醫(yī)療廢水處理是公共衛(wèi)生安全的重要環(huán)節(jié)，而余氯控制作為消毒效果的關(guān)鍵指標，直接影響著醫(yī)療廢水的達標排放與生態(tài)環(huán)境安全。隨著《醫(yī)療機構(gòu)污水處理工程技標準》（GB51459-2024）的實施和疫情防控常態(tài)化的要求，醫(yī)療廢水余氯的精準控制已成為醫(yī)療機構(gòu)污水處理的核心問題。本文將系統(tǒng)分析影響醫(yī)療廢水中余氯濃度的多重因素，包括水體內(nèi)部特性、消毒工藝參數(shù)以及外部環(huán)境條件等，并基于最新研究數(shù)據(jù)和工程實踐，提出科學(xué)合理的控制策略，為醫(yī)療廢水處理的優(yōu)化運行提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

余氯的基本概念與標準要求

余氯是指含氯消毒劑投入水中后，經(jīng)過一定接觸時間與水中細菌、微生物、有機物及無機物等作用后剩余的具有殺菌活性的氯含量。根據(jù)存在形態(tài)，余氯可分為游離性余氯（包括次氯酸HClO、次氯酸根離子ClO?等）和化合性余氯（如一氯胺NH?Cl、二氯胺NHCl?等），其中游離性余氯因其強氧化性和高殺菌效率成為消毒效果的主要指標。次氯酸分子體積小且不帶電荷，能夠輕易穿透微生物細胞壁，破壞其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和酶系統(tǒng)，從而導(dǎo)致病原體死亡，這種特性使其成為所有余氯成分中殺菌效能最高的物質(zhì)。

我國對醫(yī)療廢水余氯的控制標準因醫(yī)療機構(gòu)類型和排放方式而異?！夺t(yī)療機構(gòu)水污染物排放標》（GB18466-2005）規(guī)定，綜合醫(yī)療機構(gòu)間接排放時，采用含氯消毒劑消毒的廢水總余氯應(yīng)控制在3~10mg/L；預(yù)處理系統(tǒng)出水總余氯要求為2~8mg/L。上海市的地方標準更為嚴格，《污水綜合排放標準》（DB31/199-2018）三級標準要求總余氯（活性氯）不超過8mg/L；而《生物制藥行業(yè)污染物排放準》（DB31/373-2010）則規(guī)定生物研發(fā)機構(gòu)間接排放廢水的余氯范圍為2~8mg/L。值得注意的是，實際操作中余氯的最佳控制區(qū)間較排放標準更為嚴格，瑞安市婦幼保健院的實踐表明，將余氯維持在3~5mg/L既能確保糞大腸菌群有效滅活，又可避免藥劑浪費和二次污染風(fēng)險。

余氯控制面臨的兩難困境在于：濃度過低（<2mg>8mg/L）則易生成三氯甲烷、四氯化碳等具有致癌性的消毒副產(chǎn)物，對水生生態(tài)系統(tǒng)和人體健康構(gòu)成潛在威脅。這種平衡的把握需要深入理解影響余氯變化的多重因素，從而采取針對性的控制措施。在實際工程中，余氯的檢測通常采用DPD比色法，該方法操作便捷、準確性高，已成為醫(yī)療機構(gòu)廣泛采用的現(xiàn)場快速檢測手段。

水體內(nèi)部因素對余氯的影響

醫(yī)療廢水復(fù)雜的水質(zhì)特性是影響余氯消耗和穩(wěn)定性的內(nèi)在因素。多項研究表明，不同類型醫(yī)療機構(gòu)廢水中余氯達標率存在顯著差異，?？漆t(yī)院的余氯合格率可達綜合醫(yī)院的2倍。這種差異源于兩者污染物組成的復(fù)雜性不同：綜合醫(yī)院病種多樣，廢水中含有多種化學(xué)藥劑、生物制劑和病原微生物，這些物質(zhì)在水中發(fā)生系列反應(yīng)后形成復(fù)雜體系，持續(xù)消耗余氯；而?？漆t(yī)院病源單一，產(chǎn)污環(huán)節(jié)固定，水體成分相對簡單，對余氯的消耗較為穩(wěn)定。同樣，醫(yī)療機構(gòu)規(guī)模也影響余氯合格率，每日處理量50噸以下的小型醫(yī)療機構(gòu)余氯合格率最低，主要由于水量小且不穩(wěn)定導(dǎo)致設(shè)備運行間歇頻繁，加藥控制困難。

氨氮濃度是影響余氯形態(tài)和消耗的關(guān)鍵水質(zhì)參數(shù)。氨氮與余氯之間存在明顯的負相關(guān)關(guān)系，氨氮越高，余氯含量越低，這種關(guān)系與兩者反應(yīng)生成氯胺（結(jié)合性余氯）有關(guān)。氯胺雖然具有一定的持續(xù)消毒能力，但其殺菌效率遠低于游離性余氯，且隨著氨氮濃度升高，會出現(xiàn)“折點加氯”現(xiàn)象——即加氯量增加時余氯含量反而下降，這對余氯控制提出了更高要求。與氨氮相反，硝態(tài)氮與余氯呈正相關(guān)性，這可能是因為硝化過程減少了氨氮對余氯的消耗。

有機物含量是另一重要影響因素，以總有機碳（TOC）為代表的有機物濃度越高，余氯消耗越快。有機物作為還原性物質(zhì)，會與氯發(fā)生氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)致余氯迅速衰減。黃銳等研究發(fā)現(xiàn)，余氯與濁度呈負相關(guān)，濁度越高，余氯值越小。這是因為濁度物質(zhì)（懸浮物和膠體）不僅能吸附有機物和微生物，其本身也具有耗氯特性，在消毒過程中與目標微生物競爭氯消耗。此外，水體的氧化還原電位（ORP）與余氯存在間接關(guān)聯(lián)，ORP變化反映水體的氧化性環(huán)境，可影響余氯的穩(wěn)定性和殺菌效率，ORP越高通常意味著更有利于余氯維持活性。

溫度效應(yīng)也不容忽視，水溫升高會加速所有化學(xué)反應(yīng)速率，包括余氯消耗反應(yīng)和殺菌反應(yīng)。一方面，高溫下余氯擴散速度加快，微生物滅活效率提高；另一方面，還原性物質(zhì)與氯的反應(yīng)速率也加快，導(dǎo)致余氯衰減更快。實踐表明，溫度每升高1℃，余氯測量值可能增加約5%，但這種表觀增加可能掩蓋了實際消耗速率的上升。因此，在夏季高溫或處理發(fā)熱門診廢水時，需要更頻繁地監(jiān)測余氯濃度并及時調(diào)整加藥量。

消毒工藝與外部控制因素

消毒工藝參數(shù)的設(shè)計和運行管理水平直接影響余氯的控制效果。接觸時間是決定消毒效果和余氯消耗平衡的核心參數(shù)，標準要求醫(yī)療機構(gòu)污水消毒接觸時間不少于1小時，傳染病醫(yī)院則需延長至1.5小時以上。適當延長接觸時間可以在保證消毒效果的前提下減少加氯量，研究表明，在充分混合條件下，大多數(shù)微生物可在30分鐘內(nèi)被滅活，但要確保病毒滅活則需要50-60分鐘的接觸時間。瑞安市婦幼保健院通過優(yōu)化接觸時間和加藥策略，成功將余氯監(jiān)測目標值達標率從63.6%提升至85.9%。

消毒劑選擇與質(zhì)量控制是余氯穩(wěn)定的基礎(chǔ)。目前醫(yī)療機構(gòu)常用的含氯消毒劑包括次氯酸鈉、二氧化氯和液氯等，其中次氯酸鈉因操作簡便、安全性高而成為中小型醫(yī)療機構(gòu)的優(yōu)選。然而，市場上含氯消毒劑質(zhì)量參差不齊，西安市2016-2018年的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，含氯消毒劑合格率普遍低于80%。消毒劑有效氯含量不足、儲存條件不當（如陽光直射導(dǎo)致分解）或配制誤差都會導(dǎo)致余氯控制失效。王慕提出的解決方案是使用深色耐腐蝕儲藥罐、確保密封性并預(yù)留出氣口，可有效減少藥劑儲存過程中的活性氯損失。

加藥系統(tǒng)設(shè)計對余氯精確控制至關(guān)重要。醫(yī)療廢水排放的不穩(wěn)定性是加藥控制的主要難點，瑞安市婦幼保健院觀察到，用水高峰期（8:00-18:00）余氯常處于下限值2mg/L，而凌晨（0:00-5:00）用水低谷時余氯則接近上限值8mg/L。這種波動可通過在消毒池前端設(shè)置緩沖池來緩解，使廢水均勻進入消毒池，便于加藥量控制。先進的自動加藥系統(tǒng)可根據(jù)流量或余氯在線監(jiān)測信號實時調(diào)節(jié)加藥量，如某項目采用DCS系統(tǒng)控制加藥泵，在液位達到設(shè)定高度后自動啟動攪拌，使藥劑均勻分散。然而，多數(shù)醫(yī)療機構(gòu)的操作人員專業(yè)基礎(chǔ)薄弱，僅憑經(jīng)驗操作，難以應(yīng)對水量水質(zhì)波動。

pH值是影響余氯形態(tài)和殺菌效率的重要工藝參數(shù)。pH值不僅影響余氯測量準確性（當pH<5或>10時測量結(jié)果顯著受影響），更決定了次氯酸與次氯酸根離子的比例。當pH<7.5時，次氯酸（hclo）占主導(dǎo)，殺菌效率高；ph>7.5時，次氯酸根（ClO?）增多，殺菌效率下降。因此，將pH控制在6.5-7.5范圍內(nèi)既能保證較高殺菌效率，又有利于余氯穩(wěn)定。此外，pH還影響重金屬和懸浮物的沉淀效果，間接影響余氯消耗。

優(yōu)化策略與技術(shù)展望

基于對余氯影響因素的全面分析，醫(yī)療機構(gòu)可采取多層次的優(yōu)化控制策略。工藝設(shè)計層面，推薦采用“緩沖池+自動加藥+接觸消毒”的組合工藝，緩沖池可平衡水量波動，使后續(xù)消毒池進水穩(wěn)定。消毒池宜設(shè)計為多格串聯(lián)，總接觸時間不少于1小時，確保水流呈現(xiàn)推流狀態(tài)，避免短流。在新冠疫情等特殊時期，參考《關(guān)于做好新型冠狀病毒感的肺炎疫情醫(yī)療污水和城鎮(zhèn)污水監(jiān)管工作的通知》（環(huán)辦水體函[2020]52號）要求，有效氯投加量可提高至50mg/L，但需密切監(jiān)測余氯和消毒副產(chǎn)物。

運行管理方面，建立標準化操作流程和培訓(xùn)考核制度至關(guān)重要。青山綠水圈的實踐表明，通過完善操作流程（如調(diào)整提升泵流速、分時段設(shè)置加藥頻率）和加強人員培訓(xùn)（口頭帶教、流程圖上墻、月度考核），可顯著提高余氯達標率。具體而言，將操作流程掌握率提升至90%后，余氯動態(tài)監(jiān)測達標率從63.6%提高到81%。同時，應(yīng)實施全過程質(zhì)量控制，包括消毒劑進貨檢驗、規(guī)范儲存、精確配制和定期檢測，確保消毒劑活性氯含量符合要求。

技術(shù)創(chuàng)新方向，智能預(yù)測控制系統(tǒng)將成為余氯精準調(diào)控的發(fā)展趨勢。通過在線監(jiān)測流量、pH、ORP、濁度和余氯等參數(shù)，結(jié)合數(shù)學(xué)模型預(yù)測余氯消耗規(guī)律，實時調(diào)節(jié)加藥量，可解決人工控制響應(yīng)滯后的問題。此外，新型消毒工藝如光-氯聯(lián)合消毒、電化學(xué)消毒等也展現(xiàn)出良好前景，這些技術(shù)可產(chǎn)生自由基協(xié)同消毒，減少單純氯消毒的藥劑投加量和副產(chǎn)物生成。對于小型醫(yī)療機構(gòu)，開發(fā)集成化、模塊化的污水處理設(shè)備，配備自動加藥和余氯反饋控制功能，可解決其專業(yè)技術(shù)人員不足的問題。

未來研究應(yīng)重點關(guān)注多因素耦合作用下的余氯衰減機理和預(yù)測模型。目前醫(yī)療廢水處理過程中對余氯的影響因素研究多為單一因素分析，而實際上溫度、pH、氨氮、有機物等因素相互影響，共同決定余氯行為。通過大數(shù)據(jù)分析和機器學(xué)習(xí)技術(shù)，挖掘歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)中的規(guī)律，建立適用于不同類型醫(yī)療機構(gòu)的余氯預(yù)測模型，將為智能控制提供理論基礎(chǔ)。同時，開發(fā)綠色替代消毒技術(shù)和消毒副產(chǎn)物控制方法也是重要研究方向，在保障消毒效果的同時降低環(huán)境風(fēng)險。

醫(yī)療廢水余氯控制是一項系統(tǒng)工程，需要從水質(zhì)特性、工藝設(shè)計、設(shè)備選型、運行管理和技術(shù)創(chuàng)新等多方面綜合施策。隨著環(huán)保要求的日益嚴格和醫(yī)療廢水處理技術(shù)的不斷進步，通過科學(xué)分析影響因素、優(yōu)化控制策略、提升管理水平，醫(yī)療機構(gòu)完全能夠?qū)崿F(xiàn)余氯的精準控制，確保廢水消毒效果，保護水生態(tài)環(huán)境和公眾健康。