。由于新型冠狀病毒感染的肺炎的傳播途徑缺少充分的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,污水處理站內(nèi)各構(gòu)筑物產(chǎn)生的尾氣可能含有病毒,為此要求密閉,尾氣統(tǒng)一收集消毒處理后排放。曝氣量大的工藝,意味著較大的尾氣處理量,也可能包含著較大的病毒擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)。蘇州醫(yī)用純水設(shè)備
受制于場地條件、供貨地點(diǎn)及供貨時(shí)間,經(jīng)過多工藝比選,火神山醫(yī)院污水處理的生化工藝選用能夠武漢供貨、并可快速安裝并投入使用的MBBR工藝。污水處理工藝流程如圖7。
圖7 火神山醫(yī)院污水處理工藝流程
火神山醫(yī)院在運(yùn)行投入使用的初期,無法實(shí)施二級生化處理工藝,暫按預(yù)消毒+化糞池+消毒的處理工藝流程運(yùn)行,污水處理消毒處理工藝如下:
(1)污水處理設(shè)置預(yù)消毒工藝,并設(shè)置在化糞池前,預(yù)消毒池的水力停留時(shí)間不小于2h;污水處理站的消毒池水力停留時(shí)間不小于2h。
(2)污水處理從預(yù)消毒工藝至污水處理站尾水消毒工藝全流程的水力停留時(shí)間不小于2d。
(3)化糞池和污水處理后的污泥回流至化糞池后總的清掏周期不小于360d。
(4)消毒劑的投加根據(jù)在線余氯監(jiān)測情況確定,但pH不大于6.5。
預(yù)消毒的目的是保證污水處理后續(xù)工藝運(yùn)行安全,預(yù)消毒的接觸時(shí)間不小于2h,是考慮到新型冠狀病毒在水中存活的時(shí)間可能較長,需要污水在化糞池中的停留時(shí)間不少于36h。從預(yù)消毒到污水處理站出口消毒的總水力停留時(shí)間不小于2d,以確保污水處理站尾水出水的生物安全性。污泥清掏周期為1年,是考慮作為應(yīng)急醫(yī)院,運(yùn)行期間無需清掏。
新型冠狀病毒感染的肺炎傳染病醫(yī)院的生物安全至關(guān)重要,既要防止病毒在醫(yī)療設(shè)施內(nèi)感染醫(yī)護(hù)人員,同時(shí)也要防止醫(yī)療設(shè)施對周邊地區(qū)環(huán)境及人員的感染?;鹕裆结t(yī)院的排水系統(tǒng)包括收集、輸送、處理等工程及設(shè)施,排水管道連通了各個(gè)醫(yī)療護(hù)理單元,醫(yī)技及醫(yī)護(hù)辦公等各個(gè)醫(yī)療功能區(qū),期中任何一個(gè)環(huán)節(jié),都需要保證迅速暢通地將污廢水排到室外,又能保持排水管道系統(tǒng)內(nèi)的氣壓穩(wěn)定,阻止有毒有害氣體進(jìn)人室內(nèi),保持室內(nèi)良好的環(huán)境衛(wèi)生。因此新型冠狀病毒感染的肺炎傳染病醫(yī)院排水系統(tǒng)的器具選擇、管道分區(qū)敷設(shè)、排水通氣管道的分區(qū)設(shè)置及污水的無害化處理將至關(guān)重要,排水系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)是阻止新型冠狀病毒在院區(qū)蔓延的重要保證。工業(yè)純水設(shè)備, 蘇州水處理設(shè)備。蘇州醫(yī)用純水設(shè)備
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