5.1 医院污水常用消毒技术

 

　　医院污水消毒是医院污水处理的重要工艺过程，其目的是杀灭污水中的各种致病菌。医院污水消毒常用的消毒工艺有氯消毒(如氯气、二氧化氯、次氯酸钠)、氧化剂消毒(如臭氧、过氧乙酸)、辐射消毒(如紫外线、γ射线)。表5-1对常用的氯消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒、次氯酸钠消毒和紫外线消毒法的优缺点进行了归纳和比较。

 

　　表5-1  常用消毒方法比较

 

 

	优点	缺点	消毒效果
氯 Cl2	具有持续消毒作用；工艺简单，技术成熟；操作简单，投量准确。	产生具致癌、致畸作用的有机氯化物(THMs)；处理水有氯或氯酚味；氯气腐蚀性强；运行管理有一定的危险性。	能有效杀菌，但杀灭病毒效果较差。
次氯酸钠 NaOCl	无毒，运行、管理无危险性。	产生具致癌、致畸作用的有机氯化物(THMs)；使水的PH值升高。	与Cl2杀菌效果相同。
二氧化氯 ClO2	具有强烈的氧化作用，不产生有机氯化物(THMs)；投放简单方便；不受pH影响。	ClO2运行、管理有一定的危险性；只能就地生产，就地使用；制取设备复杂；操作管理要求高。	较Cl2杀菌效果好。
臭氧 O3	有强氧化能力，接触时间短；不产生有机氯化物；不受pH影响；能增加水中溶解氧。	臭氧运行、管理有一定的危险性；操作复杂；制取臭氧的产率低；电能消耗大；基建投资较大；运行成本高。	杀菌和杀灭病毒的效果均很好。
紫外线	无有害的残余物质；无臭味；操作简单，易实现自动化；运行管理和维修费用低。	电耗大；紫外灯管与石英套管需定期更换；对处理水的水质要求较高；无后续杀菌作用。	效果好，但对悬浮物浓度有要求。

 

 

 

        5.2 液氯消毒系统  

 

 

　     液氯消毒是医院污水消毒中最常用的方式之一。氯(Cl2)是一种强氧化剂和广谱杀菌剂，能有效杀死污水中的细菌和病毒，并具有持续消毒作用。氯消毒具有药剂易得，成本较低；工艺简单，技术成熟；操作简单，投量准确；不需要庞大的设备等优点。但氯气有毒，腐蚀性强，运行、管理有一定的危险性。

 

　    氯气为受压的液化气体，一般用罐瓶、槽车、罐车、驳船等压力容器装运。

 

　    液氯消毒系统主要是由贮氯钢瓶、加氯机、水射器、电磁阀、加氯管道及加氯间和液氯贮藏室等组成。

 

　　5.2.1 氯瓶

 

　  (1)一般情况下，宜采用小容量的氯瓶。氯瓶一次使用周期应不大于3个月。

 

　  (2)单位时间内每个氯瓶的氯气最大排出量应符合下述规定：

 

　　容积为40升的氯瓶：750g/h；500kg的氯瓶：3000g/h。

 

　　5.2.2 加氯机

 

　　医院污水采用液氯消毒时，必须采用真空加氯机，并将投氯管出口淹没在污水中。

 

　　氯气向污水中投加是经过加氯机水射器完成，水射器要求自来水有0.2MPa压力，在水射器内形成负压，将氯气吸入并混合，然后将氯水投加至加氯点。

 

　　典型的医院污水处理工艺加氯方式有两种：虹吸式定比加氯和提升式自动定比加氯。

 

　　(1)当医院污水站内集水管道高于站外公共污水管或水体水位时（通常需要有600mm的高差），可采用虹吸式定比加氯消毒系统。

 

　　(2)当污水需要提升才能排出站外，采用提升式自动定比加氯，消毒投加设备与提升泵同步运行，由集水池的水位控制污水泵自动启动，同时控制投药系统同步运行。

 

　　5.2.3 加氯系统管材

 

　　(1)输送氯气的管道应使用紫铜管；输送氯溶液的管道宜采用硬聚氯乙烯管，阀门采用塑料隔膜阀。

 

　　(2)加氯系统的管路应设耐腐蚀的压力表，水射器的给水管上应设普通压力表。

 

　　(3)加氯系统的管道应明装，埋地管道应设在管沟内，管道应有一定的支撑和坡度。

 

　　5.2.4 加氯间和液氯贮藏室

 

　　使用液氯消毒时应设液氯贮藏室和加氯间。

 

　　(1)加氯间

 

　　医院污水加氯间位置的选择应根据医院总体规划、排出口位置、环境卫生要求、风向及维护管理和运输等因素来确定。

 

　　加氯间主要放置加氯机等除氯瓶以外的加氯设备。加氯间内应有必要的计量、安全及报警等装置。加氯间门向外开，使用防爆灯照明和其他防爆电机电器，设排风扇，换气次数按12次/小时设计。排风扇设在加氯间低处，并考虑室外环境，要远离人员活动场所。加氯间室内电气、管道、地面等应考虑防止氯气腐蚀。

 

　　(2) 液氯贮藏室

 

　　液氯贮藏室应尽量靠近投加地点。液氯贮藏室必须有吊装设备（使用40kg小瓶可不安装吊装设备）和磅秤。

 

　　液氯贮藏室应设可容纳氯瓶的水池，水池应保持一定水位，一旦氯瓶泄漏，应迅速将氯瓶推到水池中。

 

　　液氯贮藏室直接通向室外的门要向外开，应设排风设备，通风口设在房间离地400mm处。照明使用防爆灯具，设置安全和氯气报警装置。

 

　　5.2.5 适用范围

 

　　1、液氯消毒不宜用于人口稠密区内医院及小规模医院的污水消毒。可用于远离人口聚居区的规模较大(>1000床)且管理水平较高的医院污水处理系统。

 

　　2、氯消毒由于余氯过高会造成地表水体内水生生物的死亡，因此当医院污水排至地表水体时应采取脱氯措施或慎用氯消毒。

 

　　5.2.6 运行管理

 

　　1、严禁无加氯机直接向污水中投加氯气。

 

　　2、液氯用槽车和钢瓶包装。氯包装量：瓶装充装重量不得大于1.25kg/L，槽车装充装重量不得大于1.20kg/L。

 

　　3、在操作间或加氯间进口处应放置方便使用并有明显标志的工具箱、维修工具、药品及防毒面具等。

 

　　4、氯瓶放置在磅秤或氯量显示仪上，小瓶应该竖放、大钢瓶则是卧放并固定，不得使其滚动。

 

　　5、并联的氯瓶应设置备用瓶，通过自动或手动切换装置更换新氯瓶。

 

　　6、氯瓶和加氯机要避开暖气、阳光和明火。为保证正常供氯，氯瓶间的室内温度应保持中温（15℃）。

 

　　7、液氯运输、贮存等按GB11984执行。

 

        5.3 二氧化氯消毒  

 

　　二氧化氯具有高效氧化剂、消毒剂以及漂白剂的功能。作为强化氧化剂，它所氧化的产物中无有机氯化物；作为消毒剂，它具有广谱性的消毒效果。

 

　　二氧化氯必须现场制备。现场制备二氧化氯的方法主要为化学法和电解法。

 

　　1、化学法制备二氧化氯消毒工艺是以氯酸钠、亚氯酸钠、次氯酸钠和盐酸等为原料，经反应器发生化学反应产生二氧化氯气体，再经水射器混合形成二氧化氯水溶液，然后投加到被消毒的污水中进入消毒接触池消毒。

 

　　2、电解法制备二氧化氯消毒工艺是以饱和食盐水为原料通过电解产生二氧化氯、氯气、过氧化氢、臭氧的混合气体，用于消毒。混合气体的协同作用，具有广谱的杀菌能力，其消毒效果远强于任何单一的消毒剂。

 

　　5.3.1 工程设计

 

　　1、化学法制备二氧化氯消毒工艺

 

　　(1)二氧化氯消毒系统设计和发生器选型应根据医院污水的水质水量和处理要求确定，并考虑备用。

 

　　(2)因原料为强氧化性或强酸化学品，储存间必须考虑分开安全储放；储存量为10～30天的用量。

 

　　(3)二氧化氯溶液浓度应小于0.4%，其投加量应与污水定比或用余氯量自动控制。

 

　　(4)应设计二氧化氯监测报警和通风设备。

 

　　2、电解法制备二氧化氯消毒工艺

 

　　(1)电解法制备二氧化氯设备主要由电解槽、电源、水泵和水射器组成。电解槽使用6V或12V两种直流电源。

 

　　(2)电解法制备二氧化氯设备的溶盐装置一般与发生器一体化，但因二氧花氯为混合消毒气体，为了能定比投氯，必须设置溶液箱。

 

　　(3)二氧化氯是由水射器带出并溶于水的，所以设备间必须有足够的压力自来水，如水压不够0.2MPa，需加设管道泵。

 

　　(4)应注意设备排氢管的设计，及时排除在设备运行过程中产生的可爆炸气体。

 

　　5.3.2 适用范围

 

　　1、二氧化氯消毒不宜用于人口稠密区及大规模医院的污水消毒。可用于远离人口聚居区、规模较小的医院污水处理系统。

 

　　2、由于二氧化氯在空气中和水中浓度达到一定程度会发生爆炸，因此该法适用于管理水平较高的医院污水处理系统。

 

　　3、化学法适用于规模>500床的医院污水处理消毒系统。

 

　　4、二氧化氯消毒由于余氯过高会造成地表水体内水生生物的死亡，因此当医院污水排至地表水体时应采取脱氯措施或慎用二氧化氯消毒。

 

　　5.3.3 运行管理

 

　　1、二氧化氯活化液不稳定，应现配现用。

 

　　2、配制溶液时，忌与碱或有机物相混合。

 

　　3、投加量根据实际水质水量实验确定。

 

        5.4 次氯酸钠消毒  

 

　　次氯酸钠消毒是利用商品次氯酸钠溶液或现场制备的次氯酸钠溶液作为消毒剂，利用其溶解后产生的次氯酸对水中的病原菌具有良好的杀灭效果，对污水进行消毒。

 

　　1、次氯酸钠发生器

 

　　利用电解食盐水(或海水)制取次氯酸钠水溶液。这种发生器的优点是结构简单、自动化程度高、电耗低、耗盐量小，生产的次氯酸钠可达10～12%  (有效氯含量)。其缺点是在电极表面易形成钙镁等沉积物，需要经常清洗电极。

 

　　商品次氯酸钠溶液有效氯含量为10%～12%，次氯酸钠为淡黄色透明液体，具有与氯气相同的特殊气味。

 

　　2、漂白粉及漂粉精消毒

 

　　漂白粉（Ca(OCL)2）为白色粉末状，具有强烈气味，化学性质不稳定，易分解而失效，能使大部分有机色彩氧化褪色或漂白。

 

　　漂粉精是较纯的次氯酸钙，有效氯含量为65%～70%，是一种较稳定的氯化剂，密封良好时能长期保存(1年左右)。  漂粉精用于医院污水消毒可以直接使用粉剂投加到医院污水中，既可用于干式投加法，也可以将漂粉精溶解在水里，制成溶液投加到污水中，称湿式投加。还有一种方法是漂粉精制成片剂用消毒机投加。

 

　　5.4.1 工程设计

 

　　1、配套建筑物及设备

 

　　采用次氯酸钠发生器消毒的污水处理站应根据次氯酸钠发生器的型号及其附属设备要求进行布置。一般要求需要有专用的盐液制备间和次氯酸钠发生器设备间。盐液制备间与次氯酸钠发生器设备间宜分为两个房间。

 

　　2、主要工艺参数

 

　　(1)根据污水的水质水量、处理级别计算投氯量，按投氯量选择次氯酸钠发生器型号及台数，然后计算用盐量、贮盐量。

 

　　(2)污水量按最高日污水量计算，盐水池按12～24h设计。

 

　　(3)次氯酸钠溶液贮槽按8～16h设计。

 

　　3、次氯酸钠的投配

 

　　次氯酸钠发生器所产生的次氯酸钠溶液贮存在贮槽内，可采用虹吸式自动投加或与污水泵连动投加，将溶液通过投加管、电磁阀、流量计将溶液投加到污水池或污水管中。

 

　　4、漂精粉的投加

 

　　(1)漂精粉的湿式投加系统需设置溶药槽和投配槽。

 

　　(2)溶药槽和投配槽一般用塑料制成，溶药槽需设有搅拌器，一般设置2个，投配槽可设1个，沉渣排入下水道，溶药槽和投配槽大小按处理污水量和投药量计算确定。

 

　　5.4.2 适用范围

 

　　1、次氯酸钠消毒不宜用于人口稠密区内及大规模医院的污水消毒。可用于远离人口聚居区、规模较小的医院污水处理系统。

 

　　2、漂粉精、漂白粉适用于规模<300床的经济欠发达地区医院污水处理消毒系统。

 

　　3、电解法次氯酸钠发生器适用于管理水平较高的医院污水处理消毒系统。

 

　　4、二氧化氯消毒由于余氯过高会造成地表水体内水生生物的死亡，因此当医院污水排至地表水体时应采取脱氯措施或慎用氯消毒。

 

　　5.4.3 运行管理

 

　　1、次氯酸钠溶液贮槽应防腐蚀，可用聚氯乙烯板或玻璃钢制作。

 

　　2、在使用次氯酸钠溶液消毒时，必须注意保存条件，经常分析化验其有效氯含量，以便掌握有效氯的衰减情况，确定每次的最佳送货量和送货周期，减少氯的损失。

 

　　3、商品次氯酸钠应在21℃左右避光贮存。

 

　　4、漂白粉应贮存于干燥、阴凉通风的仓库中，防止日晒雨淋，应远离火种和热源，不可与有机物、酸类及还原剂共存。

 

　　5、漂粉精放入溶药槽，加水配制成有效氯含量为1%～5%的溶液，静止澄清，使用上清液投加。每日配制1～2次。

 

        5.5 氯消毒接触池

 

　　1、医院污水消毒按运行方式可分为连续消毒和间歇消毒两种方式。

 

　　2、接触消毒池的容积应满足接触时间和污泥沉积的要求。传染病医院污水接触时间不宜小于1.5小时，综合医院污水接触时间不宜小于1.0小时。

 

　　3、连续式消毒的接触池有效容积为污水部分容积和污泥部分容积之和。

 

　　4、间歇式消毒时，接触池的总有效容积应根据工作班次、消毒周期确定，一般宜为调节池容积的1/2。

 

　　5、接触消毒池一般分为两格，每格容积为总容积的一半。池内应设导流墙(板)，避免短流。导流墙(板)的净距应根据水量和维修空间要求确定，一般为600～700mm。接触池的长度和宽度比不宜小于20:1。接触池出口处应设取样口。

 

　　6、设计时应按设计选定的处理工艺流程的实际运行情况，按最不利情况进行组合，校核实际接触时间，以满足设计要求。

 

        5.6 氯消毒设计要点

 

　　当污水采用氯消毒工艺时，其设计加氯量可按下列数据确定：

 

　　1、液氯消毒系统参照《室外排水设计规范》GBJ14-87有关章节进行设计。

 

　　2、加强处理效果的一级处理出水的设计加氯量以有效氯计，一般为30-50mg/L。

 

　　3、二级处理出水的设计参考加氯量一般为10-15 mg（有效氯）/L。

 

　　4、当污水采用其他方法消毒时，其设计投加量应根据具体水质确定。

 

　　5、加药设备至少为2套，1用1备。

 

　　6、氯投加量为参考值，运行中应根据余氯量和实际水质水量实验确定投加量。

 

        5.7 臭氧消毒

 

　　臭氧，分子式为O3，具有特殊的刺激性臭味，是国际公认的绿色环保型杀菌消毒剂。臭氧在水中产生氧化能力极强的单原子氧（O）和羟基（OH），羟基（OH）对各种致病微生物有极强的杀灭作用，单原子氧（O）具有强氧化能力，对各种病毒、细菌均有很强的杀灭能力。

 

　　臭氧消毒具有反应快、投量少；适应能力强，在pH5.6～9.8、水温0～37℃范围内，臭氧消毒性能稳定；无二次污染；能改善水的物理和感官性质，有脱色和去嗅去味作用。但缺点是无持续消毒功能、只能现场生产使用、臭氧消毒法设备费用较高、耗电较大。

 

　　臭氧制备法有电晕放电法、紫外线法、化学法和辐射法等，工程一般采用电晕放电法。

 

　　5.7.1 工程设计

 

　　1、医院污水臭氧处理站应设置空压机房、臭氧发生器设备间和操作间。空压机房安放空压机，空压机应防震和防止噪声。臭氧发生器间应留有设备检修空间。臭氧接触塔在寒冷地区应设在室内，尾气处理后设排气管排出室外。

 

　　2、医院污水消毒的主要工艺参数如表5-2所示。

 

　　表5-2　  医院污水臭氧消毒的主要工艺参数 　

 

项     目	一级处理出水	二级处理出水
臭氧投加量/mg·L-1 接触时间/min 大肠菌去除率/%	30～50 30 99.99	10～20 5～15 99.99

 

 　　3、在选择臭氧发生器时，要根据污水水质及处理工艺确定臭氧投加量，再根据臭氧投加量和单位时间处理水量确定臭氧使用量，按每小时使用臭氧量选择臭氧发生器台数及型号。

 

　　4、臭氧与污水接触方式一般采用鼓泡法，气泡分散越小，臭氧利用率越高，消毒效果越好。因此要选择气水混合效果好的臭氧进气装置。

 

　　5、臭氧系统设备管道应做防腐处理与密封。

 

　　6、臭氧设备间应设置通风设备，通风机应安装在靠近地面处。

 

　　7、在工艺末端必须设置尾气处理或尾气回收装置，反应后排出的臭氧尾气必须经过分解破坏或回收利用，达到排放标准。

 

　　5.7.2 适用范围

 

　　1、采用二级处理的医院污水最好采用臭氧消毒，这样可以减少臭氧的投加量，降低设备投资费用和运行费用。

 

　　2、投资及运行费用较高，适用于管理水平较高的传染病医院及综合医院污水处理。

 

　　5.7.3 运行管理

 

　　1、臭氧对人有毒，国家规定大气中允许浓度为0.2mg/m3。

 

　　2、臭氧为强氧化剂，浓度越高对接触物品损害越重，使用时应注意。

 

　　3、在使用时应控制影响臭氧杀菌作用的因素，包括温度、相对湿度、有机物、pH、水的浑浊度、水的色度等。

 

　　4、在产臭氧过程中，避免放电电极潮湿而造成断路。

 

　　5、臭氧的产量受电压、进气量和进气压力的影响。

 

　　6、臭氧的投加量和剩余臭氧量在消毒中起着重要作用，使用时应注意控制。

 

        5.8 紫外线消毒  

 

　　消毒使用的紫外线是C波紫外线，其波长范围是200～275nm，杀菌作用最强的波段是250～270nm。紫外线消毒技术是利用特殊设计的高功率、高强度和长寿命的C波段紫外光发生装置产生的强紫外光照射流水，使水中的各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体受到一定剂量的紫外C光辐射后，其细胞组织中的DNA结构受到破坏而失去活性，从而杀灭水中的细菌、病毒以及其它致病体，达到消毒杀菌和净化的目的。紫外线杀菌速度快，效果好，不产生任何二次污染，属于国际上新一代的消毒技术。但要求水中悬浮物浓度较低，以保证良好的透光性。

 

　　5.8.1 工程设计

 

　　1、采用紫外线消毒时要求被处理的水中悬浮物浓度<10mg>10s。

 

　　2、紫外线消毒系统可采用明渠型或封闭型。相对而言，明渠型比封闭型更容易监测和维护，对水流阻力也小。

 

　　3、紫外系统内还应包括清洗设施。医院污水应采用设置自动清洗装置。

 

　　4、紫外系统用于医院污水处理过程中排放的气体消毒时，采用循环式紫外空气消毒装置。

 

　　5、紫外灯管应专业回收。

 

　　5.8.2 适用范围

 

　　1、出水悬浮物浓度小于10mg/L的污水处理系统可采用紫外消毒方式；

 

　　2、在有特殊要求的情况下，如排入某些有特殊要求的水域时，可采用紫外消毒方式；

 

　　5.8.3 运行管理

 

　　1、不得使紫外线光源照射到人，并注意眼睛的防护，以免引起损伤。

 

　　2、在使用过程中，要特别注意对紫外线灯管辐照度值进行测定。

 

　　3、使用的紫外线灯，新灯的辐照强度不得低于90uw/cm2，使用中紫外线的辐照强度不得低于70 uw/cm2，凡低于70  uw/cm2者应及时更换灯管。

 

　　4、紫外线消毒的最适宜温度范围是20～40℃，温度过高过低均会影响消毒效果。

 

　　5、在使用过程中，应保持紫外线灯表面的清洁，一般每两周用酒精棉球擦拭一次，发现灯管表面有灰尘、油污时，应随时擦拭。