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(biāo)，直接影響著醫(yī)療廢水的達(dá)標(biāo)排放與生態(tài)環(huán)境安全。隨著《醫(yī)療機(jī)構(gòu)污水處理工程技標(biāo)準(zhǔn)》（GB51459-2024）的實(shí)施和疫情防控常態(tài)化的要求，醫(yī)療廢水余氯的精準(zhǔn)控制已成為醫(yī)療機(jī)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(shí)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(yùn)行提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

余氯的基本概念與標(biāo)準(zhǔn)要求

余氯是指含氯消毒劑投入水中后，經(jīng)過一定接觸時(shí)間與水中細(xì)菌、微生物、有機(jī)物及無機(jī)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(qiáng)氧化性和高殺菌效率成為消毒效果的主要指標(biāo)。次氯酸分子體積小且不帶電荷，能夠輕易穿透微生物細(xì)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(duì)醫(yī)療廢水余氯的控制標(biāo)準(zhǔn)因醫(yī)療機(jī)構(gòu)類型和排放方式而異。《醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放標(biāo)》（GB18466-2005）規(guī)定，綜合醫(yī)療機(jī)構(gòu)間接排放時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格，《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB31/199-2018）三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)》（DB31/373-2010）則規(guī)定生物研發(fā)機(jī)構(gòu)間接排放廢水的余氯范圍為2~8mg/L。值得注意的是，實(shí)際操作中余氯的最佳控制區(qū)間較排放標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格，瑞安市婦幼保健院的實(shí)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(fèi)和二次污染風(fēng)險(xiǎn)。

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(duì)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(duì)性的控制措施。在實(shí)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(zhǔn)確性高，已成為醫(yī)療機(jī)構(gòu)廣泛采用的現(xiàn)場快速檢測手段。

水體內(nèi)部因素對(duì)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(xiàng)研究表明，不同類型醫(yī)療機(jī)構(gòu)廢水中余氯達(dá)標(biāo)率存在顯著差異，專科醫(yī)院的余氯合格率可達(dá)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；而專科醫(yī)院病源單一，產(chǎn)污環(huán)節(jié)固定，水體成分相對(duì)簡單，對(duì)余氯的消耗較為穩(wěn)定。同樣，醫(yī)療機(jī)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(jī)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(yùn)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(fù)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(yuǎn)低于游離性余氯，且隨著氨氮濃度升高，會(huì)出現(xiàn)“折點(diǎn)加氯”現(xiàn)象——即加氯量增加時(shí)余氯含量反而下降，這對(duì)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?yàn)橄趸^程減少了氨氮對(duì)余氯的消耗。

有機(jī)物含量是另一重要影響因素，以總有機(jī)碳（TOC）為代表的有機(jī)物濃度越高，余氯消耗越快。有機(jī)物作為還原性物質(zhì)，會(huì)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(fù)相關(guān)，濁度越高，余氯值越小。這是因?yàn)闈岫任镔|(zhì)（懸浮物和膠體）不僅能吸附有機(jī)物和微生物，其本身也具有耗氯特性，在消毒過程中與目標(biāo)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(huì)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(kuò)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(shí)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(shí)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(shí)，需要更頻繁地監(jiān)測余氯濃度并及時(shí)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(jì)和運(yùn)行管理水平直接影響余氯的控制效果。接觸時(shí)間是決定消毒效果和余氯消耗平衡的核心參數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)要求醫(yī)療機(jī)構(gòu)污水消毒接觸時(shí)間不少于1小時(shí)，傳染病醫(yī)院則需延長至1.5小時(shí)以上。適當(dāng)延長接觸時(shí)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(shí)間。瑞安市婦幼保健院通過優(yōu)化接觸時(shí)間和加藥策略，成功將余氯監(jiān)測目標(biāo)值達(dá)標(biāo)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(jī)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(jī)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(chǔ)存條件不當(dāng)（如陽光直射導(dǎo)致分解）或配制誤差都會(huì)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(chǔ)藥罐、確保密封性并預(yù)留出氣口，可有效減少藥劑儲(chǔ)存過程中的活性氯損失。

加藥系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)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(diǎn)，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(shí)余氯則接近上限值8mg/L。這種波動(dòng)可通過在消毒池前端設(shè)置緩沖池來緩解，使廢水均勻進(jìn)入消毒池，便于加藥量控制。先進(jìn)的自動(dòng)加藥系統(tǒng)可根據(jù)流量或余氯在線監(jiān)測信號(hào)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)加藥量，如某項(xiàng)目采用DCS系統(tǒng)控制加藥泵，在液位達(dá)到設(shè)定高度后自動(dòng)啟動(dòng)攪拌，使藥劑均勻分散。然而，多數(shù)醫(yī)療機(jī)構(gòu)的操作人員專業(yè)基礎(chǔ)薄弱，僅憑經(jīng)驗(yàn)操作，難以應(yīng)對(duì)水量水質(zhì)波動(dòng)。

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(zhǔn)確性（當(dāng)pH<5或>10時(shí)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(dāng)pH<7.5時(shí)，次氯酸（hclo）占主導(dǎo)，殺菌效率高；ph>7.5時(shí)，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(duì)余氯影響因素的全面分析，醫(yī)療機(jī)構(gòu)可采取多層次的優(yōu)化控制策略。工藝設(shè)計(jì)層面，推薦采用“緩沖池+自動(dòng)加藥+接觸消毒”的組合工藝，緩沖池可平衡水量波動(dòng)，使后續(xù)消毒池進(jìn)水穩(wěn)定。消毒池宜設(shè)計(jì)為多格串聯(lián)，總接觸時(shí)間不少于1小時(shí)，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(shí)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(hào)）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(yùn)行管理方面，建立標(biāo)準(zhǔn)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(shí)踐表明，通過完善操作流程（如調(diào)整提升泵流速、分時(shí)段設(shè)置加藥頻率）和加強(qiáng)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(dá)標(biāo)率。具體而言，將操作流程掌握率提升至90%后，余氯動(dòng)態(tài)監(jiān)測達(dá)標(biāo)率從63.6%提高到81%。同時(shí)，應(yīng)實(shí)施全過程質(zhì)量控制，包括消毒劑進(jìn)貨檢驗(yàn)、規(guī)范儲(chǔ)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(zhǔn)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(shí)時(shí)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(duì)于小型醫(yī)療機(jī)構(gòu)，開發(fā)集成化、模塊化的污水處理設(shè)備，配備自動(dòng)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(diǎn)關(guān)注多因素耦合作用下的余氯衰減機(jī)理和預(yù)測模型。目前醫(yī)療廢水處理過程中對(duì)余氯的影響因素研究多為單一因素分析，而實(shí)際上溫度、pH、氨氮、有機(jī)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(jī)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(jī)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(shí)，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(shí)降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

醫(yī)療廢水余氯控制是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要從水質(zhì)特性、工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、運(yùn)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(yán)格和醫(yī)療廢水處理技術(shù)的不斷進(jìn)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(jī)構(gòu)完全能夠?qū)崿F(xiàn)余氯的精準(zhǔn)控制，確保廢水消毒效果，保護(hù)水生態(tài)環(huán)境和公眾健康。