摘要:分析了醫(yī)療廢物的組成及理化特性,評(píng)述了醫(yī)療垃圾的現(xiàn)狀、危害、特性,對(duì)國內(nèi)外醫(yī)療垃圾焚燒技術(shù)發(fā)展進(jìn)行論述,目前我國已有不少高校和科研單位專門對(duì)醫(yī)療廢物焚燒爐進(jìn)行可發(fā),建立了醫(yī)療廢物焚燒示范項(xiàng)目。還對(duì)比了3種醫(yī)療垃圾焚燒爐的性能,得出了近年來以熱解氣化技術(shù)為基礎(chǔ)的焚燒爐在處理醫(yī)療廢物方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),并著重介其新的焚燒工藝———高溫?zé)峤狻?/p>

　　關(guān)鍵詞:醫(yī)療垃圾;危險(xiǎn)廢物;焚燒技術(shù);高溫?zé)峤?/p>

　　0前言

　　危險(xiǎn)廢物是指列入危險(xiǎn)廢物名錄或者根據(jù)規(guī)定的危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)和鑒別方法認(rèn)定的具有危險(xiǎn)特性的廢物[1]。醫(yī)療垃圾是典型的危險(xiǎn)廢物,它是指醫(yī)療機(jī)構(gòu)在治療及病人活動(dòng)過程中產(chǎn)生的廢氣物,通常帶有大量的細(xì)菌和病毒,是首要的危險(xiǎn)廢物[2]。國際上已將其列入控制危險(xiǎn)廢物轉(zhuǎn)移的《巴塞爾公約》,我國也于1998年將其列入首批《危險(xiǎn)廢物名錄》,其編號(hào)為HW01。如果對(duì)醫(yī)療垃圾處理不當(dāng),必將引起二次傳染和環(huán)境污染,嚴(yán)重影響人們的身體健康。醫(yī)療垃圾的產(chǎn)生量很大,我國城市醫(yī)院門診部垃圾產(chǎn)生量為每20～30人次1kg,住院部為0.5～1.0kg/床·天,按城市人口數(shù)量計(jì)算,每100萬人年產(chǎn)生醫(yī)療垃圾1000t以上[3]。

　　1醫(yī)療垃圾的理化特性

　　1.1醫(yī)療垃圾的分類[2]

　　我國的醫(yī)療垃圾一般分為非感染性垃圾和感染性垃圾兩類:非感染性垃圾:廢病歷形成的廢紙、用過的托板等形成的木屑;繃帶、紗布、脫脂棉等形成的碎纖維;由X光膠片影液、福爾馬林、檢查血液等所產(chǎn)生的廢酸、廢堿;由安瓿、玻璃器具等形成的碎陶瓷、碎玻璃;由注射器等合成樹脂材料的器具、X光底片、已殺菌的注射針管等形成的廢塑料;由天然橡膠器具處置后的手套等形成的廢橡膠;過時(shí)的維生素片劑、撲熱息痛、軟膏、抗生素、疫苗、免疫類產(chǎn)品所產(chǎn)生的廢藥物。感染性垃圾:一般感染性廢棄物有含有粘附、或有可能粘附的廢棄物;手術(shù)后病理廢棄物有臟器、組織;在與病原微生物有關(guān)的試驗(yàn)檢查中產(chǎn)生的廢棄物有實(shí)驗(yàn)、檢查中使用的培養(yǎng)基、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的肢體等;沾有血液的廢棄物有沾血的碎紙、纖維等;粘附血液的鋒利廢棄物有注射器、手術(shù)刀、器具、碎玻璃等;臨床廢物有手術(shù)包、包扎紗布、導(dǎo)尿包、產(chǎn)包等。

　　1.2醫(yī)療垃圾的理化組成

　　醫(yī)療垃圾的理化組成成分因地區(qū)、醫(yī)院性質(zhì)、醫(yī)院規(guī)模不同而差異較大,根據(jù)對(duì)相關(guān)資料的調(diào)研、整理,將其理化組成分別列與表1、表2[4-5]。

　　2醫(yī)療垃圾焚燒技術(shù)的發(fā)展水平

　　目前,對(duì)醫(yī)療垃圾的處理,國內(nèi)外大多采用焚燒法。由于焚燒處理具有方法簡(jiǎn)單、易于操作、處理周期短、處理效率高等特點(diǎn),而被公認(rèn)為是一種比較理想的處理方法,目前國外在處理危險(xiǎn)廢物時(shí)多采用焚燒方式。我國規(guī)定除易燃和放射性的廢物以外,其它危險(xiǎn)廢物均可進(jìn)行燃燒,醫(yī)療垃圾適宜并且應(yīng)該全部通過焚燒方式進(jìn)行處置。但是,由于醫(yī)療垃圾中硫、氯、氮及其化合物含量較高,存在對(duì)焚燒設(shè)備的高溫腐蝕的問題,同時(shí)由于醫(yī)療垃圾可燃成分相對(duì)較少,水分和灰分含量較高,致使燃燒過程不夠穩(wěn)定,給焚燒處理特別是自燃式焚燒處理帶來較大困難。

　　2.1發(fā)達(dá)焚燒技術(shù)發(fā)展水平

　　焚燒處理是一個(gè)深度氧化的化學(xué)過程,它是由專門的焚燒設(shè)備來完成的,它要求有高而穩(wěn)定的爐溫、良好的氧氣混合、足夠的氣體停留時(shí)間,深度的尾氣凈化過程等。以美國的醫(yī)療垃圾處理為例,焚燒技術(shù)發(fā)展大致經(jīng)歷了這幾個(gè)階段[6-7]。第一代是20世紀(jì)60年代采用篦式爐型焚燒處理,焚燒過程呈氧化態(tài),由于空氣過剩系數(shù)大,煙氣量高,飛灰卷吸嚴(yán)重,煙氣中顆粒物濃度大,污染嚴(yán)重。第二代采用干式小型焚燒裝置,由于取消了爐篦,很好地解決了殘余物的燃盡問題,垃圾在爐內(nèi)呈明火反燒狀態(tài),提高了焚燒效率。但是由于運(yùn)行狀態(tài)仍是氧化態(tài),投料時(shí)爐溫波動(dòng)較大,煙氣顆粒物濃度仍較高。第三代產(chǎn)品為干餾床式兩段焚燒裝置,第一段垃圾呈還原態(tài)燃燒,由于有效地控制氣體流速,煙氣中顆粒物大幅度減小。第二段由于注入過量空氣,使此段呈氧化燃燒,在高溫作用下,將未燃盡的氣體充分燃盡。第四代產(chǎn)品是第三代的基礎(chǔ)上增設(shè)了智能化儀表和自動(dòng)檢測(cè)裝置,對(duì)整個(gè)焚燒過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)自動(dòng)跟蹤控制,尾氣經(jīng)濕式高效除塵器凈化,既提高了焚燒效率,又大幅度控制有害氣體排放。目前,日本、西班牙、法國、德國的循環(huán)流化床爐,加拿大RICHWAY公司的爐排爐、瑞士ECLING公司的旋轉(zhuǎn)爐對(duì)處理醫(yī)療垃圾都有較高的水平[8-9]。

　　2.2我國醫(yī)療垃圾處理水平

　　我國醫(yī)療垃圾焚燒法處理應(yīng)用較早,大致也可以分以下幾個(gè)階段[10]。20世紀(jì)70年代,醫(yī)療垃圾大部分采用分散式原始焚燒設(shè)備,由于設(shè)備簡(jiǎn)陋,無任何尾氣凈化設(shè)施,使長(zhǎng)期從事這項(xiàng)工作的人員患癌癥幾率偏高。20世紀(jì)80年代,我國的一些企業(yè)仿制干餾床兩段焚燒,以柴油和天然氣為輔助燃料,由于運(yùn)行費(fèi)用昂貴而難于被用戶所接受。20世紀(jì)90年代初,部分城市建設(shè)專門的醫(yī)療垃圾焚燒場(chǎng),大多以煤為輔助燃料,爐型參照一般工業(yè)窯爐,由于專業(yè)化程度不高,焚燒不徹底,尾氣凈化效率低,而沒能廣泛推廣。21世紀(jì)初,由于發(fā)達(dá)焚燒處理技術(shù)的引進(jìn),先后有眾多的科研機(jī)構(gòu)和工礦企業(yè)投入到焚燒裝置的研制和生產(chǎn)中來,其焚燒效果、凈化效率、自動(dòng)化程度都提高到一個(gè)嶄新的水平。如北京機(jī)電研究院的旋轉(zhuǎn)式焚燒處理成套設(shè)備,北京鈉諾公司和清華永新公司的立式熱解氣化爐,哈鐵環(huán)保設(shè)備廠的自燃式焚燒裝置等都達(dá)到了較高的垃圾處理水平。

　　3幾種垃圾焚燒爐的比較

　　在垃圾焚燒技術(shù)發(fā)展早期,固定爐排爐在生活垃圾焚燒領(lǐng)域得到了一定的應(yīng)用,但由于其焚燒效果的局限性,很快便被機(jī)械爐排爐取代了。機(jī)械爐排爐焚燒技術(shù)發(fā)展歷史很長(zhǎng),技術(shù)開發(fā)不斷進(jìn)步,已經(jīng)發(fā)展成為一種成熟的垃圾焚燒爐[11]。流化床爐技術(shù)在20世紀(jì)70年代前便已被開發(fā),之后在20世紀(jì)60年代應(yīng)用來焚燒工業(yè)污泥,在70年代初用來焚燒垃圾,80年代在日本得到相當(dāng)?shù)钠占?但在90年代后期,由于煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)的提高,流化床爐在焚燒爐市場(chǎng)幾乎消失。現(xiàn)在日本各廠家轉(zhuǎn)而致力于應(yīng)用流化床爐來氣化熔融垃圾的技術(shù)開發(fā)。

　　4醫(yī)療垃圾處理新工藝———高溫?zé)峤?/p>

　　目前主流的垃圾焚燒爐的爐型主要有機(jī)械爐排、回轉(zhuǎn)窯、流化床和新興的熱解氣化焚燒爐等。作為第三代垃圾處理技術(shù),熱解氣化爐憑借其先天具備的諸多優(yōu)勢(shì),在發(fā)達(dá)已呈現(xiàn)出取代爐排爐與流化床爐等傳統(tǒng)爐型的趨勢(shì)。高溫?zé)峤饧夹g(shù)是近幾年研究開發(fā)的一種垃圾處理新技術(shù)。在20世紀(jì)90年代初,國外科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)垃圾焚燒過程中會(huì)產(chǎn)生對(duì)人類極其有害的致癌物———二惡英。因此,西方發(fā)達(dá)在研究治理焚燒產(chǎn)生二次污染的同時(shí),投巨資開發(fā)研究新的垃圾處理技術(shù)。垃圾熱解技術(shù)被各國環(huán)保專家普遍看好,認(rèn)為這是垃圾處理無害化、減量化和資源化的一條新路。

　　4.1熱解技術(shù)原理[12-13]

　　熱解法和焚燒法是2個(gè)完全不同的過程。焚燒是一個(gè)放熱過程,而熱解則需要吸收大量的熱量。焚燒的主要產(chǎn)物是二氧化碳和水,而熱解的產(chǎn)物主要是可燃的低分子化合物:氣態(tài)的有氫氣、甲烷、一氧化碳;液態(tài)的有甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有機(jī)物及焦油、溶劑油等;固態(tài)的主要是焦碳或碳黑。熱解法是利用垃圾中有機(jī)物的熱不穩(wěn)定性,在無氧或缺氧條件下對(duì)其進(jìn)行加熱蒸餾,使有機(jī)物裂解,經(jīng)冷凝后得到各種新的氣體、液體和固體,從中提取燃料油、油脂和燃料氣的過程。

　　4.2熱解方法

　　熱解過程由于供熱方式、產(chǎn)品狀態(tài)、熱解爐結(jié)構(gòu)等方面的不同,熱解方式也各不相同。按熱解的溫度不同,分為高溫?zé)峤狻⒅袦責(zé)峤夂偷蜏責(zé)峤狻?1)高溫?zé)峤狻峤鉁囟纫话愣荚?000℃以上,這樣可將熱解殘留的惰性固體熔化,以液態(tài)形式排出反應(yīng)器,經(jīng)水冷后粒化。這樣可大大減少固態(tài)殘余物的處理困難,而且這種粒化的玻璃態(tài)渣可作建筑材料的骨料。(2)中溫?zé)峤狻峤鉁囟纫话阍?00℃～700℃之間,主要集中在比較單一的物料作能源和資源回收的工藝上。所得的類重油物質(zhì)既可作能源,亦可作化工初級(jí)原料。(3)低溫?zé)峤狻峤鉁囟纫话阍?00℃以下。主要是農(nóng)業(yè)、林業(yè)和農(nóng)業(yè)產(chǎn)品加工后的廢物用來生產(chǎn)低硫灰的炭,生產(chǎn)出的炭視其原料和加工的深度不同,可作不同等級(jí)的活性炭和水煤氣原料。按供熱方式進(jìn)行熱解,可分為直接加熱法和間接加熱法。(1)直接加熱法。供給被熱解物的熱量是被熱解物(所處理的廢物)部分直接燃燒或者向熱解反應(yīng)器提供補(bǔ)充燃料時(shí)所產(chǎn)生的熱。(2)間接加熱法。它是將被熱解的物料由直接供熱介質(zhì)在熱解反應(yīng)器(或熱解爐)中分離開來的一種方法。

　　5結(jié)束語

　　我國醫(yī)療垃圾焚燒工藝雖然已經(jīng)有30多年的歷史,但生產(chǎn)技術(shù)還不成熟和完善,危險(xiǎn)廢物和醫(yī)療廢物集中處置領(lǐng)域尚處于探索和起步階段,全國還沒有一座功能齊全的綜合性危險(xiǎn)廢物處置場(chǎng)投入運(yùn)行。國內(nèi)醫(yī)療垃圾焚燒系統(tǒng)多參照一般工業(yè)爐設(shè)計(jì),由生活垃圾焚燒系統(tǒng)直接移植而來。在工藝設(shè)計(jì)和選型等過程中沒有充分考慮醫(yī)療垃圾成分的特殊性,沒有專門針對(duì)醫(yī)療垃圾設(shè)計(jì)的專用焚燒前預(yù)處理系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)及煙氣凈化系統(tǒng),結(jié)果導(dǎo)致處置效果不好,煙氣、惡臭、灰渣、廢水等二次污染嚴(yán)重。我國雖然約有20多家危險(xiǎn)廢物和醫(yī)療廢物焚燒爐生產(chǎn)企業(yè),但是產(chǎn)品性能符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不多,在自動(dòng)配料、焚燒、自動(dòng)控制、尾氣處理等方面,與國外成熟技術(shù)有較大的差距,而且這些企業(yè)大多規(guī)模小、生產(chǎn)能力不強(qiáng)。一旦全國普遍建設(shè)危險(xiǎn)廢物和醫(yī)療廢物處置設(shè)施,國內(nèi)裝備在技術(shù)水平和供貨能力上都很難滿足要求。因此,在我國醫(yī)療垃圾焚燒工藝迅猛發(fā)展的今天,系統(tǒng)的研究醫(yī)療垃圾焚燒工藝已經(jīng)迫在眉睫。以現(xiàn)有的焚燒系統(tǒng)為基礎(chǔ),通過借鑒國內(nèi)外成功經(jīng)驗(yàn)和深化技術(shù)改造,研發(fā)出一套醫(yī)療廢棄物專用處理技術(shù)和設(shè)備,有效控制二次污染的產(chǎn)生,實(shí)現(xiàn)醫(yī)療垃圾廢棄物集中焚燒處理的無害化。

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　　謝榮,李捷,陸繼東