王洪臣：疫情防控期間醫(yī)療污水和城鎮(zhèn)污水處理建議

中國(guó)人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院 王洪臣副院長(zhǎng)

導(dǎo)讀

新型冠狀病毒(2019-nCoV)是呼吸道病毒，下水道不是其主要傳播途徑，但呼吸道病毒又存在隨痰、糞便以及尿液等人體排泄物進(jìn)入下水道的可能，且可以在污水中繼續(xù)保持一定時(shí)間的感染能力，因此，污水處理行業(yè)應(yīng)采取應(yīng)對(duì)措施，阻斷病毒在下水道的傳播。筆者認(rèn)為，阻斷病毒傳播的總體思路應(yīng)是“源頭嚴(yán)控、末端嚴(yán)防、中間不擾動(dòng)”。源頭嚴(yán)控是指強(qiáng)化定點(diǎn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)、新建成投用的醫(yī)院、臨時(shí)集中隔離場(chǎng)所以及研究機(jī)構(gòu)醫(yī)療污水的消毒處理，把病原體殺滅在源頭;末端嚴(yán)防是指下游城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施應(yīng)確保穩(wěn)定運(yùn)行，將上游“漏網(wǎng)”病毒殺滅在處理設(shè)施;中間不擾動(dòng)是指不擾動(dòng)污水收集系統(tǒng)。

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1 強(qiáng)化醫(yī)療污水消毒處理，把病源控制在源頭

按照《醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18466-2005)，傳染病醫(yī)療機(jī)構(gòu)污水排放標(biāo)準(zhǔn)的衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)是糞大腸菌群數(shù)小于100MPN/L，腸道致病菌、腸道病毒均不得檢出。呼吸道病毒是包膜病毒，腸道病毒是非包膜病毒，最近研究表明，包膜病毒比非包膜更易在污水中衰亡，因此，當(dāng)前對(duì)呼吸道病毒的防控應(yīng)可以繼續(xù)執(zhí)行現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于醫(yī)療污水處理站的具體設(shè)計(jì)、建設(shè)及管理，《醫(yī)院污水處理技術(shù)指南》(環(huán)發(fā)〔2003〕197號(hào))、《醫(yī)院污水處理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ 2029-2013)和《新型冠狀病毒污染的醫(yī)療污水應(yīng)急處理技術(shù)方案(試行)》已有詳細(xì)規(guī)定。基于“把病源控制在源頭”的思路，以下就消毒方式、藥劑種類以及消毒藥劑的實(shí)際投加量提出補(bǔ)充性建議。

1.1 應(yīng)優(yōu)化選擇確定消毒方式和藥劑種類

目前常用的消毒方式有氯化、臭氧化和紫外三類。紫外適合較大規(guī)模的處理設(shè)施，在醫(yī)療污水處理中較少采用。臭氧只能設(shè)備化，建設(shè)及運(yùn)行較為復(fù)雜，但臭氧氧化能力強(qiáng)，消毒效果好，受溫度、pH值以及其它水質(zhì)指標(biāo)的影響小，要求的接觸時(shí)間短，在條件允許的情況下可作為首選。氯化包括液氯、次氯酸鹽(次氯酸鈉或次氯酸鈣)和二氧化氯，三種方式各有利弊。液氯也屬于強(qiáng)氧化劑，消毒效果好，但受水中凱氏氮(氨和有機(jī)氮)的影響非常大。當(dāng)水中氨氮濃度較高時(shí)，需超量投加，越過(guò)折點(diǎn)積累游離氯，才能保證消毒效果。次氯酸鹽消毒效果液氯相近，也受凱氏氮影響，綜合成本較高，但由于儲(chǔ)存及投加方便，實(shí)際采用最廣泛。二氧化氯氧化能力低于于液氯，成本高于次氯酸鹽，但不與氨氮反應(yīng)，沒(méi)有消毒副產(chǎn)物。綜上分析，在疫情防控期間，在設(shè)備采購(gòu)、現(xiàn)場(chǎng)條件、運(yùn)行操作以及費(fèi)用預(yù)算等客觀條件允許的前提下，以消毒效果最佳為首要目標(biāo)，建議按以下順序確定消毒方式：

臭氧消毒 > 二氧化氯消毒 > 液氯消毒 > 次氯酸鹽消毒

如以時(shí)間進(jìn)度和操作方便為首要目標(biāo)，則只能按以下順序確定消毒方式：

次氯酸鹽消毒 > 液氯消毒 > 二氧化氯消毒 > 臭氧消毒

實(shí)際中，除部分大型醫(yī)療機(jī)構(gòu)采用臭氧和二氧化氯消毒，絕大部分定點(diǎn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)、新建成投用的醫(yī)院、臨時(shí)集中隔離場(chǎng)所都采用次氯酸鹽。

1.2 應(yīng)以效果為目標(biāo)確定不同情境下消毒藥劑的實(shí)際投加量

對(duì)病原微生物滅活效果取決于消毒CT值(mg·min/L)，按下式計(jì)算：

CT=接觸池末端的消毒劑濃度×接觸時(shí)間

不同病原微生物要求不同的CT值。在給水處理中，水中雜質(zhì)少、濁度低，病毒比鞭毛蟲(chóng)、孢子蟲(chóng)和病菌更容易被滅活，殺滅病毒不是瓶頸。污水中雜質(zhì)多，病毒常附著在顆粒上或包埋其中，比病菌更難滅活。污水消毒的CT值一般按殺滅病菌(以糞大腸菌群為指標(biāo))設(shè)計(jì)，如果殺滅病毒則需要更高的消毒標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)加州為確保后續(xù)污水再生及利用安全，對(duì)污水處理廠二級(jí)出水按殺滅病毒目標(biāo)確定CT值。當(dāng)采用液氯、次氯酸鈉、次氯酸鈣(漂白粉)或二氧化氯為消毒劑時(shí)，加州按CT值450 mg·min/L設(shè)計(jì)，腸道病毒滅活率可達(dá)到99.99%(4log)，是目前世界上最高的污水消毒設(shè)計(jì)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn);當(dāng)采用臭氧為消毒劑時(shí)，按CT值1 mg·min/L設(shè)計(jì)運(yùn)行。

《新型冠狀病毒污染的醫(yī)療污水應(yīng)急處理技術(shù)方案(試行)》(以下簡(jiǎn)稱《應(yīng)急方案》)要求：當(dāng)采用液氯、次氯酸鈉、次氯酸鈣(漂白粉)或二氧化氯為消毒劑時(shí)，如消毒接觸池的接觸時(shí)間≥1.5小時(shí)，余氯量大應(yīng)于6.5 mg/L(以游離氯計(jì));如消毒接觸池的接觸時(shí)間為1小時(shí)，余氯量大于10 mg/L(以游離氯計(jì))。如果余氯以接觸池末端濃度計(jì)算，《應(yīng)急方案》要求的CT值分別為585 mg·min/L和600mg·min/L，均大于加州的450 mg·min/L，是最嚴(yán)格的設(shè)計(jì)運(yùn)行CT值，能確保腸道病毒滅火率大于99.99%(4log)?！稇?yīng)急方案》提出幾種消毒劑投加量參考值是50 mg/L，二氧化氯和臭氧消毒效果受水質(zhì)影響很小，二氧化氯的CT值大于加州的450 mg·min/L，臭氧的CT值遠(yuǎn)大于加州的1 mg·min/L，因而可保證病毒殺滅效果。當(dāng)采用液氯、次氯酸鈉或次氯酸鈣(漂白粉)為消毒劑時(shí)，由于這些藥劑受水質(zhì)影響很大，建議具體投加量視不同情境結(jié)合水質(zhì)具體計(jì)算確定。

液氯、次氯酸鈉或次氯酸鈣(漂白粉)作為消毒劑加入污水后，由于污水中存在大量凱氏氮，隨著投藥量的增加，反應(yīng)順序如圖(1)所示。在第Ⅰ階段，消毒劑首先氧化污水中硫化氫等還原性較強(qiáng)的物質(zhì);隨著投藥量的加大，進(jìn)入第Ⅱ階段，消毒劑與氨氮形成氯胺，與有機(jī)氮形成有機(jī)氯胺，與少量有機(jī)物形成有機(jī)氯化物;投藥量繼續(xù)加大，進(jìn)入第Ⅲ階段，消毒劑與第二階段生成的氯胺反應(yīng)，降低氯氨量;直到進(jìn)入第Ⅳ階段，游離余氯才開(kāi)始積累，才開(kāi)始?xì)绮≡w。

圖(1)：折點(diǎn)加氯反應(yīng)示意圖

投藥量不足時(shí)，在第Ⅱ和Ⅲ階段形成或剩余的是氯胺。氯胺雖然也有消毒作用，但屬于緩慢消毒，通常要求幾小時(shí)以上的接觸時(shí)間，在接觸時(shí)間僅為1.5個(gè)小時(shí)的接觸池內(nèi)難以發(fā)揮出明顯的消毒效果。氯胺常用于供水管網(wǎng)的持續(xù)性抑菌。因此，要實(shí)現(xiàn)污水游離氯消毒，需要按凱氏氮濃度計(jì)算越過(guò)折點(diǎn)的投藥量。當(dāng)采用液氯、次氯酸鈉或次氯酸鈣(漂白粉)做消毒劑時(shí)，投藥量應(yīng)按下式計(jì)算：

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編輯：王媛媛