消毒技術
5.1 醫院汙水常用消毒技術
醫院汙水消毒是醫院汙水處理的重要工藝過程，其目的是殺滅汙水中的各種致病菌。醫院汙水消毒常用的消毒工藝有氯消毒(如氯氣、二氧化氯、次氯酸鈉)、氧化劑消毒(如臭氧、過氧乙酸)、輻射消毒(如紫外線、γ射線)。表5-1對常用的氯消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒、次氯酸鈉消毒和紫外線消毒法的優缺點進行了歸納和比較。
表5-1 常用消毒方法比較
5.2 液氯消毒系統
液氯消毒是醫院汙水消毒中最常用的方式之壹。氯(Cl2)是壹種強氧化劑和廣譜殺菌劑，能有效殺死汙水中的細菌和病毒，並具有持續消毒作用。氯消毒具有藥劑易得，成本較低；工藝簡單，技術成熟；操作簡單，投量準確；不需要龐大的設備等優點。但氯氣有毒，腐蝕性強，運行、管理有壹定的危險性。
氯氣為受壓的液化氣體，壹般用罐瓶、槽車、罐車、駁船等壓力容器裝運。
液氯消毒系統主要是由貯氯鋼瓶、加氯機、水射器、電磁閥、加氯管道及加氯間和液氯貯藏室等組成。
5.2.1 氯瓶
(1)壹般情況下，宜采用小容量的氯瓶。氯瓶壹次使用周期應不大於3個月。
(2)單位時間內每個氯瓶的氯氣最大排出量應符合下述規定：
容積為40升的氯瓶：750g/h；500kg的氯瓶：3000g/h。
5.2.2 加氯機
醫院汙水采用液氯消毒時，必須采用真空加氯機，並將投氯管出口淹沒在汙水中。
氯氣向汙水中投加是經過加氯機水射器完成，水射器要求自來水有0.2MPa壓力，在水射器內形成負壓，將氯氣吸入並混合，然後將氯水投加至加氯點。
典型的醫院汙水處理工藝加氯方式有兩種：虹吸式定比加氯和提升式自動定比加氯。
(1)當醫院汙水站內集水管道高於站外公***汙水管或水體水位時（通常需要有600mm的高差），可采用虹吸式定比加氯消毒系統。
(2)當汙水需要提升才能排出站外，采用提升式自動定比加氯，消毒投加設備與提升泵同步運行，由集水池的水位控制汙水泵自動啟動，同時控制投藥系統同步運行。
5.2.3加氯系統管材
(1)輸送氯氣的管道應使用紫銅管；輸送氯溶液的管道宜采用硬聚氯乙烯管，閥門采用塑料隔膜閥。
(2)加氯系統的管路應設耐腐蝕的壓力表，水射器的給水管上應設普通壓力表。
(3)加氯系統的管道應明裝，埋地管道應設在管溝內，管道應有壹定的支撐和坡度。
5.2.4 加氯間和液氯貯藏室
使用液氯消毒時應設液氯貯藏室和加氯間。
(1)加氯間
醫院汙水加氯間位置的選擇應根據醫院總體規劃、排出口位置、環境衛生要求、風向及維護管理和運輸等因素來確定。
加氯間主要放置加氯機等除氯瓶以外的加氯設備。加氯間內應有必要的計量、安全及報警等裝置。加氯間門向外開，使用防爆燈照明和其他防爆電機電器，設排風扇，換氣次數按12次/小時設計。排風扇設在加氯間低處，並考慮室外環境，要遠離人員活動場所。加氯間室內電氣、管道、地面等應考慮防止氯氣腐蝕。
(2) 液氯貯藏室
液氯貯藏室應盡量靠近投加地點。液氯貯藏室必須有吊裝設備（使用40kg小瓶可不安裝吊裝設備）和磅秤。
液氯貯藏室應設可容納氯瓶的水池，水池應保持壹定水位，壹旦氯瓶泄漏，應迅速將氯瓶推到水池中。
液氯貯藏室直接通向室外的門要向外開，應設排風設備，通風口設在房間離地400mm處。照明使用防爆燈具，設置安全和氯氣報警裝置。
5.2.5 適用範圍
1、液氯消毒不宜用於人口稠密區內醫院及小規模醫院的汙水消毒。可用於遠離人口聚居區的規模較大(>1000床)且管理水平較高的醫院汙水處理系統。
2、氯消毒由於余氯過高會造成地表水體內水生生物的死亡，因此當醫院汙水排至地表水體時應采取脫氯措施或慎用氯消毒。
5.2.6 運行管理
1、嚴禁無加氯機直接向汙水中投加氯氣。
2、液氯用槽車和鋼瓶包裝。氯包裝量：瓶裝充裝重量不得大於1.25kg/L，槽車裝充裝重量不得大於1.20kg/L。
3、在操作間或加氯間進口處應放置方便使用並有明顯標誌的工具箱、維修工具、藥品及防毒面具等。
4、氯瓶放置在磅秤或氯量顯示儀上，小瓶應該豎放、大鋼瓶則是臥放並固定，不得使其滾動。
5、並聯的氯瓶應設置備用瓶，通過自動或手動切換裝置更換新氯瓶。
6、氯瓶和加氯機要避開暖氣、陽光和明火。為保證正常供氯，氯瓶間的室內溫度應保持中溫（15℃）。
7、液氯運輸、貯存等按GB11984執行。
5.3 二氧化氯消毒
二氧化氯具有高效氧化劑、消毒劑以及漂白劑的功能。作為強化氧化劑，它所氧化的產物中無有機氯化物；作為消毒劑，它具有廣譜性的消毒效果。
二氧化氯必須現場制備。現場制備二氧化氯的方法主要為化學法和電解法。
1、化學法制備二氧化氯消毒工藝是以氯酸鈉、亞氯酸鈉、次氯酸鈉和鹽酸等為原料，經反應器發生化學反應產生二氧化氯氣體，再經水射器混合形成二氧化氯水溶液，然後投加到被消毒的汙水中進入消毒接觸池消毒。
2、電解法制備二氧化氯消毒工藝是以飽和食鹽水為原料通過電解產生二氧化氯、氯氣、過氧化氫、臭氧的混合氣體，用於消毒。混合氣體的協同作用，具有廣譜的殺菌能力，其消毒效果遠強於任何單壹的消毒劑。
5.3.1 工程設計
1、化學法制備二氧化氯消毒工藝
(1)二氧化氯消毒系統設計和發生器選型應根據醫院汙水的水質水量和處理要求確定，並考慮備用。
(2)因原料為強氧化性或強酸化學品，儲存間必須考慮分開安全儲放；儲存量為10～30天的用量。
(3)二氧化氯溶液濃度應小於0.4%，其投加量應與汙水定比或用余氯量自動控制。
(4)應設計二氧化氯監測報警和通風設備。
2、電解法制備二氧化氯消毒工藝
(1)電解法制備二氧化氯設備主要由電解槽、電源、水泵和水射器組成。電解槽使用6V或12V兩種直流電源。
(2)電解法制備二氧化氯設備的溶鹽裝置壹般與發生器壹體化，但因二氧花氯為混合消毒氣體，為了能定比投氯，必須設置溶液箱。
(3)二氧化氯是由水射器帶出並溶於水的，所以設備間必須有足夠的壓力自來水，如水壓不夠0.2MPa，需加設管道泵。
(4)應註意設備排氫管的設計，及時排除在設備運行過程中產生的可爆炸氣體。
5.3.2 適用範圍
1、二氧化氯消毒不宜用於人口稠密區及大規模醫院的汙水消毒。可用於遠離人口聚居區、規模較小的醫院汙水處理系統。
2、由於二氧化氯在空氣中和水中濃度達到壹定程度會發生爆炸，因此該法適用於管理水平較高的醫院汙水處理系統。
3、化學法適用於規模>500床的醫院汙水處理消毒系統。
4、二氧化氯消毒由於余氯過高會造成地表水體內水生生物的死亡，因此當醫院汙水排至地表水體時應采取脫氯措施或慎用二氧化氯消毒。
5.3.3 運行管理
1、二氧化氯活化液不穩定，應現配現用。
2、配制溶液時，忌與堿或有機物相混合。
3、投加量根據實際水質水量實驗確定。
5.4 次氯酸鈉消毒
次氯酸鈉消毒是利用商品次氯酸鈉溶液或現場制備的次氯酸鈉溶液作為消毒劑，利用其溶解後產生的次氯酸對水中的病原菌具有良好的殺滅效果，對汙水進行消毒。
1、次氯酸鈉發生器
利用電解食鹽水(或海水)制取次氯酸鈉水溶液。這種發生器的優點是結構簡單、自動化程度高、電耗低、耗鹽量小，生產的次氯酸鈉可達10～12% (有效氯含量)。其缺點是在電極表面易形成鈣鎂等沈積物，需要經常清洗電極。
商品次氯酸鈉溶液有效氯含量為10%～12%，次氯酸鈉為淡黃色透明液體，具有與氯氣相同的特殊氣味。
2、漂白粉及漂粉精消毒
漂白粉（Ca(OCL)2）為白色粉末狀，具有強烈氣味，化學性質不穩定，易分解而失效，能使大部分有機色彩氧化褪色或漂白。
漂粉精是較純的次氯酸鈣，有效氯含量為65%～70%，是壹種較穩定的氯化劑，密封良好時能長期保存(1年左右)。 漂粉精用於醫院汙水消毒可以直接使用粉劑投加到醫院汙水中，既可用於幹式投加法，也可以將漂粉精溶解在水裏，制成溶液投加到汙水中，稱濕式投加。還有壹種方法是漂粉精制成片劑用消毒機投加。
5.4.1 工程設計
1、配套建築物及設備
采用次氯酸鈉發生器消毒的汙水處理站應根據次氯酸鈉發生器的型號及其附屬設備要求進行布置。壹般要求需要有專用的鹽液制備間和次氯酸鈉發生器設備間。鹽液制備間與次氯酸鈉發生器設備間宜分為兩個房間。
2、主要工藝參數
(1)根據汙水的水質水量、處理級別計算投氯量，按投氯量選擇次氯酸鈉發生器型號及臺數，然後計算用鹽量、貯鹽量。
(2)汙水量按最高日汙水量計算，鹽水池按12～24h設計。
(3)次氯酸鈉溶液貯槽按8～16h設計。
3、次氯酸鈉的投配
次氯酸鈉發生器所產生的次氯酸鈉溶液貯存在貯槽內，可采用虹吸式自動投加或與汙水泵連動投加，將溶液通過投加管、電磁閥、流量計將溶液投加到汙水池或汙水管中。
4、漂精粉的投加
(1)漂精粉的濕式投加系統需設置溶藥槽和投配槽。
(2)溶藥槽和投配槽壹般用塑料制成，溶藥槽需設有攪拌器，壹般設置2個，投配槽可設1個，沈渣排入下水道，溶藥槽和投配槽大小按處理汙水量和投藥量計算確定。
5.4.2 適用範圍
1、次氯酸鈉消毒不宜用於人口稠密區內及大規模醫院的汙水消毒。可用於遠離人口聚居區、規模較小的醫院汙水處理系統。
2、漂粉精、漂白粉適用於規模<300床的經濟欠發達地區醫院汙水處理消毒系統。
3、電解法次氯酸鈉發生器適用於管理水平較高的醫院汙水處理消毒系統。
4、二氧化氯消毒由於余氯過高會造成地表水體內水生生物的死亡，因此當醫院汙水排至地表水體時應采取脫氯措施或慎用氯消毒。
5.4.3 運行管理
1、次氯酸鈉溶液貯槽應防腐蝕，可用聚氯乙烯板或玻璃鋼制作。
2、在使用次氯酸鈉溶液消毒時，必須註意保存條件，經常分析化驗其有效氯含量，以便掌握有效氯的衰減情況，確定每次的最佳送貨量和送貨周期，減少氯的損失。
3、商品次氯酸鈉應在21℃左右避光貯存。
4、漂白粉應貯存於幹燥、陰涼通風的倉庫中，防止日曬雨淋，應遠離火種和熱源，不可與有機物、酸類及還原劑***存。
5、漂粉精放入溶藥槽，加水配制成有效氯含量為1%～5%的溶液，靜止澄清，使用上清液投加。每日配制1～2次。
5.5 氯消毒接觸池
1、醫院汙水消毒按運行方式可分為連續消毒和間歇消毒兩種方式。
2、接觸消毒池的容積應滿足接觸時間和汙泥沈積的要求。傳染病醫院汙水接觸時間不宜小於1.5小時，綜合醫院汙水接觸時間不宜小於1.0小時。
3、連續式消毒的接觸池有效容積為汙水部分容積和汙泥部分容積之和。
4、間歇式消毒時，接觸池的總有效容積應根據工作班次、消毒周期確定，壹般宜為調節池容積的1/2。
5、接觸消毒池壹般分為兩格，每格容積為總容積的壹半。池內應設導流墻(板)，避免短流。導流墻(板)的凈距應根據水量和維修空間要求確定，壹般為600～700mm。接觸池的長度和寬度比不宜小於20:1。接觸池出口處應設取樣口。
6、設計時應按設計選定的處理工藝流程的實際運行情況，按最不利情況進行組合，校核實際接觸時間，以滿足設計要求。
5.6 氯消毒設計要點
當汙水采用氯消毒工藝時，其設計加氯量可按下列數據確定：
1、液氯消毒系統參照《室外排水設計規範》GBJ14-87有關章節進行設計。
2、加強處理效果的壹級處理出水的設計加氯量以有效氯計，壹般為30-50mg/L。
3、二級處理出水的設計參考加氯量壹般為10-15 mg（有效氯）/L。
4、當汙水采用其他方法消毒時，其設計投加量應根據具體水質確定。
5、加藥設備至少為2套，1用1備。
6、氯投加量為參考值，運行中應根據余氯量和實際水質水量實驗確定投加量。
5.7 臭氧消毒
臭氧，分子式為O3，具有特殊的刺激性臭味，是國際公認的綠色環保型殺菌消毒劑。臭氧在水中產生氧化能力極強的單原子氧（O）和羥基（OH），羥基（OH）對各種致病微生物有極強的殺滅作用，單原子氧（O）具有強氧化能力，對各種病毒、細菌均有很強的殺滅能力。
臭氧消毒具有反應快、投量少；適應能力強，在pH5.6～9.8、水溫0～37℃範圍內，臭氧消毒性能穩定；無二次汙染；能改善水的物理和感官性質，有脫色和去嗅去味作用。但缺點是無持續消毒功能、只能現場生產使用、臭氧消毒法設備費用較高、耗電較大。
臭氧制備法有電暈放電法、紫外線法、化學法和輻射法等，工程壹般采用電暈放電法。
5.7.1 工程設計
1、醫院汙水臭氧處理站應設置空壓機房、臭氧發生器設備間和操作間。空壓機房安放空壓機，空壓機應防震和防止噪聲。臭氧發生器間應留有設備檢修空間。臭氧接觸塔在寒冷地區應設在室內，尾氣處理後設排氣管排出室外。
2、醫院汙水消毒的主要工藝參數如表5-2所示。
表5-2 醫院汙水臭氧消毒的主要工藝參數
3、在選擇臭氧發生器時，要根據汙水水質及處理工藝確定臭氧投加量，再根據臭氧投加量和單位時間處理水量確定臭氧使用量，按每小時使用臭氧量選擇臭氧發生器臺數及型號。
4、臭氧與汙水接觸方式壹般采用鼓泡法，氣泡分散越小，臭氧利用率越高，消毒效果越好。因此要選擇氣水混合效果好的臭氧進氣裝置。
5、臭氧系統設備管道應做防腐處理與密封。
6、臭氧設備間應設置通風設備，通風機應安裝在靠近地面處。
7、在工藝末端必須設置尾氣處理或尾氣回收裝置，反應後排出的臭氧尾氣必須經過分解破壞或回收利用，達到排放標準。
5.7.2 適用範圍
1、采用二級處理的醫院汙水最好采用臭氧消毒，這樣可以減少臭氧的投加量，降低設備投資費用和運行費用。
2、投資及運行費用較高，適用於管理水平較高的傳染病醫院及綜合醫院汙水處理。
5.7.3 運行管理
1、臭氧對人有毒，國家規定大氣中允許濃度為0.2mg/m3。
2、臭氧為強氧化劑，濃度越高對接觸物品損害越重，使用時應註意。
3、在使用時應控制影響臭氧殺菌作用的因素，包括溫度、相對濕度、有機物、pH、水的渾濁度、水的色度等。
4、在產臭氧過程中，避免放電電極潮濕而造成斷路。
5、臭氧的產量受電壓、進氣量和進氣壓力的影響。
6、臭氧的投加量和剩余臭氧量在消毒中起著重要作用，使用時應註意控制。
5.8 紫外線消毒
消毒使用的紫外線是C波紫外線，其波長範圍是200～275nm，殺菌作用最強的波段是250～270nm。紫外線消毒技術是利用特殊設計的高功率、高強度和長壽命的C波段紫外光發生裝置產生的強紫外光照射流水，使水中的各種細菌、病毒、寄生蟲、水藻以及其他病原體受到壹定劑量的紫外C光輻射後，其細胞組織中的DNA結構受到破壞而失去活性，從而殺滅水中的細菌、病毒以及其它致病體，達到消毒殺菌和凈化的目的。紫外線殺菌速度快，效果好，不產生任何二次汙染，屬於國際上新壹代的消毒技術。但要求水中懸浮物濃度較低，以保證良好的透光性。
5.8.1 工程設計
1、采用紫外線消毒時要求被處理的水中懸浮物濃度<10mg/L，在此條件下推薦的照射強度為25-30μW/cm2，照射時間>10s。
2、紫外線消毒系統可采用明渠型或封閉型。相對而言，明渠型比封閉型更容易監測和維護，對水流阻力也小。
3、紫外系統內還應包括清洗設施。醫院汙水應采用設置自動清洗裝置。
4、紫外系統用於醫院汙水處理過程中排放的氣體消毒時，采用循環式紫外空氣消毒裝置。
5、紫外燈管應專業回收。
5.8.2 適用範圍
1、出水懸浮物濃度小於10mg/L的汙水處理系統可采用紫外消毒方式；
2、在有特殊要求的情況下，如排入某些有特殊要求的水域時，可采用紫外消毒方式；
5.8.3 運行管理
1、不得使紫外線光源照射到人，並註意眼睛的防護，以免引起損傷。
2、在使用過程中，要特別註意對紫外線燈管輻照度值進行測定。
3、使用的紫外線燈，新燈的輻照強度不得低於90uw/cm2，使用中紫外線的輻照強度不得低於70 uw/cm2，凡低於70 uw/cm2者應及時更換燈管。
4、紫外線消毒的最適宜溫度範圍是20～40℃，溫度過高過低均會影響消毒效果。
5、在使用過程中，應保持紫外線燈表面的清潔，壹般每兩周用酒精棉球擦拭壹次，發現燈管表面有灰塵、油汙時，應隨時擦拭。