2019-nCoV疫區(qū)醫(yī)療污水處理現(xiàn)狀與建議

文建鑫，孫杰，李佳

(中南民族大學 資源與環(huán)境學院，武漢 430074)

2019新型冠狀病毒即“2019-nCoV”，2020年1月12日被世界衛(wèi)生組織命名[1].到目前新型冠狀病毒已經蔓延至全國大部分省市，其傳染性之強可見一斑.而患者在治療或隔離過程產生的污水難免成為潛在傳播途徑，故為防止新型冠狀病毒通過糞便和污水擴散傳播，對疫區(qū)醫(yī)療污水的收集和處理提出了特殊要求.這一情況受到生態(tài)環(huán)境部和武漢政府的高度重視，各相關專家也對污水處理技術提出了很多意見和建議，本文依據相關文件和公告，總結了疫情導致的醫(yī)療污水特點和處理技術現(xiàn)狀，著重介紹了新建的火神山、雷神山醫(yī)院選用當前處理系統(tǒng)的原因，并針對疫情的特殊情況對工藝流程和運行管理方面提出了一些建議.

1 疫區(qū)醫(yī)療污水概況

1.1 疫區(qū)醫(yī)療污水特點及其產生量

新型冠狀病毒傳染性很強，且可通過呼吸道傳播，導致很多人被病毒感染，同一時期眾多患者等待檢測和就診，為各醫(yī)療機構造成強大負擔，導致許多醫(yī)療機構化驗室、發(fā)熱門診工作量大增，病房人滿為患.加之嚴格而頻繁的消毒操作，因此產生的醫(yī)療污水相較于常規(guī)醫(yī)療污水存在以下特點：

(1)大部分來自于診療室、化驗室、病房、洗衣房、X光成像區(qū)等科室的排水[2].

(2)醫(yī)療污水和雨水中都含有新型冠狀病毒，且其傳染性比普通病原體更強，安全隱患更高.

(3)由于大部分來源于同種病癥的檢測和就診過程產生的污水，水質相比常規(guī)醫(yī)療污水更穩(wěn)定，波動小.

(4)由于新型冠狀病毒感染的肺炎不能使用抗生素治療，污水中所含抗生素相較于常規(guī)醫(yī)療污水更少，更利于生物膜的培養(yǎng).

(5)頻繁消毒操作會導致污水中含有過量的消毒劑，特別是余氯含量會對后續(xù)的消毒劑投加量造成影響.

(6)患者人數暴增，勤洗手、洗衣的要求導致醫(yī)院污水產生量較平時更多.

通常設備齊全的大型醫(yī)院(500床以上醫(yī)院)產生的廢水量平均為每床每天400～600 L,而新建的火神山醫(yī)院建筑面積34000 m2，1000張床；雷神山醫(yī)院建筑面積75000 m2，1500張病床，由于考慮了雨水全收集情況，預計全部投入使用后共排放醫(yī)療廢水平均每天約2000～2200 t.而針對性定點醫(yī)院的安排使得同種成分的污水得到集中，隨著確診人數的上升、治療人數增多，水量一開始并不穩(wěn)定，處于先增加到達疫情高峰后逐漸減少的趨勢.

1.2 新型冠狀病毒特點

新型冠狀病毒感染的肺炎疫區(qū)醫(yī)療污水除了具備以上特點，污水中新型冠狀病毒還有以下特點：

(1)對理化因子敏感，對熱有中度抵抗力，在熱力56℃條件下 90 min或75℃條件下30 min可將其滅活.

(2)紫外線照射30 min可有效滅活.

(3)常用消毒劑如75%乙醇碘伏、中效季銨鹽、含氯類、過氧化物類等化學消毒劑在規(guī)定時間作用均可將其有效殺滅.

(4)氯不能完全滅活病毒[1].

(5)病毒從人體出來后易于沉降，一般不會在空氣中漂浮.

(6)傳染性很強，可人傳人，主要傳播途徑為呼吸道飛沫傳播，也可通過物體表面接觸傳播，還可通過氣溶膠傳播、糞口傳播.

2 疫區(qū)醫(yī)療污水收集和處理現(xiàn)狀

2.1 疫區(qū)醫(yī)療污水排放現(xiàn)狀

湖北省武漢市現(xiàn)有排水體制在老城區(qū)和老院區(qū)為合流制，在新醫(yī)院或者新城區(qū)基本是完全分流制，位于相應區(qū)域的醫(yī)療機構則與該區(qū)域的排水體制相同.而在疫情下，為避免攜帶病毒的氣溶膠隨雨水流動擴散，新建的兩個傳染病醫(yī)院均采取雨水全收集，消毒處理后再排放.對醫(yī)療污水也實行醫(yī)院病區(qū)與非病區(qū)污水嚴格分流，非病區(qū)污水可直接排入城市下水道，病區(qū)污水經過醫(yī)院污水處理站處理達標后再排入城市下水道或地面水域.對于個別科室的各種特殊排水，單獨收集后，分別采取不同的預處理措施后排入武漢醫(yī)療機構污水處理系統(tǒng)[3].

2.2 武漢市醫(yī)療污水原有處理系統(tǒng)

武漢市常規(guī)綜合醫(yī)院各科室產生的污水水質差異很大，處理方法也各不相同.例如：檢驗科排出的含鉻、含氰、酸性、堿性廢水，牙科產生的含汞污水，一般采取各有毒物質分開收集后交專業(yè)單位處理.當有害的物理化學污染物濃度低且水量大時先采取預處理后再與一般醫(yī)療污水混合集中處理.常用預處理方法為：消毒供應室高溫排水多設置降溫池冷卻；血液分析的含氰、含鉻廢水分別采用堿式氯化法、化學沉淀法等進行預處理；含汞污水采取絮凝沉淀預處理，含放射性廢水設置衰減池；傳染病門診的污水經過強化消毒來預處理[4].

進入污水處理站集中處理系統(tǒng)后污水與一般城市生活污水主要差異在于含病原性微生物，故對武漢醫(yī)療機構污水處理后排放到有污水集中處理廠的城市下水道的醫(yī)療污水，主要需要生物性指標達標，故以一級處理為主，具體流程為：病區(qū)污水→化糞池→格柵→調節(jié)池→沉淀池→接觸消毒池.出水執(zhí)行《醫(yī)療機構水污染物排放標準GB18446-2005》中預處理標準.

少數醫(yī)療機構污水處理排放到地面水域，就會對污水的生物性污染、理化性污染以及有毒有害物質進行全面處理，根據水體的用途和環(huán)境保護部門的法規(guī)和規(guī)定，需采用適當的二級或三級處理.由于水解酸化池可使難溶性、大分子的有機物分解從而提高廢水可生化性，SMBR膜對活性污泥與大分子難降解的有機物及細菌等有高效截留作用，且醫(yī)療污水一般是中小型項目，故常用流程為：病區(qū)污水→化糞池→格柵→調節(jié)池→水解酸化池→浸沒式膜生物反應器(SMBR)→消毒池.

膜生物反應器內沉淀下來的污泥由污泥泵提升至水解酸化池水解減量后消毒排出移交處置.出水執(zhí)行《醫(yī)療機構水污染物排放標準GB18446-2005》中排放標準[5].

2.3 疫區(qū)醫(yī)療污水新建處理系統(tǒng)

針對疫情需要，武漢政府臨時新建火神山、雷神山醫(yī)院均參照北京小湯山醫(yī)院模式建設，按照戰(zhàn)地醫(yī)院進行設計.此次疫情的新型冠狀病毒傳染性極強，專門應急的傳染病醫(yī)院產生的廢水不同于平時常規(guī)的醫(yī)療污水，為嚴格防止病毒在處理過程中擴散傳播并且將污水處理到合格的標準，兩醫(yī)院均采用物理生物雙重處理并加設預消毒，采取預消毒+二級處理+深度處理+消毒的工藝流程[6].處理過程中產生的柵渣、化糞池和污水處理站污泥同樣含有致病微生物，消毒后按危險廢物進行處理和處置.

由于兩個醫(yī)院是為應急所建，并未考慮到一直使用下去，加上疫情下產生的污水量很大，所以并未采用在醫(yī)療污水中十分常用但成本高、運行管理麻煩的MBR工藝，而是采用MBBR(載體流動床移動床生物膜反應器)+高效沉淀池的組合.MBBR通過向反應器中投加一定數量的懸浮載體，而每個載體都可看作一個微型反應器，載體表面生成生物膜且呈懸浮狀態(tài)，形成有氣、液、固三相的環(huán)境，使硝化反應和反硝化反應同時存在.而附著表面積和氧傳遞效率增加使得生物量及生物種類大大提高，處理效率也隨之大幅提高.后續(xù)設置高效沉淀池，將脫落的生物膜及其夾帶的病原體沉淀下來，既可改善水質又可減少消毒劑的使用量.這就在滿足了處理要求的同時使運行管理比MBR輕松很多[7].

雷神山醫(yī)院污水處理具體流程為：接觸消毒→化糞池→調節(jié)池→MBBR池→高效沉淀池→消毒池→排至市政污水管網.

火神山醫(yī)院污水處理具體流程為：預消毒接觸池→化糞池→提升泵站→調節(jié)池→MBBR生化池→混凝沉淀池→折流消毒池→達標排放.

火神山為一用一備兩列污水處理裝置，單組的日處理量也能達到1000 t，在一套系統(tǒng)發(fā)生故障時，仍有另一套系統(tǒng)可用，保證醫(yī)院的所有污水都能得到及時處理.

為保證短時間內安裝投用，火神山醫(yī)院采用全設備化集成設計——碳鋼結構的集成裝備箱，含有調節(jié)池、應急、消毒、高效能生物反應、高效沉淀等5大功能設備.依靠這一組“集裝箱”，可以在運抵現(xiàn)場后快速拼接安裝.此外，基于新型冠狀病毒可能通過氣溶膠傳播的特點，火神山醫(yī)院對廢氣也做了處理，為保證處理效果需先吸附再消毒，處理工藝采用活性炭+紫外線催化.

3 工藝流程和運行建議

3.1 疫區(qū)醫(yī)療污水新建處理系統(tǒng)優(yōu)化建議

新建的火神山、雷神山醫(yī)院臨時設計的污水新建處理系統(tǒng)工藝很貼合實際需求，但受到時間緊急的限制，仍有可改進之處，本文建議如下：

(1)預消毒接觸池前加設自動機械粗格柵，減少雜物，降低消毒劑使用量，降低管道堵塞可能.

(2)化糞池后加設自動機械細格柵，防止堵塞提升泵和降低磨損消耗.

(3)預消毒采用臭氧或紫外線照射消毒，避免過量的消毒藥劑對后續(xù)生化系統(tǒng)及后端水泵產生影響，防止生化作用受到抑制或腐蝕設備.

(4)由于氣浮工藝會產生大量含病菌的氣溶膠，氣浮的浮渣也難以人工處置和脫水處理，所以不建議用于預處理.

(5)為保證消毒效果，最后建議增加臭氧或紫外線三級消毒.

(6)為減少污泥脫水設備安裝時間，降低病菌暴露風險，建議采用占地小的密封式離心脫泥機.

(7)布局上污水處理設施應盡可能設立于醫(yī)院的下風向，與病房、辦公區(qū)之間進行相對隔離.

3.2 新建醫(yī)療污水處理設施運行建議

3.2.1 始終堅持分類收集、因質處理

綜合醫(yī)院就醫(yī)患者多，衛(wèi)生間的使用頻率高，廢水產生量大，各科室產生的少量特殊廢水需要不同的特殊處理后方可排放，因此污水排放系統(tǒng)的合理設計，嚴格管理有非常重要的意義[5].所以在新建醫(yī)院的運行管理中應當始終堅持分類收集、因質處理，例如：醫(yī)院病區(qū)與非病區(qū)污水應做到嚴格分流；傳染病房污水與糞便應單獨進行預消毒及專用化糞池處理后再與其他污染水合并處理；含有肺炎病毒的檢驗、實驗污水應經過強化消毒預處理再排入化糞池；X 光成像區(qū)的放射性廢水應設置衰減池；雨水全收集，進行消毒和物化處理再排放等措施應當嚴格執(zhí)行.

3.2.2 綜合考慮全局，合理選用投加藥劑

在為分類廢水選用投加藥劑時若只針對該種廢水的特點來選擇處理效果好、性價比最高的藥劑，極可能造成各分類廢水處理達標，但混合后由于對后續(xù)操作造成影響導致綜合水還是處理不達標的情況.例如：含有肺炎病毒的檢驗、實驗污水若選用含氯類化學消毒劑進行預消毒，則過量的消毒藥劑將會抑制后續(xù)的生化作用，導致其他指標不達標.

另外若為降低成本在污水處理過程中使用大量石灰，雖加入石灰同時有殺菌和澄清作用，但會造成剩余污泥量大大增加，使得污泥處理成本約占到廢水處理成本的三分之一，往往得不償失.所以對于投加的藥劑還應綜合考慮各方面的效果，合理選用投加藥劑，避免顧此失彼.

3.2.3 正確選用消毒劑

在新型冠狀病毒感染的肺炎疫區(qū)，醫(yī)療污水中的新型冠狀病毒滅活成為消毒的重點，所以消毒劑的選用應充分考慮新型冠狀病毒所具有的特點.常用的液氯法雖然具有技術成熟、成本低廉和操作簡單的優(yōu)點，但是已證實氯不能完全滅活病毒，且液氯的毒性大、用量要求嚴格，故不推薦使用液氯法進行消毒[8].而臭氧消毒法管理復雜，效果不太穩(wěn)定，用于污水消毒也不是最佳選擇.故應采用其他化學消毒法處理，如使用含氯類、二氧化氯等消毒劑根據消毒劑使用說明書推薦的方法進行操作.

3.2.4 嚴格控制消毒系統(tǒng)工藝參數

在當前疫情下，為防止新型冠狀病毒通過污水擴散傳播，消毒效果必須得到保證，而工藝參數的控制極大地影響著消毒效果.所以應當嚴格控制各類工藝參數，例如接觸消毒池要控制接觸時間至少90 min以上；紫外線照射60 min以上；采用次氯酸鈉法、二氧化氮法時要控制消毒劑濃度和用量等.除了下限，為避免過度消毒造成沒有必要的浪費，也應為消毒接觸時間、藥劑投加量等工藝參數設置上限.

3.2.5 污泥及時消毒，謹慎處置

二級處理階段產生的剩余污泥攜帶大量細菌和各種致病微生物，若污泥未得到合適的處理處置同樣會造成環(huán)境污染，成為各種傳染病的溫床.特別是在此次疫情下應及時對貯泥池進行石灰和漂白粉消毒，而后作為危廢處置.

3.2.6 注重密封、氣體處理

此疫情主要通過呼吸道傳染，為防止病毒通過氣溶膠擴散，應對病房排氣系統(tǒng)和污水設施進行全封閉，并定期檢查，全流程除臭，對臭氣進行消毒；同時處理過程中污水和污泥處理都應全程加蓋密封，并對氣體進行適當的消毒，如采取紫外線照射或臭氧等.而采用MBBR 工藝的池容積大，占地和密封的要求會更高，密封性檢查的頻率也應更高.由于人群接觸排水設施的機會更多，尤其應重視排水設施和管道密封性，定期檢查下水道的密封性和是否阻塞，防止泄露污染地下水和回流倒灌污染非病區(qū).

3.2.7 加強水處理人員培養(yǎng)與教育

曾出現(xiàn)過部分水處理人員缺乏足夠的專業(yè)知識與職業(yè)素養(yǎng)，對工作不負責，部分操作隨意的情況.比如：某一環(huán)節(jié)進出水口測出指標不正常也不及時停機進行應急處理；完全不了解配制藥品濃度要按工藝要求配制的原因，自以為是提高濃度.這些管理上的問題對于污水處理效果的影響不容小覷，應嚴格篩選入職人員，并對其進行充分的教育，使其擁有足夠的專業(yè)知識和思想認識，保證工作上的認真嚴謹.在當前疫情下，要求水處理人員既要做到認真工作，又要在工作中做好個人科學細致的防護.例如：常規(guī)操作佩戴防護帽、防護鏡、N95口罩；下井等危險工作時穿全戴身式防護服、乳膠手套、佩戴隔絕式呼吸用品等.

3.2.8 優(yōu)先選用自動化系統(tǒng)管理，設置應急報警措施

為保證污水處理系統(tǒng)的連續(xù)自動運行，同時減少工作人員接觸病毒的機會，建議優(yōu)先選用自動化系統(tǒng)管理.例如：藥劑的投加選用自動化操作，不僅方便也更保證了精準；需現(xiàn)場巡視的地方運用視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)并利用人工智能識別來實現(xiàn)監(jiān)控.

另外各單元或特殊設備進出水口、藥劑投加口都應設置檢測遠傳和應急報警措施，以實現(xiàn)無人值守的自動化運行為最優(yōu)，使事故發(fā)生時能夠迅速反應，及時啟動應急預案[5].

3.2.9 后期優(yōu)化醫(yī)院環(huán)境，與環(huán)境協(xié)調

武漢市新建的兩所醫(yī)院由于施工緊急、時間緊張，作為臨時醫(yī)院按照垃圾填埋場標準，院區(qū)鋪設了一層HDPE防滲膜已足夠，但是考慮到醫(yī)院環(huán)境對疫情下醫(yī)生和患者情緒的影響，后期應做到與環(huán)境協(xié)調，適當栽種綠植，污水處理站的地埋式部分建議覆蓋草坪.其他醫(yī)療機構污水處理設施的改擴建項目在后期管理過程中也應當注意與環(huán)境協(xié)調，優(yōu)化醫(yī)院環(huán)境.

3.3 對其他 “特殊醫(yī)院”污水的建議

在本次疫情特殊情況下，為避免交叉?zhèn)魅竞徒鉀Q醫(yī)療資源緊缺的情況，武漢市除了新建的兩所傳染病醫(yī)院外還安排了部分專門收治冠狀肺炎病人的醫(yī)院、隔離病人的賓館、“方艙醫(yī)院”(由會展中心、體育場館、學校宿舍等改造而成)等“特殊醫(yī)院”.而這些特殊醫(yī)院產生的廢水同樣與其他正式的傳染病醫(yī)院一樣需要特殊處理，但由于是臨時征用或新建的，相應的污水處理設施并不達標甚至是沒有，對此本文建議：

(1)對已有污水處理設施的醫(yī)院檢測是否能達到處理要求，若是則可按上述的建議加強管理，若否則應盡快增設污水處理設施，優(yōu)先建設預消毒池.

(2)對沒有污水處理設施的特殊醫(yī)院，若條件允許可新建污水處理站，或排進附近有合格污水處理設施的醫(yī)院，若條件難以操作應盡快增設預消毒池，不能直接排入環(huán)境.

(3)對難以增設預消毒池的賓館，排水只能排入城市下水管道，這就要求對附近的污水管道進行監(jiān)測，防止泄露或堵塞引起非病區(qū)污水倒灌.而相應的污水井蓋也應盡量保證密封，減少病毒或其他病原體通過氣溶膠擴散的情況.

(4)由于無法保證進入城市污水管網的污水都已經過預消毒，故在此特殊時期生活污水處理廠應及時對一級處理設施加蓋，在格柵或沉淀池后加設紫外線預消毒，柵渣和污泥同樣消毒后焚燒處置.

(5)對緊急改建的方艙醫(yī)院，在建設初期各設施還不完備，更是出現(xiàn)幾百人共用一個衛(wèi)生間的情況，此時排氣設備應采用負壓，并通過紫外線消毒后再排放.而為避免醫(yī)護人員感染病毒，衛(wèi)生間應經常消毒或安裝紫外線消毒燈，并在顯眼處貼上使用說明.

(6)很多“特殊醫(yī)院”所在地為分流制排水系統(tǒng)，雨水直接排入水體可能導致病毒污染環(huán)境，所以若條件許可應及時對雨水管網改造，進行雨水全收集或初期雨水收集，消毒后再排放，推薦使用紫外線或臭氧消毒.

4 結語

在新型冠狀病毒的疫情下，湖北省武漢市作為疫區(qū)和重災區(qū)形勢極其嚴峻.此時，面對特殊的水質水量，武漢市新建的兩所傳染病醫(yī)院采用了預消毒接觸池→化糞池→調節(jié)池→MBBR池→高效沉淀池→消毒池→排至市政污水管網的工藝流程，來將污水處理到合格的標準.為了嚴格防止病毒在處理過程中擴散傳播并且達到較好的處理效果，本文對新建處理系統(tǒng)提出了7個優(yōu)化建議，并對處理設施運行提出了：堅持分類收集、因質處理；綜合考慮全局，合理選用投加藥劑；正確選用消毒劑；嚴格控制消毒系統(tǒng)工藝參數；污泥及時消毒，謹慎處置；注重密封、氣體處理；加強水處理人員培養(yǎng)與教育；優(yōu)先選用自動化系統(tǒng)管理，設置應急報警措施；后期優(yōu)化醫(yī)院環(huán)境，與環(huán)境協(xié)調等9個建議.另外對于專門收治冠狀肺炎病人的醫(yī)院、隔離病人的賓館、“方艙醫(yī)院”等情況較為特殊的臨時傳染病醫(yī)院的污水處理工作，筆者也提出了6條建議，來為武漢人民的安全構建更嚴密的防線.通過上述建議，希望能對此次疫情的防治有所幫助，也能為各地的醫(yī)療污水處理技術和運行管理提供寶貴經驗.

致謝：非常感謝環(huán)保技術項目對接、水工業(yè)市場雜志、E20水網固廢網、環(huán)境人Environmentor、環(huán)保水圈、環(huán)境問題觀察等微信公眾號在此特殊時期所發(fā)的推文，為本文武漢市污水處理系統(tǒng)的介紹以及部分建議提供了重要的參考資料。