新型医疗机构污水消毒处理新方法新工艺对疾病防控的探讨与实践

孙剑彬 郑必全 张剑波 银 江 柳凯文

绵阳市中心医院，四川 绵阳 621000

引言

医疗机构在疾病诊断和治疗活动中，会产生大量致病微生物、有毒有害物理化学污染物和放射性污染等，具有空间污染、急性传染和潜伏性传染等特征。本文针对绵阳市中心医院污水处理工艺老旧、消毒方式落后的现状，提出将现行次氯酸钠消毒变更为新型安全、环保的活性氧消毒，并针对新的消毒技术对原有工艺设施进行改造优化，实现了污水处理设备设施的自动化控制。

1 消毒剂对比分析

1.1 主要介绍化学法消毒剂，因考虑到污水浊度较高，物理紫外线消毒法不适于医疗污水，本文不做介绍

1.1.1 液氯

以液氯作为一种成熟的消毒方式，因为经济成本低、消毒持续效果好、操作简单等特点被广泛应用于饮用水和污水消毒，应用至今已有逾百年的历史。其机理是通过氯气溶于水后产生的HClO 起作用，中性的HClO 分子进入到带负电的细菌内部氧化破坏细菌的酶系统使其死亡。液氯剧毒且极易挥发，在生产、储存、运输、使用和管理方面存在泄漏和爆炸等隐患。基于以上这些原因，目前液氯用于医疗机构污水消毒几乎已经不再采用。

1.1.2 次氯酸钠

次氯酸钠消毒原理与液氯类似，次氯酸钠在水中水解生成次氯酸，次氯酸进一步水解生成新生态氧。次氯酸钠水解生成的次氯酸不仅可以与细胞壁发生作用，且因分子小，不带电荷故易侵入细胞内与蛋白质发生氧化作用或破坏其磷酸脱氢酶，使糖代谢失调而导致细菌死亡；生成的新生态氧能将菌体蛋白质氧化；次氯酸钠溶液中含有的氯和菌体蛋白质发生氯化作用。同液氯一样存在耐药性问题，消毒后余氯超标严重，对人体和环境产生较大危害。

1.1.3 二氧化氯

二氧化氯作为一种高效消毒灭菌剂（其对微生物的消毒能力是氯的2-5 倍），已经在国内外得到了广泛的运用。但是使用ClO2消毒也有诸多的缺陷，比如：（1）ClO2很不稳定，通常需要采用发生器现场制备，原料盐酸是公安部门和戒毒所双重监管的一类危险物品，极易挥发、爆炸，在运输、使用、储存过程中，有相当高的安全隐患。（2）国内以氯酸钠为原料制备的二氧化氯纯度较低（不到50%），同时产生50%左右的氯气，对操作人员的呼吸系统伤害极大。

1.1.4 臭氧消毒

臭氧作为一种广谱、快速、高效的消毒剂，可以迅速杀死致病的各种病菌、病毒等微生物。臭氧对微生物灭活作用主要是由其强氧化性和生物膜扩散能力所决定的。

1.2 新型环保消毒技术——单过硫酸氢钾活性氧消毒

活性氧消毒是一种以KHSO5（过一硫酸氢钾）为主要成分复配而成的新型环保消毒方式。其性能稳定，水溶性好，在固态时不发生反应，溶于水后通过系列链式反应，产生新生态氧、过氧化氢、微量次氯酸、有机酸、自由基等活性成分，并通过动态平衡反应维持该链式反应的稳定性和持久性。

1.3 次氯酸钠和单过硫酸氢钾消毒效果对比

单过硫酸氢钾复合盐作为美国农业部（USDA）指定在机场出入境消毒的常用消毒剂，用来控制外来病原的入侵，在杀菌广谱性能上得到了认可。除此之外，随着病原微生物的进化，出现了很多人畜共患病，如口蹄疫、疯牛病等。这些病原微生物具有很强的抗药性，常用消毒试剂无法有效杀灭，过一硫酸氢钾针对此类病原微生物具有良好的杀灭效果[1]。另外，其能去除污水中的有机物，其代谢产物仅使水中的K+、SO42-有少许增加，不会对人类和环境带来影响[2]。

针对目前医院采用的次氯酸钠消毒剂稳定性差、消耗量大、腐蚀性强等缺陷，将现行次氯酸钠消毒改为单过硫酸氢钾活性氧消毒。由于单过硫酸氢钾溶于水后产生活性氧，利用活性氧杀灭致病微生物，不属于含氯消毒剂。因此根据GB18466-2005的说明，无需对出口水余氯进行脱氯处理，只需要使用手持式活性氧检测仪快速读取活性氧数值即可，根据厂商提供的数据，当消毒后余氧值保持在0.5mg/L 以上即可保证达标。

表1 次氯酸钠和单过硫酸氢钾消毒效果对比

根据表1 的数据可以得出如下结论：（1）相同水质下，次氯酸钠的投加浓度远高于单过硫酸氢钾浓度，且从大肠菌群数来看，活性氧消毒的效果更好，证明了活性氧消毒的高效；（2）对比两种消毒剂消毒前后pH 值的变化，可以看出次氯酸钠消毒后pH 值略有升高，而单过硫酸氢钾消毒后pH 值几乎无变化。改用单过硫酸氢钾消毒后，原来工作间的环境得到了极大改善，设备陈列规整，操作间干净整洁，消毒剂投加自动控制，大大提高了工作效率。

2 污水处理工艺改造优化

2.1 原工艺状况

医院污水站原最大处理能力为1000 吨/天，工艺流程如图1 所示：医院各单位污水进入化粪池厌氧发酵，化粪池出水先经过8mm 格栅将大颗粒固体废物截留，并通过医废处理通道将收集的固体废弃物外送，进行专业医废处理；流经格栅的污水进入调节池，对水质和水量进行调节，保证后续工艺均衡运行；调节池出水进入接触氧化池，污水中的有机污染物经过微生物好氧缺氧反应，去除大部分COD、BOD 和氨氮；经生化反应后的污水连同部分污泥进入沉淀池，在沉淀池中，混合污水悬浮液经过一定的停留时间实现泥水分离，沉淀一部分作为剩余污泥返回接触氧化池，一部分排出处理；沉淀池出水进入消毒池，根据水量和微生物污染情况加入次氯酸钠消毒剂，作用120min 后消毒结束，出水排入城镇污水管网。

图1 医院污水站原工艺流程

污水站原工况为：调节池500 立方米，停留时间15 小时，曝气池容积108 立方米（有效容积约90m³），曝气量约为166 立方米/小时，水气比为5:1，沉淀池停留时间2 小时，沉淀池出水的悬浮物浓度为50-100mg/L，有效氯浓度为8%，次氯酸钠溶液的日消耗量为约460L，粪大肠菌群数为2700MPN/L 以下。原工况条件下污水站各项参数虽然能达到预处理标准，但随着医院诊疗量不断增大，导致原工艺的设备设施处理负荷越来越大，污水处理过程中曝气池出现异味，生化处理后污水的COD 一直维持在较高数值（在标准规定范围内），沉淀池出水较混浊，悬浮物浓度逼近达标限值，水质发黄，次氯酸钠溶液投加量不断提高才能达标。原工艺运行压力的增大，加上次氯酸钠消毒方式的落后，环保要求的严苛，对污水站进行改造优化和技术升级迫在眉睫，这也是国内绝大多数医院污水站目前面临的突出难题。

2.2 工艺优化升级

2.2.1 工艺优化

针对原处理工艺的不足进行成因分析，原工况下污水处理后出水悬浮物浓度较高、水质发黄的主要原因可能有如下几点：（1）进入接触氧化池的污水中悬浮物浓度较高，带入的有机污染物的浓度随之提高，在原来的曝气量下，气水比不足，导致好氧不充分进而出现曝气池异味；（2）前段生化处理不充分，导致进入沉淀池的污泥性状发生改变，在原来停留时间下，泥水分离效率下降导致出水悬浮物浓度升高，水质浑浊。

图2 优化后的医院污水工艺流程

针对工艺出现的问题，并充分考虑实际情况后在原有工艺的基础上进行优化，优化后的工艺如图2 所示。在生化氧化处理工艺后增加一级沉淀，可有效减少固体颗粒和悬浮有机物进入后续单元，降低消毒反应的负荷，变相提高污水处理系统整体处理能力，将原来1000 吨/天的污水处理能力提高到1200 吨/天。然后将原来曝气池的气水比从5:1 提高到8:1，对曝气方式和填料进行合理布置，保证曝气均匀，控制丝状菌的生长，每周取一次曝气池污泥，查看活性污泥性状。定期对二沉池的污泥进行清理，保证泥水分离效果，控制沉淀池出水的悬浮物。将原来次氯酸钠溶液消毒方式改为单过硫酸氢钾活性氧消毒，与前期试用二个月的情况进行对比。将原来次氯酸钠投加装置更换成与单过硫酸氢钾消毒粉配套使用的自动投加、计量设备。

单过硫酸氢钾复配的消毒粉不属于危险化学品，极大减小了原来次氯酸钠采购、运输、储存和使用的管理风险；实际使用中保证出口水活性氧余量在0.5mg/L以上即可保证对粪大肠菌群的杀灭效果达标。

2.2.2 工艺设备的智能化改造

对污水处理设备进行智能化改造，将现有的以继电器为主的老旧控制系统优化改造为以PLC（可编程逻辑控制器）为总控的控制系统，对污水处理工艺的适应性增强，方便快速地适应污水处理工艺条件的变化，从而对末端消毒工艺起到严格控制的积极作用。

3 结论

针对医院污水处理工艺老旧、消毒方式和设备设施控制手段落后、管理难度大、稳定达标风险较高等问题，在不具备对医院污水站进行大修大改的情况下，针对工艺存在的主要问题，认真分析比对，因情施策。实现了医院污水稳定达标排放，单过硫酸氢钾活性氧消毒方式更加安全环保，工作环境相比从前大大改善，PLC 控制更是大大提高了污水站的管理水平。因此该方案对具有类似问题的其他医院污水站改造具有积极的意义，为老旧医院污水站改造提供了一种切实可行的方案。