Pharmafilter – 未来医疗废水和废弃物处理综合体

医院产生的废水是潜在的健康风险源，尤其在当下疫情期间，医院废水的处理受到了行业内外的格外关注。其实除了可能的病毒之外，医院废水中还可能含有高浓度的药物，例如心血管药、止痛药、抗生素、细胞抑制剂和X射线造影剂等。这些物质会通过尿液和粪便进入污水管网。传统市政污水处理系统的设计一般没有考虑这部分的问题，因此仅能去除其中的一部分，可能会导致地表水的污染。

位于荷兰代尔夫特的Reinier de Graaf医院，早在2010年就兴建了一套分散式的污水处理系统，这套系统在新冠疫情在荷兰爆发之后，在没有额外改造的情况下，仍能保证出水没有检出新冠病毒及其遗传物质。这个分散式的污水厂有什么独到之处呢？我们在本期微信推送里进行介绍。

图1. 鹿特丹Franciscus医院的Pharmafilter建在停车场旁 | dutchwatersector.com

不怕病毒的污水厂

这套分散式污水处理系统名为Pharmafilter。顾名思义，就是医药物质的过滤器。第一套Pharmafilter系统在2010年10月开始投产运行，地点位于Delft的Reinier de Graaf医院。该医院废水中含病原菌、药品、抗生素等污染物，不能排放到公共下水道系统，需要分开处理。为了完善内部物流系统，医院要求对废弃物进行粉碎处理，而且所有废物都可生物降解。

图2. 位于荷兰Delft的Pharmafilter | 图源：Pharmafilter

Pharmafilter能处理所有医院产生的废水和废弃物。处理过程如下图所示：污水和固体废物分离后，由膜生物反应器处理，再经臭氧消毒氧化、活性碳吸附后存放在净水箱中。污泥和固体废物则经搅拌、水解、高温厌氧消化，产生沼气回收能源。污泥脱水后送到厂外处理。污泥中提炼出PHA（聚羟基脂肪酸酯），用于制作活动马桶给病人带回家使用。马桶带回医院后，可以打碎后处理。这个系统的水回用率达70%，减少了医院里的细菌和病毒的传播，节省了能源。

图3. 荷兰Delft医院的分散式污水处理系统流程图

图4. 运行表现 |来源：STOWA 2012报告

公开的新冠检测报告

疫情之下，Reinier de Graaf医院也是挤满了新冠病人，污水自然也携带新冠病毒，所以Pharmafilter的团队也要做出响应，对其在荷兰的两个系统的污水进行检测。5月25日，他们在官网发布了一份题为《Analysis of the fate of SARS-CoV-2 in Pharmafilter-treatment-plants》，向公众公布了其处理系统的新冠病毒检测结果。

结果显示，虽然医院排除的废水虽然含有少量的新冠病毒，但在经过Pharmafilter处理的出水中并未检出病毒及其遗传物质。Pharmafilter作为专门针对微污染物（包括病毒和细菌）设计的污水处理系统，这个检测结果也在情理之中。这也证明了在源头治污的有效性。此外，这个结果对其员工也有重要意义，因为这证明现有的防护措施足够应对新出现的病毒。

图5. Pharmafilter针对新冠病毒发布的分析报告 | 图源：Pharmafilter.nl

可生物降解的医疗垃圾

在四月份IWA微信公众号的推送文章《污水处理厂，公共卫生的前哨兵》中，我们曾向大家介绍中国上海和荷兰污水厂的检测结果显示，虽然一般的市政污水厂会在进水中检出新冠病毒的遗传物质(RNA)，但经过污水厂常规的消毒处理，在出水都没有找到这RNA。所以如果单从防范医院废水的病毒风险方面来看Pharmafilter，这个技术似乎缺少值得报道的亮点。

然而，Pharmafilter真正的特色是它处理住院病人产生的尿液和粪便的方法——他们采用可生物降解的便盆(取名Olla)和尿壶(Botta)，这是跟其他所谓的医院污水分散式处理最大的不同所在。

图6. 医院废物废水的去向流程图 | 图源：dutchwatersector.com

使用这些一次性的生物塑料容器，不仅改善了护理人员的工作环境，避免交叉污染或感染的风险，同时也提高了病人的满意度。这些废物经收集后会放入粉碎机(取名Tonto，看过美国西部电影《独行侠》的朋友应该能理解这名字的含义)，打碎后的物质会进入Pharmafilter的污水处理线。

图7. Pharmafilter使用的可生物降解的便盆和尿壶 | 图源：pharmafilter.nl

下图是第三代的Tonto粉碎机，能够处理除了纸张、玻璃和电池之外其他在医院产生的固体废物。它采用脚踏式开盖模式，避免操作者用手接触的需要。这个设备也有加压装置，目的是防止气溶胶和气体的泄漏。各种细节都是为了废物的安全处理。

图8. Tonto 3.0版 | 图源：Pharmafilter.nl

分散式处理系统的典范？

我们曾在微信推送里分享过荷兰代尔夫特理工大学的Mark Van Loosdrecht教授在2018年的IWA世界水大会上做过的精彩报告。他说在从事水创新事业的人可能会出现两种系统性错误。其中一种是科学家没有和商界沟通。有些科学家认为自己的研究可以“让世界变得更好”，但实际上市场不需要这些“创新”。

他认为分散式污水处理就是一个没有市场需求的“失败”例子——虽然它有几十年历史了，但他认为分散式没有真正的优点，至少在欧洲它就比现有系统更加昂贵、更复杂。但他唯独说Pharmafilter是个例外，原因是它是基于医院实际的需求而建的，它还将医院对医疗废物的安全和成本问题都解决了。

在Pharmafilter运行一年后，荷兰应用水研究基金会STOWA 发布了一份总结报告，其中包含了对Pharmafilter的经济可行性评估。他们以一个400个床位的荷兰医院为假设进行计算(10m³/小时的处理量)，结果如下：

按照这笔账来算，兴建Pharmafilter系统的投资在2-7年就能回本，因此他们认为这个系统能减轻医院处理医疗废物的开支，具有成本效益的。目前Pharmafilter系统已经在荷兰4个医院里运行，包括了Delft的Reinier de Graaf医院、鹿特丹的Erasmus 医疗中心、Franciscus医院和Terneuzen的ZorgSaam，另外，阿姆斯特丹的AMC医院和Zaandam的Zaans医疗中心的Pharmfilter在建造和调试中。值得一提的是，买方除了医院，还包括当地的水委会。因为在它们看来， Pharmafilter这种新型的医院废水解决方案能减轻下游市政污水厂处理医药残留物的压力。

2020年这场突如其来的疫情，改变了我们对世界的很多看法。Pharmafilter这种分散式的医院废水处理新理念，是否会在这次疫情之后流行起来呢？让我们拭目以待。