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摘 要： 摘要：醫(yī)療廢物是一種具有感染性和毒性等特性的危險(xiǎn)廢物，在《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》中位列第一，廢物類別HW01。因其攜帶大量細(xì)菌、病毒或毒性物質(zhì)，具有很強(qiáng)的傳染性、生物毒性和腐蝕性，若處置不當(dāng)，將對(duì)環(huán)境造成極大的污染。鑒于此，本文結(jié)合筆者長(zhǎng)期的工作
摘要：醫(yī)療廢物是一種具有感染性和毒性等特性的危險(xiǎn)廢物，在《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》中位列第一，廢物類別HW01。因其攜帶大量細(xì)菌、病毒或毒性物質(zhì)，具有很強(qiáng)的傳染性、生物毒性和腐蝕性，若處置不當(dāng)，將對(duì)環(huán)境造成極大的污染。鑒于此，本文結(jié)合筆者長(zhǎng)期的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)工業(yè)固體醫(yī)療廢物熱解處理技術(shù)及設(shè)備研究提出了幾點(diǎn)建議，僅供參考。
關(guān)鍵詞：廢物;熱解處置;實(shí)施研究
引言
隨著社會(huì)發(fā)展及科技進(jìn)步，醫(yī)療廢物處理處置技術(shù)相對(duì)成熟，但要順應(yīng)當(dāng)前綠色環(huán)保、智慧工廠應(yīng)對(duì)突發(fā)疫情等時(shí)代要求仍有較大的提升空間。逆流回轉(zhuǎn)式焚燒熱解技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的研究及工程實(shí)踐，因其具有適應(yīng)性強(qiáng)、節(jié)能環(huán)保、生產(chǎn)成本低等優(yōu)勢(shì)值得推廣應(yīng)用。
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1、廢物理化特性
(1)廢物組成。廢物中含有大量玻璃、金屬等惰性無(wú)機(jī)物，通過(guò)熱解氣化工藝可將廢物中有害成分，如感染性病菌、細(xì)菌和有害有機(jī)物徹底去除，處理后的玻璃、金屬可重新回收利用，減少玻璃和金屬原材料熔煉的能源投入，達(dá)到節(jié)約能源的效果。(2)工業(yè)分析及元素分析報(bào)告。工業(yè)分析表明廢物中揮發(fā)分(有機(jī)物)含量高，濕基低位熱值較高，普遍在10mj/kg以上，滿足自持燃燒條件，可采用熱解/焚燒工藝來(lái)處理處置。元素分析顯示廢物中的有機(jī)Cl(主要由PVC(C2H3Cl)n產(chǎn)生，單組分最大濃度為56%)和有機(jī)N(主要由蛋白質(zhì)中氨基酸產(chǎn)生)含量高，在焚燒過(guò)程中容易產(chǎn)生二噁英和氮氧化物氣體污染物，為減少?gòu)U氣對(duì)環(huán)境造成的二次污染，對(duì)比傳統(tǒng)廢物焚燒工藝，熱解氣化工藝更適合用于廢物的處理處置。
2、不同處理工藝特點(diǎn)對(duì)比
2.1熱解氣化處理
工藝說(shuō)明：(1)熱解是指利用有機(jī)物的熱不穩(wěn)定性，在無(wú)氧或缺氧條件下，使有機(jī)物受熱分解成分子量較小的可燃?xì)狻⒁簯B(tài)油、固體燃料的過(guò)程。(2)氣化是指在特定設(shè)備內(nèi)及高溫條件下使固定碳與氣化劑(如水蒸汽/空氣/氧氣等)發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，將固體碳轉(zhuǎn)化為含有CO、氫氣、甲烷等可燃?xì)怏w和二氧化碳非可燃?xì)怏w的合成氣的過(guò)程。影響因素：湍流與混合;廢物水分含量;溫度和停留時(shí)間;維護(hù)和修理。優(yōu)點(diǎn)：(1)滅菌率100%。(2)不產(chǎn)生額外有害物。(1)自供熱設(shè)計(jì)，運(yùn)行能耗低。(4)穩(wěn)定產(chǎn)生熱能。(5)將廢物中有價(jià)值成分回收利用(6)低碳排放。(7)占地面積小。煙氣排放量少。缺點(diǎn)：(1)一次性投入成本高。(2)剩余少飛灰需做安全處置。(3)需要配置煙氣凈化設(shè)備。(4)被處理廢棄物需分類。
2.2高壓蒸汽滅菌
工藝說(shuō)明：利用蒸汽對(duì)廢物中的微生物和病菌進(jìn)行消毒(后送去衛(wèi)生填埋)。影響因素：溫度和壓力;蒸汽的穿透性;給料顆粒大小;處理周期;裝置內(nèi)真空度。優(yōu)點(diǎn)：投資和運(yùn)行成本低;易于通過(guò)生物檢測(cè);危險(xiǎn)廢物殘留量少;缺點(diǎn)：(1)由于蒸汽的穿透性差，厚實(shí)物體和容器內(nèi)部消毒不易徹底;(2)產(chǎn)生的廢液和廢氣必須經(jīng)過(guò)處理后才能排入環(huán)境。(3)不適合細(xì)胞毒素的藥劑、動(dòng)物組織和化學(xué)品的消毒，氧化劑與有機(jī)物混合會(huì)產(chǎn)生大量熱，易引起爆炸;(4)消毒需持續(xù)時(shí)間在30分鐘以上，維持高溫高壓困難;(5)在減容減重上沒(méi)有好效果，相反廢物的質(zhì)量和體積會(huì)因?yàn)檎羝⑷攵黾?(6)產(chǎn)生的廢液和廢氣必須經(jīng)過(guò)處理后才能排入環(huán)境。
2.3等離子體法
等離子體法是美國(guó)在20世紀(jì)90年代開始研發(fā)用以處理危險(xiǎn)廢物的新技術(shù)。對(duì)醫(yī)療廢物的處置包括高溫?zé)峤狻⒎贌案哂?400℃的熔融等過(guò)程，從而破壞醫(yī)療垃圾潛在的病原微生物，使醫(yī)療廢物得到徹底的處置，產(chǎn)生的高溫熔融爐渣可作為建筑材料。等離子體法處置溫度高，效率高，尾氣經(jīng)凈化后達(dá)標(biāo)排放。但等離子體技術(shù)復(fù)雜，成熟度不高，而且投資大，生產(chǎn)成本高，國(guó)內(nèi)鮮有工程應(yīng)用。
2.4微波消毒法
工藝說(shuō)明:利用熱效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)、電磁共振等綜合效應(yīng)引起能接收到微波的物體(水或固體)產(chǎn)生熱來(lái)加熱廢物，廢物蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸氣使得微生物細(xì)胞中的蛋白質(zhì)變質(zhì)，從而起到殺滅廢物細(xì)菌、病毒等作用。影響因素：廢物性質(zhì);廢物水分含量;微波波長(zhǎng);處理周期;物料層厚度。優(yōu)點(diǎn)：銷毀原形;容積減少;無(wú)廢水污染。缺點(diǎn)：(1)高能電磁波的輻射對(duì)人體有害;(2)處理前必須將廢物粉碎以確保蒸汽能穿透廢物;(3)對(duì)含水率低的物質(zhì)滅菌效果較差，需要額外添加水分或水蒸氣以達(dá)到滅菌效果;(4)減容減重效果差;(5)廢棄物夾雜的金屬物質(zhì)在微波環(huán)境中容易引起電弧放電。
2.5化學(xué)消毒法
工藝說(shuō)明:利用化學(xué)藥劑對(duì)廢物進(jìn)行滅菌。影響因素：使用的試劑;溫度;PH值;反應(yīng)時(shí)間;混合充分度。優(yōu)點(diǎn)：減少容積;銷毀原形;處理周期快缺點(diǎn)：(1)進(jìn)行化學(xué)消毒前必須預(yù)先粉碎;(2)需要強(qiáng)力的消毒劑才能殺死絕大部分廢物且消毒滅菌易有死區(qū);(3)消毒劑往往也是危險(xiǎn)化學(xué)品，使得工作環(huán)境差;(4)對(duì)廢物消毒后的化學(xué)制劑需經(jīng)過(guò)處理后才能排入環(huán)境;(5)減容減重效果差。
3、廢物熱解處置實(shí)施研究
3.1AB熱解焚燒爐
AB熱解焚燒爐工藝成熟，在缺氧條件下完成熱解、氣化及燃燒，采用2臺(tái)熱解爐交替作業(yè)實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行，具有投資省、運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。但也存在一些缺陷:爐窯頻繁冷熱變化，耐火材料壽命短;熱解燃燒時(shí)間長(zhǎng)，效率較低，處置能力受限;對(duì)物料熱值、松散度及狀態(tài)要求高;環(huán)保達(dá)標(biāo)困難等。目前該工藝已在一些發(fā)達(dá)省市被限制使用。
3.2回轉(zhuǎn)式焚燒爐
順流回轉(zhuǎn)式焚燒爐。焚燒爐一側(cè)進(jìn)醫(yī)療垃圾以及燃燒所需的空氣，另一側(cè)作為出渣口及煙氣出口，醫(yī)療廢物在窯體內(nèi)完成“干燥-燃燒-燃燼”的過(guò)程，爐溫可達(dá)900～1200℃。該工藝是目前危險(xiǎn)廢物處置常用的工藝，但同側(cè)進(jìn)料及送風(fēng)，使進(jìn)料端溫度低，而且含水高的危險(xiǎn)廢物對(duì)進(jìn)料端耐火材料侵蝕嚴(yán)重;物料分解的可燃成分基本在窯內(nèi)完成燃燒，二燃室需要補(bǔ)充燃料方能達(dá)到要求;爐渣高溫下直接水冷，浪費(fèi)熱量且水蒸氣進(jìn)入煙氣，增加煙氣含水量。2)逆流回轉(zhuǎn)式焚燒爐。焚燒爐進(jìn)料與煙氣出口在同側(cè)，缺氧操作，入爐物料與高溫?zé)煔饽嫦驘峤粨Q，實(shí)現(xiàn)“干燥-熱解-燃燒-燃燼”，二燃室不需要補(bǔ)充燃料，同時(shí)可以抑制醫(yī)療廢物降解過(guò)程中的二噁英類物質(zhì)的產(chǎn)生。但是該技術(shù)進(jìn)料設(shè)施需要耐高溫，缺氧燃燒控制有一定難度，對(duì)操作工人的能力要求較高。該技術(shù)在冶金行業(yè)應(yīng)用廣泛，在危廢處置領(lǐng)域也逐漸被認(rèn)同與接受，已在昆明、寧夏等多個(gè)危險(xiǎn)廢物處置中心應(yīng)用，取得了良好的效果，具有廣闊的推廣前景。
3.3熱解爐
熱解爐采用間接加熱方式(熱量來(lái)源于燃燒室高溫?zé)煔?對(duì)廢物進(jìn)行熱解。廢物在熱解爐內(nèi)經(jīng)歷以下階段：首先烘干廢物中殘留的水分;然后熱解廢物中有機(jī)組分，轉(zhuǎn)化成水蒸氣(H2O)，一氧化碳(CO)，二氧化碳(CO2)，氫氣(H2)、甲烷(CH4)、焦油類(高溫下液態(tài)蒸發(fā)成氣態(tài))，只剩少量炭黑、飛灰。無(wú)機(jī)物從窯頭向窯尾移動(dòng)最終落入氣固分離室，熱解氣則引至燃燒室與流量可控的助燃空氣進(jìn)行擴(kuò)散燃燒，燃燒后的煙氣進(jìn)入熱解爐提供維持熱解反應(yīng)所需要的熱量。不同種類的有機(jī)廢物熱值各異，當(dāng)廢物熱解較低時(shí)需額外補(bǔ)充熱量，因此在燃燒室進(jìn)口端部設(shè)置一臺(tái)輔助燃燒器(采用管道天然氣或柴油)來(lái)保證爐內(nèi)溫度達(dá)到1100℃以上，燃燒室出口設(shè)置空氣冷卻器將煙氣冷卻到SNCR最佳反應(yīng)區(qū)間/熱解工藝要求的溫度。燃燒室的設(shè)計(jì)尺寸保證熱解氣的完全燃燒并維持煙氣停留時(shí)間>2秒以滿足規(guī)范要求。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展及應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的疫情，醫(yī)療廢物處理處置應(yīng)結(jié)合危險(xiǎn)廢物處置中心以及生活垃圾焚燒廠當(dāng)?shù)蒯t(yī)療廢物產(chǎn)生量和地域環(huán)保影響因素統(tǒng)籌考慮，避免重復(fù)建設(shè)造成巨大浪費(fèi)出現(xiàn)大量醫(yī)療廢物無(wú)處消納或醫(yī)療廢物處置設(shè)施建成后使用率不高的問(wèn)題。此外，考慮到安全環(huán)保，應(yīng)積極推廣單獨(dú)焚燒或與危險(xiǎn)廢物共建。——論文作者：陳坤順
