摘要：用TG-DTA差熱熱重聯(lián)用分析儀對(duì)影響醫(yī)療垃圾熱解特性的主要因素，包括垃圾種類、升溫速率、試樣質(zhì)量、實(shí)驗(yàn)終溫和保溫時(shí)間等進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，垃圾種類不同，表現(xiàn)出的起始溫度、終止溫度、峰溫和失重率等反映醫(yī)療垃圾熱解特性的主要參數(shù)不同；升溫速率和試樣質(zhì)量對(duì)醫(yī)療垃圾熱解特性的影響主要表現(xiàn)在起始溫度和終止溫度方面，而對(duì)峰溫和失重率的影響較小；實(shí)驗(yàn)終溫和保溫時(shí)間的影響則主要表現(xiàn)在醫(yī)療垃圾的失重率上，即實(shí)驗(yàn)終溫越高、保溫時(shí)間越長，醫(yī)療垃圾的失重率越高，而對(duì)起始溫度和終止溫度的影響則可以忽略。

　　關(guān)鍵詞：醫(yī)療垃圾；熱解特性；主要影響因素

　　在目前用于處理醫(yī)療垃圾的幾種技術(shù)中，由于熱解法具有無害化、減量化、資源化和不會(huì)引起二次污染等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的重視[1－6]。李劍等[7]和孫振鵬等[8]分別用熱重分析法和氣相色普法對(duì)醫(yī)療垃圾中典型組分的熱解氣化行為進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。王喬力等[9]對(duì)不同升溫速率和熱解終溫條件下廢舊電纜和醫(yī)療垃圾的熱解特性和熱解產(chǎn)物進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和理論研究。MaRonghua等[10－12]則對(duì)醫(yī)療垃圾中含氯有機(jī)物的熱解溫度、升溫速率等影響因素進(jìn)行了模擬研究，根據(jù)Gibbs最小自由能原理建立起了醫(yī)療垃圾中輸液管的非化學(xué)當(dāng)量平衡模型，并預(yù)測(cè)了熱解產(chǎn)物的成分，認(rèn)為通過熱解是實(shí)現(xiàn)醫(yī)療垃圾資源化的有效途徑。但尚未見到有關(guān)影響醫(yī)療垃圾熱解特性因素的系統(tǒng)研究。因此，本研究旨在通過實(shí)驗(yàn)全面掌握各種因素對(duì)醫(yī)療垃圾熱解特性的影響規(guī)律，為醫(yī)療垃圾熱解機(jī)理的深入研究和熱解裝置的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

　　1實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)方法

　　1.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備

　　本研究是用日本島津公司生產(chǎn)的TG-DTA型差熱熱重聯(lián)用分析儀完成實(shí)驗(yàn)的，該儀器由五部分組成：電壓轉(zhuǎn)換器、氣體流量控制器、工作站、計(jì)算機(jī)和熱天平。其中最關(guān)鍵和最重要的部分是熱天平，主要熱失重實(shí)驗(yàn)都是在熱天平中完成的，它能夠自動(dòng)、連續(xù)地進(jìn)行動(dòng)態(tài)稱量和記錄。熱天平的主要參數(shù)為：測(cè)溫范圍，室溫至1500℃；天平類型，平行雙柱頂部托盤（上皿）式；靈敏度，0.001mg；量程，±500mg；測(cè)量精度，±1%。

　　1.2實(shí)驗(yàn)方法

　　為了使研究的樣品具有廣泛的代表性，對(duì)塑料類、橡膠類、生物質(zhì)類、蛋白質(zhì)類、合成纖維類、藥品類和混合材料共7大類醫(yī)療廢物中的代表性樣品進(jìn)行了熱解實(shí)驗(yàn)。表1和表2分別為部分典型醫(yī)療廢物樣品的元素分析和工業(yè)分析結(jié)果。

　　2實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析

　　2.1醫(yī)療垃圾種類對(duì)熱解特性的影響

　　為研究醫(yī)療垃圾種類對(duì)熱解特性的影響，對(duì)衛(wèi)生紙、醫(yī)用膠布、白鼠肌肉、棉簽棒和輸液管5種試樣進(jìn)行了熱解實(shí)驗(yàn)，圖1和圖2為測(cè)得的TG曲線和DTG曲線。

　　2.2升溫速率對(duì)熱解特性的影響

　　為研究升溫速率對(duì)醫(yī)療垃圾熱解特性的影響規(guī)律，設(shè)定4種升溫速率對(duì)輸液瓶進(jìn)行了熱解實(shí)驗(yàn)。圖3和圖4為升溫速率β=5℃/min、20℃/min、25℃/min和35℃/min時(shí)測(cè)得的的TG曲線和DTG曲線。

　　3結(jié)論

　　（1）醫(yī)療垃圾的種類不同，反映熱解特性的主要參數(shù)——起始溫度、終止溫度、峰溫和失重率等存在明顯的差異。

　　（2）升溫速率越高，起始溫度、終止溫度和峰溫也越高，反應(yīng)區(qū)間?T越寬，失重峰的高度也逐漸增大。但升溫速率對(duì)實(shí)驗(yàn)終溫時(shí)的失重率和?T內(nèi)的失重率α?T的影響較小。

　　（3）試樣質(zhì)量對(duì)醫(yī)療垃圾熱解特性的影響主要表現(xiàn)在起始溫度和終止溫度上，但影響不大；隨試樣質(zhì)量的增加反應(yīng)區(qū)間?T會(huì)逐漸變寬，表明顯著失重階段持續(xù)的時(shí)間逐漸延長；由于本實(shí)驗(yàn)樣品的質(zhì)量和體積都比較小，試樣內(nèi)外的溫度均勻，所以試樣質(zhì)量對(duì)失重率的影響很小。

　　（4）實(shí)驗(yàn)終溫越高，失重率也越高，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)溫度超過700℃后繼續(xù)升高溫度對(duì)醫(yī)療垃圾的熱解程度影響很小，卻要繼續(xù)消耗大量能量，因此從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度考慮，在熱解裝置的設(shè)計(jì)和實(shí)際運(yùn)行中，最高熱解終溫不宜超過700℃。

　　（5）保溫時(shí)間越長，醫(yī)療垃圾的失重率也越高，但當(dāng)保溫時(shí)間超過30min后，繼續(xù)延長保溫時(shí)間對(duì)失重率的影響很小，因此當(dāng)溫度升高到設(shè)定的實(shí)驗(yàn)終溫后，保溫時(shí)間不宜超過30min。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]吳舜澤，孫寧，周豐，等.醫(yī)療廢物管理處理現(xiàn)狀與對(duì)策[J].環(huán)境保護(hù)，2005(1)：36-38.

　　[2]DaSilvaCE，HoppeAE，RavanelloMM，etal.MedicalwastesmanagementinthesouthofBrazil[J].WasteManaement，2005，25(6)：600-605.

　　[3]ThipseSS.Syntheticfuelforimitationofmunicipalsolidwasteinexperimentalstudiesofwasteincineration[J].Chemosphere，2001，44(5)：1071-1077.

　　[4]NouwenJ，CornelisC，DeFreR，etal.Healthriskassessmentofdioxinemissionsfrommunicipalwasteincinerators：theNeerlandquarter(Wilrijk，Belgium)[J].Chemosphere，2001，43(4-7)：909-923.

　　馬洪亭，張于峰，鄧娜，郭曉娟，魏莉莉