辜凌云，史鴻樂，陳可欣，余春秀，徐 威，吳 怡，熊兆錕，賴 波

（1.四川省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院，四川成都 610041；2.四川大學(xué) 建筑與環(huán)境學(xué)院，四川成都 610065）

醫(yī)院在保障公共衛(wèi)生和人體健康方面起著至關(guān)重要的作用，但隨著科技發(fā)展和醫(yī)療檢測技術(shù)的進(jìn)步，大量使用的藥物將通過醫(yī)院污水排放進(jìn)入城鎮(zhèn)管網(wǎng)或自然水體中。醫(yī)院污水來源及成分極其復(fù)雜，含有病原微生物、藥物污染物及代謝產(chǎn)物、重金屬、造影劑及抗性基因等，這些有毒有害物質(zhì)如果不經(jīng)有效處理，將成為疫病擴(kuò)散的重要途徑〔1-2〕。同時，在新冠肺炎疫情常態(tài)化的背景下，醫(yī)院病人數(shù)快速增加，相應(yīng)的各種治療藥物、消毒藥劑、病原微生物等大幅增加，從而導(dǎo)致醫(yī)院污水中抗病毒類治療藥物及代謝產(chǎn)物和病毒、細(xì)菌等病原性微生物顯著增加。超常使用的抗生素、抗病毒類藥物無法通過傳統(tǒng)的污水處理設(shè)施得到有效的處理和完全降解，這類新污染物進(jìn)入水體中會給水環(huán)境和人體健康帶來極大威脅〔3-6〕。

大規(guī)模傳染病爆發(fā)期間對醫(yī)院污水的及時處理可防止疫病通過污水?dāng)U散，保障人體健康安全，其環(huán)境效益及社會意義巨大。2020年新冠肺炎疫情爆發(fā)后，生態(tài)環(huán)境部迅速印發(fā)了《關(guān)于做好新型冠狀病毒感染的肺炎疫情醫(yī)療污水和城鎮(zhèn)污水監(jiān)管工作的通知》，體現(xiàn)了國家對疫情期間醫(yī)院污水污染防治工作的重視。2021年8月，生態(tài)環(huán)境部等五部門聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于加快補(bǔ)齊醫(yī)療機(jī)構(gòu)污水處理設(shè)施短板提高污染治理能力的通知》，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了疫情期間加強(qiáng)醫(yī)院污水深度處理的重要性。相對于居民生活污水，醫(yī)院污水具有毒害物質(zhì)濃度高、可生化性差等特點(diǎn)，無法通過常規(guī)污水處理技術(shù)有效處理。

如何提高對醫(yī)院污水處理的有效性，切斷病原微生物和有毒有害物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境的途徑，減少二次污染風(fēng)險(xiǎn)，是當(dāng)前亟待解決的環(huán)境衛(wèi)生問題。筆者將從醫(yī)院污水主要成分及特征出發(fā)，對我國醫(yī)院污水處理現(xiàn)狀及面臨的問題進(jìn)行總結(jié)，對醫(yī)院污水主要處理工藝和前沿技術(shù)進(jìn)展進(jìn)行梳理及深入闡述，并提出相關(guān)對策和建議，旨在為我國醫(yī)院污水治理提供一定技術(shù)參考。

1 醫(yī)院污水主要成分及特征

1.1 醫(yī)院污水主要成分

醫(yī)院污水中主要成分包括病原微生物、藥物及其代謝產(chǎn)物、重金屬、有毒化學(xué)殘留物、造影劑及抗性基因等〔2，7-8〕。

病原微生物包括大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、沙門氏菌、弧菌、各類傳染性病毒等；藥物及其代謝產(chǎn)物主要包括鎮(zhèn)痛類、消炎類、抗菌類、抑菌類、精神類、降壓類和激素類藥物及其代謝產(chǎn)物；重金屬主要包括鎘、銅、鐵、釓、汞、鉑等；有毒化學(xué)殘留物包括洗滌劑和消毒劑等的殘留物、苯酚、氯化物等；造影劑主要是131I。此外，諸多報(bào)道中還提到了醫(yī)院污水中抗性細(xì)菌和抗性基因的存在〔9-11〕。

1.2 醫(yī)院污水主要特征

1.2.1 理化特性

醫(yī)院污水的主要理化指標(biāo)包括化學(xué)需氧量（COD）、生化需氧量（BOD5）、總懸浮物（TSS）、總氮（TN）、氨氮（NH4+-N）、總有機(jī)碳（TOC）、可溶性有機(jī)碳（DOC）、氯化物、油脂、氧化還原電位、電導(dǎo)率和pH等。一般醫(yī)院污水中各類污染物指標(biāo)范圍：COD 43～270 mg/L、BOD5100～400 mg/L、TSS 150～500 mg/L、TN 60～230 mg/L、NH4+-N 10～68 mg/L、TOC 31～180 mg/L、DOC 120～130 mg/L、氧化還原電位 850～950 /mV、電 導(dǎo) 率 300～2 700 μS/cm、油 脂50～210 mg/L。

根據(jù)P.VERLICCHI等〔12〕的 研 究，醫(yī) 院 污 水 中COD一般是常規(guī)城鎮(zhèn)污水的2～3倍，醫(yī)院污水與城鎮(zhèn)污水的主要指標(biāo)對比見表1。

表1 醫(yī)院污水和城鎮(zhèn)污水水質(zhì)對比Table 1 Comparison of water quality between hospital sewage and urban sewage

1.2.2 病原微生物特征

醫(yī)院污水中病原微生物特征主要分為細(xì)菌性污染和病原體污染。細(xì)菌性污染主要通過大腸桿菌（E.coli）進(jìn)行表征，其他細(xì)菌還包括孢子菌、亞硫酸鹽還原菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌等。病原體污染的表征主要是各類病毒，如腸病毒、諾瓦克病毒、腺病毒、輪狀病毒、新冠病毒、甲肝病毒等。根據(jù)E.CARRARO等〔13〕報(bào)道的這些病原微生物特征濃度，大腸桿菌、腸球菌、糞大腸桿菌每100 mL廢水中最可能存在的細(xì)菌數(shù)量級分別為103～106、103～106、103～104，諾瓦克病毒、腺病毒、輪狀病毒、甲肝病毒1 L廢水中病毒載體的基因組拷貝數(shù)分別為2.4×106、2.8×106、1.9×106、1.0×104。

1.2.3 藥物及其代謝產(chǎn)物特征

藥物及其代謝產(chǎn)物廣泛存在于各類醫(yī)院污水中，主要包括抗炎類、抗菌類、抑菌類、鎮(zhèn)痛類、神經(jīng)類、瀉藥通便類、造影劑類等。大部分藥物進(jìn)入人體后經(jīng)代謝排放，其中約55%～80%的代謝產(chǎn)物通過尿液排放，約4%～30%的代謝產(chǎn)物通過糞便排放進(jìn)入污水中。總的來說，醫(yī)院污水中藥物類污染物的質(zhì)量濃度在78 μg/L～5 mg/L。表2詳細(xì)列舉了醫(yī)院中各治療科室及污水中檢測出的典型藥物及對應(yīng)濃度〔14〕。

表2 醫(yī)院污水中主要藥物的濃度范圍Table 2 Range of concentration measured in hospital wastewater

1.2.4 重金屬特征

醫(yī)院污水中的重金屬主要包括釓、汞、鉑、鎘、銅、鐵、鎳、鉛等。金屬釓主要來源于核磁共振檢查過程中口服或靜脈注射的釓雙胺或釓噴酸藥劑中。醫(yī)院污水中釓的質(zhì)量濃度一般在1～300 μg/L。金屬汞主要來源于診斷劑、消毒劑、利尿劑中，其質(zhì)量濃度一般在0.3～7.5 μg/L。金屬鉑主要來源于癌癥或腫瘤治療的卡鉑、順氯氨鉑等抗癌藥物中，質(zhì)量濃度一般在0.01～3.5 μg/L。K.KüMMERER等〔15〕在一項(xiàng)研究中分析了歐洲5家醫(yī)院排放污水中的鉑濃度，發(fā)現(xiàn)約70%的含鉑藥物最終通過人體代謝排放進(jìn)入醫(yī)院污水。

1.3 醫(yī)院污水產(chǎn)排特征

醫(yī)院污水產(chǎn)排特征與諸多因素有關(guān)，如醫(yī)院床位總數(shù)、病區(qū)設(shè)置情況、廚房及洗浴等配套設(shè)施情況、住院和門診病人情況、醫(yī)院所在地發(fā)展情況、地理位置和氣候條件等。

醫(yī)院污水排放量主要取決于醫(yī)院規(guī)模和類型，床位數(shù)≥500張定為大型醫(yī)院，100～499張定為中型醫(yī)院，＜100張定為小型醫(yī)院。一般規(guī)模越大，醫(yī)院污水排放量越高。通過調(diào)查16家不同規(guī)模醫(yī)院的污水排放量發(fā)現(xiàn)，3家大型醫(yī)院污水排放量在903～1 298 m3/d，5家中型醫(yī)院在194～600 m3/d，8家小型醫(yī)院在27～103 m3/d〔16〕。日本高槻市一家有480個床位的核心綜合醫(yī)院其污水排放量在426～503 m3/d，平均排放 量約為460 m3/d〔17〕。此外，醫(yī) 院需水量與地區(qū)經(jīng)濟(jì)及社會發(fā)展情況有很大關(guān)系。一般而言，發(fā)達(dá)地區(qū)的醫(yī)院需水量基本在200～800 L/（床·d），欠發(fā)達(dá)地區(qū)基本在200～400 L/（床·d）。醫(yī)院污水排放量在每日不同時段的波動較大，主要受到臨床患者接受治療情況或?qū)嶒?yàn)室分析完成情況的影響，一般于每日上午8：00～11：00及下午16：00～19：00達(dá)到峰值〔18〕。我國醫(yī)院根據(jù)規(guī)模大小，普通醫(yī)院污水排放量基本在250～750 m3/d，省級及以上綜合性醫(yī)院污水排放量基本在1 000～3 000 m3/d，各醫(yī)院污水具體排放量可根據(jù)《醫(yī)院污水處理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ 2029—2013）進(jìn)行計(jì)算。

醫(yī)院污水中污染物的排放量與季節(jié)密切相關(guān)。一般來說，隨著春冬季節(jié)患者數(shù)量增加，污水中的污染物量也會顯著增加，而在夏秋季節(jié)則相對較低。根據(jù)S.AYDIN等〔16〕的研究，冬季醫(yī)院污水中的抗生素質(zhì)量濃度可達(dá)（497±3.66）～（322 735±4.58） ng/L，遠(yuǎn)高于夏季的（21.2±0.13）～（4 886±3.80） ng/L。此外有研究報(bào)道了葡萄牙4種不同類型醫(yī)院污水中的藥物污染負(fù)荷情況，大學(xué)醫(yī)院（1 456床）、綜合醫(yī)院（350床）、兒科醫(yī)院（110床）和婦產(chǎn)科醫(yī)院（96床）分別為306、155、14、1.5 g/d〔19〕。

新冠疫情爆發(fā)后，收治感染病患的醫(yī)療場所產(chǎn)生了大量涉疫污水，污水中還含有病原微生物、抗病毒藥物等有毒有害物質(zhì)，具有空間污染、急性感染和潛在感染的特點(diǎn)。據(jù)報(bào)道，武漢雷神山醫(yī)院作為應(yīng)對新冠肺炎疫情應(yīng)急建造的大型傳染病醫(yī)院，日均涉疫污水排水量約為528.7 m3（2020年3月），收治患者數(shù)峰值可達(dá)1 237人〔20〕。疫情發(fā)生后，我國武漢市地表水中的阿奇霉素質(zhì)量濃度從疫情發(fā)生前的4.2 ng/L上升到935 ng/L，城市污水中其他抗病毒藥物濃度也增加了70%以上〔21〕。重大疫病爆發(fā)期間就診病患數(shù)的突然增加，將引起涉疫醫(yī)院污水系統(tǒng)水量沖擊負(fù)荷、藥物污染負(fù)荷及疫病傳播風(fēng)險(xiǎn)等大幅度增加，給污水的應(yīng)急處置帶來挑戰(zhàn)。涉疫醫(yī)療污水未經(jīng)有效處理排放將成為疫病傳播和環(huán)境污染的重要途徑，新冠疫情傳播期間對醫(yī)療污水的有效處置不容忽視。

2 醫(yī)院污水處理現(xiàn)狀及問題

2.1 現(xiàn)有的處理要求

近年來，我國針對不同規(guī)模、不同性質(zhì)的醫(yī)院污水，提出了根據(jù)污水排放去向的不同水質(zhì)要求下可采用的工藝路線（圖1所示）：1）傳染病院（包括有傳染病房的綜合醫(yī)院）采用二級處理；2）處理出水排入自然水體的縣及縣以上醫(yī)院采用二級處理；3）處理出水排入城市下水道（設(shè)有二級污水處理廠）的綜合醫(yī)院提倡采用二級處理，對采用一級處理工藝的必須加強(qiáng)處理效果；4）對于50床以下綜合醫(yī)院和鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院提倡采用簡易生化處理，有條件的可采用二級處理或加強(qiáng)處理效果的一級處理工藝。傳染病醫(yī)院（包括帶傳染病房的綜合醫(yī)院）產(chǎn)生污水還需進(jìn)行預(yù)消毒處理〔22〕。

圖1 不同醫(yī)院污水處理工藝Fig.1 Wastewater treatment process in different hospital

根據(jù)《醫(yī)院污水處理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ 2029—2013）的設(shè)計(jì)要求，醫(yī)院污水處理設(shè)施根據(jù)傳染病醫(yī)院和非傳染病醫(yī)院污水性質(zhì)的不同采取不同的工藝流程（如圖2所示）。醫(yī)院污水處理設(shè)施一般常規(guī)的工藝流程包括格柵、調(diào)節(jié)池、水解池、生化反應(yīng)處理池、二沉池和消毒池等〔23〕。

圖2 醫(yī)院污水處理工藝流程Fig.2 Process flow chart of hospital wastewater treatment

目前常用的消毒方式有氯消毒、臭氧和紫外3類。氯消毒包括液氯、次氯酸鹽和二氧化氯。投量不足可能導(dǎo)致消毒效果不佳，致病菌不能徹底滅殺；投量過高可能產(chǎn)生高毒害的消毒副產(chǎn)物。臭氧氧化能力強(qiáng)，殺菌效果高于普通含氯制劑，反應(yīng)時間短，但過量的臭氧氣體會腐蝕管道設(shè)備。紫外消毒效率高，不產(chǎn)生二次污染，但是受能耗、運(yùn)行成本和維護(hù)成本限制，且水中懸浮物濃度對光利用率影響較大。

2.2 國內(nèi)醫(yī)療機(jī)構(gòu)污水處理現(xiàn)狀及存在的問題

筆者對國內(nèi)部分省市近5年來醫(yī)院污水處理現(xiàn)狀（《醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的各類控制項(xiàng)目的達(dá)標(biāo)情況）及消毒現(xiàn)狀（《醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的糞大腸菌群、腸道致病菌或總余氯的達(dá)標(biāo)情況）進(jìn)行梳理，詳細(xì)數(shù)據(jù)見表3和表4。從表3可以看出，各省醫(yī)院污水處理總合格率均不高，其中新疆烏魯木齊（2021年）、云南保山（2019年）、廣西欽州（2018年）、上海浦東新區(qū)（2018年）、云南昆明（2018年）的醫(yī)院污水處理水質(zhì)總合格率分別為74.3%、56.5%、71.4%、78.26%、29.11%。從表4可以看出，國內(nèi)大部分地區(qū)的一級、二級及其他類型醫(yī)院的污水消毒狀況也未能完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

表3 國內(nèi)部分省市近5年醫(yī)院污水處理排放狀況Table 3 Effluent discharge status of hospitals in some province of China in recent five years

表4 國內(nèi)部分省市近5年醫(yī)院污水消毒狀況Table 4 Effluent disinfection status of hospitals in some province of China in recent five years

綜合來看，國內(nèi)目前醫(yī)院污水的處理過程中還存在較多問題：1）污水處理設(shè)施運(yùn)行維護(hù)管理不到位，部分醫(yī)院未對設(shè)施設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)；2）運(yùn)維管理人員專業(yè)技術(shù)水平不足，多數(shù)未進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，消毒藥劑的投加和使用不規(guī)范；3）隨著社會發(fā)展和就診人數(shù)的增加，現(xiàn)有的醫(yī)院污水處理工藝及設(shè)備性能等無法滿足日益增長的污水處理需求；4）傳統(tǒng)的醫(yī)院污水處理工藝無法對藥物類污染物進(jìn)行有效的降解處理，抗生素、激素類藥物隨地下管網(wǎng)進(jìn)入城市污水處理廠后進(jìn)入自然水體，增大了新污染物污染風(fēng)險(xiǎn)。因此，現(xiàn)階段亟需對傳統(tǒng)的醫(yī)院污水工藝進(jìn)行提標(biāo)升級，確保污水處理設(shè)施的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 醫(yī)院污水治理技術(shù)

國內(nèi)外針對醫(yī)院污水處理常用技術(shù)與工藝包括常規(guī)生物處理技術(shù)、改良的生物處理技術(shù)、傳統(tǒng)物化處理技術(shù)及高級氧化工藝等。P.VERLICCHI等〔49〕梳理了近20年來各國常用的醫(yī)院污水處理技術(shù)，見表5。

表5 不同國家常用的醫(yī)院污水處理工藝Table 5 Hospital wastewater treatment process in different countries

3.1 常規(guī)生物處理技術(shù)

常規(guī)的生物處理技術(shù)如活性污泥法和膜生物反應(yīng)器（MBR法），已廣泛用于醫(yī)院污水的處理。

3.1.1 活性污泥法

活性污泥法可以在好氧、兼氧或厭氧條件下運(yùn)行，能有效降低污水中的有機(jī)污染物、SS和絮凝物，但在污染物有機(jī)負(fù)荷較高時，污泥活性可能受到抑制，導(dǎo)致該工藝對醫(yī)院污水中藥物及化學(xué)殘留物的去除效果差。

序批式活性污泥法（SBR）能夠處理高濃度的有機(jī)或有毒廢水，可用于有效處理醫(yī)院污水。M.POURAKBAR等〔50〕對存在SARS-CoV-2 RNA病毒的醫(yī)院污水經(jīng)過不同技術(shù)處理后排放的生物氣溶膠進(jìn)行研究，結(jié)果表明傳統(tǒng)活性污泥法表面曝氣釋放的生物氣溶膠中含有SARS-CoV-2 RNA病毒，可能會對污水處理廠的工作人員構(gòu)成潛在健康威脅，而在SBR工藝釋放的生物氣溶膠中未檢測到該病毒，表明SBR工藝處理含病毒的醫(yī)院污水更為可靠。

3.1.2 MBR法

MBR法可同時實(shí)現(xiàn)污泥濃縮和泥水分離，有利于將病原微生物和污泥中的微生物截留在反應(yīng)器內(nèi)，同時延長難降解藥物的水力停留時間，提高出水水質(zhì)。因此，采用MBR法處理醫(yī)院污水在全球范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。N.H.TRAN等〔51〕的研究中，MBR工藝對四環(huán)素類藥物的去除效果（70.1%～97.8%）比傳統(tǒng)活性污泥法（31.4%～93.9%）表現(xiàn)更優(yōu)，且性能更加穩(wěn)定。MBR技術(shù)可高效去除醫(yī)院污水中的抗生素、有機(jī)化合物及多種病原微生物，從而更好地保護(hù)環(huán)境和公眾健康〔52〕。

3.2 改良的生物處理技術(shù)

改良的生物處理技術(shù)主要是一些目前處于實(shí)驗(yàn)室小試或中試階段的技術(shù)，包括改良的MBR技術(shù)和移動床生物膜反應(yīng)器（MBBR法）。

3.2.1 改良的MBR法

雖然MBR法在處理醫(yī)院污水方面表現(xiàn)良好，但仍存在運(yùn)行能耗高、膜組件造價(jià)高且易受污染等問題。李杏等〔53〕對北京某三甲醫(yī)院的污水處理系統(tǒng)采用“MBR工藝+紫外線消毒+次氯酸鈉消毒（備用）”進(jìn)行升級改造，SS、COD、氨氮的去除率分別從62.7%、28.6%、27.3%提升至96.6%、91.7%、83.7%，出水水質(zhì)好且穩(wěn)定，但運(yùn)行成本也顯著提高了72.6%。因此，有必要研發(fā)改良的MBR技術(shù)，以期在提高污水處理效率的同時降低膜污染程度和頻次。T.T.NGUYEN等〔54〕研究了一種浸沒式海綿-膜生物反應(yīng)器（sponge-MBR）以提高膜組件的使用壽命，結(jié)果表明膜組件添加海綿介質(zhì)可以有效減少低通量情況下因?yàn)V餅形成而引起的阻力，以及可溶性物質(zhì)吸收造成膜的不可逆污染。

3.2.2 MBBR法

MBBR法是在生物膜法的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展起來的。微生物依附在填料上但又以懸浮形態(tài)存在于水相中，通過獲得較高的生物量和較長的污泥齡，從而達(dá)到較高的污染物去除效率。G.T.H.OOI等〔55〕采用6個串聯(lián)的MBBR進(jìn)行中試規(guī)模的醫(yī)院污水處理實(shí)驗(yàn)，使污水中的藥物類污染物得到了有效去除。N.A.KHAN等〔56〕通過集成的MBBR技術(shù)處理醫(yī)院污水，其中布洛芬和氧氟沙星的去除率最高可達(dá)96%。因此，MBBR是一種高效、經(jīng)濟(jì)且可靠的醫(yī)院污水處理技術(shù)。

3.3 傳統(tǒng)物化處理技術(shù)

3.3.1 活性炭吸附法

活性炭吸附劑應(yīng)用廣泛，常用于污水的深度處理。D.SERRANO等〔57〕將粉末狀活性炭用于醫(yī)院污水深度處理，污水中卡馬西平、甲氧芐啶、雙氯芬酸、地西泮等藥物類污染物去除效果顯著提高。M.BOEHLER等〔58〕通過向生物處理池中投加粉末狀活性炭，取得了苯并三唑、卡馬西平、克拉霉素、布洛芬和雙氯芬酸等藥物污染物80%以上的去除率。

3.3.2 膜過濾法

膜過濾法是采用微孔膜對污染物進(jìn)行攔截去除的一種方法，主要包括微濾、納濾和反滲透，攔截率基本能達(dá)到85%以上。V.YANGALI-QUINTANILLA等〔59〕研究發(fā)現(xiàn)，反滲透容易產(chǎn)生膜污染且能耗較高，而納濾則可在較低的壓力下去除醫(yī)院污水中的污染物質(zhì)。有研究表明通過反滲透、超濾和微濾還可去除污水中的大量病毒（MS-2噬菌體、PRD-1噬菌體、MVM小鼠微小病毒、T4噬菌體、phi X174噬菌體等）〔60〕。然而，采用膜過濾法處理醫(yī)院污水將產(chǎn)生濃度更高的污染物殘余物，需經(jīng)妥善處理處置以防給環(huán)境帶來更大的次生危害。

3.4 高級氧化技術(shù)

與傳統(tǒng)的如雙氧水、高錳酸鉀、次氯酸等氧化手段相比，高級氧化技術(shù)可通過產(chǎn)生自由基的強(qiáng)氧化性快速高效去除污水中的難降解藥物及代謝產(chǎn)物。常見的自由基包括羥基自由基（·OH）、硫酸根自由基（SO4·-）、超氧自由基（O2·-）等。如圖3所示，常見高級氧化技術(shù)包括光催化、UV輻射、Fenton、光催化/Fenton、非均相催化過硫酸鹽、電催化等。

圖3 常見高級氧化技術(shù)類型Fig.3 Types of advanced oxidation technologies

高級氧化技術(shù)與單純的萃取、膜過濾、活性炭吸附等技術(shù)相比更加環(huán)境友好，但也應(yīng)注意氧化過程中可能產(chǎn)生的有毒中間副產(chǎn)物。

3.4.1 臭氧技術(shù)

臭氧技術(shù)已廣泛應(yīng)用于大部分的歐洲國家醫(yī)院污水的深度處理過程。臭氧可通過與某些特定官能團(tuán)相結(jié)合直接降解污染物，也可通過產(chǎn)生·OH間接氧化污染物（圖4）。Xiaoyu LIU等〔61〕研究發(fā)現(xiàn)新冠肺炎流行期間臭氧/過一硫酸鹽（O3/PMS）工藝能夠有效強(qiáng)化降解抗病毒藥物利巴韋林；同時比較不同的臭氧工藝發(fā)現(xiàn)，O3和PMS/O3系統(tǒng)產(chǎn)生的溴化有毒副產(chǎn)物高于H2O2/O3系統(tǒng)。劉行浩等〔62〕利用臭氧技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對污水中氯霉素的完全去除（20 min），同時降低中間產(chǎn)物毒性。

圖4 臭氧降解藥物污染物機(jī)理Fig.4 Mechanism of the degradation of pharmaceutical pollutants by ozonation process

3.4.2 UV/H2O2

UV/H2O2是應(yīng)用最為廣泛的高級氧化技術(shù)之一，對醫(yī)院污水中污染物去除效果顯著，其降解效率與廢水的渾濁度和堿度有關(guān)〔63〕。C.K?HLER等〔64〕將UV/H2O2置于MBR反應(yīng)器前對醫(yī)院污水進(jìn)行預(yù)處理，發(fā)現(xiàn)在低壓UV照射和1.11 g/L H2O2同時存在的條件下，可獲得對14種典型藥物污染物70%以上的去除率。

3.4.3 光催化/Fenton

在光照條件下，光催化/Fenton系統(tǒng)中的氧化反應(yīng)可持續(xù)進(jìn)行，因此氧化效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)Fenton系統(tǒng)（圖5）〔65〕。M.JARAMILLO-BAQUERO等〔66〕研 究了光催化/Fenton對污水中抗菌藥物阿奇霉素的去除，在較短的反應(yīng)時間（30 min）內(nèi)使阿奇霉素的去除率達(dá)到了92%。根據(jù)S.MIRALLES-CUEVAS等〔67〕的研究，與傳統(tǒng)臭氧技術(shù)處理污染物相比，光催化/Fenton更加經(jīng)濟(jì)可行，還可用于處理膜濾后的高濃度污水。

圖5 Fenton工藝降解藥物污染物機(jī)理Fig.5 Mechanism of the degradation of pharmaceutical pollutants by Fenton process

3.4.4 電催化/臭氧技術(shù)

電催化/臭氧技術(shù)將電化學(xué)技術(shù)與臭氧耦合，可通過電解過程原位生成H2O2催化臭氧分解產(chǎn)生·OH，是提高自由基生成濃度并加速污染物降解的有效途徑。Yahan YU等〔68〕采用電催化/臭氧技術(shù)處理某三甲醫(yī)院實(shí)際污水，同步實(shí)現(xiàn)了醫(yī)院污水中病原微生物的高效滅活和110種藥物類污染物的有效去除，污染物去除率（93.9%）遠(yuǎn)優(yōu)于單獨(dú)臭氧（42.0%）或電解技術(shù)（27.6%）。

3.4.5 活化過硫酸鹽技術(shù)

過一硫酸鹽（PMS）經(jīng)均相（Fe2+、Fe3+）或非均相（混合金屬氧化物、單金屬氧化物、零價(jià)鐵、活性炭等）的催化劑活化可產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的活性自由基（·OH、SO4·-），高 效 快 速降解水 中 的 污 染 物。Zelin WU等〔69〕制備了一種基于沸石咪唑的磁性金屬有機(jī)骨架化合物Fe3O4@Zn/Co-ZIFs作為催化劑活化PMS，可實(shí)現(xiàn)持久性藥物污染物卡馬西平的高效降解。Xianhu LONG等〔70〕將電化學(xué)（EC）技術(shù)作為“助催化劑”構(gòu)建的EC/Fe（Ⅲ）/PMS系統(tǒng)可增強(qiáng)PMS的活化，在較短的時間內(nèi)（10 min）實(shí)現(xiàn)硝基苯、甲硝唑、苯甲酸、卡馬西平和磺胺甲唑的完全降解，同時顯示出對醫(yī)院污水中大腸桿菌等病原體的滅活能力。

3.5 醫(yī)院污水處理技術(shù)比較

上述各處理技術(shù)均存在一定優(yōu)勢及不足。表6對各類醫(yī)院污水處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用性進(jìn)行了比較，為不同類型醫(yī)院的污水處理技術(shù)工藝選擇提供參考。

表6 醫(yī)院污水處理技術(shù)比較Table 7 Comparison of hospital wastewater treatment technologies

4 建議與展望

基于新型冠狀病毒肺炎大流行期間醫(yī)院污水大幅增長、新污染物處理亟待改善等問題，對醫(yī)院污水主要成分特征、處理現(xiàn)狀及現(xiàn)有的處理技術(shù)進(jìn)行概述。通過總結(jié)發(fā)現(xiàn)，常見醫(yī)院污水處理技術(shù)在應(yīng)用上均存在一定缺陷，而醫(yī)院污水成分復(fù)雜、難降解，是環(huán)境中許多新污染物的主要來源，難以通過一般生化處理技術(shù)有效去除。因此，對未來醫(yī)院污水防控體系建設(shè)提出以下幾點(diǎn)建議。

1）醫(yī)院污水成分復(fù)雜，含有大量病原微生物和難降解藥物類污染物，在新冠肺炎疫情反復(fù)的情況下，污水易成為傳播疫情的途徑。因此，應(yīng)加快規(guī)范建設(shè)各級醫(yī)院的污水處理處置設(shè)施，提高對醫(yī)院污水的深度處理。

2）目前國內(nèi)醫(yī)院普遍采用簡單的消毒處理或生化處理工藝，導(dǎo)致污水中病原微生物和抗生素等新污染物得不到有效處理，應(yīng)加快研發(fā)一些高級氧化技術(shù)以實(shí)現(xiàn)醫(yī)院污水的同步消殺除污。

3）針對部分定點(diǎn)醫(yī)院、方艙醫(yī)院、臨時醫(yī)療機(jī)構(gòu)等，還可推進(jìn)研發(fā)一體化應(yīng)急設(shè)備，為疫情期間的醫(yī)院污水應(yīng)急處理處置做好技術(shù)儲備。