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医疗废水中余氯影响因素
来源：广州超禹膜分离技术有限公司
发布时间：2024-07-29 09:45
在新冠疫情严峻形势下，医疗机构的废水排放已经成为国内外研究关注的热点。为了防止交叉感染及病菌传播，国家针对医疗废水的排放指标出台诸多政策，明确要求医疗废水必须经过消毒灭菌处理后达标排放。近年来，医疗废水消毒措施主要有含氯消毒剂、紫外线消毒和臭氧消毒，三者消毒效果依次为臭氧>紫外线>含氯消毒剂，它们的特点各有不同。目前含氯消毒剂是市面上应用最为广泛的消毒方式，消毒效果显著、便于操作、价格便宜，但消毒过程易受其他因素干扰，需定比投入才能保证消毒效果。
氯消毒原理是将氯溶于水后生成次氯酸，它是一种强氧化剂，且因体积小，无电荷，易进入细菌或病毒体内，破坏蛋白质结构，导致多种酶系统功能丧失、糖代谢受阻等变化使得菌体死亡。余氯指将具有强氧化性的含氯消毒剂投入水中，经过一定的接触时间，与水中还原性物质反应后，原水中所剩余的总氯含量。为了防止水体的二次污染，余氯的存在保证了一种持续性的灭菌状态。在实际的应用过程中，医疗废水中的余氯不可避免的受到各种因素的影响，如何将余氯控制在合格范围之内，已成为国内外重点研究课题之一。余氯浓度过大，易生成具有致癌等潜在生态毒性的含氯消毒副产物如三氯甲烷、四氯化碳等，对人体健康、水生生物及生态环境造成不良影响；余氯浓度过小，难以满足医疗废水的消毒效果。目前废水中余氯的检测方法多样，包括滴定法、现场测定法、DPD比色法等，通过胡玉芬、周乙新等人的研究发现，DPD比色法应用广泛、操作便捷、准确性高。本文通过对不同类型、不同城市及不同规模的医疗机构废水中余氯控制的现状，并分析其存在问题。探究医疗废水消毒工艺、外界环境及水体本身等对余氯的影响因素，提出有效可行的控制策略，为进一步合理控制余氯量提供理论依据。
一、我国医疗废水余氯的现状：
① 不同类型医疗机构废水中余氯的现状：不同类型医疗机构废水中余氯达标情况不同，由图1结果可知，专科医院余氯合格率高于综合医院的余氯合格率的2倍，综合医院废水处理效果明显低于专科医院。综合医院病种多样、病源复杂，造成水体本身存在多种化学类物质、生物类药剂或病原体微生物等，各种物质在水中经过一系列连续多变的反应，形成复杂的综合水体。而专科医院病源简单、产污环节固定、水体单一。所以整体来看，专科医院废水余氯的合格率高于综合医院，相对综合医院的废水处理较为容易。
② 不同规模医疗机构废水中余氯的现状：不同处理规模医疗废水余氯达标情况不同，由图2结果可知，每日废水量处于50吨以下的小规模医疗机构余氯合格率最低，50~100吨中等规模的医疗机构余氯合格率最高，100吨以上的大规模医疗机构余氯合格率次之。小规模医疗机构产生的废水量很小，废水处理设备运转间歇频率高、时间长，既无法保证消毒效果，也易造成出水余氯偏低。前期消毒效果不显著，医疗机构为了提高消毒效果，不断地增大投药量，反而造成出水余氯偏高，引发了环境的二次污染。小规模医疗机构出水余氯忽高忽低，难以把控。其问题主要在于废水排放量小且不稳定，设备长期无法正常运营易引发故障。污水处理人员专业基础薄弱、岗位不稳定，凭经验操作设备，不能有效控制加氯量，更无法保证出水余氯的合格率。
二、现场工艺对余氯的影响因素：
目前我国的消毒工艺条件和技术水平已取得了显著的成果。但消毒剂本身、投加过程、现场设施等受到多种因素的限制和干扰，为进一步有效控制出水余氯的达标排放，从消毒剂的源头到现场处理过程等要点分析其影响因素，并提出有效的控制策略。
① 消毒剂的合格率：含氯消毒剂的有效含量作为计算进水投药量和出水余氯量的关键性数据，更是保证消毒效果的重要因素之一。目前市面上含氯消毒剂的有效含量参差不齐，据陈晨等研究发现，西安市2016~2018年期间含氯消毒剂的合格率均低于80%。有效氯含量的影响因素涉及诸多方面，包括含氯消毒剂本身的出厂品质、药剂配制过程的精准度及药剂的运输储存条件等。所以消毒剂合格率的规范验收是必不可少的步骤。
② 消毒剂的投加量：消毒剂的投加量是保证出水余氯量的决定性因素。根据《关于做好新型冠状病毒感染的肺炎疫情医疗污水和城镇污水监管工作的通知》(环办水体函[2020]52号)指导要求，参考有效氯投加量为50mg/L。不同医院可根据产污量不同估算合适的加药量。多数污水运营人员基本停留在设备操作阶段，专业基础知识薄弱，每日排污量估算不准确，致使投药量计算困难，凭借主关经验操作，消毒剂的投加量无法保证。在一定条件下，有效氯投加量与接触时间存在着密切的关系。保证消毒效果的前提下，消毒池接触时间越长，氯的投加量越小，所以通过延长接触时间也是控制加药量的一种有效手段。
③ 现场投药时间：投药时间是计算有效含氯的消耗和衰减的重要支撑数据之一。投药时间控制不当，易出现投药周期长、消毒剂挥发、消耗等问题。一般人工投药易出现时间偏差，而自动投药设备一旦停止运行或延迟投药，有效氯投加量需重新估算和调试，便无法保证排放口出水余氯的达标排放。当投加新药时，现场储药罐内旧药有效氯含量不足，新药与旧药混合后浓度被稀释。若药剂达到设置低液位后灌注新药，既可控制药效衰减又避免药剂浪费。建议人工投药或自动设备投药，需要专人专管，保证准确的投药时间。
④ 现场设施条件：医疗废水处理工艺中的消毒剂投入到储药罐配制规定浓度后进行投药。由于含氯消毒剂易挥发、不稳定，一旦经日光照射，药剂分解速度加快。而目前现场药剂储存条件较差，储药罐体上盖密封不严或是露天暴晒，易造成储药罐内的有效氯含量损失。王慕提出现场储药罐采用黑色或深色罐体、上盖密封严实且预留出气口、罐体材料耐腐蚀，可保证药剂存储达到避光、密封、防腐等条件，减少药剂的损失。医疗废水排口瞬时流量间断排放，兼具不稳定、波动大等特点，废水排放的不确定性易造成加药量估算的困难，难以保证出水余氯的浓度值，如果消毒池前端设置缓冲池，到达指定的液位时可流入消毒池，便保证了废水流量的均匀稳定。
三、水体内部对余氯的影响因素：
① 在一定条件下，水体温度的升高，各类物质反应速率加快，水中还原性物质及有机物等耗氯类物质大量增加，消毒剂在水中扩散速度加快，到达微生物体表的时间缩短，微生物死亡的速率加快，引起含氯消毒剂消耗速率加快。
② 浊度一般是悬浮物和溶质所造成的影响，它们本身具有吸附有机类物质的能力，进一步说明他们具有耗氯类物质。据黄锐研究发现，余氯与浊度之间呈负相关性，浊度越高，则余氯越小。这一发现与胡玉芬的研究一致，水体的浊度与余氯存在密切关系。
③ 氨氮与余氯相互影响，相互制约。黄蓉研究发现，余氯与氨氮呈明显的负相关性，氨氮越高，余氯含量越低，而与硝氮成正相关性。在反应过程中存在干扰因子，导致氨氮与余氯生成氯胺，造成结果偏差。
④有机物类含量高，比如TOC值越高，则氯量消耗的越多，余氯越小。⑤含氯消毒剂作为强氧化剂投入水中后易引起水质的氧化还原电位发生变化。氧化还原电位与粪大肠杆菌呈显著的相关性，余氯与粪大肠杆菌存在负相关性，因此氧化还原电位与出水余氯存在一定的间接关联。
四、结论与展望：
随着新冠疫情的持续性发展，医疗机构出水的达标排放已成为人们重点关注的对象。综上研究发现，我国医疗机构出水余氯整体控制效果并不理想，主要体现在设备投入和技术水平方面。比如处理设备投入不够，检验设备缺乏，污水运营人员的技术水平有限，水体复杂且消毒工艺水平不高等问题。
我国要求出水进行处理后才能排放，余氯是判断水质的重要指标之一，出水余氯控制受到内外多种因素的影响，如水体本身、消毒工艺、外界环境等因素。消毒过程中有效氯的投加量对余氯存在直接影响关系，而药剂的投加量与消毒池的接触时间、现场设施有关。适当延长接触时间，可减少药剂的投加量。消毒池前端设置缓冲池，稳定的流量保证投药量的准确性。现场储药罐采用深色耐腐蚀材料、上盖密封严或投药时间把控在低液位时灌注新药，能有效的避免药剂的消耗。通过研究水体与余氯之间的相互关系发现：温度越高，余氯消耗速率越快；浊度越大，余氯越小；余氯与氨氮呈明显的负相关性，氨氮越高，余氯含量越低，而与硝氮成正相关性；水体有机物类含量高，余氯越低；氧化还原电位与出水余氯存在一定的间接关联。医疗废水处理是一个比较复杂的过程，这一过程中对余氯的影响因素颇多，且多种连续反应机理并不明确，余氯控制机理有待进一步探究。研究医疗废水中余氯的影响因素，并采取有效可行的控制策略，为合理控制余氯量提供理论依据，更为提升生态环境质量奠定基础。
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