二氧化氯和单过硫酸氢钾复合盐消毒粉在大型综合医院污水消毒中的应用对比分析
大型综合医院污水来源及成分复杂，包含诊疗活动产生的医疗废水与医护、病患产生的生活污水。水质除具备普通生活污水特征外，还含有细菌、病毒、蠕虫卵、原虫等致病微生物以及各类化学药剂、放射性物质等有害化合物，存在空间污染、急性传染与潜伏传染风险。污水未经妥善处理直接排入水体，会对人体健康与生态环境造成不良影响，甚至引发传染病传播。做好医院污水处置，是阻断疫病传播、保护生态环境的重要举措。
医院污水处理系统主要分为预处理、物化 / 生化处理、消毒三个单元。预处理、物化或生化单元主要去除污水中有机与无机污染物；消毒单元负责杀灭污水内致病微生物。
医院污水常用消毒方式包含液氯消毒、次氯酸钠消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒。随着技术迭代升级，单过硫酸氢钾复合盐消毒粉作为广谱、高效、安全、环保型消毒产品逐步得到应用。本文以山西省某大型综合医院为例，介绍单过硫酸氢钾复合盐消毒粉在医院污水消毒中的实践应用情况。
1 医院污水处理概况
山西省某大型综合医院为迁建三级甲等综合医院，设计床位 1000 张，污水处理站 2009 年 12 月投入运行，设计污水处理规模 850t/d。污水来源涵盖门诊部、住院部、手术室、医技科室、行政办公区、洗衣房、餐厅等区域。污水处理采用 AO 二级处理工艺：调节池→缺氧池→接触氧化池→沉淀池→消毒池，出水满足《医疗机构水污染物排放标准》（GB18466-2005）预处理标准要求。
2 二氧化氯消毒在医院污水消毒中的实践与应用
2009 年 10 月 —2018 年 8 月，该院污水消毒采用现场制备二氧化氯工艺。采用化学法制备二氧化氯，原料为盐酸、氯酸钠，物料在反应器内发生化学反应生成二氧化氯气体，经水射器溶入水中形成二氧化氯水溶液，投加至污水内完成消毒。
2.1 产品理化性质
二氧化氯（ClO₂）化学性质活泼，高浓度状态呈红黄色，低浓度为黄绿色；熔点 - 59.5℃，沸点 11℃，常态下为气态，受热、震动、撞击、摩擦易发生分解。属于强氧化剂，腐蚀性较强；易溶于水，在水中基本不发生水解，水溶液稳定性相对较好 [1]。
2.2 杀菌原理
第一，二氧化氯可吸附并穿透微生物细胞壁，氧化细胞内含巯基酶，抑制细菌代谢合成，实现菌体灭活。第二，可与半胱氨酸、色氨酸、游离脂肪酸发生反应，抑制蛋白质合成，提升细胞膜通透性。第三，能够破坏病毒衣壳结构，造成病毒失活 [1]。
2.3 二氧化氯消毒优势
1）氧化能力强，可吸附穿透细胞壁，对真菌、病毒、芽孢均具备良好杀灭效果。 2）对比传统含氯消毒剂，不会与水体有机物发生氯代反应生成三卤甲烷类氯化副产物。 3）水体适应性较好，消毒效果受 pH、水温影响较小；不与水中氨发生反应，不会和苯酚生成氯苯酚异味物质。 4）可去除水体色度与异味，消毒后水体余量维持稳定，降低二次污染风险。
2.4 二氧化氯消毒使用短板
1）原料采购与管理流程繁琐。现场制备所用盐酸、氯酸钠均属于危险化学品，受公安部门管控，采购、运输、存储、使用均需要按规定办理相关手续，管理环节多，管控要求严格。 2）原料存储条件严苛。盐酸具备挥发性，长期低浓度接触，易造成皮肤、黏膜不适，引发咳嗽、头痛等症状；氯酸钠属于易燃易爆物料，受潮易板结，受外力撞击存在安全风险。两类物料需要分开存放，库房需满足通风、防潮、隔热要求，执行双人双锁管理，存储占用空间较大。 3）运维管理难度偏高。二氧化氯发生器属于承压设备，存在安全风险；整套系统配套发生器、储料罐、化料罐等设备，管路系统复杂。反应过程需要维持负压与加热条件，反应状态管控难度较大，对操作人员专业能力要求较高。 4）对操作人员防护要求高。制备过程逸出的高浓度二氧化氯气体刺激性较强，盐酸同样具备挥发性，作业人员需做好全套防护，长期接触易刺激皮肤与黏膜。 5）作业劳动强度较大。盐酸、氯酸钠消耗量较大，每 2 天需要向储料罐补加药剂；两类物料分库房存放，需要人工转运至加药间。25kg / 桶盐酸依靠负压抽取至 200kg 储料罐，负压不稳时易挥发；50kg / 袋氯酸钠需要人工搬运至化料罐溶解。 6）设备购置与维护成本偏高。二氧化氯、盐酸均具备强腐蚀性，储料罐、发生器设备材质标准要求高；发生器使用周期为 2—4 年，设备检修频次高。加药间内设备配件、门窗、五金件易被腐蚀，更换频次高。 7）资源消耗大。水射器维持负压每日耗水量约 90t；两套 16W 计量泵 24 小时连续运行，反应体系需要维持 60℃左右温度，依靠 2000W 加热管持续供热，电能消耗较高。 8）综合运行成本偏高。多年运行数据统计：①污水处理药剂成本 0.7 元 / 吨；②每日水费：90t×5 元 /t=450 元；③每日电费：2000W×24h×1.0 元 /kW=96 元；④设备配件维修更换，年均折合 45000 元；⑤危化品联网监管软件年费 6000 元。
随着运行年限增加，原有二氧化氯制备系统出现设备老化、原料库房不符合规范、人工操作负荷大等问题。经院内评估比对，选用上海某企业单过硫酸氢钾复合盐消毒粉作为污水消毒药剂，自 2019 年 8 月投用至今，消毒效果稳定，应用情况如下。
3 单过硫酸氢钾复合盐消毒粉在医院污水消毒中的实践与应用
3.1 产品理化性质
单过硫酸氢钾又称过一硫酸氢钾，与硫酸氢钾、硫酸钾形成三合盐，即单过硫酸氢钾复合盐，分子式：2KHSO₅・KHSO₄・K₂SO₄。产品为流动性良好白色粉末，易溶于水，水溶液不宜长时间存放 [2]。经复配稳定处理后的消毒粉稳定性良好，主要组分：单过硫酸氢钾复合盐（含量 55%~65%）、柠檬酸，常温条件下保质期 2 年。
3.2 杀菌原理
一是氧化作用，单过硫酸氢钾溶于水释放新生态氧 [O]，直接氧化微生物细胞壁蛋白；二是体系内活化组分通过链式反应生成羟自由基 (・OH)、硫酸自由基 (SO₄⁻・) 等活性物质，干扰微生物酶系统，快速造成微生物蛋白失活 。
3.3 使用优势
1）非氯型环保消毒剂。依靠活性自由基发挥消毒作用，消毒过程不会产生三致类氯化副产物；最终分解产物为钾离子、硫酸根离子等无机盐，对环境和人体友好。 2）消毒效率高。氧化还原性能优异，规避氯气氧化能力有限、副产物多以及臭氧持续效果不足的问题；实际投加量 7~12ppm 即可满足国标要求。 3）杀菌谱广。多种活性组分协同作用，对细菌、真菌、病毒、原虫、芽孢均可起到抑制与灭活效果。新冠疫情期间，该药剂用于医院污水消毒，粪大肠菌群、沙门氏菌、志贺氏菌等检测指标持续稳定达标。 4）作用时效长。链式反应可持续产生活性杀菌物质，消毒作用时长可达 72h。 5）药剂储运安全。固体形态性质稳定，常温有效期 2 年，不存在易燃易爆、易泄漏风险，可在常温条件运输、储存、使用。 6）作业安全。配套简易溶药设备，不属于化学反应压力容器，运行过程安全可控；作业无需特殊防护，药剂对设备腐蚀性低，环境友好。 7）操作简便，人工负荷低。溶药设备同时作为加药单元，管路布局简单，工作人员经基础培训即可完成操作与日常维护；药剂投加量小，每日仅需投加 6~10kg 药粉。 8）能耗较低。每日仅需 0.5t 水用于药剂溶解；配置两台 60W 计量泵连续运行，一台 60W 溶药泵每日工作 20min，无需加热、加压，水电消耗少。 9）设备投入与维护成本低。采用普通 PVC 溶药设备，一用一备两套设备采购总价 1.6 万元；设备使用寿命可达 8~10 年，药剂腐蚀性弱，配件损耗小，维护成本低。 10）占用空间小。加药设备占地仅 2㎡；药剂性质稳定，无需独立专用库房，药剂可就近摆放，节省基建空间。 11）综合运行成本适中。多年运行统计数据：①污水处理药剂成本 1.4 元 / 吨；②每日水费：0.5t×5 元 /t=2.5 元；③每日电费：2×60W×24h×1 元 /kW=2.88 元；④设备配件检修更换，年均折合 3500 元。
3.4 单过硫酸氢钾复合盐消毒粉使用局限性
1）相关检测标准有待完善。可借助仪器快速检测水体余氧，但现行国标尚未明确污水消毒出水余氧控制指标，需要结合企业标准、水质实际情况以及第三方检测报告判定出水是否达标。
2）药剂采购单价偏高。虽然投加量较少，但药剂单价较高，折合污水药剂成本约 1.4 元 / 吨。
3）水温会对消毒效果产生一定影响。根据现场运行数据，夏季、冬季药剂投加比例约 1:1.1。
4）生化处理效果会影响药剂投加量。药剂具备氧化分解有机物能力，当生化单元处理效果不佳时，药剂消耗量会相应上升。
4 结 语
基于该医院多年现场运行经验对比，二氧化氯现场制备工艺与单过硫酸氢钾复合盐消毒粉各有特点。单过硫酸氢钾复合盐消毒粉药剂单价略高，但整体综合运行成本适中。对于场地空间有限、配套二级生化工艺、出水管控要求较高或希望改善现场作业环境的医疗机构，可选用该粉剂开展污水消毒。
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