我们采用的二氧化氯(ClO2)消毒剂,经过鉴定,完全符合国家规定的《消毒剂规范》要求。通过大量有效的试验,全面系统地研究了ClO2对医院污水中含细菌、大肠菌群的杀灭效果以及对污水中有机物的去除效果,还对医院污水中的细菌进行了分离鉴定,并做了ClO2的杀菌效果试验。结果表明:不仅ClO2的杀菌结果明显好于Cl2,而且ClO2对医院污水的处理效果完全符合国家排放标准。证明了ClO2用于医院污水处理是可行的,并提出了相应的用于医院污水消毒的ClO2的工程运行参数和建议。
ClO2消毒剂鉴定和研究方法
(1) 试剂和菌种
ClO2水溶液:自制化学法ClO2发生器,产生ClO2纯度98%以上,溶于蒸馏水中,贮于棕色瓶内,低温、密封、避光保存。使用时配成需要浓度。
纯菌种:金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、志贺氏菌和沙门氏菌等,均由沈阳市卫生防疫站提供。
(2) 分析方法
ClO2与Cl2的测定:碘量法;细菌总数:平板法;大肠菌群数:发酵法;COD:密封法测定COD;BOD520,O3:碘量法。细菌分离鉴定:平板分离,斜面培养;显微镜观察(个体形态特征);平板培养(观察菌落特征);生理生化反应试验等[22~26]。
(3) 消毒剂鉴定
消毒剂鉴定:按国家消毒剂规范 (国家卫生部,消毒技术规范,1991, 12公布) 中规定选用葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌等纯菌种,在试管中用蒸馏水制成菌悬液,然后进行ClO2消毒剂鉴定试验。
医院污水:以哈尔滨铁路中心医院的污水为处理对象。该医院污水处理站消毒前污水的特点是:不含放射性物质;无不可过滤残渣(已在沉淀井内沉淀);细菌总数通常在105~106CFU/ml,大肠菌群数在104~105CFU/L;含部分有机物,其BOD520 20~121mgO2/L,COD约为BOD520的两倍;水质水量不均匀。该医院的污水量平均为900L/d•床,共700张床。本研究用污水是经化粪池、沉淀池之后、进入污水处理间之前的污水,用ClO2和Cl2进行消毒处理试验。
ClO2对“消毒剂鉴定”规定细菌的灭菌效果
对三种纯菌种的灭菌效果随消毒剂投量的增加而增加,且ClO2的效果明显好于Cl2。可见,ClO2对国家规定的消毒剂鉴定菌种的灭菌效果是显著和高效的。
ClO2对医院污水的灭菌效果
(1) 医院污水中致病菌的分离鉴定及灭菌效果
我们对医院污水最常见的三种致病菌——志贺氏菌属、沙门氏菌属和大肠杆菌属进行了分离鉴定和杀菌效果试验(见表6)。由表6可见,ClO2投量为10.0mg/L时,灭菌40min,上述3种致病菌全部被杀死;而Cl2为25.0mg/L时,才全部杀死。可见ClO2对医院污水中致病菌的杀灭效果明显优于Cl2。
表消毒剂对医院污水中致病菌的灭菌效果
(灭菌:40min pH=7.2)
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(2)ClO2对医院污水中细菌的灭菌效果
将浓度为0.0,5.0,10.0,15.0,20.0和30.0mg/L ClO2或Cl2分别加入到一定量医院污水中,灭菌60min,分别测定细菌总数和大肠菌群数。结果表明,随消毒剂投量的增加,灭菌效果越来越好,且ClO2的效果明显好于Cl2。例如:原水中细菌总数为1.62×105CFU/ml,当消毒剂投量为20mg/L,灭菌60min后,ClO2的致死率达99.98%(存活36CFU/ml),Cl2为99.73%(仍有435CFU/ml存活)。又如,原水中大肠菌群数为9.4×104CFU/L,消毒剂投量为10mg/L,灭菌60min后,ClO2的致死率已达100%,而Cl2只有97.45%(尚有2400CFU/L存活)。当ClO2和Cl2分别投加5mg/L和15mg/L时,对大肠菌群细菌的致死率达99.57%(还有400CFU/L存活),已达排放标准(大肠菌群数≤500CFU/L)(国家卫生部GBJ48-88,医院污水排放标准)。
当消毒剂投量分别为30mg/L和10mg/L,pH=7.0,与原水接触20,40,60,80,100和120min后,其灭菌效果随灭菌时间的增加而加强(数据略)。且达到同样效果,ClO2灭菌时间明显短于Cl2。例如,ClO2对大肠菌群(原水中3.3×104CFU/L)全部致死,需60min,而Cl2则需90min或更长。
(3) ClO2和O3对医院污水中细菌的灭菌效果比较
由表7可见,随ClO2和O3投量增加,其灭菌效果渐强,且ClO2的效果略强于O3。例如,消毒剂投加25ml/L时,ClO2对细菌或大肠菌群的致死率已近或已达100%;而O3的致死率也达到了99.99% (还有细菌650CFU/ml)和99.73%(尚有大肠菌群数940CFU/L),尚未达到排放标准。
表7 ClO2和O3对医院污水中细菌的灭菌效果比较
(灭菌时间60min,pH=8.0)
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注:细菌总数单位:CFU/ml,致死率单位:%。
ClO2对医院污水中有机物的处理效果
随消毒剂投量的增加,其COD和BOD520的去除效果也增加,且ClO2的效果好于Cl2。例如,原水中COD为115.2mg O2/L,ClO2投量10mg/L,处理后水中COD 为89.6mg O2/L,已小于国家污水综合排放标准(≤100mg O2/L);而Cl2达到同样效果需投加15mg/L。又如,原水中BOD520为68.0mg O2/L时,ClO2投加20mg/L,BOD520降至29.5mg O2/L,已达排放标准(≤30mg O2/L)(国家污水综合排放标准,GB8978-88);而Cl2达到同样效果,则需30mg/L。
ClO2处理医院污水的工程运行参数及运行费用估算
通过上述研究可见,如该医院污水中细菌总数多达7.25×106CFU/ml ,大肠菌群数多至3.5×105CFU/L ,COD 为192mg O2/L 和BOD5 为121mg O2/L 时,投加ClO2 25mg/L,作用60min,处理后均可达到排放标准,且ClO2的效果明显优于Cl2,稍好于O3。因此,建议工程运行参数为ClO2投量25mg/L,接触60min,处理后水即可达满意效果。ClO2的运行费用与O3相当,是Cl2的3倍多(数据略)。从消毒效果以及不产生有潜在危害的CHCl3等有机卤代物、尤其ClO2对病毒的失活效果明显优于Cl2等方面考虑,上述价格是可以接受的。
结 语
(1) ClO2对国家规定的消毒剂鉴定菌种的杀灭效果是显著和高效的,符合国家卫生部的规范要求。
(2) ClO2对医院污水中分离鉴定出来的非致病菌和致病菌的消毒效果明显好于液氯。
(3) ClO2可在pH3.0~9.0范围有效杀灭医院污水中的细菌(含大肠菌群),而Cl2只有在中性条件下才达到满意效果。
(4) ClO2对医院污水中COD和BOD5的去除效果优于液氯。
(5) 建议ClO2处理医院污水的运行参数是:投量25mg/L,作用60min;在此条件下,处理后污水均可达到GB48—83国家医院污水排放标准和GB8978-88国家污水综合排放标准。