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新型冠状肺炎疫情下关于污泥如何杀菌消毒的方法

作者: 未知

来源: 中国给水排水

来源:中国给水排水

导语:针对新型冠状病毒可以通过排水系统进行传播和扩散的问题,梳理了病毒在水循环链条中的迁徙轨迹,提出要重视病毒进入城市排水系统后通过污泥进行扩散和传播的风险。此次新型冠状肺炎疫情是归纳和反思我国污泥处理处置过程中的病原体控制的契机。为此系统梳理了我国的污泥杀菌消毒相关标准和政策,研究了美国和欧盟的相关研究成果,认为污泥是病原体的良好载体,但目前我国对于污泥中病原体的控制标准约束较为宽松,需加强污泥中病原菌灭活的试验和研究,并制定病原体的指标和限值。新型冠状病毒是包膜病毒,容易被杀毒剂杀死,因此在污泥预处理段投加消毒剂是重要且有效的控制病原体的措施。好氧发酵、厌氧消化、石灰稳定、热干化和射线辐射等处理方式都可以有效减少病原体。疫情期间,污泥的处置方式宜采取焚烧或协同焚烧的方式。此外,为了减少暴露风险,在污泥处理处置过程中,应优先选择密闭性较好的装置。

01前言

2019年12月,武汉市发生聚集性不明原因肺炎病例,随着疫情在全国蔓延,2020 年 1 月 26 日起全国多个省份已先后启动重大突发公共卫生事件一级响应。2月8日,国家卫健委新闻发言人宣布,新型冠状病毒感染的肺炎英文简称为“NCP”。

2020年2月1日,深圳市第三人民医院透露,在某些新型冠状病毒感染的肺炎确诊患者的粪便中检测出NCP病毒核酸阳性;2月2日,钟南山院士也在采访中提醒,要高度警惕新型冠状病毒粪口传播的问题。这就说明,病毒存活于感染者的排泄物,通过排水系统进入污水处理厂后,可能会转移到污泥中进行传播。

根据资料显示,与NCP病毒相似的SARS病毒可以在尿液、粪便中长时间存活。根据2004年军事医学科学院卫生学环境医学研究所发表在《环境与健康杂志》的论文“SARS冠状病毒的抵抗力研究”,在温度为20℃的条件下,SARS冠状病毒在粪便中可以存活3d,在尿液中可以存活17d。在更低的温度下,病毒的存活时间更长,例如在4℃的温度下,SARS病毒在粪尿中可以存活17d以上。NCP病毒与SARS病毒同属于呼吸道病毒,特性相似,因此,可以借鉴这些数据。

国外的相关研究给出了整个水循环链条中病毒的迁移轨迹,以及10个人暴露风险点,如图1所示。

 

图1 致病微生物在城市水系统中的迁移轨迹及人暴露风险点

通过以上图示可以看出,从感染者(A)到污泥产生的污水处理厂(D),迁移路径并不长。污水从用户大便器汇流到市政污水处理厂,不过数小时的时间,在污水处理厂进行处理的停留时间一般也不超过24h,病毒依然可能存活,并在污水处理的副产物——污泥中进行富集。因此,可以得出以下判断:要重视NCP病毒在进入城市排水系统后,通过污泥进行扩散和传播的风险。

02  国内污泥杀菌消毒的相关要求梳理

2.1污泥杀菌消毒的必要性

城镇污水处理厂污泥是污水处理的产物,主要来源于初次沉淀池、二次沉淀池等工艺环节。未经处理的污泥中含有较多的病原微生物和寄生虫卵。在污泥的处理处置过程中,它们可通过各种途径传播(如污染土壤、空气、水源),并通过皮肤接触、呼吸和食物链危及人畜健康,也能在一定程度上加速植物病害的传播。

通常用卫生学指标来衡量污泥中病原体的数量。根据住建部和发改委于2011年联合发布的《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南》(试行),污泥的卫生学指标主要包括细菌总数、粪大肠菌群数、寄生虫卵含量等。初沉污泥、活性污泥及消化污泥中细菌、粪大肠菌群及寄生虫卵的一般数量见表1。

表1 城镇污水处理厂污泥细菌与寄生虫卵均值(以干污泥计):

 

2.2 泥质标准中关于病原体的要求

污泥中存在大量的病原体,被检出的病毒超过100种,但病毒和其他病原菌的培养检验十分复杂和困难,因此目前执行的泥质标准中,均无明确的病原体指标要求,而以较易检验的粪大肠菌群数和细菌总数来表征。

①粪大肠菌群数粪大肠菌群和病原菌都存在于人类肠道系统内,每人每日排泄的粪便中含有粪大肠菌群数约(1~4)×1011个,数量远远高于病原菌,但对人体无害;由于粪大肠菌的数量多且容易培养检验,因此,常采用粪大肠菌群数作为卫生指标。污泥中存在粪大肠菌就表明受到粪便的污染,并可能存在病原菌。

②细菌总数细菌总数是粪大肠菌群数、病原菌和其他细菌的总和,以1kg干污泥中的细菌总数表示。污泥中细菌总数反映了污泥受细菌污染的程度。细菌总数愈多,表示病原菌和病毒存在的可能性愈大。细菌总数不能说明污染的来源,必须结合大肠菌群数来综合判断。

表2是目前国内执行的污泥相关泥质标准中对卫生学指标的要求限值,其中最严格的泥质标准是《城镇污水处理厂污泥处置 土地改良用泥质》(GB/T24600-2009),粪大肠菌群菌值要求大于0.01,细菌总数要求小于108MPN/kg干污泥,但仍无关于病原体,如病毒数量的限值要求。

 

2.3污泥处理处置过程中的病原体控制方法

污水处理厂的污泥处理处置全流程包括以下三个环节:

①污泥预处理(污泥贮存、浓缩、脱水等);②污泥处理(深度脱水、热干化、消化、好氧发酵等);③污泥处置(土地利用、焚烧、建材利用、填埋等)。为了保证病毒在污泥处理处置环节得到最大程度的控制,在全流程中都应考虑病原体的控制。

①污泥预处理

根据美国环境保护署(EPA)的研究,冠状病毒是包膜病毒,这意味着它们是最容易被消毒剂产品杀死的病毒之一。冠状病毒的结构见图2。

 

图2冠状病毒的结构

仍以与NCP病毒极为相似的SARS冠状病毒为例,根据2004年军事医学科学院卫生学环境医学研究所发表在《环境与健康杂志》的论文“SARS冠状病毒的抵抗力研究”,SARS冠状病毒对常用消毒剂的抵抗力明显低于其他微生物,污水中加氯量在10mg/L以上时,冠状病毒就可完全杀灭;二氧化氯加入量达到40mg/L以上时,冠状病毒也可完全杀灭(见表3)。

 

因此,作为源头控制,在污泥含水率较高且仍处于液体状态的预处理阶段投加消毒剂,是重要且有效的控制病原体扩散的措施。

国家环保总局2004年发布的《医院污水处理技术指南》第六章“污泥、废气处理”中提到的具体要求如表4所示。

 

以上技术指南虽是为医院污水处理产生的污泥制定的,但在NCP疫情期间,建议市政污水处理厂的污泥可参照上述要求适当放宽执行。作为疫情期间的市政污水处理厂污泥应急消毒处理方式,可参照医院污水污泥的处理方式,将污泥贮池作为污泥消毒池,通过投加石灰或漂白粉作为消毒剂进行强化杀菌消毒。

②污泥处理

污泥脱水后一般尚不能满足污泥处置的泥质要求,需要进一步处理,以实现污泥的稳定化、减量化和无害化,这个环节称为“污泥处理”。依据住建部2017年发布的《城镇污水处理厂污泥处理稳定标准》(CJ/T 510-2017),污泥稳定是指“污泥通过生物、化学或物化处理,使处理产物达到不易腐败发臭、控制病原体等要求”。污泥稳定生物处理工艺包括厌氧消化、好氧发酵和好氧消化等;污泥稳定化学或物化处理方式包括热碱分解、石灰稳定、热干化和焚烧等。表5是其中部分工艺的污泥病原体控制指标及限值,包括厌氧消化、好氧发酵、好氧消化、热碱分解和石灰稳定。

 

以上工艺均可实现脱水污泥中的病原体控制与减量,需根据污泥处置方式进行选择和工艺设计。对于仅有污泥脱水设施的污水处理厂,在疫情期间,可将石灰稳定法作为污泥的应急消毒处理方式。石灰稳定法的投产速度快,通过在脱水污泥中投加石灰,使温度和pH值升高,起到杀菌消毒的作用,尤其在pH值≥12的情况下效果更为明显,从而保证污泥在后续运输和处置过程中的卫生安全性。

③污泥处置

根据《城镇污水处理厂污泥处置分类》(GB/T23484-2009)的规定,污泥的处置方式包括:土地利用、污泥填埋、建材利用和污泥焚烧。参考国家环保总局2004年发布的《医院污水处理技术指南》第六章“污泥、废气处理”中提到的“医院污泥必须按照医疗废物处理要求进行集中(焚烧)处置”,考虑到最大程度杀灭病原体,避免病媒的接触和病毒的传播,对于具备条件的城市,NCP疫情期间的市政污泥处置应尽量选择焚烧,建议采用污泥单独焚烧、燃煤电厂掺烧、水泥厂掺烧和垃圾电厂掺烧的方式。疫情期间污泥土地利用的,应避免污泥施用土地的作物进入食物链,并在污泥施用的土地上设立醒目标识,减少人的接触带来的暴露风险。

 详情请联系黄小姐 13632187377微信同号


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