2019 年爆发的新型冠状病毒肺炎疫情激发了全人类的健康危机。新冠病毒存在粪口授播的可能性,病毒进入污水处置厂后带来二次传布风险,污水的平安处置对疫情防控具有主要意义。针对当前国表里关在新冠病毒的研究近况,首要介绍了新冠病毒在污水处置厂中的散布特点,归纳了新冠病毒在分歧介质中的浓度规模、赋存特征,并基在当前污水处置厂的处置工艺,阐发并总结了病毒在分歧介质中的去除机理。针对污水处置进程中病毒的节制提出建议,以期为此后医疗废水、城镇污水中病毒的处置和污水处置厂的不变运行供给参考。

研究亮点

1、归纳并总结了新冠病毒在污水厂分歧介质中的散布特点、浓度规模和赋存特征；

2、按照当前污水厂经常使用处置工艺，阐发新冠病毒和相干病毒在分歧介质、分歧修建物中的去除机理；

3、总结了针对污水中病毒的工艺流程，为此后污水中病毒的处置供给参考

由新型冠状病毒(COVID-19)传染的肺炎疫情严重要挟人类健康，这是全球性的公共健康危机。新冠病毒与SARS较为近似，均属在包膜病毒，具有极强的沾染能力，首要经由过程飞沫传布和接触传布，也存在着气溶胶和粪口授播的可能性。病毒可能经由过程传染患者的粪便排出体外，进而经由过程排水系统进入污水处置系统。是以，污水处置厂作为排水系统的终端处置举措措施，避免病毒分散、保障水情况平安的使命尤其主要。

国表里学者对污水处置厂新冠病毒的防控进行研究，检测分歧污水处置厂新冠病毒的浓度，阐发部门修建物对病毒的去除结果，但是对新冠病毒在污水处置厂散布环境和浓度规模缺少系统介绍与归纳，在分歧介质中新冠病毒去除进程还不敷清楚。我国城镇污水处置厂已配备根基的消毒办法，以有用堵截病毒和其他病原微生物的传布。但新冠疫情的爆发对医疗废水和城镇污水的处置提出了更高的要求，阐发和梳理新冠病毒在污水处置厂的散布特点与去除特征对疫情防控具有主要意义。本文介绍了新冠病毒在污水处置厂的散布特点，梳理了新冠病毒在分歧介质中的浓度规模，阐发了遍地理工艺针对病毒的消杀机能和去除特征，总结了污水中病毒的处置思绪，为污水处置厂病毒的风险防控供给根据和参考。

1、新冠病毒在污水处置厂的散布特点

新冠病毒跟着病院废水、市政污水等排放后，经污水管道终究进入污水处置厂。一方面，新冠病毒经由过程吸附与解吸感化实此刻水相与固相间的彼此迁徙。另外一方面，病毒会跟着废水中颗粒的雾化溢出至气溶胶内，并跟着气溶胶的沉降感化又将新冠病毒从头带回污水和泥土中(图1)。列国研究者为更好防控疫情，研究新冠病毒在分歧介质中的赋存特点，检测并定量新冠病毒的浓度规模，阐发新冠病毒的传布能力与影响环境。分歧介质中新冠病毒的散布与浓度如表1所示。

1.1 水相中新冠病毒的存在与浓度

为领会新冠病毒当前和将来的爆发环境，列国研究者采取污水风行病学，对欧美、亚洲等多地污水处置厂进行新冠病毒检测阐发。检测成果显示，新冠病毒含量在102～108copies/L，年夜部门污水处置厂的新冠病毒含量在104～106copies/L，最高为印度某污水处置厂，废水中新冠病毒含量高达2.419×108copies/L。Randazzo等在新冠疫情影响很是小的La Murgia地域检测到新冠病毒，其含量高达105.17～105.59copies/L，进一步显示了新冠病毒在污水中的传布能力。经由过程对污水中新冠病毒的监测，反应新冠病毒在该地域的传布环境，可以或许供给新冠病毒爆发的预警信息，指点疫情防控。

1.2 固相中新冠病毒的存在与浓度

新冠病毒在固相中的散布首要集中在粪便、污泥与泥土中。一方面，新冠病毒以粪污或吐逆物的情势排入下水管道，随污水进入污水处置厂。污水中的病毒经由过程吸附与沉淀感化别离转移至悬浮颗粒与污泥中。另外一方面，部门含有病毒的污水/污泥用在农田浇灌与施肥，病毒再次转移至泥土中。除此以外，污水雾化构成的病毒气溶胶颗粒以沉降体例进入泥土，并在泥土中沉积。

研究发现，新冠病毒在分歧固相中的浓度有所分歧。粪便中检测出的新冠病毒含量最高，约为106～108copies/g；而在患者医治后一周，粪便中新冠病毒含量逐步降至103copies/g。含有新冠病毒的粪便进入污水处置厂进行处置后，新冠病毒在污泥中的浓度有所降落，含量为103～105copies/mL。Balboa等发现，新冠病毒遗传物资在某些污泥中的浓度更高，病毒颗粒对生物固体的亲和力更强，是以，新冠病毒可优先在污泥中进行监测。

1.3 气相中新冠病毒的存在与浓度

新冠病毒在污水处置厂中经由过程雾化感化，以微生物气溶胶的情势污染周边情况，其含量在102copies/m3摆布。在金银潭病院、火神山病院的调理池内，COVID-19的气溶胶含量别离为285、603 copies/m3。是以，污水处置站设计进程中特别需要重视修建物密封结果，削减污水在晋升、曝气、搅拌等进程中,新冠病毒以气溶胶情势释放至周边情况。

研究注解，分手传染性的新冠病毒粒子需要更高的病毒含量(年夜在106copies/mL)。是以，虽然少数研究成功地从粪便样本平分离出传染性新冠病毒，但水和蔼溶胶中尚难以分手出传染性的新冠病毒，是以，最小传染剂量今朝尚不清晰，比拟在缺少传染性病毒粒子，难以分手出完全的包膜病毒粒子是更加主要的缘由。但是，Foladori等在关在新冠病毒在污水处置系统的研究注解，虽然在处置进程中新冠病毒载量显著削减，但仍可以检测到基因片断。是以，仍需要进一步的研究来评估新冠病毒在水轮回中可能酿成的风险。在这之前，针对污水的平安处置必不成少。

2、新冠病毒在污水处置厂的去除特征

2.1 污水处置

2.1.1 一级处置

污水的一级处置是截留除渣、沉淀固体等物理感化的处置进程，经由过程对附着病毒的悬浮物进行沉淀分手往来来往除病毒。一般来讲，一级处置对病毒的去除率较低，Lucena等研究了分歧污水处置厂一级处置进程对分歧病毒进程，其去除率为0.31～0.44 log。

2.1.2 二级处置

西电东送在增进云南迈上“电力强省”之路，极年夜带动省内电力工业成长的同时，也拉动了省内煤炭、建材、运输、钢铁和第三财产的高速成长。今朝，西电东送最年夜送电能力达2870万千瓦，较送电之初的25万千瓦增加115倍，年输送电量较最初的5.5亿千瓦时增加225倍。跟着澜沧江上游梯级电站送出工程，和乌东德送电广东广西工程的加速建成，到2020年，云南省“西电东送”能力将到达3615万千瓦。

污水的二级处置即生物处置进程，此中，活性污泥法被认为是削减病毒最有用的方式，其可经由过程细菌等微生物对病毒的捕食和酶分化，到达削减并灭活病毒的目标。Lucena等研究发现含病毒的污水经活性污泥法处置后，病毒削减了1.0～1.6 log，比一级处置工艺多削减了约1 log。

膜生物反映器(MBR)作为经常使用的二级处置举措措施，是生物处置和膜过滤的集成，能在较短的接触时候内到达很好的微生物灭活结果。Owen等的研究发现，经MBR处置后，出水中肠道病毒等病原微生物都低在检测限，去除率为6～8 log。MBR对病毒的去除感化不但表现在活性污泥对病毒的灭活，膜概况的滤饼层和凝胶层在病毒的截留中起了主要的感化。

移动床生物膜反映器(MBBR)是另外一种污水处置厂常采取的处置举措措施，具有污泥产量少、运行相对不变等长处。Bauer等研究注解，气溶胶的排放水平与反映器类型有关，生物膜反映器(MBR)显示出比活性污泥的曝气反映器更少的气溶胶排放，MBBR作为MBR的一种，表现出了必然的优胜性。因为MBBR产泥率低，同时下降了病毒在污泥和泥土中的赋存和迁徙的水平。

生物处置一方面经由过程细菌对病毒的感化将病毒灭活，另外一方面因为有用降解污水中的有机固体，存在将吸附在固体上的病毒从头转移至水相的可能性。Randazzo等研究发现，在污水处置厂常规活性污泥处置后，仍有11%的样品中新冠病毒RNA显现阳性；Zhang同等样经由过程检测发现，火神山在一级调理池进行消毒处置后，检测到新冠病毒含量为633 copies/L，紧随厥后的化粪池与二级调理池均未检测到新冠病毒的存在，而在MBBR反映器中偶尔会检测到新冠病毒，其缘由多是病毒离开固体后的从头释放。

2.1.3 三级处置

污水的三级处置是经由过程混凝沉淀、膜分手等体例对污染物进行进一步去除的进程。在混凝进程中，病毒可以连系正在构成的絮体并吸附至其概况，随后其与絮体重力沉降后被去除。研究注解，在铝混凝剂水解进程中构成的聚合物对病毒具有更年夜的吸引力，在电荷中和的进程中，病毒与正在构成的聚合物共沉淀，病毒逐步掉去活性与沾染性，而比拟无机混凝剂，投加聚合氯化铝能使去除结果更佳，其缘由是构成更大都量对病毒具有壮大吸引力的中心聚合物。铁盐是另外一种普遍利用的混凝剂，三价铁盐显示出与铝混凝剂类似的去除结果和感化机理。但是也有研究发现，二氯化铁化学混凝进程一样可使病毒掉活，但其首要感化源在二价铁被氧化。膜分手作为一种高效的水处置手艺，可以经由过程物理截留显著地进一步削减病毒数目，首要经由过程病毒与膜材料间的静电感化和滤饼层的吸附感化实现病毒的去除。反渗入手艺比拟微滤、超滤显示出更高的病毒去除率，但因为本钱较高、单元面积产水效力低，该手艺较少获得利用。

2.1.4 消毒处置

因为颗粒的庇护感化，污水在进行生物处置以后，病毒还没有完全被去除而从头释放至水相中，需接入后续消毒池，对出水进行二级消毒，确保杀灭残剩病毒。二级消毒一样常采取氯消毒，从预消毒到尾水消毒的全工艺逗留时候不小在2 d，确保出水余氯年夜在6.5 mg/L，保障系统出水的平安性。Zhang等在病院消毒后的废水中未检测到新冠病毒，证实了二级消毒出水后新冠病毒的完全灭杀。Wang等在病院废水中病毒的监测环境注解，虽然预消毒池进口的污水样品新冠病毒RNA显现阳性，经一级消毒后样品呈弱阳性，可是最后一个消毒池出口的污水样品显现阴性，展现了二级消毒工艺对病毒灭杀的主要感化。

除氯消毒以外，臭氧消毒和紫外消毒也经常使用在污水消毒进程，两者对SARS病毒均有较好的去除结果，为疫情时代新冠病毒的防控供给了参考，但臭氧的运行本钱更高，紫外消毒受水中悬浮物浓度影响较年夜，是以，两者利用相对受限。

综上，针对新冠病毒在污水处置厂的散布特点，污水处置工艺采取一级消毒-生物处置-二级消毒的处置流程(图2)，经由过程水相消杀将数目级为106copies/L的病毒进行部门消杀，接着采取生物反映将固体颗粒消解，使病毒脱落而释放至水相中，最后经二次消毒实现对水相与固相中新冠病毒的完全杀灭，到达了杰出的去除结果。

2.2 污泥处置

污水处置厂在污泥外运处置之前，采取生石灰消毒的体例，削减污泥在外运进程病毒溢出传布的风险。生石灰法是一种经由过程添加碱性材料将pH值提高至12以上，从而灭活病毒的方式。研究发现，生石灰能在2～24 h将污泥中多种病毒和病原微生物灭活。另外，添加石灰引发的温度升高也是杀灭病原微生物的主要缘由。火神山污水处置站采取生石灰消毒，不但在污泥外运前起到了预消毒感化，并且脱水机能也获得了提高。

2.3 尾气处置

为有用下降病毒气溶胶传布的风险，尾气的节制相当主要，需进行封锁搜集。尾气处置首要包罗活性炭吸附法、紫外光解法、生物法等体例。

封锁式反映器年夜年夜下降了病毒的气溶胶构成，显示了在减轻污染的气溶胶构成中封锁系统的主要感化。同时，M�����hth.txtBR曝气量相对较小，可采取此类反映器进一步从泉源上削减气溶胶的发生和传布。活性炭因比概况积年夜、布局紧凑多样和强度年夜等长处，具有壮大的吸附能力。Powell等研究发现，活性炭对噬菌体MS2表示出杰出的吸附去除结果。紫外消毒是经常使用的消辣手段之一，病毒存在在气溶胶内部，紫外感化其实不能完全灭活病毒，是以，污水处置厂可结合活性炭对病毒进行有用灭活，包管尾气的达标排放。另外，研究发现生物反映器在将尾气中有毒有害恶臭物资分化，降解成无毒无害无机物的同时，也能有用削减微生物气溶胶的构成。

3、结论与建议

新冠病毒严重要挟着人类健康。污水的平安处置可以或许有用阻断病毒经由过程污水系统传布，下降气溶胶和粪口授播致使的二次传布和表露风险，对疫情的节制具有主要意义。本文在介绍了污水处置工艺高效去除病毒的根本上，针对污水处置进程中病毒的节制研究提出了建议，以期为此后医疗废水和城镇污水病毒处置供给根据和参考。

(1)研究开辟新型消毒剂，如过氧乙酸消毒剂，其在SARS和新冠疫情时代均被列为国度保举消毒剂，在污水污泥消毒中揭示出必然的优胜性，本钱适中且消毒进程无有害副产品发生，削减了微生物抗生素抗药性的呈现和传布，实现高效低廉消毒进程。

(2)研究污水处置厂气溶胶构成的进程机理，探明温度、湿度等身分和处置工艺与运行体例对气溶胶构成的影响，并基在分歧工艺研发曝气体例的改良优化手艺，进一步从泉源上削减气溶胶的释放。

(3)研究新型手艺手段晋升对固相(如粪污、污泥等)消毒或将病毒从固相中脱落的可能性与有用性，并增强污泥储存、调度、脱水、转运等环节的节制，减小病毒进一步传布的风险。

(4)研究污水中新冠病毒以指点疫情防控的污水风行病学，经由过程对下水道及时数据的监测，供给疫情爆发的初期迹象，在高度风行流行症之前制订遏制办法和分派医疗资本，削减对本地经济的损掉。