醫(yī)療廢水中余氯影響因素

在新冠疫情嚴峻形勢下，醫(yī)療機構的廢水排放已經成為國內外研究關注的熱點。為了防止交叉感染及病菌傳播，國家針對醫(yī)療廢水的排放指標出臺諸多政策，明確要求醫(yī)療廢水必須經過消毒滅菌處理后達標排放。近年來，醫(yī)療廢水消毒措施主要有含氯消毒劑、紫外線消毒和臭氧消毒，三者消毒效果依次為臭氧>紫外線>含氯消毒劑，它們的特點各有不同。目前含氯消毒劑是市面上應用最為廣泛的消毒方式，消毒效果顯著、便于操作、價格便宜，但消毒過程易受其他因素干擾，需定比投入才能保證消毒效果。

氯消毒原理是將氯溶于水后生成次氯酸，它是一種強氧化劑，且因體積小，無電荷，易進入細菌或病毒體內，破壞蛋白質結構，導致多種酶系統(tǒng)功能喪失、糖代謝受阻等變化使得菌體死亡。余氯指將具有強氧化性的含氯消毒劑投入水中，經過一定的接觸時間，與水中還原性物質反應后，原水中所剩余的總氯含量。為了防止水體的二次污染，余氯的存在保證了一種持續(xù)性的滅菌狀態(tài)。在實際的應用過程中，醫(yī)療廢水中的余氯不可避免的受到各種因素的影響，如何將余氯控制在合格范圍之內，已成為國內外重點研究課題之一。余氯濃度過大，易生成具有致癌等潛在生態(tài)毒性的含氯消毒副產物如三氯甲烷、四氯化碳等，對人體健康、水生生物及生態(tài)環(huán)境造成不良影響；余氯濃度過小，難以滿足醫(yī)療廢水的消毒效果。目前廢水中余氯的檢測方法多樣，包括滴定法、現場測定法、DPD比色法等，通過胡玉芬、周乙新等人的研究發(fā)現，DPD比色法應用廣泛、操作便捷、準確性高。本文通過對不同類型、不同城市及不同規(guī)模的醫(yī)療機構廢水中余氯控制的現狀，并分析其存在問題。探究醫(yī)療廢水消毒工藝、外界環(huán)境及水體本身等對余氯的影響因素，提出有效可行的控制策略，為進一步合理控制余氯量提供理論依據。

1、我國醫(yī)療廢水余氯的現狀

1.1 不同類型醫(yī)療機構廢水中余氯的現狀

通過黃云研究發(fā)現，不同類型醫(yī)療機構廢水中余氯達標情況不同，由圖1結果可知，專科醫(yī)院余氯合格率高于綜合醫(yī)院的余氯合格率的2倍，綜合醫(yī)院廢水處理效果明顯低于?？漆t(yī)院。綜合醫(yī)院病種多樣、病源復雜，造成水體本身存在多種化學類物質、生物類藥劑或病原體微生物等，各種物質在水中經過一系列連續(xù)多變的反應，形成復雜的綜合水體。而?？漆t(yī)院病源簡單、產污環(huán)節(jié)固定、水體單一。所以整體來看，專科醫(yī)院廢水余氯的合格率高于綜合醫(yī)院，相對綜合醫(yī)院的廢水處理較為容易。

1.2 不同規(guī)模醫(yī)療機構廢水中余氯的現狀

通過閆偉虹研究發(fā)現，不同處理規(guī)模醫(yī)療廢水余氯達標情況不同，由圖2結果可知，每日廢水量處于50噸以下的小規(guī)模醫(yī)療機構余氯合格率最低，50~100噸中等規(guī)模的醫(yī)療機構余氯合格率最高，100噸以上的大規(guī)模醫(yī)療機構余氯合格率次之。小規(guī)模醫(yī)療機構產生的廢水量很小，廢水處理設備運轉間歇頻率高、時間長，既無法保證消毒效果，也易造成出水余氯偏低。前期消毒效果不顯著，醫(yī)療機構為了提高消毒效果，不斷地增大投藥量，反而造成出水余氯偏高，引發(fā)了環(huán)境的二次污染。小規(guī)模醫(yī)療機構出水余氯忽高忽低，難以把控。其問題主要在于廢水排放量小且不穩(wěn)定，設備長期無法正常運營易引發(fā)故障。污水處理人員專業(yè)基礎薄弱、崗位不穩(wěn)定，憑經驗操作設備，不能有效控制加氯量，更無法保證出水余氯的合格率。

2、現場工藝對余氯的影響因素

目前我國的消毒工藝條件和技術水平已取得了顯著的成果。但消毒劑本身、投加過程、現場設施等受到多種因素的限制和干擾，為進一步有效控制出水余氯的達標排放，從消毒劑的源頭到現場處理過程等要點分析其影響因素，并提出有效的控制策略。

2.1 消毒劑的合格率

含氯消毒劑的有效含量作為計算進水投藥量和出水余氯量的關鍵性數據，更是保證消毒效果的重要因素之一。目前市面上含氯消毒劑的有效含量參差不齊，據陳晨等研究發(fā)現，西安市2016~2018年期間含氯消毒劑的合格率均低于80%。有效氯含量的影響因素涉及諸多方面，包括含氯消毒劑本身的出廠品質、藥劑配制過程的精準度及藥劑的運輸儲存條件等。所以消毒劑合格率的規(guī)范驗收是必不可少的步驟。

2.2 消毒劑的投加量

消毒劑的投加量是保證出水余氯量的決定性因素。根據《關于做好新型冠狀病毒感染的肺炎疫情醫(yī)療污水和城鎮(zhèn)污水監(jiān)管工作的通知》(環(huán)辦水體函[2020]52號)指導要求，參考有效氯投加量為50mg/L。不同醫(yī)院可根據產污量不同估算合適的加藥量。多數污水運營人員基本停留在設備操作階段，專業(yè)基礎知識薄弱，每日排污量估算不準確，致使投藥量計算困難，憑借主關經驗操作，消毒劑的投加量無法保證。在一定條件下，有效氯投加量與接觸時間存在著密切的關系。保證消毒效果的前提下，消毒池接觸時間越長，氯的投加量越小，所以通過延長接觸時間也是控制加藥量的一種有效手段。

2.3 現場投藥時間

投藥時間是計算有效含氯的消耗和衰減的重要支撐數據之一。投藥時間控制不當，易出現投藥周期長、消毒劑揮發(fā)、消耗等問題。一般人工投藥易出現時間偏差，而自動投藥設備一旦停止運行或延遲投藥，有效氯投加量需重新估算和調試，便無法保證排放口出水余氯的達標排放。當投加新藥時，現場儲藥罐內舊藥有效氯含量不足，新藥與舊藥混合后濃度被稀釋。若藥劑達到設置低液位后灌注新藥，既可控制藥效衰減又避免藥劑浪費。建議人工投藥或自動設備投藥，需要專人專管，保證準確的投藥時間。

2.4 現場設施條件

醫(yī)療廢水處理工藝中的消毒劑投入到儲藥罐配制規(guī)定濃度后進行投藥。由于含氯消毒劑易揮發(fā)、不穩(wěn)定，一旦經日光照射，藥劑分解速度加快。而目前現場藥劑儲存條件較差，儲藥罐體上蓋密封不嚴或是露天暴曬，易造成儲藥罐內的有效氯含量損失。王慕提出現場儲藥罐采用黑色或深色罐體、上蓋密封嚴實且預留出氣口、罐體材料耐腐蝕，可保證藥劑存儲達到避光、密封、防腐等條件，減少藥劑的損失。醫(yī)療廢水排口瞬時流量間斷排放，兼具不穩(wěn)定、波動大等特點，廢水排放的不確定性易造成加藥量估算的困難，難以保證出水余氯的濃度值，如果消毒池前端設置緩沖池，到達指定的液位時可流入消毒池，便保證了廢水流量的均勻穩(wěn)定。

3、水體內部對余氯的影響因素

醫(yī)療污水處理過程中影響出水余氯的因素往往是復雜和交互的，消毒過程可能同時作用或連續(xù)作用。多數研究者認為，溫度、濁度、氨氮等參數均對余氯造成一定的影響或干擾：

①在一定條件下，水體溫度的升高，各類物質反應速率加快，水中還原性物質及有機物等耗氯類物質大量增加，消毒劑在水中擴散速度加快，到達微生物體表的時間縮短，微生物死亡的速率加快，引起含氯消毒劑消耗速率加快。

②濁度一般是懸浮物和溶質所造成的影響，它們本身具有吸附有機類物質的能力，進一步說明他們具有耗氯類物質。據黃銳研究發(fā)現，余氯與濁度之間呈負相關性，濁度越高，則余氯越小。這一發(fā)現與胡玉芬的研究一致，水體的濁度與余氯存在密切關系。

③氨氮與余氯相互影響，相互制約。黃蓉研究發(fā)現，余氯與氨氮呈明顯的負相關性，氨氮越高，余氯含量越低，而與硝氮成正相關性。在反應過程中存在干擾因子，導致氨氮與余氯生成氯胺，造成結果偏差。

④有機物類含量高，比如TOC值越高，則氯量消耗的越多，余氯越小。

⑤含氯消毒劑作為強氧化劑投入水中后易引起水質的氧化還原電位發(fā)生變化。氧化還原電位與糞大腸桿菌呈顯著的相關性，余氯與糞大腸桿菌存在負相關性，因此氧化還原電位與出水余氯存在一定的間接關聯。

4、結論與展望

隨著新冠疫情的持續(xù)性發(fā)展，醫(yī)療機構出水的達標排放已成為人們重點關注的對象。綜上研究發(fā)現，我國醫(yī)療機構出水余氯整體控制效果并不理想，主要體現在設備投入和技術水平方面。比如處理設備投入不夠，檢驗設備缺乏，污水運營人員的技術水平有限，水體復雜且消毒工藝水平不高等問題。

我國要求出水進行處理后才能排放，余氯是判斷水質的重要指標之一，出水余氯控制受到內外多種因素的影響，如水體本身、消毒工藝、外界環(huán)境等因素。消毒過程中有效氯的投加量對余氯存在直接影響關系，而藥劑的投加量與消毒池的接觸時間、現場設施有關。適當延長接觸時間，可減少藥劑的投加量。消毒池前端設置緩沖池，穩(wěn)定的流量保證投藥量的準確性?，F場儲藥罐采用深色耐腐蝕材料、上蓋密封嚴或投藥時間把控在低液位時灌注新藥，能有效的避免藥劑的消耗。通過研究水體與余氯之間的相互關系發(fā)現：溫度越高，余氯消耗速率越快；濁度越大，余氯越小；余氯與氨氮呈明顯的負相關性，氨氮越高，余氯含量越低，而與硝氮成正相關性；水體有機物類含量高，余氯越低；氧化還原電位與出水余氯存在一定的間接關聯。醫(yī)療廢水處理是一個比較復雜的過程，這一過程中對余氯的影響因素頗多，且多種連續(xù)反應機理并不明確，余氯控制機理有待進一步探究。研究醫(yī)療廢水中余氯的影響因素，并采取有效可行的控制策略，為合理控制余氯量提供理論依據，更為提升生態(tài)環(huán)境質量奠定基礎。（來源：陜西國源檢測技術有限公司）