医疗废物热解处置实施研究

发布时间：2020-06-20所属分类：医学论文浏览：1次

摘 要： 摘要：医疗废物是一种具有感染性和毒性等特性的危险废物，在《国家危险废物名录》中位列第一，废物类别HW01。因其携带大量细菌、病毒或毒性物质，具有很强的传染性、生物毒性和腐蚀性，若处置不当，将对环境造成极大的污染。鉴于此，本文结合笔者长期的工作

　　摘要：医疗废物是一种具有感染性和毒性等特性的危险废物，在《国家危险废物名录》中位列第一，废物类别HW01。因其携带大量细菌、病毒或毒性物质，具有很强的传染性、生物毒性和腐蚀性，若处置不当，将对环境造成极大的污染。鉴于此，本文结合笔者长期的工作经验，对工业固体医疗废物热解处理技术及设备研究提出了几点建议，仅供参考。

　　关键词：废物;热解处置;实施研究

　　引言

　　随着社会发展及科技进步，医疗废物处理处置技术相对成熟，但要顺应当前绿色环保、智慧工厂应对突发疫情等时代要求仍有较大的提升空间。逆流回转式焚烧热解技术经过多年的研究及工程实践，因其具有适应性强、节能环保、生产成本低等优势值得推广应用。

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　　1、废物理化特性

　　(1)废物组成。废物中含有大量玻璃、金属等惰性无机物，通过热解气化工艺可将废物中有害成分，如感染性病菌、细菌和有害有机物彻底去除，处理后的玻璃、金属可重新回收利用，减少玻璃和金属原材料熔炼的能源投入，达到节约能源的效果。(2)工业分析及元素分析报告。工业分析表明废物中挥发分(有机物)含量高，湿基低位热值较高，普遍在10mj/kg以上，满足自持燃烧条件，可采用热解/焚烧工艺来处理处置。元素分析显示废物中的有机Cl(主要由PVC(C2H3Cl)n产生，单组分最大浓度为56%)和有机N(主要由蛋白质中氨基酸产生)含量高，在焚烧过程中容易产生二噁英和氮氧化物气体污染物，为减少废气对环境造成的二次污染，对比传统废物焚烧工艺，热解气化工艺更适合用于废物的处理处置。

　　2、不同处理工艺特点对比

　　2.1热解气化处理

　　工艺说明：(1)热解是指利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下，使有机物受热分解成分子量较小的可燃气、液态油、固体燃料的过程。(2)气化是指在特定设备内及高温条件下使固定碳与气化剂(如水蒸汽/空气/氧气等)发生一系列化学反应，将固体碳转化为含有CO、氢气、甲烷等可燃气体和二氧化碳非可燃气体的合成气的过程。影响因素：湍流与混合;废物水分含量;温度和停留时间;维护和修理。优点：(1)灭菌率100%。(2)不产生额外有害物。(1)自供热设计，运行能耗低。(4)稳定产生热能。(5)将废物中有价值成分回收利用(6)低碳排放。(7)占地面积小。烟气排放量少。缺点：(1)一次性投入成本高。(2)剩余少飞灰需做安全处置。(3)需要配置烟气净化设备。(4)被处理废弃物需分类。

　　2.2高压蒸汽灭菌

　　工艺说明：利用蒸汽对废物中的微生物和病菌进行消毒(后送去卫生填埋)。影响因素：温度和压力;蒸汽的穿透性;给料颗粒大小;处理周期;装置内真空度。优点：投资和运行成本低;易于通过生物检测;危险废物残留量少;缺点：(1)由于蒸汽的穿透性差，厚实物体和容器内部消毒不易彻底;(2)产生的废液和废气必须经过处理后才能排入环境。(3)不适合细胞毒素的药剂、动物组织和化学品的消毒，氧化剂与有机物混合会产生大量热，易引起爆炸;(4)消毒需持续时间在30分钟以上，维持高温高压困难;(5)在减容减重上没有好效果，相反废物的质量和体积会因为蒸汽注入而增加;(6)产生的废液和废气必须经过处理后才能排入环境。

　　2.3等离子体法

　　等离子体法是美国在20世纪90年代开始研发用以处理危险废物的新技术。对医疗废物的处置包括高温热解、焚烧及高于1400℃的熔融等过程，从而破坏医疗垃圾潜在的病原微生物，使医疗废物得到彻底的处置，产生的高温熔融炉渣可作为建筑材料。等离子体法处置温度高，效率高，尾气经净化后达标排放。但等离子体技术复杂，成熟度不高，而且投资大，生产成本高，国内鲜有工程应用。

　　2.4微波消毒法

　　工艺说明:利用热效应和化学效应、电磁共振等综合效应引起能接收到微波的物体(水或固体)产生热来加热废物，废物蒸发产生的水蒸气使得微生物细胞中的蛋白质变质，从而起到杀灭废物细菌、病毒等作用。影响因素：废物性质;废物水分含量;微波波长;处理周期;物料层厚度。优点：销毁原形;容积减少;无废水污染。缺点：(1)高能电磁波的辐射对人体有害;(2)处理前必须将废物粉碎以确保蒸汽能穿透废物;(3)对含水率低的物质灭菌效果较差，需要额外添加水分或水蒸气以达到灭菌效果;(4)减容减重效果差;(5)废弃物夹杂的金属物质在微波环境中容易引起电弧放电。

　　2.5化学消毒法

　　工艺说明:利用化学药剂对废物进行灭菌。影响因素：使用的试剂;温度;PH值;反应时间;混合充分度。优点：减少容积;销毁原形;处理周期快缺点：(1)进行化学消毒前必须预先粉碎;(2)需要强力的消毒剂才能杀死绝大部分废物且消毒灭菌易有死区;(3)消毒剂往往也是危险化学品，使得工作环境差;(4)对废物消毒后的化学制剂需经过处理后才能排入环境;(5)减容减重效果差。

　　3、废物热解处置实施研究

　　3.1AB热解焚烧炉

　　AB热解焚烧炉工艺成熟，在缺氧条件下完成热解、气化及燃烧，采用2台热解炉交替作业实现连续运行，具有投资省、运行及维护费用低等优点。但也存在一些缺陷:炉窑频繁冷热变化，耐火材料寿命短;热解燃烧时间长，效率较低，处置能力受限;对物料热值、松散度及状态要求高;环保达标困难等。目前该工艺已在一些发达省市被限制使用。

　　3.2回转式焚烧炉

　　顺流回转式焚烧炉。焚烧炉一侧进医疗垃圾以及燃烧所需的空气，另一侧作为出渣口及烟气出口，医疗废物在窑体内完成“干燥-燃烧-燃烬”的过程，炉温可达900～1200℃。该工艺是目前危险废物处置常用的工艺，但同侧进料及送风，使进料端温度低，而且含水高的危险废物对进料端耐火材料侵蚀严重;物料分解的可燃成分基本在窑内完成燃烧，二燃室需要补充燃料方能达到要求;炉渣高温下直接水冷，浪费热量且水蒸气进入烟气，增加烟气含水量。2)逆流回转式焚烧炉。焚烧炉进料与烟气出口在同侧，缺氧操作，入炉物料与高温烟气逆向热交换，实现“干燥-热解-燃烧-燃烬”，二燃室不需要补充燃料，同时可以抑制医疗废物降解过程中的二噁英类物质的产生。但是该技术进料设施需要耐高温，缺氧燃烧控制有一定难度，对操作工人的能力要求较高。该技术在冶金行业应用广泛，在危废处置领域也逐渐被认同与接受，已在昆明、宁夏等多个危险废物处置中心应用，取得了良好的效果，具有广阔的推广前景。

　　3.3热解炉

　　热解炉采用间接加热方式(热量来源于燃烧室高温烟气)对废物进行热解。废物在热解炉内经历以下阶段：首先烘干废物中残留的水分;然后热解废物中有机组分，转化成水蒸气(H2O)，一氧化碳(CO)，二氧化碳(CO2)，氢气(H2)、甲烷(CH4)、焦油类(高温下液态蒸发成气态)，只剩少量炭黑、飞灰。无机物从窑头向窑尾移动最终落入气固分离室，热解气则引至燃烧室与流量可控的助燃空气进行扩散燃烧，燃烧后的烟气进入热解炉提供维持热解反应所需要的热量。不同种类的有机废物热值各异，当废物热解较低时需额外补充热量，因此在燃烧室进口端部设置一台辅助燃烧器(采用管道天然气或柴油)来保证炉内温度达到1100℃以上，燃烧室出口设置空气冷却器将烟气冷却到SNCR最佳反应区间/热解工艺要求的温度。燃烧室的设计尺寸保证热解气的完全燃烧并维持烟气停留时间>2秒以满足规范要求。

　　结束语

　　综上所述，随着社会的不断发展及应对可能出现的疫情，医疗废物处理处置应结合危险废物处置中心以及生活垃圾焚烧厂当地医疗废物产生量和地域环保影响因素统筹考虑，避免重复建设造成巨大浪费出现大量医疗废物无处消纳或医疗废物处置设施建成后使用率不高的问题。此外，考虑到安全环保，应积极推广单独焚烧或与危险废物共建。——论文作者：陈坤顺