溫泉水浴池的低成本高效清洗殺菌方法化學(xué)清洗現(xiàn)場事例5

伊藤日出生

（日本，999001）

1 細(xì)菌污染

最近，日本一家經(jīng)營綜合醫(yī)院與養(yǎng)老院的醫(yī)療機(jī)構(gòu)，從該機(jī)構(gòu)的循環(huán)浴池中檢測出了軍團(tuán)桿菌。醫(yī)療機(jī)構(gòu)法人希望趕在出現(xiàn)感染者之前殺滅細(xì)菌，便委托化學(xué)清洗公司對該機(jī)構(gòu)的循環(huán)浴池實(shí)施化學(xué)清洗。

這家看護(hù)老人的養(yǎng)老院有2棟樓與市內(nèi)的大醫(yī)院相鄰，另外2棟樓位于市郊溫泉勝地（溫泉源頭）附近的山麓下。這4棟樓分別設(shè)置了循環(huán)浴池，浴池的水全部使用溫泉水。這次在其中1棟樓的循環(huán)浴池中檢測出了軍團(tuán)桿菌，因此，該養(yǎng)老院委托化學(xué)清洗公司解決浴池的細(xì)菌問題。

2 使用的溫泉水

循環(huán)浴池使用的溫泉水取自位于郊外山麓的養(yǎng)老院的井水，從位于取水場所的養(yǎng)老院將井水貯存在儲水槽后，引入郊外養(yǎng)老院的循環(huán)浴池，供老人們使用。市內(nèi)養(yǎng)老院則是先將溫泉水儲存在儲水槽中，然后用水罐車將溫泉水運(yùn)送至市內(nèi)養(yǎng)老院的浴池。運(yùn)送來的溫泉水是冷泉，水中溶解的特定成分在《日本溫泉法》的規(guī)定值以上，滿足《日本溫泉法》定義的溫泉要件。由于溫泉水的溫度較低，需用通過燃油鍋爐加熱才能使用。

3 定期檢測浴池水質(zhì)

這家養(yǎng)老院的浴池水質(zhì)檢測，一般由該醫(yī)療機(jī)構(gòu)的設(shè)備科自行檢測，檢測水樣取自浴池水。由于這次檢測出了軍團(tuán)桿菌，養(yǎng)老院著手調(diào)查浴池水。軍團(tuán)桿菌是普遍存在于環(huán)境中的常在菌，通常情況下引起感染的幾率很小，但對于抵抗力低的老年人則存在患病的風(fēng)險(xiǎn)。這種細(xì)菌在自然環(huán)境中產(chǎn)生，在溫水里及潮熱的地方蔓延。人工供水系統(tǒng)有時也能為軍團(tuán)桿菌的大量繁殖提供適宜的生存環(huán)境，這些系統(tǒng)包括淋浴器、礦泉池、噴泉以及空調(diào)設(shè)備的冷卻水塔。人們通常是由于呼吸了被軍團(tuán)桿菌污染的水源散發(fā)的水霧而傳染上軍團(tuán)病的。軍團(tuán)桿菌被吸入人體后，一般會出現(xiàn)上呼吸道感染及發(fā)熱，癥狀類似于肺炎。因此，很容易因誤診而導(dǎo)致病情加重，嚴(yán)重時會引起患者呼吸衰竭和腎衰竭，最終導(dǎo)致死亡。這樣的病例在日本各地都有發(fā)生。圖1是養(yǎng)老院的循環(huán)浴池圖片。

圖1 養(yǎng)老院的循環(huán)浴池

4 軍團(tuán)桿菌屬細(xì)菌的增殖特性

軍團(tuán)桿菌屬細(xì)菌寄生于變形蟲等原生生物的細(xì)胞內(nèi)，或者在被細(xì)菌和藻類生成的黏著性物質(zhì)（細(xì)胞外多糖、EPS（細(xì)胞外聚合物））覆蓋的生物膜中增殖。即便向浴池水中投放殺菌劑，殺菌劑也難以直達(dá)軍團(tuán)桿菌。因此，完全殺滅軍團(tuán)桿菌相當(dāng)困難。圖2是生物膜形成的圖片。

圖2 形成的生物膜

5 清洗對策與清洗方法

因此，目前還沒有能夠殺滅軍團(tuán)桿菌，或者抑制軍團(tuán)桿菌增殖的方法，只能采取將軍團(tuán)桿菌及其附著的生物膜一起，從被清洗對象表面剝離的清洗方法。這樣的話，寄生于原生生物或者繁殖于生物膜中的軍團(tuán)桿菌，就能夠從設(shè)施設(shè)備內(nèi)部被徹底清除。對水中浮游的細(xì)菌，則宜采用平常的次氯酸鈉滅菌。

像這次取自位于山麓的養(yǎng)老院用地內(nèi)的深井冷泉水，本身就已經(jīng)存活著很多細(xì)菌。因此，冷泉水加熱后用于浴池水，細(xì)菌在短時間內(nèi)就會出現(xiàn)增殖，水中的總細(xì)菌數(shù)增加。在這些細(xì)菌形成生物膜前，還只是水中浮游的游離細(xì)菌時，用氯滅菌方式殺死軍團(tuán)桿菌尤為重要。因此，氯滅菌裝置的維護(hù)管理就顯得很重要。

6 軍團(tuán)桿菌產(chǎn)生源的搜查

檢測養(yǎng)老院中所有循環(huán)浴池中的循環(huán)水系統(tǒng)。浴池處于養(yǎng)老院的最上層（4層），設(shè)備室則位于地下。設(shè)備室內(nèi)安裝了很多設(shè)備，如加熱用的鍋爐、熱交換器、過濾設(shè)備、毛發(fā)聚集器、循環(huán)泵、儲水槽、將溫泉水從儲水槽泵入浴池的注水泵、注入殺菌劑次氯酸鈉的定量泵、水溫控制裝置等，以及控制這些設(shè)備的控制臺。

清掃4層的浴池時，包括配管與過濾器在內(nèi)的排干浴池內(nèi)水的設(shè)備全部是鐵制品。因此，浴池底部和側(cè)面水位下一直都有氧化腐蝕產(chǎn)生的鐵銹，紅色鐵銹使浴池底部和側(cè)面染成了磚塊色。鐵銹的產(chǎn)生與生物膜的影響存在相關(guān)性，據(jù)此推測：循環(huán)水系統(tǒng)已經(jīng)被細(xì)菌和生物膜污染得非常嚴(yán)重。

從位于地下的機(jī)器設(shè)備到4層的浴池，由鍍鋅管連接著。大概和溫泉水接觸的所有機(jī)器設(shè)備的內(nèi)部都已經(jīng)發(fā)生了氧化腐蝕，被生物膜所覆蓋。其中，尤其是鐵制的過濾器被污染得可能性更大。過濾器外部的涂層已經(jīng)脫落，腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重。為了更換過濾材料和便于檢查，過濾器上部設(shè)有鐵端蓋。清潔專家注意到：有水從端蓋和不透水的橡膠襯墊中滲出來，過濾器上垂下來很多筋狀的紅色鐵銹。

全部調(diào)查結(jié)束后，清潔專家認(rèn)為：過濾器是細(xì)菌最有可能生存的場所，循環(huán)水系統(tǒng)的設(shè)備和容器的嫌疑也很大。因此，必須對整個循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗。

7 循環(huán)浴池運(yùn)轉(zhuǎn)情況的調(diào)查及確認(rèn)

清潔專家與養(yǎng)老院的負(fù)責(zé)人磋商了一下，確認(rèn)有必要調(diào)查循環(huán)水系統(tǒng)的工作是否正常。對于專家預(yù)計(jì)污染特別嚴(yán)重的過濾器的逆洗系統(tǒng)，該負(fù)責(zé)人將循環(huán)水切換到自動運(yùn)行檔，循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行正常，但是，當(dāng)切換到手動檔時，能否任意動作、停止、逆洗等切換就成了大問題。化學(xué)清洗過程中，由于需要數(shù)次手動逆洗，使淤泥從循環(huán)水系統(tǒng)排出。因此，該項(xiàng)操作是否能夠順利進(jìn)行，是一項(xiàng)重要的檢查點(diǎn)。圖3是過濾器的圖片。

圖3 過濾器

8 化學(xué)清洗劑的調(diào)整

過濾器內(nèi)的過濾材料自不必說，為了徹底剝離機(jī)器設(shè)備內(nèi)部附著的生物膜，需要使用主成分為過氧化氫的清洗劑。為了使主成分更容易浸透至被清洗物體，使其便于與被清洗物體接觸，在清洗時添加了浸透助劑。專家們獨(dú)立設(shè)計(jì)了清洗方案，決定在添加劑中加入有機(jī)酸，采取添加含1個以上羧基的有機(jī)酸就有浸透效果的方法。符合食品添加劑標(biāo)準(zhǔn)的有機(jī)酸有乳酸、琥珀酸、檸檬酸、酒石酸、EDTA、蘋果酸等等。僅添加其中的一種效果就值得大書特書，并且，化學(xué)清洗過程中只能作為添加劑使用，得到的清洗效果非常卓越，表現(xiàn)出前所未有的協(xié)同增效作用。他們在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)使用含有3個羧基的檸檬酸有浸透效果，并在掃描電子顯微鏡（SEM）下對試驗(yàn)進(jìn)行了觀察和攝影。本文將對試驗(yàn)結(jié)果做一介紹。

(1)為了針對人體發(fā)出的紅外線的專一性，在該探頭表面會有特定的菲尼爾慮光片，通過這種方法控制環(huán)境因素。

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：生物膜剝離后露出了金屬表面，這與清洗現(xiàn)場實(shí)際進(jìn)行的化學(xué)清洗結(jié)果完全一致。有機(jī)酸添加量為100ppm～300ppm，通常的使用量為200ppm左右。有機(jī)酸中最為期待的是三羧酸的檸檬酸。利用羧基與金屬的螯合作用，起到暫時防銹的效果。鐵與羧基的反應(yīng)非常好，可抑制鐵的氧化腐蝕反應(yīng)。考慮到浴池水的安全性，清潔專家決定：調(diào)整清洗劑的藥品全部使用食品添加劑級的。圖4是浴池循環(huán)水系統(tǒng)的示意圖，圖5是添加檸檬酸的效果圖片。

圖4 浴池循環(huán)水系統(tǒng)示意圖

圖5 添加檸檬酸的清洗效果（SEM）圖片

9 化學(xué)清洗實(shí)施現(xiàn)場的狀況

清洗劑使用量一般是循環(huán)水保水量的10%，以從浴池底部吸入口不會吸入空氣的循環(huán)水量作為浴池水的最低水量。循環(huán)水運(yùn)行的同時，慢慢投入清洗劑。過濾器逆洗機(jī)能，切換至手動狀態(tài)下能夠順利運(yùn)行，次氯酸鈉定量注入裝置也能如愿停止。用容量為20kg的容器盛放清洗劑，當(dāng)投入3～4瓶的清洗劑時，不斷回流到浴池的循環(huán)水中開始出現(xiàn)白色泡沫和鐵銹，浴池水被黑色的淤泥弄臟。接著慢慢地投入剩余的40瓶清洗劑。投入不到30min，浴池水進(jìn)一步變成黑紅色，水面上飄著白色的泡沫。在此，在塑料桶中邊用水溶解相當(dāng)于保水量的200ppm的檸檬酸，邊往循環(huán)系統(tǒng)中添加檸檬酸的溶液。確認(rèn)障礙物按照預(yù)定計(jì)劃被剝離掉后，此次事故圓滿解決了。過濾器的逆洗采用了適宜的手動清洗，能將過濾器內(nèi)捕捉的淤泥順利排出。圖6是清洗初期反應(yīng)的圖片。

圖6 清洗初期反應(yīng)的圖片

10 循環(huán)水系統(tǒng)的水洗和殺菌

經(jīng)過2h的循環(huán)清洗，反應(yīng)已過最高峰，排出清洗水后再用清水清洗干凈。

排出的水流至合并處理設(shè)施中。通過2次水洗，到達(dá)水處理設(shè)施前處理槽的清洗劑被稀釋。由于前處理槽中存在的大部分細(xì)菌與未反應(yīng)的清洗劑再次發(fā)生反應(yīng)而分解，因此，對爆氣槽中的細(xì)菌沒有影響。

水洗完畢后，用次氯酸鈉對整個循環(huán)水系統(tǒng)實(shí)施殺菌作業(yè)。此時殘留的次氯酸鈉濃度稍高，約為0.4ppm。

11 檢測水樣的采集與水質(zhì)檢測

檢測水樣并非取自浴池水槽，而是打開過濾器的引流管采集的水樣。之所以打開引流管采集水樣，是因?yàn)檫@里的細(xì)菌污染最嚴(yán)重。取樣時，打開排液閥，放一會水后，采集檢測用的水樣。清潔專家將采集水樣的其中一個送至檢測機(jī)構(gòu)檢測，另一個水樣在現(xiàn)場實(shí)施簡易的檢測。大腸桿菌菌落數(shù)的簡易檢測需要花費(fèi)24h，做好準(zhǔn)備工作后，第二天在實(shí)驗(yàn)室確認(rèn)檢測結(jié)果。這種簡易檢測方法不能檢測軍團(tuán)桿菌數(shù)量，不過其他水質(zhì)檢測項(xiàng)目值大幅下降。

幾天后，水樣檢測報(bào)告送到化學(xué)清洗公司。檢測報(bào)告顯示，養(yǎng)老院浴池水的軍團(tuán)桿菌數(shù)量在10CFU/100mL以下，水質(zhì)在公共浴場標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，質(zhì)量達(dá)標(biāo)。表1是浴池水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

表1 浴池水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)

12 現(xiàn)場調(diào)查事件薄的制作

像往常一樣，專家們在事件薄上記載了這次清洗使用的清洗劑和化學(xué)清洗過程。特別是對于過氧化氫清洗劑中作為添加劑的有機(jī)酸——檸檬酸的協(xié)同增效作用詳細(xì)做了記錄，并附上在實(shí)驗(yàn)室拍攝的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像。圖7是清洗工藝流程圖。

圖7 清洗工藝流程圖

13 客戶的要求

循環(huán)浴池保水量很大，用容量為20kg的聚乙烯容器盛放清洗時要投入的過氧化氫，總共需要投入40～50瓶過氧化氫。由于這些清洗劑占清洗費(fèi)用的比重大，費(fèi)用很高。不論是哪里的設(shè)備，為了削減費(fèi)用，都有削減清洗費(fèi)用的要求。從客戶來看，不斷有發(fā)生軍團(tuán)桿菌污染的擔(dān)心，因而，希望化學(xué)清洗公司的清洗價(jià)格便宜些，這樣就能多清洗幾次。

14 尋找用量少的有效強(qiáng)氧化劑

為了尋找用量少但清洗效果好的強(qiáng)氧清洗劑，專家們開始探索與過氧化氫清洗效果相同的強(qiáng)氧化劑，最終找到了幾個可作為強(qiáng)氧化劑的食品添加劑。專家們發(fā)現(xiàn)找到的操作簡單的藥品，已經(jīng)在歐洲溫泉療養(yǎng)院的浴池水和游泳池中用作殺菌處理。

15 二氧化氯的發(fā)現(xiàn)

歐洲的水質(zhì)堿性很高，在這種高堿性條件下也能夠放心地使用的殺菌化合物是二氧化氯（ClO2，chlorine dioxide）。在酸性水多的日本，由于次氯酸鈉價(jià)格低廉且殺菌效果充分，日本人對二氧化氯這種殺菌劑幾乎一無所知。

16 開始調(diào)查以前的專利

由于想盡快將二氧化氯用于循環(huán)浴池殺菌，清洗專家便著手調(diào)查以前的專利。調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，二氧化氯用于循環(huán)浴池殺菌已經(jīng)為公眾所周知，二氧化氯的制造方法也比較簡單，已經(jīng)有好幾家企業(yè)在生產(chǎn)。隨后化學(xué)清洗公司在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)找到了二氧化氯的最佳使用方法。

17 出乎意料的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

二氧化氯很容易生產(chǎn)制造，他們在實(shí)驗(yàn)室著手實(shí)施生物膜的快速剝離試驗(yàn)。遺憾的是，無論如何也得不到與過氧化氫同樣的效果。即使二氧化氯可能會殺滅浮游細(xì)菌，也不能用于生物膜的剝離。

18 發(fā)現(xiàn)卓越的清洗效果

失望之余，專家想：如果在二氧化氯中添加在使用過氧化氫清洗中添加的有機(jī)酸，會不會也獲得卓越的清洗性呢？技術(shù)人員立刻試著在二氧化氯中添加前面提及的有機(jī)酸——檸檬酸。事態(tài)急劇轉(zhuǎn)變，生物膜從被清洗物上加速剝離。因希望用同樣的有機(jī)酸、同樣的添加量，能夠獲得與單獨(dú)使用過氧化氫同樣的清洗效果。實(shí)驗(yàn)中用掃描電子顯微鏡觀察拍攝了SEM圖片。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)：添加有機(jī)酸后，二氧化氯的清洗效果非常出色。圖8是在二氧化氯中添加檸檬酸后的清洗效果SEM圖片。

圖8 二氧化氯添加檸檬酸后的清洗效果SEM圖片

19 提供經(jīng)濟(jì)實(shí)用的化學(xué)清洗服務(wù)

在二氧化氯中添加檸檬酸進(jìn)行清洗的方法中，二氧化氯的固體物換算濃度為保水量的5ppm～10ppm，檸檬酸的添加濃度為150ppm～ 200ppm。二者的投入濃度單位均為ppm，因此，化學(xué)清洗非常經(jīng)濟(jì)，清洗費(fèi)用極低。