医疗垃圾的处理技术探索
【内容摘要】医疗垃圾,通常带有腐蚀性和较强的传染性,易于扩散,且一般都携带有细菌或病毒,属于高危废物。很多年以来,我国对医疗垃圾的处理一直采用简单的就地焚烧方式,污染面积大,且容易扩散。本文对现在使用较多的医疗垃圾处理方法进行了分类总结,着重分析了燃烧法和热解法。
【关键词】医疗垃圾;焚烧法;热解法
医疗垃圾是指医院和科研机构在临床治疗、处置、预防其他专业活动中产生的废弃物,这些废物通常会含有具有传染性,是造成空间污染、变异型病毒传染和潜伏性传染的重要因素,如果不加强控制,和其他垃圾混放在一起,不仅会造成病毒的广泛传播,而且危害人类的生命财产安全。
一、医疗垃圾的危害
医疗垃圾具有传播范围广、急性传染和潜伏性传染等特性,其病毒的危害是城市生活垃圾的几十倍甚至成百上千倍。其影响及传播范围广、危害性极大,属于特种废弃物。由于其中包含大量的不易被常规方式杀灭的病原体,若处置不当,极易成为传播病毒的源头,造成疫情扩散。
二、医疗垃圾的处理现状
多年来,我国医疗废弃物的管理及处理一直存在误区和盲点,突出表现为以下几点:一是近些年,大部分医疗机构基本是自行处理医疗废物,许多传染性医疗废物只经过简单的化学消毒,有的甚至未经过任何处理直接混入生活垃圾。二是医疗废物没有按照技术要求严格实行分类包装,且包装袋较薄,封闭性能不好,很容易造成污染物泄露。运输设备简陋,自动化和专业化程度低。三是一些医院虽有焚烧设备,由于运行费用和正常保养费用高的原因,以及平时的处理量很少,实际投入使用的不多,连续运行的更是少之又少。三、医疗垃圾的处理方法———焚烧法目前世界各国中已经有多种处理医疗垃圾的方法,其中最普遍的是采用焚烧法。它能够使废弃物的体积减小,生成物质稳定以及无公害化。在现有的医疗垃圾处理技术中,焚烧法是破坏病毒的传染性和减少体积与重量的最有效的方法之一。
(一)焚烧法的基本原理。焚烧法的基本原理主要是将待处理的医疗垃圾或废弃物与空气在焚烧炉中发生氧化燃烧反应,使其中的有害物质在高温下氧化、热解,从而破坏其结构达到分解的目的。这种方法使医疗垃圾的体积减小、有害变无害、产物资源再利用,对减少土壤及大气污染有很重要的意义。垃圾的燃烧过程,本质上是质量、热量以及动量的传递、化学反应和物质结构变化等过程综合在一起的物理化学反应。从固体物质燃烧的角度来分析,以燃烧阶段来作定性分析,垃圾的燃烧过程可以分为以下阶段:预热、水分蒸发、升温,挥发份析出、着火和固定炭的燃烧。在这些过程中,垃圾先吸取热量,温度上升,失去水份,局部分解为可燃成分,然后释放热量,直到燃尽后的冷却。随着这些过程的逐步进行,垃圾本身的质量逐步减少,直到残留灰渣[1]。焚烧法是目前世界上应用最广泛也是最成熟的处理医疗垃圾的方法。
(二)处理工艺。目前在实际应用中焚烧法应用较普遍的处理工艺流程为[2]:工艺在设计采用收集后直接喷入炉内与医疗废弃物一起焚烧的处置办法,这种设计理念是既考虑了废弃物的储存以及焚烧过程中产生的渗滤液的处理,同时也考虑了排放的冲洗废水的处置。工艺设计还应考虑炉体热能的回收再利用,以达到降低运行费用的同时提高系统热效率。
(三)焚烧工艺系统的设计。进料方式分为手工进料和自动进料两种。处理量较少的焚烧设备应采用手工进料,自动进料的方式适合于处理量较大的集中处理系统。一级燃烧通常又叫作主燃烧,其设备称为主燃烧室。从设备结构外形可以分为卧式燃烧室和立式燃烧室;从燃烧方式上主要有以下三种:一是层燃烧;二是流化悬浮燃烧;三是沸腾悬浮焚烧;从炉型结构上可分为以下四种:一是固定床;二是旋转窑;三是活动床;四是流化床。二级燃烧工艺的作用是处理第一阶段燃烧产生的烟气,使其中的有害物质通过高温得以分解,此工艺最重要的作用是对二恶英物质的处理,为了保证彻底分解,必须使二级燃烧停留时间超过2秒。烟气冷却主要作用是使烟气的温度适合于烟气净化设备的工作温度。此工艺通常需要将1,000℃以上温度的烟气冷却到300℃以下。烟气净化的作用是通过净化处理后,使烟气中所包含的酸性物质、重金属等达到达标排放标准。烟气净化方式一般分为三种:一是干式;二是半干式;三是湿式。
(四)焚烧工艺系统安全设计。医疗废弃物的转移和处理必须严格按照环保部关于对危险废弃物转移的相关规章制度执行。运输车辆应为密闭性能良好,且带有冷藏功能的专业车辆,并设专职司机,专人管理,以防止医疗废弃物造成扩散。为防止由于外部原因电源失去动力造成运行中的焚烧设备造成突然停车,系统在设计过程中应考虑解决办法。一般情况下应设置备用电源,或在二级燃室后加装紧急排放口。现场一切与医疗垃圾相关的场所都需要按时消毒。消毒间和消毒工具要定期巡检,发现问题及时处理。为了保证操作人员安全的人身安全和系统设备的安全运行,必需进行科学管理、规范操作。对工作人员要培训上岗,对系统管理应制定岗位责任制度、操作规程。
四、医疗垃圾的处理方法———热解法
随着科技进步和生产水平的提高,近年来一种新型垃圾处理技术进入研究视野———热解法。这种技术也同时被世界各国环境保护专家普遍认同,认为它是对垃圾进行无害化、减量化和资源化处理的一条新路[3]。
(一)热解法的基本原理。热解工艺和焚烧工艺属于不同物理化学反应,分别是吸热和放热过程。热解的产物主要是可以燃烧的低分子化合物:其中固态物质为炭,具体分为炭黑与焦炭;液态物质包括CH3OH、有机酸、CH3CHO、丙酮等;气态物质包括CH4、H2、CO等。焚烧的主要产物则是CO2和H2O。热解工艺的原理是利用医疗垃圾和废弃物中物质的热不稳定性,在设备中进行无氧加热蒸馏或缺氧加热蒸馏,使有机物发生裂解反应,并且从生成物中提取可利用资源的过程[4]。
(二)处理工艺。由于热解工艺中的温度变化、生成物质状态和炉体结构形式等因素的不同,热解工艺可分为高温热解法(高于1,000℃)、中温热解法(600~700℃)和低温热解法(低于600℃)。
1.高温热解法。这种热解方法可将难以分解的金属氧化物、金属盐类及氧化硅等物质经高温熔化成液体,排出物质冷却后粒化。
2.中温热解法。这种热解工艺主要使用在像废旧塑料、轮胎等功能比较单一,并且物料做能源和资源回收的物料中。
3.低温热解法。这种热解工艺主要应用于林业和农业产品加工后的废物,用来生产低硫灰的炭。五、医疗垃圾处理的其他方法医疗垃圾的其他处理方法还包括高压消毒压实法、填埋法、机械-化学消毒法、微波法、等离子体法、液态合金处理法等。
六、结语
医疗垃圾处理不当不仅危害社会环境,在人群中造成恐慌情绪,而且也在医院中形成交叉感染。通过焚烧法、热解法及其他方法对医疗垃圾进行无害化处理,是一项保护医院伤员、医务工作者身体健康的重要手段,同时也是保护社会环境免受危害,防治环境污染的重要措施。
【参考文献】
[1]赵春.医疗垃圾焚烧处理技术探讨[J].北方环境,2001,3
[2]张敖定.城市医疗垃圾集中焚烧处置介绍[J].环保产业,2004,2
[3]徐长忠,袁长友.医疗垃圾处理新工艺———高温热解[J].环保产业,2004,2
[4]李新国,周欣,张于峰.医疗垃圾的热解焚烧法处理[J].煤气与热力,2004,9
苑绍鹏李奇君王卉春
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