医院污水中难降解有机物的处理困境

难降解有机物的成分与来源
医院污水中存在着多种难降解有机物，这些物质对环境和人体健康构成了潜在威胁。抗生素是其中一类常见的难降解有机物，像阿莫西林、头孢等，在医院的使用量较大，大量未被完全代谢的抗生素会随着患者的排泄物进入污水系统。在一些感染科病房，患者使用抗生素进行治疗后，其尿液和粪便中会含有一定浓度的抗生素，这些抗生素若未经有效处理就排放到环境中，可能会导致微生物产生耐药性，影响生态平衡。
造影剂也是医院污水中难降解有机物的重要组成部分，如碘海醇、碘普罗胺等。在医学影像检查中，造影剂被广泛用于增强图像的对比度，以便更准确地诊断疾病。然而，这些造影剂在水中的稳定性较高，难以被自然环境中的微生物分解。在放射科和介入治疗科室，患者接受造影检查后，含有造影剂的污水会随之产生，这些污水若直接排放，会对水体造成污染。
除了抗生素和造影剂，医院污水中还可能含有其他难降解有机物，如激素类药物、抗肿瘤药物等。激素类药物如地塞米松等，在医院的内分泌科、皮肤科等科室有较多使用，这些药物进入污水后，会对水生生物的内分泌系统产生干扰。抗肿瘤药物如顺铂、紫杉醇等，具有较强的毒性，在医院的肿瘤科使用频繁，其残留于污水中会对环境和人体健康造成严重危害。
这些难降解有机物主要来源于医院的诊疗、化验、手术等过程。在诊疗过程中，医生会根据患者的病情开具各种药物，患者服用后未被吸收的部分会通过排泄物进入污水系统。在化验过程中，会使用到各种化学试剂和药品，这些物质也可能会随着污水排放。手术过程中使用的医疗器械和药品，以及患者的血液、体液等，也会含有难降解有机物，若处理不当，会对环境造成污染。

处理难降解有机物的难点
传统生化处理工艺去除率不足：传统的生化处理工艺，如活性污泥法、生物膜法等，主要依靠微生物的代谢作用来分解有机物。然而，对于医院污水中的难降解有机物，这些微生物的代谢能力有限，导致去除率不足。一些抗生素和造影剂等有机物，其化学结构复杂，微生物难以将其作为碳源和能源进行利用，从而使得这些有机物在污水中残留。据研究，传统生化处理工艺对医院污水中难降解有机物的去除率通常不足 60%，难以满足严格的排放标准。
部分有机物结构稳定难以分解：医院污水中的某些难降解有机物，如含氮、含硫的环状化合物等，具有稳定的化学结构，普通的物理、化学和生物方法难以将其分解。这些有机物的化学键能较高，需要较强的氧化能力才能打破其结构。例如，一些抗生素分子中含有苯环、杂环等结构，这些结构使得抗生素具有较高的稳定性，传统的处理方法很难将其彻底降解。即使采用高级氧化技术，也需要选择合适的氧化剂和反应条件，才能实现对这些有机物的有效分解。
多种难降解有机物混合增加处理难度：医院污水中往往含有多种难降解有机物，它们之间可能会发生相互作用，形成更复杂的化合物，进一步增加了处理难度。不同的难降解有机物可能具有不同的化学性质和降解途径，当它们混合在一起时，会干扰处理过程，降低处理效果。一些抗生素和造影剂混合后，可能会发生络合反应，形成难以降解的络合物，使得处理难度大大增加。此外，多种难降解有机物的存在还会对微生物的生长和代谢产生抑制作用，影响生化处理工艺的正常运行。
解决难降解有机物处理困境的设备与技术
艾柯设备：艾柯设备是利用芬顿试剂（由亚铁离子和过氧化氢组成）产生强氧化性的羟基自由基，来氧化分解难降解有机物。在酸性条件下，亚铁离子与过氧化氢反应生成羟基自由基，其氧化电位高达 2.80V，仅次于氟，能够无选择地氧化水中的大多数有机物。对于医院污水中的抗生素和造影剂等难降解有机物，艾柯设备能够通过羟基自由基的作用，将其分子结构破坏，使其转化为小分子物质，从而提高可生化性。某医院采用艾柯设备处理污水，通过控制 H₂O₂与 Fe²⁺的配比为 10:1，反应后 COD 去除率从传统工艺的 60% 提升至 90%，碘海醇降解率达 85%，有效解决了难降解有机物的处理难题。
艾柯 膜技术设备：艾柯 膜技术设备是将膜分离技术与生物处理技术相结合的新型污水处理设备。其利用膜的高精度截留作用，使活性污泥浓度提升至 8 - 10g/L，是常规工艺的 2 - 3 倍，这种高浓度污泥环境显著增强了系统对难降解有机物的吸附与分解能力。同时，膜的截留功能可延长系统中难降解大分子有机物的停留时间，使其得到更充分的降解。经 艾柯 工艺处理后，主要污染物如 COD 的去除率可达 90% 以上，产水悬浮物和浊度极低，近乎零，水质优良、稳定可靠，可直接回用。在处理医院污水时，艾柯 膜技术设备能够有效去除污水中的难降解有机物，同时实现了水力停留时间与污泥龄的全分离与控制，大幅提高了系统运行的灵活性和稳定性。
铁碳微电解设备：铁碳微电解设备是基于电化学中的原电池原理，当将铁屑和碳颗粒浸没在酸性污水中时，由于铁和碳之间的电极电位差，污水中会形成无数个微原电池。其中，铁是阳极，碳是阴极，在酸性条件下发生电化学反应。阳极反应产生的亚铁离子具有还原性，可将部分难降解有机物还原为易降解的物质；阴极反应产生的新生态氢原子具有很强的还原能力，能够与难降解有机物发生加成反应，破坏其分子结构。在处理医院污水中的难降解有机物时，铁碳微电解设备能够有效降低有机物的浓度，提高其可生化性，为后续的生化处理提供良好的条件。控制铁碳比为 1：1.2，在 pH 3 - 4 的环境下反应 1.5 - 2 小时，可实现 COD 去除率 35 - 45%，B/C 比提升 0.25 以上 。