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新型消毒剂二氧化氯在医疗卫生业中的应用

文件大小: 格式: 发布时间:2009-05-07 浏览次数:
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【中文关键词】 液氯  臭氧  二氧化氯  消毒  医院污水  医疗卫生  
【摘要】 本文对水消毒的常用药剂液氯(Cl2)、臭氧(O3)、氯胺和二氧化氯(ClO2)及紫外线消毒做了介绍和评述,重点论述了二氧化氯的优良性能及其在医疗卫生业中的应用,并对国内外ClO2的研究与应用现状进行了概述和展望,作者认为二氧化氯正在被接受和认可,并有广阔的应用前景。
【部分正文预览】

科学技术的发展带来了人类文明,社会进步和经济腾飞,但也给人类带来一些忧虑。例如:饮用水氯消毒已有近百年历史,它在杀灭肠道传染病等方面发挥了重要作用,但自上世纪70年代中期以来,发现氯消毒产生了对人类有潜在危害的氯仿(CHCl3)等有机卤代物,已引起世界各国强烈关注和无限忧虑。自那时起,各国学者积极探求和研究其它替代消毒剂,包括O3、氯胺、UV和ClO2等,其中二氧化氯(ClO2)已被USEPA列为水消毒的首选消毒剂,是世界卫生组织(WHO)和世界粮农组织(FAO)向全世界推荐的A1级广谱、安全和高效消毒剂。
  1. 水消毒剂
  当选择消毒方法时,必须考虑被处理水的水质和靶子微生物两方面。其他的重要因素是温度、pH、浊度、色度、有机和无机物以及接触时间。还必须考虑有毒副产物的发生、试剂安全性以及易操作等。目前,作为饮用水的消毒剂主要有液氯(Cl2)、臭氧(O3)、氯胺(NH2Cl和NHCl2等)和二氧化氯(ClO2)等,其中液氯消毒在全球仍很普遍,但是液氯消毒产生三卤甲烷等有机卤代物的潜在危险已成为共识。
  1.1 氯消毒
  饮用水氯消毒产生卤仿已引起国内外学者的强烈关注,美国国会已通过了安全饮用水条例1996年修正案,其中1998年9月生效的第一阶段饮用水规定中三卤甲烷THMS为80μg/L,我国规定氯仿小于60μg/L。多年来,我们对全国24个大中城市自来水厂的卤仿进行了全面调查和研究,同时进行了游离性和化合性有效氯对氯仿形成的影响,腐殖质等THMS前驱物质对氯仿形成的影响,氯化黄腐酸形成氯仿的反应历程,饮用水氯消毒中氯仿形成的预测模型和三卤甲烷形成潜力THMFP的预测模型以及反应动力学等多项研究。这些研究对减少和控制饮用水氯消毒中氯仿的形成具有重要理论意义和实用价值。但是,欲彻底控制饮用水消毒中氯仿等有机卤代物的形成,则必须使用新型消毒剂。
  含氯制剂,包括氯(液氯(Cl2)、NaClO和Ca(OCl)2•3H2O等)、二氯异氰尿酸钠和三氰异氰尿酸及二氧化氯ClO2。前3种含氯制剂分别称为第一、第二和第三代消毒剂,而ClO2称为第四代消毒剂。前3种含氯制剂溶于水后均产生HOCl,例如:
  
  产生的HOCl与液氯消毒中一样,均会与水中THMS前驱物质发生氯取代反应而产生对人体有害的三卤甲烷等有机卤代物。而ClO2与前3种氯制剂的性质截然不同,与水中有机物反应几乎不产生氯仿CHCl3等有机卤代物。
  1.2 臭氧O3消毒
  O3是一种优良的消毒剂和强氧化剂,不仅能杀灭水中的许多微生物,而且还能将水中的大分子有机物转化为易生物降解和易被活性炭吸附的小分子有机物。自O3出现以来,相续有臭氧/活性炭(GAC)、臭氧/生物活性炭(O3/BAC)、臭氧/固定化生物活性炭等联合工艺用于饮用水深度处理,使臭氧在消毒和净水中的应用更有广泛前景。应该指出,O3在自来水中的半衰期约为20min (20℃),因此在这些工艺的最后仍然需要采用其他消毒剂消毒,以维持管网中的持续消毒作用。
  1.3 紫外线消毒
  紫外线消毒是医院中常用的空间消毒方式,也开始用于水消毒。紫外线消毒的优点是消毒后水中不增加化学添加物,也不产生任何新的化学合成物,更不能去除水中有益的矿物质。但是,紫外线消毒不能实现管网中的持续消毒作用,还会引起微生物的繁殖。因此,采用其他化学消毒剂仍是十分必要的。
  1.4 氯胺消毒
  氯胺又称化合性有效氯(CAC),它实际上是一种复杂的无机氯胺NHXClY和有机氯胺(RNClZ)的混合物:
   CAC=NHXClY + RNClZ
  式中,x, y, z为0-3的数值。
  其中无机氯胺,当pH为7~10时,氯和氨的稀溶液很快化合成氯胺。按其结构氯胺是氨分子中的氢原子被氯原子取代的产物,这些产物有一氯胺NH2Cl、二氯胺NHCl2和三氯胺NCl3。
   NH3 + HOCl = NH2Cl + H2O
   NH2Cl + HOCl = NHCl 2+ H2O
   NHCl2 + HOCl = NCl 3+ H2O
  氯胺是废水和低质量冷却水的较好消毒剂。研究表明:氯胺消毒饮用水可达到比较满意的消毒效果,且与游离性有效氯(Cl2)较之,可降低三卤甲烷的生成量,一般可减少50%~70%,但仍然没有从根本上解决不产氯仿等有机卤代物问题。
  1.5 ClO2消毒
  二氧化氯ClO2是自然界中完全或几乎完全以单体游离原子团型体存在的少数化合物之一,常温下是黄绿色或橘红色气体,ClO2蒸气在外观和味道上酷似氯气,有窒息性臭味;ClO2的电子分布虽然呈不饱和状态(有顺磁性),但没有明显的二聚或多聚的倾向,ClO2易溶于水,溶解中形成黄绿色的溶液,在水溶液中以ClO2分子型体存在,有利于在水中扩散。ClO2的浓蒸气超过大气压强41kPa时爆炸,即在40kPa压强时爆炸;当溶液中ClO2浓度高于10%(Wt/V)或空气中大于10%(V/V)时,易发生低水平爆炸,在有机蒸气存在下,这种爆炸可能变得强烈。压缩或贮存二氧化氯的一切尝试,无论是单独或同其他气体结合,在商业上均未成功。因为它的爆炸危险,二氧化氯必须在使用地点制造。应该指出,气体ClO2用空气冲稀到10%(V/V)以下的浓度时较为安全,ClO2水溶液的浓度低于大约8~10g/L,将不产生足够引起爆炸危险的高压蒸气。在水处理的实践中,ClO2浓度很少超过4g/L,处理水平一般在0.1到5.0mg/L这样的范围内。ClO2水溶液如果保存在阴凉处、严格密封而且避光,水溶液是非常稳定的。二氧化氯溶液稍微酸化(pH=6),即由于抑制了它的歧化而加强了稳定性。ClO2水溶液的紫外吸收光谱有宽阔的谱带,在360nm处有一吸收峰,摩尔吸收系数ε为1230L/(mol•cm)。紫外吸收光谱法已被用于分析单独存在或同其他氯氧化物的混合物中的二氧化氯。连续碘量法和电流滴定法等也被用于测量单独存在或同其他氯氧化物混合存在情况下的二氧化氯。二氧化氯消毒具有优良性能。
  2 二氧化氯的优良性能
  2.1 ClO2消毒几乎不产生CHCl3等有机卤代物
  ClO2与水中黄腐酸FA以及模拟化合物包括间苯二酚、间苯三酚、3,5-甲苯二酚、间羟基苯甲酸(2,4-和3,5-二羟基苯甲酸)、对羟基苯甲、邻苯二酚、对苯二酚、间甲酚、对甲酚、邻甲酚、邻硝基酚、2,4-二氯苯酚和对氯苯酚以及4-羟基-3,5-甲氧基苯甲酸(丁香酸)、4-羟基-3-甲氧基苯甲酸、对羟基肉桂酸、3,4,5和2,4,6-三羟基苯甲酸等的反应,几乎只检出很低的CHCl3量(1.5~7.0μg/L) (见表1)。
  ClO2与水中FA及其模拟化合物的反应是以氧化还原反应为主,将有机物氧化成以含氧基团为主的产物,ClO2被还原为亚氯酸盐ClO2-。当ClO2过量时,反应中没有氯代物的生成。
   表1 ClO2对模拟化合物形成CHCl3的影响 (μg / L)
模拟化合物 消毒剂① 模拟化合物浓度 (mg / L)
1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
3,5-甲苯二酚 ClO2 3.2 5.0 5.0 4.0 4.6
Cl2 189.0 410.0 500.0 1150.0 1850.0
间羟基苯甲酸 ClO2 2.9 0.8 4.6 0.2 4.1
Cl2 85.0 87.0 95.0 105.0 1120.0
间苯三酚 ClO2 0.0② 0.0 0.0 0.0 0.0
Cl2 280.0 520.0 700.0 1650.0 2800.0
邻苯二酚 ClO2 1.4 1.6 0.9 2.2 2.5
Cl2 22.0 26.5 31.6 37.3 51.0
对苯二酚 ClO2 10.3 6.2 1.6 1.3 5.3
Cl2 10.5 38.0 46.0 46.0 60.0
间苯二酚 ClO2 3.0 0.6 4.3 4.3 5.0
Cl2 500.0 1070.0 1920.0 2360.0 2900.0
间甲酚 ClO2 0.9 1.6 1.4 0.5 4.0
Cl2 10.4 22.4 32.0 35.0 47.1
对甲酚 ClO2 0.0 0.0 0.2 1.4 1.9
Cl2 9.8 15.0 21.0 19.8 54.0
邻甲酚 ClO2 2.5 4.0 4.0 1.9 2.5
Cl2 31.6 56.5 185.0 210.0 310.0
邻硝基酚 ClO2 0.0 0.3 0.0 2.2 1.5
Cl2 110.0 115.0 122.0 201.0 331.0
2,4-二氯苯酚 ClO2 3.0 3.5 4.7 7.6 7.3
Cl2 100.0 109.0 140.0 152.0 310.0
对氯苯酚 ClO2 8.0 9.0 9.0 7.6 7.3
Cl2 21.6 26.2 39.5 48.5 75.0
  ① ClO2和Cl2均为20.0mg / L,pH=7,25℃,反应4h。  
  ② 0.0均指生成CHCl3量<0.1μg / L。
  2.2 ClO2具有良好的杀菌效果
   (1) ClO2消毒剂鉴定:
  我们按国家消毒剂规范(国家卫生部,消毒技术规范,1991.12公布)中规定选用葡萄球菌、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌等纯菌种进行鉴定,ClO2对鉴定菌种的灭菌效果是显著和高效的(见表2),明显优于Cl2。例如:消毒剂投量为1.0mg/L时,ClO2对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的致死率均已达100%,而Cl2分别为99.16%(还有1960CFU/ml细菌存活)和99.98% (残留大肠杆菌数40CFU/L)。消毒剂投量为6.0mg/L时,ClO2对枯草芽孢杆菌的致死率为100%,而Cl2只有99,82%(尚有480CFU/ml未被杀死)。
  (2) ClO2对水中细菌的杀灭效果
  我们研究了ClO2对水中细菌的杀灭效果,结果表明:ClO2对水中金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、枯草芽孢杆菌、藤黄八迭球菌、痢疾杆菌、沙门氏菌和志贺氏菌等多种致病菌具有优良的杀灭效果(如ClO2对绿脓杆菌的灭菌效果见图1),并明显好于Cl2。
  表2 ClO2与Cl2对三种纯菌种的灭菌效果 (灭菌40min,pH=7.2)
  
消毒剂  (mg/L)   
金黄色葡萄球菌   
枯草芽孢杆菌   
大肠杆菌
  
ClO2   
Cl2   
ClO2   
Cl2   
ClO2   
Cl2
  
细菌数 致死率   
细菌数 致死率   
细菌数 致死率   
细菌数 致死率   
细菌数 致死率   
细菌数 致死率
  0
  1.0
  3.0
  6.0
  9.0
  12.0   2.33×105
   0 100   2.33×105
  1960 99.16
  20 99.99
  0 100   2.65×105
  5400 97.96
   60 99.98
   0 100   2.65×105
   7600 97.13
   560 99.79
   480 99.82
   120 99.95
   20 99.99   1.82×105
   0 100   1.82×105
   40 99.98
   0 100
  注:细菌数单位:CFU/ml,致死率单位:%

  2.3 ClO2对病毒的失活效果
   (1) ClO2对水中病毒的失活效果
  我们研究了ClO2不同投量、接触时间和pH值等条件下对水中主要病毒的失活效果,结果表明ClO2对病毒的失活效果明显优于液氯(见表3)。
  表3 pH值对病毒的失活效果的影响
        (消毒剂投量:3.0mg / L,接触时间:30min)
  病 毒   pH   病毒致细胞病变程度
  Cl2   ClO2
   消毒前     消毒后    消毒前    消毒后
  脊髓灰质炎病毒I型    3.0
   5.0
   7.0
  9.0   +
  +
  +
  +   +
  +
  +
   +   +
  +
  +
   +   -
  -
  -
  +
  柯萨奇病毒B3   3.0
   5.0
   7.0
  9.0   +
  +
  +
   +   +
  +
  +
   +   +
  +
  +
  +   -
  -
  -
   +
  艾可病毒Ⅱ型   3.0
   5.0
   7.0
  9.0   +
  +
  +
   +   +
  +
  +
   +   +
  +
  +
   +   -
  -
  -
   +
  腺病毒7型   3.0
   5.0
   7.0
  9.0   +
  +
  +
   +   +
  +
  +
   +   +
  +
  +
   +   -
  -
  -
   +
  单纯疱疹病毒I型   3.0
   5.0
   7.0
  9.0   +
  +
  +
   +   +
  +
  +
   +   +
  +
  +
   +   -
  -
  -
   +
  腮腺炎病毒   3.0
   5.0
   7.0
  9.0   +
  +
  +
   +   +
  +
  +
   +   +
  +
  +
   +   -
  -
  -
   +
   注:“+”表示病毒未被失活,使细胞发生病变;“-”表示病毒被失活。
  (2) ClO2对乙肝病毒的失活效果
  乙型肝炎是病毒性肝炎中最具有特殊性的一种传染病,它具有感染率高、携带率高,流行面广、合并症多和慢性倾向严重的特点,已成为严重威协人类健康的重要疾病。
  我们研究了ClO2对乙肝病毒的失活效果,结果表明:ClO2对乙肝病毒的失活率远远好于Cl2。
  (3) ClO2对水中流感病毒的消毒效果
  研究了ClO2对呼吸道病毒,包括流感病毒Ⅰ型、流感病毒Ⅱ型和流感病毒Ⅲ型的消毒效果,并与液氯进行了比较。结果表明:ClO2投加量40mg/L,作用20min,ClO2对试验的流感病毒具有很好的灭活效果(见表4),同样好于Cl2。
  
  2.4 ClO2及消毒水的毒性
  (1) ClO2、ClO2-和ClO3-及其消毒水的致突变性(包括Ames试验和微核试验)结果均为阴性。
  (2) ClO2、ClO2-和ClO3-的一般毒性
  ① 小鼠急性毒性试验:实际无毒水溶液;
  ② 小鼠蓄积性试验:无明显著蓄积作用;
  ③ 亚慢性毒性试验(90d喂养):大鼠体重增长、食物利用率、血液学指标和病理组织检查等未见有任何副作用
  2.5 ClO2对水中无机污染的去除效果
  ClO2对水中Fe2+、Mn2+、S2-和CN-及NO2-等有良好的去除效果。
  2.6 ClO2对水中有机污染物的去除效果
  ClO2对水中酚类等有机化合物具有较好的去除效果。
  2.7 ClO2作为饮用水消毒剂的优点
  (1) ClO2在失活病毒、隐孢子虫和贾第虫方面比Cl2更有效;
  (2) ClO2不形成氯仿等有机卤代物;
  (3) ClO2杀菌特性几乎不受pH影响,且杀菌效果明显好于Cl2;
  (4) ClO2可用于控制藻类、腐败植物和酚类化合物产生的嗅和味问题;
  (5) ClO2氧化铁、锰、硫化物、氰化物和亚硝酸盐以及许多有机物;
  (6) ClO2在水中的剩余量,将延长或保证管网水中的消毒作用;
  (7) ClO2不与氨反应,也不与溴化物反应形成溴或溴酸盐;
  (8) ClO2在减少杀灭斑贻贝方面是有效的。
  3. 二氧化氯在国内外应用现状
  今天,在欧洲和北美市政当局已广泛地使用NaClO2发生ClO2,在欧洲有成千家设施使用ClO2,美国和加拿大也有600家以上水厂使用ClO2。例如,比利时的布鲁塞尔、瑞士的苏黎士和伯尔尼、德国的柏林和杜塞尔多夫、法国的巴黎和图卢兹、英国的利物浦以及奥地利的维也纳等欧洲许多大城市将ClO2用于饮用水预氧化和后消毒;其中意大利是用ClO2处理饮用水的主要用户,不仅将ClO2用于水消毒,而且在意大利南部钢厂(海水)、中部电厂(海水)、北部钢厂(海水)、南部纸浆厂(湖泊水)和地中海岛屿上的石油化工厂(海水)等用水和冷却水系统中用ClO2作为控制生物污染的药剂;德国有超过70%的饮用水使用ClO2作为后消毒剂处理;还有美国宾夕法尼亚州的费拉德尔菲亚(费城)、加利福尼亚州的亚特兰大、俄亥俄州的哈密尔顿、科罗拉多州的丹佛、印第安那州的埃文斯维尔和辛辛那提、德克萨斯州的加尔维斯顿和埃尔帕索、亚拉巴马州的莫比尔和堪萨斯州的堪萨斯城以及路易斯安那州的新奥尔良市等北美约有600多座水厂用ClO2进行预消毒和废水处理,其中美国就有约500座左右。我国也有崑山水厂、深水集团梅林一村直饮水净水站、宾县水厂等几十家水厂应用ClO2消毒。
  50年前就发现ClO2是纺织和木纸浆漂白非常有效和可选用的氧化剂,尤其应用于木纸浆漂白时,生产制造出的纸张洁白、牢固和光滑;目前,还没有能达到ClO2这样高质量效果相匹敌的工艺或技术。现在,二氧化氯以2000t / d的消耗量用于纸浆漂白领域中。在北美和欧洲纸浆/造纸行业中用ClO2进行漂白已很普遍。在我国许多纺织行业中用NaClO2在酸化条件下发生ClO2进行漂白(俗称亚漂),例如哈尔滨亚麻厂、青岛针织一厂、泰州弹力衫总厂、上海第一印染厂、上海第七印染厂、邯郸针织厂、泰安棉纺织厂、济宁针织厂、广州索裕兴针织厂和秦皇岛针织内衣总厂等已应用近20年了。在纸浆/造纸行业中,我国有柳江纸浆厂、广西河涧纸浆厂和福建召武竹浆厂以及台湾纸浆造纸公司和重华纸浆厂等许多企业采用ClO2进行漂白也已多年了。
  二氧化氯作为消毒剂、漂白剂、脱味剂、清洁剂在其相关领域中正得到非常普遍的应用。例如,在肉类、水果和疏菜加工、牛奶及乳品业、造纸业、制革和纺织业、循环冷却水和废水处理、油类和燃气工业、水产养殖业以及医疗场所等领域中的应用在逐年增加。
  近20年来,ClO2应用日益增长,主要是因为ClO2已被证明做为一种替代包括从常规的液氯Cl2到臭氧O3等其它消毒工艺的消毒剂以及漂白剂是可行和有效的。
  美国环保局USEPA1977年就提出用O3、ClO2和氯胺替代氯Cl2对饮用水进行消毒,1997年提出国家初级饮用水规则——消毒剂和消毒副产物,1998年对消毒剂/消毒副产物进行了风险评估。20多年来USEPA对饮用水ClO2消毒一直密切关注(见表5)。
  

  4 ClO2在医疗卫生业中的应用
  4.1 二氧化氯处理医院污水
  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。
  4.1.1 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 20~121mg O2/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。该试验污水处理站示意图如下:
 

  4.1.2 ClO2对“消毒剂鉴定”规定细菌的灭菌效果
  由表2可见,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。
  4.1.3 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6 消毒剂对医院污水中致病菌的灭菌效果
   (灭菌:40min pH=7.2)
  消毒剂
  (mg/L)   剩 余 菌 属
  ClO2   Cl2
  0
  5.0
  10.0
  15.0
  20.0
  25.0   大肠杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌
  沙门氏菌、志贺氏菌
  无
  无
  无
  无   大肠杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌
  大肠杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌
  大肠杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌
  沙门氏菌、志贺氏菌
  志贺氏菌
  无
  (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(见图2和图3)。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)
  消毒剂
  (mg/L)   细 菌   大 肠 菌 群
  ClO2   O3   ClO2   O3
  细菌总数 致死率   细菌总数 致死率   细菌总数 致死率   细菌总数 致死率
  0
  5
  10
  15
  20
  25   7.25×106
  6.75×105 90.6
  4.75×104 99.34
  6.25×103 99.91
  715 99.98
  13 ~100   7.25×106
  1.1×106 84.83
  5.5×105 92.41
  8.3×104 98.86
  6.95×103 99.90
  650 99.99   3.5×105
  1.3×104 96.92
  5.4×103 98.46
  1.5×103 99.57
  210 99.94
  0 100   3.5×105
  3.5×104 90.00
  1.6×104 95.43
  9.2×103 97.37
  2.8×103 99.51
  940 99.73
  注:细菌总数单位:CFU/ml,致死率单位:%。
  4.1.4 ClO2对医院污水中有机物的处理效果
  由图4和图5可见,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。

  4.1.5ClO2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。
  4.1.6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? 

 

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张潜锋 : 2009-8-29 20:14:04 发表
太高科技了,看不懂啊,


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