二氧化氯對醫(yī)院污水的消毒研究

摘要：采用二氧化氯對昆明市五七醫(yī)院污水進行消毒試驗, 結(jié)果表明, 當(dāng)二氧化氯的投量為 40mg/ l、 ph 值 6~7、 接觸時間 10min 時,消毒效果最好。

關(guān)鍵詞：醫(yī)院污水; 二氧化氯; 消毒

醫(yī)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, 往往會造成水體的嚴(yán)重污染, 引起各種傳染病。因此, 對醫(yī)院污水進行消毒處理是十分必要的。傳統(tǒng)的液氯、次氯酸鈉、 臭氧等消毒法各有其不足之處[1]。二氧化氯是一種無機強氧化劑, 具有極強的殺菌滅藻功能, 用于處理醫(yī)院污水, 殺滅污水的細菌和微生物, 效果十分顯著[2]。本文采用二氧化氯對昆明市五七醫(yī)院污水進行消毒, 處理后的污水細菌總數(shù)和糞大腸菌群數(shù)完全符合國家 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》gb8978- 1996的二級標(biāo)準(zhǔn)。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 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先吸附在細胞壁上, 然后透過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(yīng), 使氨基酸分解破壞, 導(dǎo)致由氨基酸組成的肽鏈分開, 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(dǎo)致其死亡。

1 試驗部分

水樣取自昆明市五七醫(yī)院, 水溫 22℃左右, ph 值為 6.4左右, 糞大腸菌群數(shù)為 9.2× 106個/ l, 采用多管發(fā)酵法對糞大腸菌群數(shù)進行計數(shù)。把所取水樣分成三組, 第 1 組ph值和接觸時間為一定值, 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, 測接觸時間對消毒效果的影響; 第 3 組投加量和接觸時間為一定值, 測 ph 值對消毒效果的影響。為了探明各個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(jié)果與討論

2.1 投不同量二氧化氯的滅菌效果

在 ph 值為 6、 接觸時間為 5min 時, 二氧化氯的投量分別為 10mg/ l、 20mg/ l、 30mg/ l、 40mg/ l、 50mg/ l 時的滅菌效果見表 1。

從表 1 可看出, 隨著投加量的增加, 滅菌效果越好。在ph 值為 6、 接觸時間為 5min 時, 投二氧化氯的量為 40mg/ l時可達到本試驗的滅菌標(biāo)準(zhǔn), 又不會造成消毒劑過量。

2.2 不同接觸時間的滅菌效果

在 ph 值為 6、 二氧化氯投量為 40mg/ l時, 接觸時間分別為 2min、 5min、 10min、 15min、 30min、 90min 時的滅菌效果見表 2。

從表 2 可看出, 開始一段時間隨著接觸時間的增加, 滅菌效果越好; 但隨著接觸時間的進一步增加, 消毒效果反而下降了。這是因為開始時增加接觸時間可提高消毒劑與微
生物的接觸機會, 從而可提高消毒效果; 但時間過長后殘留消毒劑的濃度就會降低。因此, 接觸時間不能太短, 否則不能達到消毒效果; 也不能太長, 否則既達不到消毒效果, 還增加了處理設(shè)備的容積。在 ph 值為 6、 二氧化氯的投量為40mg/ l時, 當(dāng)接觸時間為 2min 則可達到本試驗的滅菌標(biāo)準(zhǔn); 但如果把接觸時間延長到 10min 后, 滅菌效果則大大增加, 且醫(yī)院產(chǎn)生的污水量較小。因此本試驗的最佳接觸時間選擇為 10min。

2.3 不同 ph 值的滅菌效果

二氧化氯投量為 40mg/ l 和接觸時間為 10min 時, ph值分別為 5、 6、 7、 8 時的滅菌效果見表 3。由表 3 可見, ph 值越低, 滅菌效果越好。當(dāng) ph 值在5~7 之間時, 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余氯量不受 ph 值的影響, 而氯胺、 次氯酸鈉和漂白粉消毒時的自由性余氯量受 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(chǔ)上, 為了探明各個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(jù)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(biāo)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(biāo)的試驗結(jié)果及數(shù)據(jù)計算結(jié)果如表 4。xij 為 i 因素取 j水平時的試驗指標(biāo)值, xij′ 為 xij 進行簡化后的數(shù)值; m 為因素的水平數(shù), 此處等于 3; n 為方案實驗數(shù), 等于 9; ti 表示對應(yīng) i因素的糞大腸菌群滅活率(簡化后數(shù)據(jù))相加; t 表示三因素三個水平對應(yīng)的糞大腸菌群滅活率(簡化后數(shù)據(jù))之和。指標(biāo)值數(shù)據(jù)的方差分析見表 5, 其中 q 為應(yīng)是變動, f為自由度。

由方差分析結(jié)果可見, 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) >接觸時間(b) >ph 值(c)。根據(jù)高度顯著因素應(yīng)選最好水平, 顯著因素可選最好水平,也可選次好的經(jīng)濟水平, 而非顯著因素應(yīng)選經(jīng)濟水平的原則, 因素的水平搭配應(yīng)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(jié)論

通過對昆明市五七醫(yī)院污水消毒處理的試驗研究, 可得出如下結(jié)論:

( 1)隨著二氧化氯投加量的增加, 滅菌效果越好。

( 2) 開始一段時間隨著接觸時間的增加, 滅菌效果越好, 但隨著接觸時間的進一步增加, 消毒效果反而下降了。

( 3) ph 值越低, 滅菌效果越好。 當(dāng) ph 值在 5~7 之間時,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、 接觸時間為 10min、ph 值為 6~7 時滅菌效果好, 其出水水質(zhì)可達國家排放標(biāo)準(zhǔn)。

4 參考文獻
[1] 吳克宏, 鄧正棟, 謝思桃.醫(yī)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(yī)院污水治理中的應(yīng)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