疫情下湖北水质监测情况与水处理工艺分析

杜颜 颜婉茹

摘  要：在2020年新冠疫情爆发期间，我国从国家政策的及时颁布，到各地政府的实时响应，再到水处理相关部门的具体落实，实现了政策、监管、技术、运行等各个环节的有序进行，确保了我国包括重灾区湖北省的水资源的安全。针对新冠疫情暴发过程中病毒的传播特性对水处理过程的要求，从对比新冠疫情期间湖北省的地表水、饮用水监测数据入手，结合国家公布的水质标准，分析了在疫情期间水质的变化情况。本文通过对疫情期间采取的应急处理、常规处理方案进行分析，总结了应急状态下医疗废水处理的适用技术，以期为疫情状态下的水处理工艺改进与提高提供帮助。

关键词：水质监测  医疗废水  污水处理  新冠肺炎

中图分类号：X172                          文献标识码：A                  文章编号：1674-098X（2021）05（c）-0106-04

Analysis of Water Quality Monitoring and Water Treatment Process in Hubei Province under Epidemic Situation

DU Yan1  YAN Wanru2*

（1.Northeast Agricultural University， Harbin， Heilongjiang Province， 150030 China;2.Harbin University of Science and Technology， Harbin， Heilongjiang Province， 150040 China）

Abstract： During the outbreak of COVID-19 in 2020， China's timely promulgation of national policies， the real-time response of local governments， and the specific implementation of relevant departments of water treatment achieved the orderly conduct of policies， supervision， technology and operation， ensuring the safety of water resources in China， including the heavily affected areas of Hubei province. In view of the requirements for water treatment process in the process of COVID-19 outbreak during the outbreak of 2019-ncov， starting from the monitoring data of surface water and drinking water in Hubei Province during the period of COVID-19， combined with the water quality standards published by the state， the changes of water quality during the epidemic period were analyzed. By analyzing the emergency treatment and conventional treatment schemes adopted during the epidemic， this paper summarizes the applicable technologies of medical wastewater treatment in the emergency state， in order to provide help for the improvement and improvement of water treatment process in the epidemic state.

Key Words： Water quality monitoring; Medical wastewater; Sewage treatment; COVID-19

2020年初，新冠肺炎疫情肆虐華夏大地，面对突如其来的疫情，全国人民在我国政府带领下众志成城抗击病毒，取得了全面的胜利。与此同时，我国政府高度重视瘟疫下，水、气、固等一系列环境问题可能给人民生活带来的影响，及时出台各种政策、采取有力措施，防止疫情的进一步发展。

本文对湖北省2020年第一季度地表水、饮用水水质进行调查分析，并结合疫情期间的水处理工艺进行了分析与研究，以期为瘟疫状态下的水处理工艺的不断改进提供帮助。

1  疫情期间湖北省地表水与饮用水水质情况分析

湖北省水资源丰富，居全国第四位，地表水体积位居全国第十，长江、汉江等众多河流流经湖北省，另外，湖泊、水库数量众多。

1.1 疫情对长江湖北流域水质影响

湖北段长江流经鳊鱼溪、恩施、宜昌、武汉等7个市州，全长1062km。2016—2020年第一季度湖北省主要监测断面的数据表明，2020年第一季度，各监测断面水质情况均好于或等同于往年水质情况。其中杨泗港监测断面位于长江武汉段，水中高锰酸盐浓度和氨氮浓度长年均高于湖北省其他断面，在2018年3月高锰酸盐浓度达到4.56mg/L为最高值，在2019年2月氨氮浓度0.64mg/L为最高值，根据国家环保总局发布的《地面水环境质量标准》（GB 3838-83）的规定，属于地表水中的Ⅲ类水体，而2020年的数据符合地表水中Ⅱ类水体，其高锰酸盐指数低于前4年平均值，其氨氮值均优于2018年和2019年的同期水质监测数据，其中杨泗港、风波港的氨氮值大于2016年和2017年，其余4个断面均低于2016年和2017年[2]。分析表明，湖北省境内长江6个监测断面水质并未受到疫情的影响。

1.2 疫情对湖泊水质的影响

湖北素有“千湖省”之称，湖泊总面积达2706km2。选择洪湖、斧头湖、龙感湖、梁子湖等几个大型湖泊为代表，进行2016—2020年第一季度湖泊水质情况的调查分析表明，2020年洪湖、斧头湖、梁子湖的营养状态参数略高于2016—2018年，基本等同于2019年，属于中度富营养状态。龙感湖的营养状态参数明显低于前4年，属于中度和轻度富营养状态[2]。

1.3 疫情对湖北省水库水质的影响

湖北现有大小水库6275座，水库数量居全国第一。通过对黄龙滩水库、富水水库、漳河水库、隔河岩水库、丹江口水库、白莲河水库等几个代表性的大型水库的水质情况的调查分析表明，黄龙滩水库的营养状态指数第一季度平均值29.4，好于前4年平均值33.1;富水水库的营养状态指数第一季度平均值27.4，好于前4年平均值35.3;隔河岩水库的营养状态指数第一季度平均值25.9，好于前4年平均值29.9;丹江口的营养状态指数第一季度平均值28.5，与往年持平;只有漳河水库、白莲河水库的平均值略高于前4年第一季度平均值[2]。总体来说，湖北省六大水库水质正常，且略好于往年。

综上所述，长江湖北段、湖北省内的四大湖泊、六大水库的数据显示，疫情并未造成湖北省境内水资源污染。

2  疫情下的污水处理技术分析

水资源与人类生活息息相关，确保水资源的安全是控制疫情蔓延措施中的一个重要部分。市政部门如何在疫情期间有效地保证饮用水安全、有效控制水污染，对防止瘟疫蔓延，保障人民生活的正常进行有着至关重要的意义。

我国政府一直非常重视医疗卫生，医疗污水排放标准不断提高，从1963年发布的《关于加强医疗卫生机构污水、污物消毒处理工作的通知》，到2006年发布的《医疗机构水污染物排放标准》，对医疗污水排放标准进行了修改，在多次修改中不断提高排放要求，至今我国已建立了医院危险废物处理、医院污水处理、城市污水处理厂和医疗污水疫情处理的三级防护体系。

2.1 定点医院的污水处理

疫情爆发期间，我国境内的99.2%的定点医院都建有污水处理厂，其余的约21家医院采取医疗废水的应急处理措施。武汉市内的30家定点医院均具有污水处理设施，原传染性疾病医院或含传染性疾病病房的综合医院，也按规范建设污水处理设施。在疫情期间由于收治患者人数的激增，医院污水排放量的大幅增加，为了保证污水处理效果，采取了分类收集、加強消毒处理、加大生化池曝气量等一系列应急处理方法;临时改造的收治新冠肺炎病人的普通定点医院，按照要求，在水处理的前端增加应急预消毒工艺，加强消毒处理，确保医疗废水处理合格后再排入市政污水处理管网[3]。

2.2 火神山、雷神山医院的水处理工艺分析

为了抗击疫情，武汉市政府在极短的时间内建立了火神山、雷神山医院作为新冠疫情的重症患者收治医院，并在短期内建立了火神山、雷神山医院的水处理系统。火神山、雷神山医院的水处理工艺主体过程是，医院的医疗污水与清洁区污水分类收集后，通过不同管网进入预消毒池进行消毒，消毒后的水进入化粪池脱氯，然后进入MBBR进行生物处理，最后经二次消毒处理后进入市政排水管网，进行进一步处理;水处理过程中产生的废气经洗气、紫外光催化、活性炭消毒处理后排放;产生的污泥经脱水、生石灰消毒暂存后城市清理外运[4]。

2.2.1 预消毒工艺

为了保证医疗污水的排放安全，在水处理工艺前端设置了预消毒工艺。常规消毒工艺通常采用氯化、臭氧和紫外线法。一般情况下，紫外消毒用于大规模废水处理，对于排水量较小的医疗废水处理中采用的则比较少。氯化消毒由于成本低、易实现、消毒效果好，常用于水处理中的给水和污水处理中。氯消毒的有效成分是次氯酸和次氯酸根，它们是通过破坏细菌体中的酶及其细胞功能使菌体死亡。但在研究中发现氯消毒会使水中产生致癌的氯仿，且后期研究发现臭氧在消灭病毒、孢囊方面的能力好于氯化法，所以在后期的水处理过程中臭氧得到了更广泛地应用。但是，在实际应用过程中要结合实际情况选择消毒方式，此外水处理时间紧、任务重，又受到场地的限制，为了保证消毒效果，采用了次氯酸盐法进行了预消毒。水质监测结果表明，预消毒工艺后，污水中的新型冠状病毒（COVID-19）完全灭活，其余水质指标为：pH≤6.0，化学需氧量≤350mg/L、生化需氧量≤150mg/L、悬浮物≤120mg/L、氨氮≤30mg/L及粪大肠杆菌≤3.0×108 mg/L，均满足于后续水处理要求。完成预消毒的污水，进入化粪池进行脱氯处理，同时也对悬浮物进行沉淀、脱氯处理，通过预消毒工艺后的污水后续进入到生化处理工艺[3，5]。

2.2.2 生物处理工艺

在火神山医院和雷神山医院均采用了近年来新型高效的污水处理工艺MBBR，即移动床生物膜反应器，此工艺采用悬浮载体为填料，不需要填料支架，直接投加，运行过程中，在填料的内外壁形成生物膜，当鼓风曝气时，填料在水中处于悬浮状态，与污染物充分接触，污染物通过吸附和扩散进入到填料中接触生物膜，填料相当于微小的生物反应器，在反应器外部进行硝化作用，处于好氧状态，在反应器的内部进行反硝化作用，处于厌氧状态。

与非典时期建成的小汤山医院的MBR水处理工艺相比较，MBBR具有曝气量低、产生废气少、运行费用低、投资小的特点。另外，MBR反应器中悬浮物较多，需要的曝气量较大，从而产生尾气多，增加了尾气处理量，给防止病毒的扩散增加了难度。与传统的生物处理法相比，MBBR工艺具有投入运行时间短，曝气量小的特点，更加适合作为应急医疗废水水处理工艺[6]。

2.3 方舱医院水处理工艺分析

在疫情期间，武汉共建设了14家方舱医院，收治患者1.2万余人，在武汉抗疫中起到了巨大作用。方舱污水产生于生活和医疗2个部分，2种污水严格分流。医护人员生活污水在化粪池前投加消毒剂做一次消毒，然后进入化粪池做二次消毒;医疗污水收集后汇集至污水储罐，在储罐进水口处进行一次消毒，储罐内停留一定的时间后，进入化粪池做二次消毒。所有污水经化粪池处理余氯量大于6.5mg/L，达标后，排至市政污水管网[7]。

2.4 污水处理厂疫情期间水处理分析

湖北省现有城、乡、镇水处理厂共1050座，其中武汉市城区水处理厂有沙湖、黄浦路、二郎庙、龙王嘴等10座污水处理厂。在疫情期间，为了确保水资源的安全，防止水處理中的主体工艺-生物处理时，病毒附着在污泥、微生物和菌胶团上，或在处理过程中产生飞沫，增加病毒生存的空间，造成病毒传播，这些水处理厂增加的重点工艺，加大了消毒的防范，并加强污泥堆放地的防护工作，防止了病毒随固废传播[8]。

但是消毒力度的增加，势必会产生大量的消毒剂，这些含有大量消毒剂的污水进入到市政管网后会得到稀释，其浓度大幅度减小，所以这一部分污水的排入对于水处理厂的后续集中处理影响是极小的。

3  疫情下的给水处理技术分析

3.1 应急保障工作机制

在应急处理方面，启动突发事件处理和应急抢修，以确保突发情况下水厂的正常运行;在监督管理方面，在原有的原水、过程水、出水、网管水全天监测的基础上，增加监测指标数量，对原指标增加监测频次，强化水质监测监管，同时采用三级水质管理体系。在材料供应方面，紧急调拨消毒剂、絮凝剂等生产急需原材料，进行生产设备备品备件的储备，保证原材料的供应万无一失。在信息发布方面，依托多维媒体平台，实时公布水厂工作情况，以增加群众对给水的安全感。在管理方面，封闭管理生产运行场所，运行人员不离厂，减少接触风险。在原水保护方面，要求工作人员做好个人防护，减少直接接触原水，尽可能避免原水污染。这些应急保障工作机制的有效建立与运行，在最大程度上保障了供水水质的安全优质。

3.2 应急保障工作措施

3.2.1 水源应急保障措施

在水源保护区加强巡查巡视力度;建立环保和水务等部门的联防联动机制，确保水源水质出现非正常现象时，及时信息共享并启动应急预案。

3.2.2 净水厂应急保障措施

加强对净水厂出厂水浊度的控制;调控次氯酸钠投加量，保证消毒剂的有效接触时间，保证消毒效果;加强对原材料以及投加系统的检查，以确保净水厂的系统正常运转工作。

3.2.3 管网设施应急保障措施

加强对管网水质的监测，增加监测频次，对外公告同步更新;加强对管网的安全巡查工作，做好低温防冻措施。

4  结语

应对疫情不但需要全社会每一个公民的积极参与，更与当地政府的决策力、执行能力息息相关，此次疫情的水资源安全得益于三级防护体系的应对方案及各级医疗防治部门采用的合理水处理措施，但也出现了在疫情突发时三道防线面临冲击，污水处理关口前移，造成城市污水厂处理难度增加，短期的物资短缺等问题，但相信有政府的高度重视、正确决策，有水处理工作人员的不断努力，应对突发瘟疫的水处理技术会不断改进，越来越完善。

参考文献

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[3] 李传志，张帆，喻阳光，等.火神山新型冠状病毒感染的肺炎传染病医院排水系统安全设计探讨[J/OL].给水排水：1-12[2020-04-19].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.4972.tu.20200222.1730.004.html.

[4] 李建云，黄丽君.传染性医院对医疗废弃物处理的管理[J].天津护理，2006（5）：294-296.

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[7] 秦晓梅，胡颖慧，危忠等.方舱医院给水排水及消防系统设计——以江夏大花山户外运动中心乒羽馆改造工程为例[J/OL].给水排水：1-8[2020-04-19].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.4972.TU.20200221.1457.002.html.

[8] 王洪臣.关于疫情防控期间医疗污水和城镇污水处理若干问题的建议[J/OL].给水排水：1-11[2020-04-19].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.4972.TU.20200218.1945.002.html.

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