王凯军：我国医疗污水疫情三级防护体系建设与思考

自十八世纪由于工业革命带来了人口的集聚，几次重大的传染病使大量的欧美新兴工业城市面临传染病陷入大面积爆发的恐慌，从那时起污水处理应运而生。“污水处理厂”成为城市发展的标准配置，所以这门学科直到上世纪八十年代初，仍然叫做Sanitary Engineering(卫生工程)。2003年，美国工程院评选出20世纪最伟大的十项创举，排水系统和污水处理厂位列其中，排在互联网和电子技术之前。麻省理工学院的生物学教授威廉赛奇维克，被称为“公共卫生之父”。在现代环境工程学者渐渐淡忘了污水处理这一初始功能的二十一世纪初，我国非典和新冠肺炎两场流行病风暴，唤醒人们关注“卫生”这一初心。通过对比跨度十七年的两次危及公关卫生安全事件，感受到了人类与病毒之间战争的“魔高道长的此消彼长”，一方面我国污水处理领域构建了医院-医院污水处理-城市污水处理厂三道防线，另一方面由于病毒本身在不断进化与迭代。此次疫情爆发规模大大超过“非典”的规模，看出人类与传染病斗争的长期性、艰巨性和复杂性。

01 2003年非典期间及其后的医疗污水污染防治工作概况

1.1 非典疫情期间技术“遭遇战”的回顾

2003年非典疫情时，我国医疗污水处理设施和管理制度尚不能满足防疫要求。医院污水处理率极低，仅有少数几个大型医院具有污水处理设施。城市污水处理厂仅有500余座，处理率约为25%。污染防治管理制度也不完善，当时执行排放标准为《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中有关医疗机构水污染物排放标准部分，《医院污水处理设计规范》（CECS07:88）是中国工程建设标准化委员会批准发布的针对工程建设行业使用的行业标准。

原国家环保局组织相关专家编制并于2003年4月22日发布《关于进一步加大对医疗废水和医疗垃圾监管力度的紧急通知》以及《关于做好防治非典型肺炎和有关环保工作的紧急通知》，采取果断措施加强医疗废水和医疗垃圾的监管工作，防止二次污染，切断传播途径；随后在4月24日发布《关于“非典”疫情防范时期加强医院废水和医疗废物处理处置的通知》，要求各地医院采取杀菌灭毒措施避免二次污染；4月30日原国家环境保护总局印发《“SARS”病毒污染的污水应急处理技术方案》和《“SARS”病毒污染的废弃物应急处理处置技术方案》（环明传〔2003〕3号）（以下简称“SARS技术方案”）。

“SARS技术方案”明确了污水污染控制的原则：采用“加强污染源管理”的控制原则，对“非典”病人产生的排泄物必须采用专用的容器收集，进行单独的消毒处理，不得排入污水处理系统；为尽快消毒灭菌，控制病毒繁殖扩散，对消毒剂的种类、投药技术、投药量等技术指标进行了详细规定。当时我国环保行业在医院污水处理和城镇污水处理设施严重不足的情况下，首次面对大规模病毒疫情爆发，在“尽快消毒”、“严防扩散”等思想指导下，倾向于使用更加严格的技术指标。对比当时执行的GB8978-1996相关要求，“SARS技术方案”不仅采取了最严格的针对传染病医疗机构的排放标准，还将氯化消毒的粪大肠菌群排放标准由900 MPN/L加严至500 MPN/L，并统一要求接触时间为1.5小时，余氯量大于6.5mg/L，同时增加了臭氧消毒的技术要求和排放标准。

另外，“SARS技术方案”是在相关标准规范缺失背景下编制， 故其中“消毒专用设备的使用方案”部分对医院规模、单个床位污水量等给出了污水量测算取值表。

1.2 系统构建我国医疗污水管理标准体系

非典疫情暴发期间国家组织编制《医疗废物处理处置建设规划》和《我国医院污水处理建设规划》，其中《我国医院污水处理建设规划》由原建设部城建司组织北京环科院编制，对我国医院污水处理进行统一规划，规范医院污水处理设施的建设，以提升我国医院污水处理设施的整体水平。规划根据不同规模、不同性质的医院，结合污水排放去向的不同水质要求，提出医院污水可采用以下工艺路线(图1)：

(1) 传染病院(包括有传染病房的综合医院)采用二级处理；

(2) 处理出水排入自然水体的县及县以上医院采用二级处理；

(3) 处理出水排入城市下水道(设有二级污水处理厂)的综合医院提倡采用二级处理，对采用一级处理工艺的必须加强处理效果。

(4) 对于50床以下综合医院和乡镇卫生院提倡采用简易生化处理，有条件的可采用二级处理或加强处理效果的一级处理工艺。传染病医院(包括带传染病房的综合医院)产生污水还需进行预消毒处理。

使医院污水处理设施在生态安全性和抗风险性等方面进一步加强，对医院产生的污水、废气和污泥全面控制，明确消毒时间和余氯量，COD、BOD5、SS、氨氮等理化指标更为严格。

2003年以后，根据规划内容，住建部和环保部分别委托北京市环科院主持编制并发布了《医院污水处理技术指南》（环发〔2003〕197号）和《医院污水处理工程技术规范》（HJ 2029-2013），修订发布了《医疗机构水污染物排放标准》(GB 18466-2005)，对医院污水污染防治各个环节进行了系统的规定，对医院产生的污水、污物和废气等各类污染物进行全面控制，在保证消毒效果的同时，兼顾生态环境安全。《氯气安全规程》（GB 11984-2008）、《疫源地消毒总则》（GB 19193-2015）的发布，规范了具体操作。

1.3 国家相关标准和规范支撑本次疫情中应急医院的配套污水处理设施建设

本次新冠肺炎疫情中应急建设的武汉火神山和雷神山医院，其配套污水处理设施严格按照《医疗机构水污染物排放标准》(GB 18466-2005)和《医院污水处理工程技术规范》（HJ 2029-2013）进行设计。

其中武汉火神山医院占地面积约5万平方米，总建筑面积7万平方米，病床数1000张，主要用于救治确诊患者。于2020年1月25日- 2月4日用时10天建成投入使用。该医院医疗废水产生量为800-1000m³/d。该污水处理设施设两组污水处理系统，一用一备，单组处理规模为800-1000 m³/d。污水处理工艺为：预消毒接触池—化粪池—提升泵站—调节池—MBBR生化池—混凝沉淀池—折流消毒池，达标出水排入市政管网。污水处理设施产生废气经活性炭+紫外线催化进行消毒处理后排放，消毒停留时间总计5h。。医院排水系统采用雨污分流。设4000 m³的雨水调蓄池1座，雨水全部收集经消毒后排至市政管网。

1.4 我国污水处理厂的建设成绩

近二十年来，全国水污染治理力度加大，城市污水处理设施的建设量大且快速开展，包括新建和改扩建。虽然在配套管网、运行效率、污泥处理等方面仍不足，但总体上取得了长足进步，污水处理基础设施体系也日臻成熟完善，对于日常情形与突发疫情下的水污染防治均发挥了积极有效作用。

（1）处理能力大幅增加

2002年全国共有537座城市污水处理厂，总处理水量为81.98亿m³/d，污水处理率为24.3%。2019年2月底，全国设市城市累计建成城市污水处理厂5500多座(不含乡镇污水处理厂和工业)，污水处理能力达2.04亿m³/d，污水处理率提高到接近95%。经过近二十年的发展，全国城市污水处理厂数量增加了5000 座，较之前提高10倍，处理率提高了70%。

以北京、上海、天津为例，特大城市的污水处理厂的污水处理率平均值从2002年的55.0%提高2017年的93.6%。湖北、河南、浙江以及广东等新型冠状病毒疫情严重地区，2002年污水处理厂的平均污水处理率仅有20.6%，而2017年，平均污水处理率处理率提高至93.8%。相比2002年，各个地区的城市污水处理能力得到了很大的提升。

（2）排放标准日趋严格，标准提高一级A

1988年，我国最早的国家级城市污水处理厂污染物排放标准颁布，其核心指标是COD、BOD5和SS。2002年颁布《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)。城市污水处理厂的尾水消毒已经成为污水处理中的重要工序。处理厂出水经有效消毒后安全排入水体或循环再用，有效保障健康和安全。广泛应用的消毒方式包括紫外线、液氯、二氧化氯、臭氧及联合工艺等。

02 2020年新冠肺炎疫情暴发期间的管控政策

2.1 我国传染病疫情防控的污水三级防护体系

2003年非典发生以来，我国针对传染病突发事件污水传播发生途径进行系统治理，在全国范围形成了防控医院污水病原传播的软硬件相结合的三大基础设施。首先，医院污水排放国家标准、技术规范和技术指南体系基本建成，这是一个基础性和长期性的工作，这一体系的建立标志着国家关于医疗机构污水处理政策性屏障的形成；其次，分门别类的医院污水处理基础设施形成基本覆盖，完善了在防控医院污水传播病原体中医院这一短板；最后，这一时期国家加大投入，带有消毒单元的城市污水处理厂基础设施迅速普及，构成了防控污水病原传播的最后防线。同时，包括医院、医院污水处理和城市污水处理厂的基础设施对于阻断细菌、病毒通过污水传播，形成了三级防护体系，即:

（1）病房内源头分类，将排泄物等进行消毒处理与其他废物一起，进入医院危险废物处理体系；

（2）在各级医院，特别是传染病医院均建立了医院污水处理设施，制定了排放标准，工程技术指南和监管体系；

（3）医院污水处理达标后，排入城市下水道进入城市集中污水处理厂，明确卫生指标，设置了不同类型的消毒设施。

这使得我国对于医疗机构污水处理系统与世界卫生组织（WHO）要求相对接，WHO对医院污水产生、处理、排放的全过程建议进行监管，这体现在WHO要求对医院的化学物品及病人排泄物进行分类收集和处理，包括对化学品安全和生物安全两方面的要求。同时，当在下游城市污水处理厂具备一定条件时，可以只经消毒后排入市政下水管道，这包括对下游城市污水处理厂，也包括对污泥处理的要求。在上述重要风险点，我国十几年来建立起的基础设施，为卫生疫情防控构筑了一道也是关键的绿色防线。

2.2《新型冠状病毒污染的医疗污水应急处理技术方案》（试行）的新特点

此次在疫情防控早期，生态环境部、住建部等部门迅速组织管理、科研、产业界力量，密集出台一系列针对性的管理规范、应急技术方案，部署包含固废、污水处理、饮用水、环境监测等各有关疫情环境应急工作，覆盖全链条、各领域关键污染物的风险防控，坚决杜绝病毒在多种介质和途径的扩散和污染。这直接得益于自2003年非典以来，我国公共卫生环境保护在监管体系、基础设施、技术水平、产业发展等方面，取得的快速而显著进步，在此次突发疫情应对中得到了实践检验。

2020年2月1日，针对新冠疫情生态环境部发布《关于做好新型冠状病毒感染的肺炎疫情医疗污水和城镇污水监管工作的通知》及《新型冠状病毒污染的医疗污水应急处理技术方案（试行）（环办水体函[2020]52号），要求各地加强对医疗污水消毒情况的监督检查，严禁未经消毒处理或处理未达标的医疗污水排放。此技术方案特点如下：

（1）抓主要矛盾，强调医疗废水源头消毒，严禁直接排放。

医院污水作为病毒重灾区，在源头直接消毒是病毒防控最有效措施，是污染防控的关键核心环节。“新型冠状病毒技术方案”中明确要求接收新型冠状病毒感染的肺炎患者或疑似患者诊疗的定点医疗机构（医院、卫生院等）、相关临时隔离场所以及研究机构参照方案，按照传染病医疗机构污水进行管控，要求高强度投加制剂消灭病毒，严格将风险控制在源头。相较“SARS技术方案”而言，“新型冠状病毒技术方案”更加重视源头消毒，杜绝病毒的扩散，主要体现如下：强调污染源分类管理，严禁直接排放及非达标排放；提高消毒的相关技术指标及排放标准，确保源头杀灭病毒。

（2）全方位控制，加强污水处理废气、污泥排放的控制和管理，避免二次污染。

方案在完善了医疗污水处理相关技术标准的同时，增加了专门的章节对污泥处理技术环节进行明确要求，规定污泥需在贮泥池中进行消毒，并按危险废物处理处置要求进行集中处置；提出应尽可能采用离心脱水装置进行处理，避免可能的人体暴露，降低病毒扩散风险；明确在污泥清掏前应按照《医疗机构水污染物排放标准》相关规定进行监测。同时提出污水应急处理中要加强污水处理站废气、污泥排放的控制和管理，防止病原体在不同介质中转移。通过这些措施，降低病毒在污泥处置环节、废气排放环节二次扩散的风险。

（3）以人为本，强化疫情期间保护从业人员，防止在污染治理环节发生病毒传播

在新冠病毒传染途径不清楚的情况下，吸收了非典期间对从业人员防护考虑不周的问题，更加注重对工作人员的保护，明确要求位于室内的污水处理工程必须设有强制通风设备，并为工作人员配备工作服、手套、面罩、护目镜、应急防护用品。强调污泥清掏环节的安全性，尽量避免进行与人体暴露的污泥脱水处理工艺等。而“SARS技术方案”中仅要求在配制和使用消毒药物时，需要穿戴工作服、戴口罩、戴橡胶手套，以防止消毒剂对操作人员的危害。在工作人员的安全防护、避免工作人员意外感染的风险等方面，“新型冠状病毒技术方案”考虑的更加周到，要求更加严格。

（4）实事求是，城镇污水处理厂以确保稳定运行，泥水达标排放为重点。

而对于城市污水处理厂除了提出加强消毒监管工作外，技术方案中并未做其他的具体规定，是因为近二十年来，我国污水处理厂建设已经取得显著成绩，同时均配置了基本消毒设施，已有的相关规定已经足以应对此次疫情。“新型冠状病毒技术方案”同时提高了消毒处理的技术指标及排放标准：采用氯消毒剂消毒的粪大肠菌群数排放标准由500个/L提高到100个/L；采用臭氧消毒的粪大肠菌群数排放标准由500个/L提高到100个/L，同时新增污水悬浮物浓度应小于20mg/L、大肠菌群去除率不小于99.99%。通过更加严格的指标控制，确保在源头杀灭病毒。

2月11日，住建部水专项办以专报形式，就饮用水安全保障各工艺环节对病毒的去除与控制，提出技术解决措施和建议。2月14日，发布新冠肺炎疫情期间加强城镇污水处理和水环境风险防范的若干建议，要求准确把控城镇污水与水环境系统新型冠状病毒暴露风险防范的关键环节。

由以上分析可知，经非典的洗礼以后，我国污水处理法规编制建设，尤其是医用污水法规和标准体系、国家针对病毒疫情的控制体系无论从控制环节的全面性，还是从技术指标的科学性，都得到了很大程度的完善。“新型冠状病毒技术方案”的编制过程、方案设计、处置要求等环节均依据大量现有的排放标准、技术规范。这些标准、规范大部分都是2003年以后正式发布实施的。相比较“SARS技术方案”而言更加成熟、完善，也体现了我国近十几年来法规标准建设的成绩。

03 疫情防控中我国污水病原传播三级防护体系存在问题与对策分析

3.1 新型冠状病毒的命名与SARS病毒的异同和重要意义

1月12日，世界卫生组织（WHO）正式将造成武汉肺炎疫情的新型冠状病毒命名为“2019新型冠状病毒(2019-nCoV)”。1月31日，WHO将此病毒暂命名为2019-nCoV。2月8日，国务院联防联控新闻发布会公布新冠病毒感染的肺炎暂命名。新型冠状病毒感染的肺炎统一称谓为：新型冠状病毒肺炎，简称：新冠肺炎，英文名为：Novel coronavirus pneumonia，简称为：NCP。

世界卫生组织2月11日将新型冠状病毒感染的肺炎命名为“COVID-19” (Corona VirusDisease 2019)，中文意思为“2019年冠状病毒病”。当天，国际病毒分类委员会声明，将新型冠状病毒命名为“SARS-CoV-2”（Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2）。WHO命名的是病毒所感染的疾病名称，而国际病毒分类委员会的冠状病毒小组（CSG）是对病毒本身的统一性命名。

Lu等发表在《柳叶刀》的文章纵向对比了新冠病毒的完整基因组与已知的冠状病毒基因组库，研究表明新冠病毒与两种2018年于中国舟山采集到的蝙蝠来源SARS样冠状病毒bat-SL-CoVZC45和bat-SL-CoVZXC21较为相似相关（相似度88％），但与SARS-CoV（相似度79％）和MERS-CoV（相似度50％）相差较大（见图4）。

武汉病毒所石正丽教授在Nature发表的文章表明新冠病毒与SARS-CoV基因组有79.5%的相似性。尽管相似性相差较大，但是在用于病毒鉴别的7个保守域与SARS-CoV的氨基酸相似性高达94.6%，提示其与SARS-CoV属于同一种属。该团队还进一步确证了新冠病毒可以通过细胞膜表面ACE2受体进入细胞，这与SARS-CoV进入细胞的途径是一样的。而这也从一方面证明了新冠病毒与SARS-CoV在起源上的密切关系，同属于SARS相关冠状病毒。

从分类角度来说，新冠病毒与SARS病毒同属于冠状病毒科、冠状病毒亚科、β冠状病毒属、类SARS冠状病毒种。从这个意义上讲，虽然目前对新冠病毒还不十分了解，但是有理由相信新冠病毒在致病机制、传播途径上与SARS病毒相似，从而为医院污水处理防治政策的制定提供了理论基础。

3.2 疫情防控新形势下，三道防线面临冲击，污水处理关口前移

与非典期间我国确诊5327例相比，此次新冠肺炎确诊人数数量级增加。截至2月19日24时，我国新冠肺炎累计确诊74282例，并出现湖北省一天的新增病例就相当于非典全部确诊人数的情况。这就决定了疫情防控体系也会较非典时发生较大变化。

当前我国的疫情防控体系，已经由国家预设的防疫制度的“分散隔离——定点收治——集中治疗体系”，升级成为“集中隔离——方舱医院集中收治观察——重症患者定点医院治疗”的“应收尽收、应治尽治”临战体系”，临战体系能有效防范疫情的蔓延，同时也给水处理各环节带来严峻挑战。

原有的水处理系统对疫情防控的支撑，主要围绕定点医院内部控制、分散的传染病医院(病房)污水处理设施和集中式污水处理厂三道防线来展开。通过源头控制（消毒）、传染病医院达标排放、污水处理厂集中处理消毒的方式，确保医疗废水得到规范处理处置，病毒不扩散。

当前，以方舱医院的批量投运和临时集中隔离点的设立为标志，疫情防控进入了“大围剿大会战”的关键时期。随着各类临时医疗机构投入运行，收治患者数量激增，疫情防控形势已发生显著而快速的变化。从2月3日开始，国家卫生健康委在全国紧急调用了应急储备的20 家方舱医院。目前，武汉12家“方舱医院”已启用，床位超两万张。最新一批“方舱医院”正在筹建中。

新的防疫体系中，同时伴随着医疗废弃物、废水排放在短期内的显著增长。医疗机构应急建设运行的新体系，客观上也对原有三级防护体系造成冲击和突破，使得城市污水处理厂从最后一道防线前移为第一道防线。防疫的关口前移，突显防疫期间医院污水应急处理体系客观上的严重不足。

因此，随着抗击疫情行动进入集中力量“围剿”的关键时期，水处理行业对疫情防控的支撑也面临着快速变化的形势和需求，防守关口已前移。从处理、收集、运输设施设备，到消毒药剂、安全防护物资的保障，从设施达标排放、检测监测到有效监督监管，防控链条上多个环节均面临严峻挑战。

3.3 污水处理设施稳定运行保障，应成为公共卫生应急管理体系重要内容

基于目前我国医院污水处理技术规范和相关政策规定，根据新冠肺炎病毒防疫期间的医疗机构的类型，对于不同类型医疗机构污水处理需求，提出如下建议：

1）传染性疾病医院（含传染性疾病病房的综合医院）：按规范建设污水处理设施，日常规范运行；疫情时期出现收治病人数量突增，导致医院污水水量超过设计负荷时，增加应急处理措施，比如：对于超负荷，加大生化池的曝气量，增加消毒剂投加量；

2）非传染病医院改为临时传染病收治定点医院：首先，要增加污水应急预消毒设施，按规范建设污水处理设施，日常规范运行；

3）大型方舱医院：方舱医院投入使用后应首先利用公共设施的化粪池投加消毒剂，同时改建须同步配套配备符合传染病医院污水处理规定的污水处理设施。可采用移动式一体化二级处理装置，可快速建成，疫情后征用地恢复日常用途后移走设备；

4）隔离点、疫情小区、分散感染者居住小区：疫情时增加对化粪池出水消毒，达标后排入市政排水管网，下游的城市污水处理厂加强消毒管理和从业人员防护。

5）对于没有独立污水处理设施，同时也没有化粪池的集中隔离场所，确实不具备建立污水处理设施的情况，排入下水道的城镇，需加强城市污水处理厂从业人员防护；对于疫区的污水处理厂要强化污水处理厂消毒，原则上按医院污水处理消毒指标进行消毒处理；

对于经过非传染病医院改造的临时定点医院、大型方舱医院和集中隔离点，要使污水处理达到传染病医院排放要求，作为应急工程，工期要求紧，智能一体化设备具有高度集成，模块化、智能化、运输便利、安装快捷、无需专人值守等特点，是疫情期间应急处理和今后应急体系建立的一种参考方式。其中，方舱医院一般采用大型公共设施改造而成，方舱医院容纳感染病人人数多，武汉最大的方舱医院病人高达3600人，是疫情医疗污水污染控制的重点和难点。下面提供一个由碧水源公司负责的武汉市军山工业园方舱医院污水处理设施采用移动式一体化装备的案例。

武汉市经济技术开发区军山工业园方舱医院污水处理设施由碧水源公司承建，医院共设1004张床位。方舱医院污水设施设计规模：500m³/d。设计进水水质：CODcr 250mg/L、BOD5 100mg/L 、SS 80mg/L、NH3-N 30mg/L、粪大肠杆菌1.6×108MPN/L。

工艺流程为：预消毒+化粪池+一体化处理设备+紫外/次氯酸钠复合消毒。

方舱医院采用公共设施改造而成，初期一般只能采用简单预处理应急处置，在建设中由医院配套建设，预处理单元包括预消毒池(2h)、化粪池(>24h)、调节池(12h)等。初期应急投含氯消毒剂预消毒（以有效氯计）为30-50mg/L，然后进入化粪池，上清液自流至调节池，水质水量均质调节后，由水泵泵送到一体化处理设备中进行生化处理。

生化设施的核心设备采用碧水源自主研发的智能一体化污水净化系统（CWT）。设备从到场到安装完成仅需一天左右。核心处理工艺为“A/O活性污泥法+膜生物反应器（MBR）”，设备主要由缺氧池、好氧池及膜池构成，其中缺氧池停留时间约为4.5h，好氧池停留时间约为3.5h，系统总停留时间约8h。膜池污泥浓度约6-8g/L，膜池至缺氧池回流比100-200%，BOD污泥负荷为0.041kgBOD5/(kg MLSS·d)，氨氮污泥负荷为0.023kgNH3-N/(kg MLSS·d)。

图5 碧水源自主研发的智能一体化污水净化系统（CWT）

处理后污水经紫外及次氯酸钠联合消毒后排放。紫外线消毒可以快速杀灭病毒，但是其不具备持续消毒作用，因此后续采用次氯酸钠成品溶液进行补充消毒。设置储泥池，处理系统产生污泥采用漂白粉消毒处理与浓缩后，运送至有处理资质的机构进行集中处置。

04 结语

本文总结了非典后我国医疗污水建设、管理和标准体系建设和城镇污水处理发展情况，从此次应急医院建设配套污水处理建设分析，相关标准、规范和指南可以满足医院污水处理建设；我国传染病疫情传播防控从医院、医院污水处理和城市污水处理厂构建三级防护体系，为传染病疫情防控构筑起一道关键绿色防线；本文也进一步分析了此次新冠肺炎疫情的特点，与随着疫情发展国家防疫工作体系的新变化趋势，与污水传播相关的三道防线面临冲击，城市污水处理厂关口前移。医院污水处理应急处理方式和设施建设，城市污水处理厂的稳定运行保障，成为当前污水处理行业构建公共卫生应急管理体系的当务之急。