- 流行病学和医院污水的消毒
- 日期:2008-07-24 19:11来源:中国卫生工程网:技术中心:
- 流 行 病 学 和 医 院 污 水 的 消 毒 北京市医院污水污物处理技术协会 萧正辉 地球上生存着10多万种微生物,其体积微小,以微米或毫微米计。微生物构造简单、繁殖快、易变异,而且
- 流 行 病 学 和 医 院 污 水 的 消 毒
北京市医院污水污物处理技术协会 萧正辉
地球上生存着10多万种微生物,其体积微小,以微米或毫微米计。微生物构造简单、繁殖快、易变异,而且适应环境能力强,在自然界中分布极为广泛,在人类和动植物体表面以及呼吸道、消化道等腔道中均有微生物存在。
一、 微生物和流行病学:
(一)微生物的功能:
微生物具备氧化、还原、分解、合成、转换和积聚等项功能,其在生存过程中,对外界物质通过酶的作用,进行氧化或还原,使原有物质分解。又根据其自身的需要,合成自体能利用的营养成份,作为生存、繁殖的能源。某些微生物还能合成和积累某种特质的特异功能,某些微生物的代谢产物可被人利用。
但是微生物中也有一小部分是对人类有害的。当它进入人体后,在人体内繁殖或产生毒素使人致病,这类微生物称为病原微生物或病原菌。
病原微生物主要是通过人的呼吸道、消化道、血液、皮肤等不同的途径进入人体。当机体抵抗力降低或微生物毒力强或数量较多时,就在人体引起疾病。因为可以由病原微生物在人群间相互传染而造成疾病流行,在医学上将这类疾病称为传染病。传染病一旦流行,患病人数多、发病急,对人类健康的危害是很大的。
(二)病原微生物的种类:
病原微生物有七类,即细菌、病毒、真菌、螺旋体、立克次氏体、衣原体和枝原体。其中以细菌和病毒为最多见。其污染媒体主要是水,也可通过空气或接触进行传染。
(1)细菌:
细菌有沙门氏菌属、霍乱弧菌、结核分枝杆菌、布氏杆菌、炭疽杆菌、致病性大肠杆菌、
痢疾志贺氏菌等。病原体水中的存活时间见表1-1。
表1-1病原体中水中存活天数表(天数)
菌种
蒸馏水
无菌水
污染水
自来水
河水
井水
大肠杆菌
21-72
8-365
-
21-183
-
伤寒杆菌
3-81
6-383
2-42
2-262
4-183
1.5-107
甲副伤寒杆菌
73-88
22-55
-
2-93
-
-
乙副伤寒杆菌
27-150
29-167
2-42
-
-
-
痢疾杆菌
3-39
2-72
2-4
15-27
12-92
1-92
霍乱弧菌
0.5-214
3-392
0.5-213
4-28
0.5-92
4-45
布氏杆菌
-
6-168
7-77
5-85
-
-
钩端螺旋体
-
16
8-10周
-
150以内
7-75
结核杆菌
-
-
11-14个月
-
-
-
(2)肠道病毒:
病毒的体积很小,没有完整的细胞结构,需寄生在细胞内,其外形以毫微米来计算。据资料显示,80%以上的传染病是由病毒引起的。肠道病毒有传染性肝炎病毒、脊髓灰质炎病毒、柯萨基病毒、腺病毒以及最近肆虐全世界32个国家的SARS冠状病毒。
各种病毒在环境中存活的时间都比较长,对外界有一定的抵抗力,并且耐氯性都比较强,病毒在污水中存活时间见表1-2。
表1-2 各种病毒在污水中存活时间和致死条件
病毒名称
在污水的存活时间
(d)
致死条件
温度℃
时间(min)
肝炎病毒
70
-
-
ECHO-7
114
-
-
口蹄疫病毒
-
60
30
猪瘟病毒
-
50-60
150
钩端螺旋体
30
-
-
脊髓灰质炎病毒
3-4个月
-
-
*SARS冠状病毒
3-4天
56
5(10%次氯酸钠溶液)
*摘自悉尼群岛日报
(3)蠕虫卵:
寄生虫属于动物界,人类是许多寄生虫理想的宿主。据1992年有关单位调查,我国寄生虫总感染率为62.6%,寄生虫病有蛔虫病、蛲虫病、钩虫病、血吸虫病等。
(三)病原体及流行病学:
病原微生物的传播疾病的方式及常见的传染病有以下几种:
1、呼吸道传染病:这种传染病的病变部位主要在呼吸道,呼吸道内含有大量病原微生物。当患者呼吸、谈话、咳嗽、喷嚏时,病原微生物自呼吸道内排出,通过空气中的尘埃进行传播。如天花、白喉、炭疽、结核等多半是通过这种途径传播的。
2、肠道传染病:病变主要在肠道。病原微生物经粪便—口传播。还可以蚊、蝇为媒介。依靠水传播型的疾病以霍乱、伤寒、痢疾、甲型肝炎等为最常见。常见于卫生条件较差的单位,或由于带菌者或慢性病人污染了食物,使食用者或人群同时发病,引起爆发流行。也有的是食被污染的蚌类引起甲型肝炎爆发流行。
3、血液传染病:一类是血吸昆虫为媒介进行传播的传染病,另一类是通过取血、输血或针刺治疗等直接由血液的传染。血吸节肢动物以虱、蚤、臭虫、蚊等为常见的传播媒介。由蚤传播的斑疹伤寒及鼠疫,由蚊子传播的乙型肝炎、疟疾、丝虫等。这些节肢吸血动物在吸血时,则传播给易染者,直接经血传播的有乙型病毒性肝炎、非甲非乙型病毒型肝炎以及艾滋病等。病人血液中含有肝炎病毒时,传染性极强。注射器、针头和针灸用的针,都可以使肝炎、艾滋病等疾病得到传播,甚至于使医护人员也受到感染。如牙科医生及透析单位医护人员患肝炎者较多就是这个原因所造成的。
还有其它传播方式,如由于接触感染动物而得病,如鼠疫、狂犬病,还有某些传染病以某些动物为宿主如绦虫、肝吸虫病、囊虫病等。人群生食或半熟食这些食物以后受到感染。还有的疾病通过接触、食物、空气和水混和传染,如布氏杆菌和炭疽杆菌以及结核杆菌等。
传染病的爆发流行有传染源、传染途径和人群易感性三个环节和社会与自然两个因素。见图1-1

图1-1 传染病流行环节及因素图
传染病流行的社会因素在某种条件下,比起自然因素更为重要。有时社会因素可以克服自然因素中所出现的问题。
解放以前,我国人民生活水平低下,卫生条件很差,大部分人民得不到温饱,不论城市和乡村都谈不上讲究卫生、保障人民健康的条件。因此,传染病经常大面积传播流行,人民流离失所。那时,中国人的平均年龄只有40多岁,这就是自然因素。
解放以后,我国广泛开展了爱国卫生运动,执行了“预防为主”的政策,这就是社会因素。几十年来,对防病、灭菌对控制某些疾病取得了显著的成效。伤寒、痢疾、结核病有了显著下降的趋势。甲类烈性传染病如鼠疫、霍乱、天花已基本绝迹,这就是社会因素控制了自然因素。
1991年我国南方地区发生严重水灾,其面积之大,受灾人数之多为我国百年来前所未有的。如果按“大灾之年必有大疫”的规律,则我国南方各省受灾地区将出现悲惨的境界。但由于政府的正确的领导,严格执行了“预防为主”的方针,首先保证了饮用水的消毒,因此彻底地消灭了“大疫”的发生。现在提出的对医院污水进行消毒处理,则更是社会因素消灭传染源、切断传播途径、战胜自然因素的极其直接的实例。传染病流行环节及因素见图1-1。
1997年4月7日是世界第48个世界卫生日,提出的主题是:“全球警惕,采取行动,防范新出现的传染病”。传染病是人类主要死亡原因,每年有1700万人丧生,其中900万是儿童。全世界每年约有400万儿童死于污水和卫生设施缺乏造成的疾病。第三世界国家中80~90%疾病是由污水传播流行的。世界卫生组织在第48个世界卫生日的警告虽然已过6年,但通过SARS的流行的验证却能充分地说明其预见的重要性。
二、 医院污水的消毒:
医院污水和生活污水中,不同程度地含有各种致病微生物和寄生虫卵。致病微生物主要的则是细菌和病毒。细菌繁殖的速度很快,约20分钟分裂一次,如果让细菌无限制的分裂,一个细菌繁殖的后代,在10小时后为262144个,20小时后达2仟亿个,总重约80毫克。事实上细菌繁殖受环境条件的限制,如营养物质的供给、温度、酸碱度、气体、有毒物质的存在等因素,均会影响微生物的繁殖和生存。掌握这些影响微生物生长的因素就可以控制微生物的繁殖、抑制或杀灭。
(一)我国有关规范、标准对医院污水必须消毒处理都做了明确的规定。
1、《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003条规定:“医院污水必须进行消毒处理。”
2、《污水排入城市下水道标准》CJ18-86第2·4条规定:“医疗卫生、生物制品、科学研究、肉类加工等含有病原体的污水必须经过严格消毒处理,除遵守本标准外,还必须按有专业标准执行。”
3、《污水综合排放标准》GB8978-1996对污水处理出水指标做了明确的规定。
4、《医院污水处理设计规范》CECS 07︰2004中规定:“凡现有、新建、改建、扩建的各类医院以及其它医疗卫生机构中含有病菌、病毒及其他有毒有害物质的污水、污泥都必须进行消毒处理。”
人类在与病原微生物的斗争中积累了丰富的经验,杀灭病菌、病毒的方法有物理、化学
法等多种。物理方法有加热、紫外线、堆肥、同位素辐照等。化学方法则有加氯、臭氧醇类、酚类、碱类等。但一般情况下的消毒则以化学法具有价格低廉、管理方便、消毒效果好等优点。而在化学法消毒又以液氯、次氯酸钠溶液、现场制备次氯酸钠、现场制备二氧化氯、二氯异氰尿酸、漂粉精和漂粉精片最普遍。消毒剂的选择应根据污水量、污水水质、出水水质、投资和运行费用、药剂的供应情况、处理站与病房和居民区的距离、消毒剂和原料的安全因素以及操作管理水平等条件,经技术、经济比较后确定。
(二)、我国医院污水消毒剂发展沿革:
医院污水、建筑中水和游泳池循环水中,会含有病菌、病毒和寄生卵。因此这些污水必须进行消毒处理。解放初期,我国一些传染病医院和游泳池,大部分都配有消毒设备,但工艺十分简单,多半采用漂白粉,无法按水量定比投配,不能保证消毒效果。60年代初期,政府考虑到医院污水对人民健康造成的危害,早在1963年卫生部以(637)防钱字第468号文提出对医院污水处理的要求。1978年国家建委12号简报增刊以“前门治病后门放毒”为题,要求各级领导重视对医院污水的处理。并于同年以(78)建发设字第27号、第76号、第562号、第576号文,将医院污水处理的研究课题下达到北京市建筑设计研究院,要求对医院污水的水量和水质、医院污水处理的设计数据、工艺流程和消毒剂的种类进行研究。该院随即组织全国有关建筑设计、医疗卫生、大专院校、科学研究的100多位技术人员对下达的课题进行研究。经过一年多的苦战,提出各项数据两万多条。并对中央下达的研究课题做出详尽的研究成果报告。由于当时条件的限制,在消毒剂选择方面,仅提出液氯和氯片两种办法。即大型医院采用液氯,小型医院采用氯片作为消毒剂。
由于消毒剂的种类只有两种,虽然做了以上原则规定,但是在中等规模的医院则不得不采用液氯作为消毒剂。
70年代后期,由于各级领导的重视,医院污水处理在全国各地蓬勃展开,在科研单位和厂家的积极努力下,研制成功次氯酸钠发生器,其中某些厂家研制的钌、钛、铱电极耗盐量低于4.0公斤/公斤次氯酸钠,耗电量低于5KW/公斤次氯酸钠。这些数据远远优于某些国家产品的水平。尤其电极寿命高达2.5万小时,受到各方面的赞赏。因此,从80年代初期,全国医院污水处理工程基本可以达到根据工程条件,以液氯、次氯酸钠发生器和消毒片中选择适宜的消毒剂。
1983年北京市建筑设计院参加了由卫生部主持的国家《医院污水排放标准》的编辑工作,该标准于1984年颁布施行,为我国甚至于全世界第一部医院污水处理排放标准。
卫生部卫生防疫司和医政司于1986年12月和1988年5月在广州及北京委托卫生部“医院污水消毒处理咨询委员会”召开了两次医院污水处理次氯酸钠发生器评审会议。两次评审会共推荐12家的产品。从而规范了次氯酸钠发生器的耗盐量、耗电量和电极寿命等的质量标准,从而使液氯、次氯酸钠发生器和氯片三种消毒剂在医院污水处理中并驾齐驱。但是时间不久,又暴露出采用次氯酸钠发生器有管理繁琐、运行费用高等缺点。
由于当时我国采用液氯的工程中缺乏安全装置,甚至有的厂家安装的工程不采用加氯机,因此,出现了不同程度的泄氯现象。1984年北京市医院污水污物处理技术协会成立。1978年,北京市组成“医院污水处理考察团”赴美国、日本进行考察。从1988年起,在美国、日本朋友的帮助下,北京市医院污水污物处理技术协会与有关单位合作,陆续开发出氯的投配装置、报警装置、抢救装置、中和装置、计量装置和监测装置。尤其80年代末期在市计委的领导下由协会通过消化吸收国外产品,完成ZJL-1型加氯机的研制工作,使中国加氯机的水平跃进了半个世纪。从而保障了液氯的安全运行和为液氯的选用开辟了一个广阔前途。1989年12月19日,北京市卫生局、北京市环境保护局和北京市医院污水污物处理技术协会在朝阳医院召开了该院次氯酸钠发生器改为液氯的现场会。参加会议的100多人一致认为,采用液氯作为消毒剂,安装了加氯机和相应的安全装置以后,工艺简单、价格低廉、消毒彻底、管理方便。但是由于液氯贮存于压力容器内,如果管理不善出现泄氯事故时,会对人民健康造成威胁。为了提高管理人员的技术和思想水平,由1984年协会成立之日起,逐年举办“医院污水处理管理人员培训班”。1988年和1989年由协会组织有关单位编制国家《医院污水处理设计规范》CECS 07-88和次氯酸钠、液氯、消毒片三种系列国家《医院污水处理标准图》。从此,医院污水处理已完全步入正轨。在工艺流程、设计数据、消毒剂的选择、投配方法及投配剂量等方面,国家有一个统一的规定。从而使全国的医院污水处理设计、安装和运行有了一套完整的依据。
但是这三种消毒剂却各自存在着一定的缺陷。液氯的缺点是有泄漏的可能,在距病房、居民区较近的污水站不宜选用;次氯酸钠发生器则劳动强度大、管理繁琐,如溶盐、清洗电解管等;而氯片则很难保下根据污水量定比投加。因此,协会于70年代后期受美国纽约市郊一个市政污水处理场采用商品次氯酸钠作为消毒剂的启发,组织北京市化工二厂等单位生产次氯酸钠液作消毒剂,并在北京市第二医院、二龙路医院等处试验,效果很好,受到人们的重视。次氯酸钠溶液的有效氯含量为10%左右。由于这种消毒剂为工厂生产的成品,医院在使用时,没有自己制备之苦,把管理人员彻底解放出来,并且不耗水、不耗电,全部按污水流量自动定比投配。
经在解放军305医院、北京铁路医院、北京中西结合医院等十几家医院运行以来,受到各医院领导及管理人员的极大欢迎。目前,已经在北京市发展到79家。在SARS流行期间,协会在市政府、市规委、市环保局、市卫生局领导下,在2003年4~5月份,一个月内完成37项安装医院污水处理工程,并且项项达标,受到有关领导的表扬。
80年代中期和90年代初期,我国又出现了电解法二氧化氯以及化学法二氧化氯发生器。电解法二氧化氯发生器存在着关键问题是二氧化氯的产量究竟是多少,提不出确实数据。据说产品中还含有CI2、H2O2、O3等。如果二氧化氯的含量小于50%或更少,则不能称为二氧化氯发生器。化学法二氧化氯发生器生产的消毒剂内二氧化氯的含量超出50%,但其设备工艺过于简单,与美国、德国国际通行的工艺大不相同,期望厂家能在安全、计量、自控、效率等方面做出改进,使二氧化氯能在中国水处理、印染、造纸等方面做出贡献。80年代后期,我国消毒剂的种类繁花似锦,完全可以根据自己工程情况选择适当的消毒剂和消毒设备。但必须指出的是,在选用时一定要进行调查研究,要做好全面的技术经济比较。
(三)消毒剂的种类和优缺点:
笔者曾赴美国、日本、瑞士,并曾四次赴德国对自来水厂、污水处理厂等的水处理工艺和消毒设备生产进行考察。目前国外已有的消毒剂和消毒设备,我国亦大部份开发成功。但是由于设备构造不尽相同,所以在发生器效率、自动控制、安全条件、消毒剂的监测等方面,存在着进一步改进的必要。各种消毒剂的优缺点见表2-1。
表2-1 各种消毒剂的优缺点
方法
分子式
优缺点
适用条件
液
氯
CI2
氯含量:
99%
优点:1、余氯具有持续的消毒作用。
2、成本低CI2为工厂出售成品。
3、不需要复杂的设备,操作简单,通过加氯机投配,计量准确。
缺点:1、氯为有毒气体,泄漏时对人畜造成损害。
2、消毒时会产生氯酚味。
3、用于自来水厂水源受到污染时,会产生有机氯化物对人体有害。
适用于处理站与病房、居住区保持一定距离,容易购得液氯的大、中型医院或大型建筑中水的消毒。处理站必须设置加氯机及安全防护、计量、监测装置。管理人员必须经过正式培训。
次氯酸钠发生器
NaOCI
氯含量:
9~12‰
优点:1、具有余氯的持续消毒作用。
2、比液氯安全。
3、使用及建造成本比液氯高但较漂白粉低。
缺点:1、不能贮存必须现场制备使用。
2、必须定期维修清洗电解管。
3、必须耗用一定的动力及食盐,劳动强度大。
4、氢气在空气中超过一定浓度时有爆炸可能。
适用于无法与居民区、病房保持一定距离或无法购得液氯的大中型医院或建筑中水处理站的消毒。
商品次氯酸钠溶液
NaOCI
氯含量:
10%
优点:1、具有氯的持续消毒作用。
2、无任何安全问题。
3、工艺简单、价格比液氯略高、管理方便。
4、不耗水、不耗电。
5、完全自动控制,勿需专人值守。
缺点:1、贮存时间短,只有7天以下。
适用于各类大中小型医院和建筑中水处理站污水或中水消毒。
电解法二氧化氯发生器
含氯量:
据样本资料介绍产品内容;
CIO2、O3、CI2、H2O2但含量不清
优点:1、二氧化氯(二氧化氯含量必须大于50%的前提下)较氯的效果好,具有氯的持续消毒作用。
2、比液氯安全。
缺点:1、不能贮存,必须现场制备。
2、必须定期维修,成本高。
3、必须耗用动力及食盐,操作劳动强度大。
4、注意氢气在空气中的含量勿使爆炸。
5、由于各厂家产品不能提出二氧化氯的含量,故其优缺点不易评价。
由于其优缺点不易评价,不了解运行成功经验,故无法提出适用范围。选用时应详细进行调查研究,进行技术经济比较,美国、德国、日本未见此种设备。须保证产品二氧化氯含量大于50%。
化学法二氧化氯发生器
CIO2
优点:1、二氧化氯较氯的效果好,具有氯的持续消毒作用。
2、比液氯安全。
3、对芽孢和病毒有较强的消毒作用,接触时间短。
4、不会生成有机氯化致癌物。
缺点:1、必须按操作规程管理注意气态ClO2有爆炸的可能。
2、不能贮存,必须现场制备使用。
3、操作要求管理条件较高,注意原料贮存,防止爆炸,防丢失。
4、运行成本高。
国内产品工艺与国外不同,须在自控、计量、安全等方面进一步改进。
可适用于水的消毒处理,但必须进行调查研究和技术经济比较。
次氯酸钙
Ca(OCI2)
优点:1、运行安全有持续消毒作用。
2、工艺简单,可较长期贮存。
缺点:1、运行费用高。
2、不易按污水流量定比投配消毒剂。
三氯异氰尿酸
C3CL3N3O3
优点:1、具有液氯的持续消毒作用。
2、投加设备简单建造费用低。
3、无需专人管理。
缺点:1、运行费用高。
2、很难按污水量定比投加。
3、溶解速度迟缓。
臭
氧
O3
优点:1、具有强氧化能力,为最活泼的氧化剂之一。对微生物芽孢具较强的杀伤力。消毒效果好,接触时间短。
2、能除臭、脱色、去除氧化铁、酚、锰。
3、不会生成有机氯化物。
缺点:1、基建投资大,运行费用高。
2、O3在水中不长稳定,无余氯持续消毒作用。
3、设备复杂,管理繁琐。
4、目前有的国产发生器电极管质量不高,须经常维修。
适用于水厂的给水消毒。用于医院污水,建筑中水消毒时,需做技术经济比较。
二氧化氯消毒器的种类繁多,但其实际产量究竞是多少却很少标定,例如社会上流行多年的电解法二氧化氯发生器,厂家因为不能提出二氧化氯的产量,因此定名为“复合二氧化氯发生器”,据厂家介绍,产生的气体包括二氧化氯,臭氧、氯气和氯化氢。但是各种消毒剂的产量是多少,每个厂家都无法提出。用“总氯”的概念来标定二氧化氯发生器的产量指标是不正确的,因为那样就混淆了各种消毒剂根本不同的功能。
有资料介绍,电解法二氧化氯发生器“为电解饱和食盐水产出的气体,经分析实测,阳极室产气体中CI2占90%以上,其次为CIO2,气量﹤10%(重量计),可能有微量O2,没有什么其它气体如H2O2,阴极室有氢气产生。”
又介绍说:“所谓复合二氧化氯发生器”产生气体中应有ClO2气体,该气体所占比例越大越好,方能有ClO2消毒的优点。社会产品中ClO2占总产氯量均小于10%,一般能达到5~8%就算不错的,有相当一部分产品所产生气体几乎没有CI2或所占比例小于3%。
这样,二氧化氯的优点在这种混合气体中根本就无法显示出来,更如何能称做“二氧化氯发生品”。因此在工程中选用时应进行技术经济比较和详细的调查研究。
这种电解法二氧化氯发生器已经在国内生产了二十多年,全国约有生产厂几十家,并曾发生过爆炸造成伤亡事故。建议有关单位尽快组织人力,对国内各种消毒剂生产设备进行统一甄别、标定,并组织开发新产品。
1944年美国首先采用二氧化氯作为自来水厂的饮用水消毒剂。目前在德国、美国、英国、瑞士较多的水厂使用。由于采用液氯消毒会形成氯仿之类的氯代衍生物,这些氯代化合物有潜在的致癌作用,在自然界难以生物降解,故二氧化氯引起人们的重视。我们从70年代加强了对化学法二氧化氯发生器进行研究,近年来由有关厂家研制出几种类型的发生器并应用于医院或生活污水处理。但这种发生器与国际上通行的工艺完全不同,还需要在自动控制、运行安全、产品计量以及便于管理等工艺方面进一步改善。
国内化学法二氧化氯发生器用氯酸钠、盐酸为原料,其反应式如下:
2NaCIO3+4HCI 2CIO2+CI2+2NaCI+2H2O
采用氯酸钠和盐酸制备二氧化氯时,每小时生成1Kg二氧化氯,理论上需要氯酸钠1.58kg,氯化氢1.0kg。并生成氯气0.53lg,食盐0.87kg。总耗水量约为547kg。
但实际运行过程中,氯酸钠约需增加15~20%,盐酸需增加10~15%,耗水量需增加15%左右。
国产发生器受原料添加和反应时间的限制,不易实现自动控制。因此,很难与污水量相匹配达到自动定比投加的目的。
德国二氧化氯发生器多半是采用亚氯酸钠加盐酸合成,其反应式为:
5NaCIO2+4HCI 4CIO2+5NaCI+2H2O
这种合成的办法二氧化氯的纯度很高,其工艺见图2-1。
1、 HCI及NaCI2溶液桶
2、 HCI及NaCI2液位传感器
3、 HCI及NaCI2计量泵
4、 计量泵自动调节
5、 CIO2反应器
6、 CIO2流量传感器
7、 供水电磁阀
8、 供水流量传感器
9、 静态混合器
10、检控箱
11、排放装置
12、CIO2浓度传感器
图2-11 德国某公司二氧化氯发生器工艺图

这种二氧化氯发生器全部自动化运行,构造简单、运行安全,产量可靠,一旦某个环节发生故障,便可声、光同时报警,其工艺与美国White教授推荐的完全相同。
三、 医院污水处理消毒剂的选择:
在医院污水、建筑中水、生活污水以及游泳池循环水工程中,消毒是各种水处理工艺中的重要环节。由于各种工程的条件不同,而各种消毒剂的性能又各有其特点,因此,消毒剂的选择是保证工程正常运行、降低工程造价和运行费用、减少管理人员的劳动强度以及保证消毒站附近人群安全的重要关键。
20多年来,我国医院污水处理领域中,在消毒剂的选择方面出现过几个反复。起初是绝大多数医院采用液氯作为消毒剂,后来又大多数改为次氯酸钠发生器、时间不长反过来又改回液氯。这几年却又是电解和化学法二氧化氯发生器,因此,对消毒剂的选择进行研究,是在水处理领域中十分迫切的问题。
《医院污水处理设计规范》CECS 07︰2004关于消毒剂的选择,在5.0.1条提出以下原则:消毒剂的选择,应根据污水量、安全条件、消毒剂的供应情况、处理站与病房和居民区的距离、投资和运行费用、操作管理水平等因素,经技术经济比较后确定。宜采用液氯、商品次氯酸钠、现场制备次氯酸钠、二氧化氯、三氯异氰尿酸、漂粉精粉或漂粉精片作为消毒剂。在此条文说明中解释: 常用的消毒剂有液氯、商品次氯酸钠、现场制备的次氯酸钠、二氧化氯、三氯异氰尿酸、漂粉精片、漂粉精粉以及臭氧等。由于臭氧的建造费和运行费价格昂贵,有些发生器的质量差、效率低且管理不便,用于医院污水消毒国内很少有成功的经验。故本规范对臭氧未做推荐。而提出一般宜采用液氯、商品次氯酸钠、现场制备的次氯酸钠、二氧化氯、漂白粉精或三氯异尿酸作为医院污水的消毒剂。但是这几种消毒剂也各有特点。例如:液氯的价格便宜、设备简单、管理方便,但其缺点是具有毒性,出现事故时,会伤害人畜。商品次氯酸钠则是管理方便、运行安全、价格不贵,但是必须有供应厂家。现场制备的次氯酸钠和二氧化氯则价格较高,设备繁杂、投资大、管理不方便,其优点是比液氯安全。漂粉精片和三氯异氰尿酸则设备简单、管理方便,但运转费用高。北京市建筑设计研究院1989年总结英国资料,在1030个室内外公共游泳池中,采用液氯作为消毒剂的占87 %,次氯酸钠占12 %,氯异氰尿酸占1 %。在6000~6500个室内外学校游泳池中,液氯占10 %,次氯酸钠占48 %,氯异氰尿酸尿酸盐占40 %,其它占2 %。故消毒剂的选择应该从多方面来考虑,一般可以按下列原则进行选择:
1、凡处理站与病房、居住区保持一定距离,容易购得液氯或商品次氯酸钠的大型医院
可以采用液氯或商品次氯酸钠作为污水的消毒剂。
2、凡处理站与病房、居住区较近,或无液氯供应的中型医院,可以采用商品次氯酸钠、
现场制备的次氯酸钠、二氧化氯作为消毒剂。
3、小型医院或门诊部则可以采用商品次氯酸钠或三氯异氰尿酸、漂粉精片作为消毒剂。
4、经过技术经济比较,大型、中型、小型医院都可以采用商品次氯酸钠作为消毒剂。如一般城镇无化工厂生产次氯酸钠溶液时,可由一家医院或专业厂,集中生产次氯酸钠或二氧化氯溶液,供给本区医院使用。贮存商品次氯酸钠时,有效氯将会逐渐消失。据厂家提供资料,每周消失的含氯量约为5 %,一个月后其剩余氯量约为81 %。如原商品次氯酸钠有效氯含量为10 %,则一个月后实际有效氯含量则为8.1 %。
《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003、《室外给水设计规范》GBJ13-86(1997年
版)《室外排水设计规范》GBJ14-87,均推荐采用液氯作为消毒剂。
《建筑中水设计规范》第6.2.18条规定:中水处理必须设有消毒设施,并应符合下列要
求:
1、消毒剂宜采用次氯酸钠、二氧化氯、三氯异氰尿酸或其它消毒剂。当处理站规模较大并采取严格的安全措施时,可以采用液氯作为消毒剂,但必须使用加氯机。
2、 投加消毒剂宜采用自动定比投加,与被消毒水充分混合接触。
3、 采用氯化消毒时,加氯量一般为有效氯5~8mg/L,消毒接触时间大于30min。当中水水源为生活污水时,应适应增加加氯量。
笔者20年来多次到德国、美国、日本、瑞士对各国使用消毒剂的情况进行考察,所掌握到的最可靠的资料显示:液氯虽是有毒气体,但只要有熟练的管理技术和完善的安全设备,液氯仍然是当前投配简单、价格低廉、消毒效果好的消毒剂。如英国调查1030个室内外公共游泳池中,使用液氯的占87%,次氯酸钠占12%,三氯异氰尿酸占1%。在6000~6500个室内外学校游泳池中,液氯占10%,次氯酸钠占48%,氯异氰尿酸盐占40%,其它占2%。从以上情况来看,以大型游泳池为主的公共游泳池是以液氯占约大多数。以小型游泳池为主的学校游泳池则以次氯酸钠和氯异氰尿酸盐为多。
在运行费用方面,据前苏联公用事业科学院提供的按所耗有效氯计算,表明液氯、次氯酸钠、漂白粉和漂白精的费用比为:1:1.05:1.4:1.78。英国的资料则为:1:1.2:2.4:4.3。
国外调查材料介绍:由于液氯含有100%的有效氯,贮存、运输方便,因之材料耗消费用最低。但液氯在安全方面存在着潜在的危险性必须有一套完备的控制设备,同时还需要技术熟练的工作人员和严密的管理制度。
次氯酸钠在材料消耗费用低的方面与液氯相似。其特点是不能久存,但可以现场制备,所以在中小城市液氯供应不便的地方较多采用。次氯酸钙可以制成片剂采用简单的方式投放,但是,不宜在硬水地区使用,因为要析出许多沉淀物造成结垢。漂白粉则因含有大量的非溶解杂质,在现代化的游泳池中已很少采用。
氯异氰尿酸盐最大的特点是氯的稳定性较好,但反应缓慢,氯从其中缓慢地逐渐释放出来,所以还不曾被广泛的推荐使用。
臭氧发生器设备费用昂贵,而为了保持其持续消毒作用,还必须另加一套加氯设备,用于医院污水时,还必须对污水进行二级处理。更由于耗电量大,经常运行费用高,是臭氧消毒不能迅速用于污水处理的原因。
从以上国内多年对消毒剂的运行经验和国外的调查资料来看,从建造费、运行旨、安全条件、管理条件来看基本是一致的。但对具体工程如何选用消毒剂,必须从以下5个方面着手:
1、 经过消毒处理后的污水,必须达到《污水综合排放标准》GB8978-1996的要求。见表2-3。
表2-3 第二类污染物最高允许排放浓度
序号
污染物
适用范围
一级标准
二级标准
三级标准
1
PH
一切排污单位
6~9
6~9
3
悬浮物
一切排污单位
70
150
6~9
4
五日生化需氧量(BOD5)
一切排污单位
20
30
400
5
化学需氧量(COD)
一切排污单位
100
200
300
54
粪大肠菌群数
医院★、兽医院及医疗机构含病原体污水
500个/L
1000个/L
1000
传染病、结核病医院污水
100个/L
500个/L
5000个/L
55
总余氯(采用氯化消毒的医院污水)
医院★、兽医院及医疗机构含病原体污水
<0.5★★
>3(接触时间≥1h)
>2(接触时间≥1h)
传染病、结核病医院污水
<0.5★★
>6.5(接触时间≥1.5h)
>5(接触时间≥1.5h)
注:★指50个床位的医院。★★加氯消毒后须进行脱氧处理,达到本标准。
2、消毒设备运行要安全可靠。
3、消毒设备的建造费和运行费用要低廉。
4、管理方便,不需要更多的维修。管理人员劳动强度要低。
5、节约水电。建造及运行费用见表14。
以上5个条件是评价医院污水消毒剂是否适用的不可替代的标准。因而也是医院污水处理选用消毒剂种类的重要依据。
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