二氧化氯對醫院污水的消毒研究

摘要：采用二氧化氯對昆明市五七醫院污水進(jìn)行消毒試驗, 結果表明, 當二氧化氯的投量為 40mg/ L、 pH 值 6~7、 接觸時(shí)間 10min 時(shí),消毒效果最好。

關(guān)鍵詞：醫院污水; 二氧化氯; 消毒

醫院污水含大量病原微生物, 如果不經(jīng)處理就排入地面水域, 往往會(huì )造成水體的嚴重污染, 引起各種傳染病。因此, 對醫院污水進(jìn)行消毒處理是十分必要的。傳統的液氯、次氯酸鈉、 臭氧等消毒法各有其不足之處[1]。二氧化氯是一種無(wú)機強氧化劑, 具有極強的殺菌滅藻功能, 用于處理醫院污水, 殺滅污水的細菌和微生物, 效果十分顯著(zhù)[2]。本文采用二氧化氯對昆明市五七醫院污水進(jìn)行消毒, 處理后的污水細菌總數和糞大腸菌群數完全符合國家 《污水綜合排放標準》GB8978- 1996的二級標準。二氧化氯的氧化消毒機理如下:

作為強氧化劑, 二氧化氯在酸性條件下具有很強的氧化性, ClO2+ 4H++ 5e = Cl- + 2H2O;

在水廠(chǎng) pH≈7 的中性條件下, ClO2 + e = ClO2-,ClO2-+ 2H2O + 4e = Cl- + 4OH-。

二氧化氯在與微生物接觸時(shí)先吸附在細胞壁上, 然后透過(guò)細胞壁與微生物蛋白質(zhì)中的部分氨基酸發(fā)生氧化還原反應, 使氨基酸分解破壞, 導致由氨基酸組成的肽鏈分開(kāi), 致使微生物酶及其他蛋白質(zhì)變性, 或破壞蛋白質(zhì)合成, 最終導致其死亡。

1 試驗部分

水樣取自昆明市五七醫院, 水溫 22℃左右, pH 值為 6.4左右, 糞大腸菌群數為 9.2× 106個(gè)/ L, 采用多管發(fā)酵法對糞大腸菌群數進(jìn)行計數。把所取水樣分成三組, 第 1 組pH值和接觸時(shí)間為一定值, 測投加量對消毒效果的影響; 第 2 組 pH 值和投加量為一定值, 測接觸時(shí)間對消毒效果的影響; 第 3 組投加量和接觸時(shí)間為一定值, 測 pH 值對消毒效果的影響。為了探明各個(gè)因素對消毒效果的綜合影響及因素水平的最佳搭配 (即最佳工藝條件) , 還按正交表 L( 33)做三因素三水平的正交試驗。

2 結果與討論

2.1 投不同量二氧化氯的滅菌效果

在 pH 值為 6、 接觸時(shí)間為 5min 時(shí), 二氧化氯的投量分別為 10mg/ L、 20mg/ L、 30mg/ L、 40mg/ L、 50mg/ L 時(shí)的滅菌效果見(jiàn)表 1。

從表 1 可看出, 隨著(zhù)投加量的增加, 滅菌效果越好。在pH 值為 6、 接觸時(shí)間為 5min 時(shí), 投二氧化氯的量為 40mg/ L時(shí)可達到本試驗的滅菌標準, 又不會(huì )造成消毒劑過(guò)量。

2.2 不同接觸時(shí)間的滅菌效果

在 pH 值為 6、 二氧化氯投量為 40mg/ L時(shí), 接觸時(shí)間分別為 2min、 5min、 10min、 15min、 30min、 90min 時(shí)的滅菌效果見(jiàn)表 2。

從表 2 可看出, 開(kāi)始一段時(shí)間隨著(zhù)接觸時(shí)間的增加, 滅菌效果越好; 但隨著(zhù)接觸時(shí)間的進(jìn)一步增加, 消毒效果反而下降了。這是因為開(kāi)始時(shí)增加接觸時(shí)間可提高消毒劑與微
生物的接觸機會(huì ), 從而可提高消毒效果; 但時(shí)間過(guò)長(cháng)后殘留消毒劑的濃度就會(huì )降低。因此, 接觸時(shí)間不能太短, 否則不能達到消毒效果; 也不能太長(cháng), 否則既達不到消毒效果, 還增加了處理設備的容積。在 pH 值為 6、 二氧化氯的投量為40mg/ L時(shí), 當接觸時(shí)間為 2min 則可達到本試驗的滅菌標準; 但如果把接觸時(shí)間延長(cháng)到 10min 后, 滅菌效果則大大增加, 且醫院產(chǎn)生的污水量較小。因此本試驗的最佳接觸時(shí)間選擇為 10min。

2.3 不同 pH 值的滅菌效果

二氧化氯投量為 40mg/ L 和接觸時(shí)間為 10min 時(shí), pH值分別為 5、 6、 7、 8 時(shí)的滅菌效果見(jiàn)表 3。由表 3 可見(jiàn), pH 值越低, 滅菌效果越好。當 pH 值在5~7 之間時(shí), 滅菌效果變化不大, pH 值對二氧化氯滅菌效果影響不如對氯胺、 次氯酸鈉和漂白粉的滅菌效果影響大,這也許是因為二氧化氯消毒時(shí)余氯量不受 pH 值的影響, 而氯胺、 次氯酸鈉和漂白粉消毒時(shí)的自由性余氯量受 pH 值的影響較大。 二氧化氯的滅菌效果隨 pH 值降低有所增加的原因, 也許是因為微生物在 pH 值較低時(shí)抵抗力下降了。為避免向原水中投加酸而增加藥劑費用, pH 值可選擇為原水的pH 值, 即 pH 值為 6.4。

2.4 正交試驗

在二氧化氯消毒單因素試驗的基礎上, 為了探明各個(gè)因素對消毒效果的綜合影響及因素水平的最佳搭配(即最佳工藝條件) , 特依據正交表 L( 33)做三因素三水平的正交試驗。

2.4.1 因素及水平

因素 A ( 消毒劑投加量 M) : A1=35mg/ L, A2=40mg/ L,A3=45mg/ L;

因素 B(接觸時(shí)間 t) : B1=8min, B2=10min, B3=12min;

因素 C( pH 值) : C1=5.5, C2=6.0, C3=6.5。

2.4.2 正交試驗及試驗指標值計算

以 M、 t 和 pH 為因素, 以糞大腸菌群滅活率為試驗指標的試驗結果及數據計算結果如表 4。Xij 為 i 因素取 j水平時(shí)的試驗指標值, Xij′ 為 Xij 進(jìn)行簡(jiǎn)化后的數值; m 為因素的水平數, 此處等于 3; n 為方案實(shí)驗數, 等于 9; Ti 表示對應 i因素的糞大腸菌群滅活率(簡(jiǎn)化后數據)相加; T 表示三因素三個(gè)水平對應的糞大腸菌群滅活率(簡(jiǎn)化后數據)之和。指標值數據的方差分析見(jiàn)表 5, 其中 Q 為應是變動(dòng), F為自由度。

由方差分析結果可見(jiàn), 三因素對滅菌效果影響程度大小的順序依次為: 消毒劑投加量(A) >接觸時(shí)間(B) >pH 值(C)。根據高度顯著(zhù)因素應選最好水平, 顯著(zhù)因素可選最好水平,也可選次好的經(jīng)濟水平, 而非顯著(zhù)因素應選經(jīng)濟水平的原則, 因素的水平搭配應選 A2B2C3。由于原水的 pH 值在6~7 之間, 所以 C 最好選擇原水 pH 值。

3 結論

通過(guò)對昆明市五七醫院污水消毒處理的試驗研究, 可得出如下結論:

( 1)隨著(zhù)二氧化氯投加量的增加, 滅菌效果越好。

( 2) 開(kāi)始一段時(shí)間隨著(zhù)接觸時(shí)間的增加, 滅菌效果越好, 但隨著(zhù)接觸時(shí)間的進(jìn)一步增加, 消毒效果反而下降了。

( 3) pH 值越低, 滅菌效果越好。 當 pH 值在 5~7 之間時(shí),滅菌效果幾乎不變。

( 4)三因素對滅菌效果影響程度大小的順序依次為: 消毒劑投加量(A) >接觸時(shí)間(B) >pH 值(C) ;二氧化氯消毒的最佳條件為: 二氧化氯投量為 40mg/ L、 接觸時(shí)間為 10min、pH 值為 6~7 時(shí)滅菌效果好, 其出水水質(zhì)可達國家排放標準。

4 參考文獻
[1] 吳克宏, 鄧正棟, 謝思桃.醫院污水處理技術(shù)綜述[J].工業(yè)用水與廢水, 2001, 32( 1) : 48- 51.
[2] 曹麗.二氧化氯殺菌法在醫院污水治理中的應用[J].江蘇環(huán)境科技,2001, 14( 4) : 19- 26.作者: 張蔚萍 胡慶華 陳建中