医疗建筑排水系统设计浅析

杨 慧（华建集团华东都市建筑设计研究总院，上海 200070）

医疗建筑因其功能的特殊性，与普通的公共建筑相比，卫生设备种类复杂，排水点分散，排水水质各不相同，医疗建筑排水系统设计的重点是分质收集，排水顺畅，防护得当，避免发生交叉感染。其设计合理与否，关系到公共卫生安全，需要做缜密的考量。

1 排水系统分类及设计原则

医疗建筑排水系统的分类按排水水质划分，可分为生活污废水系统、医疗废水系统、高温废水系统、雨水系统四类。

（1）生活污废水系统：承接来自大便器、小便器、污水槽、洗脸盆、浴室、厨房以及洗衣房等处的排水。污水系统应按医疗区、非医疗区分别设置，非医疗区如职工生活区污废水，其水质与普通生活污废水相似，可直接排入城市污水管道，或消毒后排入城市污水管道。医疗区污废水则因含有各种细菌、病毒等有毒有害物质，污染严重，必须经过专业污水处理并消毒后方可排放至城市污水管道。

（2）医疗废水系统：可分为承接来自化验室、解剖室、实验室、口腔科等处的医疗及检验废水、承接来自核医学科、放射性同位素实验室等区域的医疗废水两类。来自化验室、解剖室、实验室、口腔科等处的医疗及检验废水因含有各种细菌、病毒、寄生虫卵以及敷料、药剂等物质，污染非常严重，必须经过专业污水处理并消毒后方可排放至城市污水管道。来自核医学科、放射性同位素实验室等区域的医疗废水，因其含有放射性同位素、重金属物质，需经衰变池预处理并消毒后方可排放至城市污水管道。

（3）高温废水系统：承接来自锅炉房、中心供应室的高温废水，须降温处理并消毒后排放。

（4）雨水系统：收集、排放雨水的排水系统，一般雨水系统，如未被细菌、病毒和有害化学元素污染，可直接排入城市雨水管网，但如果雨水存在被污染的风险，如传染病医院医疗隔离区域的雨水，应采取防止雨水渗入地表的措施，雨水应收集并消毒处理后排入城市雨水管网。

2 医疗建筑污水处理

根据《中华人民共和国水污染防治法》《中华人民共和国传染病防治法》等有关法令，凡现有、新建、改建的各类医疗建筑以及其他医疗机构被病菌、病毒污染的污水、污泥都必须进行消毒处理。含放射性物质、重金属及其他有毒、有害物质的污水，不符合排放标准时，须进行单独处理后，方可排入医疗建筑污水处理站或城市下水道。

医疗建筑污水处理设施设计应符合 GB 50015—2019《建筑给水排水设计标准》、CECS 07：2004《医院污水处理设计规范》的要求。医疗建筑污水经处理后，出水水质应符合现行国家标准 GB 18466—2005《医疗机构水污染排放标准》的有关规定。

医疗建筑污水处理工艺流程一般包括一级处理、二级处理、深度处理 3 种，应根据医院污水的水质及排放去向确定排放标准，选择处理工艺。

根据《医院污水处理设计规范》，经处理后的医疗污水排入有污水处理厂的市政排水系统时，应符合《污水综合排放标准》规定的三级标准和《医疗机构污水排放要求》的规定。当排入未设置污水处理厂的市政排水系统、地面水域时，应符合《污水综合排放标准》规定的一级或二级标准。

2.1 一级处理工艺

一级处理工艺一般用于对排入有城市污水处理厂的城市排水系统的非传染病医院污水处理，及特殊性质的医疗废水处理。

当非传染病医院的生活污废水排入有城市污水处理厂的城市排水系统时，一般仅对污水中肉眼可见的悬浮物、大颗粒有机物做简单分离及消毒处理，其工艺主要以混凝沉淀及消毒为主。

特殊性质的医疗废水指专科医院或医院中医技科室产生的医疗废水，包括来源于检验科、病理科、实验室等检验或制作化学清洗剂时产生的酸性废水；来源于检验科、病理科、实验室等使用氰化钾、氰化钠、铁氰化钠、亚铁氰化钾等含氰化合物的含氰污水；来源于医院口腔门诊治疗、含汞监测仪器破损、分析检验和诊断中使用氯化高汞、硝酸高汞、硫氰酸高汞等剧毒物质而产生的含汞废水；来源于医院病理科病理切片染色、检查，检验科血液化验中使用重铬酸钾、三氧化铬、铬酸钾等而产生的含铬污水；来源于放射诊断及治疗的放射性废水；来源于医院消毒供应室的高温蒸汽消毒锅产生的高温废水等。

（1）对特殊性质医疗废水，应分类收集，足量后单独处理，处理工艺根据水质情况不同而不同。①酸性废水：采取中和法处理，中和剂可选用氢氧化钠、石灰等， pH 值中和至 7 ～ 8 后排入医院污水处理系统。②含氰废水：采用碱式氯化法处理，一般选用氯酸钠，处理槽的有效容积能容纳不小于半年的污水量。③含汞废水：宜采用硫化钠沉淀＋活性炭吸附法。经活性炭吸附后，出水汞浓度符合相关排放标准后方可进入医院污水处理系统。④含铬废水：采用化学还原沉淀法处理。处理后出水中六价铬浓度符合相关排放标准。⑤放射性废水：根据国际原子能机构(IAEA)规定，放射性废水按照其放射性活度大小可分为四级，如表 1 所示[1-2]。

表1 放射性废水分类标准

由表 1 可知，医院放射性废水的放射性活度范围在3.7×102Bq/L～3.7×105Bq/L，属于低放废水，根据GB 18871—2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》，低放射性废液可直接排入流量大于 10 倍排放量的普通下水道，根据 GB 18466—2005 规定，综合医疗机构和其他医疗机构，医院放射性废水污染物排放量限值：总α放射性＜ 1 Bq/L，总β放射性＜ 10 Bq/L。

医院放射性废水应单独收集，处理方法分贮存与扩散两种。目前常用的处理方法主要有：化学沉淀法、离子交换法、膜分离法、蒸发浓缩法、吸附法以及贮存衰变法，实际工程运用中常用贮存衰变法进行处理。

（2）高温废水：采取降温法处理，降温池的有效容积一般应＞24 h 凝结水排放量。当室外空间有限，可考虑通入空调冷凝水中和。

2.2 二级处理工艺流程

二级处理工艺一般用于对排入未设置城市污水处理厂的城市排水系统或地面水域的非传染病医院污水处理。二级处理工艺是在一级处理的基础上利用微生物对污水中有机物的降解作用，将有机物转化为无机物，从而去除污水中的有机污染物质，反映有机物污染的主要水质指标是生化需氧量BOD。

二级处理的工艺方法主要有厌氧好氧工艺（A/O 法）、厌氧-缺氧-好氧工艺（A/A/O 法）、间歇式活性污泥法（SBR 法）、吸附生物降解法（AB 法）、生物膜法等等。

2.3 深度处理工艺流程

传染病医院污水污染程度严重，一般采用一级处理＋二级处理＋深度处理的处理工艺流程，深度处理工艺包括膜生物反应器、曝气生物滤池、活性炭吸附罐处理。

2.4 消毒工艺

消毒是医疗机构污水处理的重要环节，在污水处理的开始和最后阶段，均需要根据水质情况对污水进行消毒，以杀灭水中的致病微生物。消毒的方法有液氯消毒、二氧化氯消毒、次氯酸钠消毒、臭氧消毒和紫外线消毒。采用化学试剂消毒的工艺包括消毒剂制备、投加控制、混合、接触等。

医院污水处理工程应设应急事故池，以贮存处理系统事故或其他突发事件时医院污水。传染病医院污水处理工程应急事故池容积不小于日排放量的 100%，非传染病医院污水处理工程应急事故池容积不小于日排放量的 30%。

3 不同类型医疗建筑的排水设计要点

3.1 综合医院

综合医院非医疗区如宿舍、职工生活区、行政办公等处的生活污水及废水应直接排入市政污水管道，医疗区内的生活污废水根据水质污染情况分类收集，其中水质符合GB 18466—2005 的污废水可以直接排入城市污水排水管道，以减少医疗建筑污水的处理量，节约成本及投资；受到污染的生活污废水应采用独立的排水系统，分别收集，经处理后排放。

医疗区功能单元可划分为门诊部、急诊部、住院部、医技科室、保障系统等。生活污废水主要来自门诊部、急诊部、住院部，医疗废水主要来自医技科室，放射性废水来自医技科室的放疗科、核医学科、影像中心、介入治疗等部门，这些污废水应分别收集处理。

结合综合医院医疗区各类污废水排水流程，设计需要注意 4 点。

（1）生活污废水系统。①室内生活污废水系统宜采用污废水分流排水方式，设专用通气立管；传染病门急诊和病房的污废水应单独收集处理；室外生活污废水宜采用合流制排水。②存水弯的水封高度≥50 mm，且≤100 mm。③卫生间、浴室、污洗间、准备室、空调机房等经常有水的房间应设置地漏；对于空调机房等季节性地面排水，以及需要排放冲洗地面、冲洗废水的医疗用房等，应采用可开启式密封地漏；地漏应采用带过滤网的无水封直通型地漏加存水弯，地漏的通水能力应满足地面排水的要求；地漏附近有洗手盆时，宜采用洗手盆的排水给地漏水封补水。④饮水器、厨房设备（去皮机、洗米机、蒸饭锅、煮饭锅、保温案、消毒器、洗碗机、洗池以及厨房其他设备）、冷藏库、冷冻机、医疗研究设备（蒸馏锅、消毒器、软化水设备、洗槽以及医疗用机器）、洗衣机、甩干机、各种水箱的泄水、溢水管应当采用间接排水，不得与污水管直接连接。⑤手术室、分娩室、中心供应室、厨房、洗衣房等处的设备排水管道上应设置污物阻集器（油脂阻集器、毛发阻集器、石膏阻集器等），阻集器之后应设置水封。

（2）医疗废水系统。①牙科门诊含汞废水、检验科酸性洗刷废水应经沉淀池、中和池预处理后排入污水管网；检验科、病理科有毒有害废液应回收处置，不可排入下水道。②医疗设备或设施的排水管道应采用间接排水。③手术室、太平间和解剖室应在室内采用独立的排水系统，且主通气管应伸到屋顶无人处。④中心供应室内清洗消毒设备排水均应间接排水，高温灭菌设备排水应采用耐高温（＞100℃）管材。中心(消毒)供应室、中药加工室、口腔科等场所的排水管道的管径，应大于计算管径 1～2 级，且≥100 mm，支管管径≥75 mm。⑤核医学科放射性同位素污废水排水应单独收集处理，衰变池宜设于室外，粪便污水需经化粪池预处理后排入衰变池，排水管管材应采用含铅机制铸铁管。

（3）高温废水系统。锅炉排污水、中心(消毒)供应室的消毒凝结水等，应单独收集并设置降温池或降温井。

（4）雨水系统。①屋面雨水排水系统应迅速、及时地将屋面雨水排至室外雨水管渠或地面。②一般医疗建筑的重力流屋面雨水排水工程与溢流设施的总排水能力≥10 a 重现期的雨水量。重要医疗建筑的屋面雨水排水工程与溢流设施的总排水能力≥其 50 a 重现期的雨水量。

3.2 传染病医院

传染病医院是为收治国家法定传染病病人的专科医院，传染病包括消化道传染病、呼吸道传染病、艾滋病等。传染病医院设置门诊部、医技部、急诊部及住院部、后勤保障部，住院部按清洁区、缓冲区、限制区划分，实现洁污分流，避免院内感染[3]。

清洁区内设置医护人员休息及生活用房、防护用品穿戴更衣室、设备用房及库房等，缓冲区内设置医生办公室、护士办公室、值班室、治疗准备室、会诊室等，限制区是病房区域，设有病房及配套设施用房[3]。

传染病医院必须杜绝交叉感染，切断传染源，防止病毒扩散。排水系统的设计除参照综合性医院的要求外，应比综合性医院更为细化，更为严格。

结合传染病医院排水流程设计需要注意的要点如下。

（1）生活污废水系统。①传染病医院排水体制。室内排水宜采用污废分流制，设专用伸顶通气立管，室外生活污废水可合流排水；病区和非病区污废水应分类收集，病区污废水经预处理后再进入污水处理站集中处理。②污废水收集。传染病医院的停车场及车库应设冲洗及消毒设施，冲洗及消毒排水应收集处理后排放。传染病人的排泄物及分泌物应采用密闭容器单独收集，经及时消毒后倒入病房卫生间或集中专门处置。地漏应采用带过滤网的无水封直通型地漏加存水弯，地漏的通水能力应满足地面排水的要求；地漏宜采用洗手盆的排水给地漏水封补水，存水弯的水封高度≥50 mm，且≤75 mm。护士室、治疗室、诊室、检验科、医生办公室等房间不宜设地漏。空调凝结水应间接排水，根据功能分区有组织排放。缓冲区及限制区的排水管，在穿越的地方应用不收缩、不燃烧、不起尘材料密封。排水管道不应穿越无菌室，必须穿越时必须采取防漏措施。③通气管设置。呼吸道发热门（急）诊内应设独立卫生间，排水系统单独设置，并设专用通气管。清洁区、缓冲区、限制区排水通气管应分别独立设置，不应汇合。排水通气管应伸顶通气，四周应有良好的通风，严重传染病区宜设置汇合通气管，废气经集中消毒后排放。缓冲区及限制区不在同一房间的卫生器具不得共用存水弯, 以防止空气通过器具排水管互相串联，阻断病菌传播途径。各区、各房间应采取防止横向和竖向的窜气的措施，避免交叉感染, 如管道穿越隔墙处应密封处理, 管道井应每层隔断。室外排水检查井应采用密封井盖，并设通气管，将室外管道中的废气引至通风良好处经消毒处理后排放[4]。

（2）雨水系统。传染病医院应采用雨污分流制，雨水系统不宜采用地面径流或明沟排水。传染病医疗隔离区域的雨水，应采取防止雨水渗入地表的措施，雨水应收集并消毒处理后排入城市雨水管网。

3.3 质子医院

利用质子射线对肿瘤进行放射治疗，是近年发展起来的一种先进的肿瘤治疗技术，质子医院是为开展质子治疗而设置的专科医疗机构。

质子治疗系统由离子注入系统、同步加速器、高能输运线、质子治疗终端四部分组成。离子注入系统由离子源和直线加速器组成，产生氢离子（质子）并提供质子束流，同步加速器对质子束流加速升能至治疗所需的能量，高能输运线将高能质子束传送至终端治疗设备。

质子医院设置质子治疗区、质子装置设备区、非质子医疗区、能源供应区、行政办公区五大功能区域。质子医院排水主要包括生活污废水系统、放射性废水系统及雨水系统，生活污废水来自行政办公区、能源供应区，其排水设计可参照综合医院排水设计。放射性废水主要来自质子治疗区、质子装置设备区及非质子治疗区的核医学用房，必须考虑放射污染的防护，排水系统设计较为特殊。

非质子治疗区与质子治疗区及质子装置设备区的放射性废水应分别收集处理。

3.3.1 质子治疗区及质子装置设备区放射性废水的产生及处置

质子治疗区及质子装置设备区的污染源包括瞬发辐射、感生放射性、其他非放污染源。其中对水质造成污染的是感生放射性，感生放射性是由系统运行时产生的质子、中子、光子等使周边物质活化而产生的，其在加速器停机后一段时间内仍然存在，随着时间的延长而逐渐衰减。为防止感生放射性污染，在质子治疗区及质子装置设备区应尽量避免设置给排水管道。质子治疗区及质子装置设备区的废水主要来自质子治疗装置工艺设备的循环冷却水排放。

质子治疗装置的核心设备是质子同步加速器，其高频腔、偏转磁铁及热交换器等再运转过程中需要进行冷却消能，故质子治疗装置设有冷却水循环系统，正常运行情况下，冷却水是循环使用的，不会排放，但需要考虑设备检修、设备故障而发生泄漏事故时循环冷却水的排放，故在设备区及治疗舱设有排水沟收集管道破裂等故障时排放的废液，该废液会受到质子同步加速器的辐射影响而活化，废液中的放射性核质主要为7Be、3H、11C、13N、15O，其半衰期如表 2 所示。

表2 冷却水中产生的主要放射性核素及其半衰期

废液放射性核素中，11C、13N、15O 的半衰期很短，当加速器停机后，这些核素会迅速衰变，放射性浓度也会快速下降，因此质子治疗区及质子装置设备区放射性废水只需考虑半衰期较长的7Be、3H 核素的处置。

质子治疗区及质子装置设备区的放射性废水应经排水沟收集，并设事故集水井或储存槽储存。事故集水井或储存槽应考虑放射防护结构设计。放射防护的结构设计和射线泄露率的控制值须由有资质的专业人员进行计算、检验和提供。事故集水井和废水储存池均须做防渗处理[5]。

根据GB 18466—2005，低放射性废水应经衰变池处理，但质子治疗区及质子装置设备区的放射性废水具有单次排放量很少、而半衰期较长的特点，3H 半衰期为 12.33 a，如果设置衰变池，停留时间以 10 个半衰期计算，对医院实际运行管理会带来诸多不便。

GB 18871—2002 《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》给出了满足单次直接排放至普通排水管网的放射性核素总活度限值。以上海市某医院为例，检修及事故情况下事故集水井或储存槽中冷却循环排放废水的两种主要放射性核素的放射性活度与单次排放限值进行符合性分析，如表 3 所示。

表3 检修及事故情况下冷却水达标排放符合性分析

由表 3 可知，检修及事故情况下冷却水中放射性核素能够满足单次直接排放的要求，同时质子装置维护管理也能满足每月排放的总活度不超过 10 ALImin 的要求，对环境的影响很小，理论上是可以直接排放的，但为安全起见，根据《放射性废物安全管理条例》及 GB 18466—2005 第 6.0.6条“对注射或服用长半衰期放射性药物的住院病人，其排泄物、呕吐物可在固化后按固体放射性废物处理”，对检修及事故情况下冷却循环排放废水经收集暂存后，送交取得相应许可证的专业机构回收处置。

为防止射线泄漏到治疗区外，质子治疗舱设计有管道进出的迷道，所有进出的给排水管道均须由迷道进出。采用专用厚壁不锈钢管道作为穿越质子治疗区的排水管道，在穿越隧道墙壁处设置厚壁不锈钢专用套管。排水套管的壁厚均满足 50 a 的防辐射要求。所有暴露在质子治疗区内的排水管道、集水坑压力排水管等均须采取防结露保温措施[5]。

3.3.2 非质子医疗区放射性废水的产生及处置

为方便病人就诊，非质子医疗区设有一些配套的诊断医技用房，其中包括有 CT、MRI、PET、DSA 等核医学区、放射影像区等，这些区域产生的废水包括含放射性核素的残液、i 患者的排泄物、 i用药后的呕吐物及清洗器械的洗涤液、i 污染物的洗涤水等等，常用的放射性核素为131I、111In等，其中131I 半衰期最长，按131I 半衰期 8.03 d 考虑，10 个半衰期为 80.3 d，对放射性废液分类收集，经处理后排入城市排水管网。

对于含短半衰期放射性核素的废液，常用的处理方法是设置衰变池，将放射性废液收集并排入衰变池内，经过一定的停留时间，待放射性核素的放射性活度降低至安全排放的要求后，方可排放至普通排水管网。根据 GB 18871—2002，低放射性废液可直接排入流量大于 10 倍排放量的普通下水道，且每次排放后应用≥3 倍排放量的水冲洗，废液每次排放的放射性活度≤1 ALImin，每月排放的放射性总活度≤10 ALImin。

衰变池的处理工艺可分为储存法、推流法两种，储存法是将废液储存于池中，经一定时间（通常为废液中最长半衰期核素的 10 个半衰期）停留，使其放射性核素通过自然衰变，降低废液中核素的放射性活度，当放射性活度降低到安全排放限值时再行排放。推流法是将废液排入一组由导流墙分隔的储水池中，废液以推流形式持续通过并不断衰变，至出口时达标排放。对应于两种衰变工艺的衰变池可分为间歇式衰变池、连续式衰变池两种，其特性比较如表 4 所示。

表4 连续式衰变池、间歇式衰变池特性比较

最高日放射性废液日排水量Qd按式（1）计算：

式中：q—单次放射性废液产生量，m3；

k—最高日废液产生次数。

4 结 语

医疗建筑排水系统设计是一项复杂的系统性工程，既包括常规的建筑排水设计内容，也涉及医疗工艺、污水处理等专业专项领域，在设计方案阶段，就必须根据医疗工艺考虑污废水的分质排放、分类收集、污水处理的工艺选择，预留管井、机房及处理设施的位置和容量，做好与专业工艺设计的接口，在施工图阶段精细化设计，不漏项，不甩项，做到对医疗建筑排水针对性的收集及处理，保障公共卫生安全。