医疗废物焚烧处理系统设计研究

　　摘要：医疗废物焚烧法具备无害化彻底、减量化突出、适应性广、残渣性能稳定等特点，且不受规模限制，被国内外普遍采用。该研究主要对1套50t/d（单条焚烧线）焚烧处理系统的工艺设计和运行效果进行了详细介绍与探讨，以期为同类型项目提供借鉴和参考。该系统相对于传统的医疗废物上料系统，其不仅整洁美观、操作便捷，更能有效地避免污染，该工艺组合系统在医疗废物焚烧处理领域属我国首创。建议今后在飞灰的收集和输送方面采取全过程密闭输送方式，可考虑电伴热气力输送双管互为备用的方式或其他行之有效的方法。

　　关键词：医疗废物；焚烧；处理系统；工艺设计

　　1工程背景概述

　　医疗废物含有大量的病毒、细菌，对人体健康及生态环境具有极大的危害性，在《危险废物名录》中被明确列为危险废物。对医疗废物的处理方法有高温蒸汽处理法、微波消毒法、化学消毒法、等离子处理法、焚烧法等，其中以焚烧法和高温蒸汽处理法的应用最为广泛。根据HJ/T276-2006医疗废物高温蒸汽集中处理工程技术规范（试行）规定，医疗废物高温蒸汽集中处理规模适宜在10t/d以下。而焚烧法具备无害化彻底、减量化突出、适应性广、残渣性能稳定等特点，且不受规模限制，被国内外普遍采用[1]。近年来，我国先后颁布了GB18484-2001危险废物焚烧污染控制标准及其征求意见稿、二次征求意见稿和GB19218-2003医疗废物焚烧炉技术要求（试行），对医疗废物焚烧处置的设备和排放污染物做出了规定，进一步使医疗废物焚烧处置规范化。目前，我国许多城市已建成医疗废物集中处置设施，比如：沈阳、天津、上海、北京、广州、苏州、杭州、福州等大都运行良好，并在当地取得了较好的环保效应[2]。

　　2工艺流程

　　医疗废物是一种含有大量病原菌及有毒物质的特殊废物，同时医疗废物热值比生活垃圾大，其含水率变化也较大，最高达70%。医疗废物由多种有机物和无机物组成，物理、化学性质极其复杂，医疗废物中的有机可燃成分含量越高，含水率越低，则热值越高，越有利于焚烧处理。对该项目医疗废物的成分进行实测分析见表1，其含水率较低为21.0%，低位热值为20920kJ/kg，有利于焚烧处理。根据未来可能的需求，确定医疗废物处理规模为50t/d。工艺流程如图1所示。整套工艺流程按照工艺段可分为自动上料系统、焚烧系统、余热利用系统、烟气处理系统及配套附属设施（灰渣处理和污水处理）[3]。与目前公布的GB18484-2001（二次征求意见稿）和《医疗废物处理处置污染控制标准》（征求意见稿）中的技术要求和排放要求进行比照，该项目在工艺流程设计和后期实际运行排放指标方面均满足上述两项标准征求意见稿的要求，印证了工艺设计的合理性和前瞻性。设计上采用自动化上料系统，实现了医疗废物的自动上料和进料，周转箱的自动返回、清洗消毒和烘干等功能；针对烟气中二氧化硫、氮氧化物及颗粒物排放，对烟气处理系统采用干法和湿法联合脱酸、SNCR和SCR联合脱硝、袋式和湿电联合除尘的组合工艺，进一步提高了烟气的处理效果并最终实现达标排放[4]。

　　2.1自动上料系统

　　收集的医疗废物周转箱进入自动上料系统后通过提升装置进入医废焚烧系统主厂房三层平台，经过滑轨送至焚烧炉料斗前，通过提升翻桶装置将周转箱内医疗废物倒入料斗中。提升通道采用密闭负压设计，有效避免废气和病毒外泄。卸料后的空箱自动返回，在滑轨上依次经过清洗、消毒、烘干后返回至一层空桶周转区域，再跟随医废车返回至医院或产废机构。若不能立即进行焚烧处理（如焚烧炉停炉检修期间），则将医疗废物卸至冷库中贮存，冷库设计满足≤72h的医疗废物存放量[5]。

　　2.2焚烧系统

　　焚烧系统包括焚烧炉及其附属的助燃、除灰等设施，焚烧系统的关键是焚烧炉。在医疗废物处理中，常用的是回转窑焚烧炉和热解焚烧炉。根据《危险废物和医疗废物处置设施建设项目复核大纲》（试行）的规定，医疗废物焚烧炉型选择时，单台处理能力在10t/d以上的焚烧炉优先采用回转窑焚烧炉，鼓励采用连续热解焚烧炉[6]。而结合该项目实际用地及技术条件，焚烧炉型选择顺流式回转窑焚烧炉。医疗废物在窑内预热、燃烧以及燃尽阶段较为明显，进料、进风及辅助燃烧器的布置简便，操作维护方便，有利于废物的进料及前置处理，同时烟气停留时间较长。

　　2.3余热利用系统

　　焚烧过程中会产生大量高温烟气，对其热能回收利用可以降低能源消耗，提高经济效益。同时，降低尾气温度也可使烟气温度满足后续阶段烟气处理要求。系统设置1套余热蒸汽锅炉，采用闭式循环，除氧软化水经锅炉烟气加热，产生的蒸汽供厂内使用，换热后的烟气则进入烟气净化系统。

　　2.4烟气净化系统

　　余热锅炉出口烟气中含一定量的粉尘、有毒气体（一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、氯化氢等）、二噁英类物质及重金属汞、镉、铅等，必须对烟气进行净化处理。烟气净化工艺采用SNCR脱硝→急冷塔→干式除酸+活性炭喷射→袋式除尘→湿法脱酸→湿式电除尘→SCR脱硝组合工艺，以达到DB37/2376—2013对烟尘、二氧化硫和氮氧化物的要求。

　　2.5灰渣处理系统

　　医疗废物焚烧后产生的残渣和飞灰约2737t/a。大部分残渣是由回转窑尾部的灰室排出，少量灰渣是由二燃室底部卸料闸板排出，灰渣经过湿式出渣系统由链式出渣机连续排出至料槽内。由余热锅炉下部排出的少量飞灰，经输送机落入专用料槽内；袋式除尘器底部的飞灰经螺旋输送机落入专用灰箱。最终，残渣和飞灰送到固化车间进行稳定化/固化处理，固化后灰渣经检测符合填埋场入场标准后进行填埋处理。

　　2.6污水处理系统

　　焚烧处理工艺产生的废水统一送入污水处理站进行处理。周转箱清洗产生的洗桶废水COD含量较高，采用MBR一体化集成设备，处理规模20m3/d。焚烧工艺产水的污水含盐量高达50000mg/L，采用三效蒸发系统，处理规模100m3/d，三效蒸发系统处理后残留物送固化车间处理，蒸发后冷凝液外排市政管网。

　　3结论

　　（1）自动上料系统从周转箱上料一直到清洗消毒无需人工操作，并可实时监控处理流程的所有环节，极大地降低了人员感染的风险，整个流程实现封闭循环。相对于传统的医疗废物上料系统，不仅整洁美观、操作便捷，还可以有效避免污染。

　　（2）对烟气处理系统设计进行升级和加强，在设计上采用了干法和湿法联合脱酸、SNCR和SCR联合脱硝、袋式和湿电联合除尘的组合工艺，极大地提高了对烟气中粉尘、硫氧化物、氮氧化物等排放物的处理效果，使其达到严格的排放标准。该工艺组合系统在医疗废物焚烧处理领域属我国首创。

　　（3）在焚烧飞灰的收集上采用了专用灰箱收集的方式，灰箱收集完毕后再送至厂内固化车间进行固化处理。但在实际运行过程中，灰箱在卸灰，进入储罐过程中会偶尔出现飞灰外溢的现象，易造成现场的二次污染，这也是我国大多数危险废物焚烧厂和医疗废物焚烧厂所面临的共同问题。因此，建议今后在飞灰的收集和输送方面采取全过程密闭输送方式，可考虑电伴热气力输送双管互为备用的方式或其他行之有效的方法。

　　参考文献

　　[1]张凯茹,邓东阳,贾文超,等.医疗废物焚烧飞灰脱毒减害技术研究进展[J].环境工程,2020,38(9):175-184.

　　[2]周奇,徐亚,王菲,等.生活垃圾焚烧设施应急处置医疗废物现状与风险防控[J].环境卫生工程,2020,28(2):23-26,29.

　　[3]李君妍.城市医疗废物回收物流网络LRIP优化研究[D].武汉理工大学,2018.

　　[4]王旭光.某市危险废物及医疗废物集中处置工程方案设计[D].山东大学,2017.

　　[5]杨艳艳,韩静磊,尹文华,等.医疗废物焚烧厂周边环境空气中二噁英浓度分布及其健康风险评估[J].环境科学学报,2019,39(12):4215-4225.

　　陈岳祥

《医疗废物焚烧处理系统设计研究》

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