摘要:分析了醫療廢物的組成及理化特性,評述了醫療垃圾的現狀、危害、特性,對國內外醫療垃圾焚燒技術發展進行論述,目前我國已有不少高校和科研單位專門對醫療廢物焚燒爐進行可發,建立了醫療廢物焚燒示范項目。還對比了3種醫療垃圾焚燒爐的性能,得出了近年來以熱解氣化技術為基礎的焚燒爐在處理醫療廢物方面具有獨特的優勢,并著重介其新的焚燒工藝———高溫熱解。

　　關鍵詞:醫療垃圾;危險廢物;焚燒技術;高溫熱解

　　0前言

　　危險廢物是指列入危險廢物名錄或者根據規定的危險廢物鑒別標準和鑒別方法認定的具有危險特性的廢物[1]。醫療垃圾是典型的危險廢物,它是指醫療機構在治療及病人活動過程中產生的廢氣物,通常帶有大量的細菌和病毒,是首要的危險廢物[2]。國際上已將其列入控制危險廢物轉移的《巴塞爾公約》,我國也于1998年將其列入首批《危險廢物名錄》,其編號為HW01。如果對醫療垃圾處理不當,必將引起二次傳染和環境污染,嚴重影響人們的身體健康。醫療垃圾的產生量很大,我國城市醫院門診部垃圾產生量為每20～30人次1kg,住院部為0.5～1.0kg/床·天,按城市人口數量計算,每100萬人年產生醫療垃圾1000t以上[3]。

　　1醫療垃圾的理化特性

　　1.1醫療垃圾的分類[2]

　　我國的醫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;過時的維生素片劑、撲熱息痛、軟膏、抗生素、疫苗、免疫類產品所產生的廢藥物。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;手術后病理廢棄物有臟器、組織;在與病原微生物有關的試驗檢查中產生的廢棄物有實驗、檢查中使用的培養基、實驗動物的肢體等;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、手術刀、器具、碎玻璃等;臨床廢物有手術包、包扎紗布、導尿包、產包等。

　　1.2醫療垃圾的理化組成

　　醫療垃圾的理化組成成分因地區、醫院性質、醫院規模不同而差異較大,根據對相關資料的調研、整理,將其理化組成分別列與表1、表2[4-5]。

　　2醫療垃圾焚燒技術的發展水平

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

　　2.1發達焚燒技術發展水平

　　焚燒處理是一個深度氧化的化學過程,它是由專門的焚燒設備來完成的,它要求有高而穩定的爐溫、良好的氧氣混合、足夠的氣體停留時間,深度的尾氣凈化過程等。以美國的醫療垃圾處理為例,焚燒技術發展大致經歷了這幾個階段[6-7]。第一代是20世紀60年代采用篦式爐型焚燒處理,焚燒過程呈氧化態,由于空氣過剩系數大,煙氣量高,飛灰卷吸嚴重,煙氣中顆粒物濃度大,污染嚴重。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,垃圾在爐內呈明火反燒狀態,提高了焚燒效率。但是由于運行狀態仍是氧化態,投料時爐溫波動較大,煙氣顆粒物濃度仍較高。第三代產品為干餾床式兩段焚燒裝置,第一段垃圾呈還原態燃燒,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。第四代產品是第三代的基礎上增設了智能化儀表和自動檢測裝置,對整個焚燒過程進行動態自動跟蹤控制,尾氣經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、德國的循環流化床爐,加拿大RICHWAY公司的爐排爐、瑞士ECLING公司的旋轉爐對處理醫療垃圾都有較高的水平[8-9]。

　　2.2我國醫療垃圾處理水平

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

　　3幾種垃圾焚燒爐的比較

　　在垃圾焚燒技術發展早期,固定爐排爐在生活垃圾焚燒領域得到了一定的應用,但由于其焚燒效果的局限性,很快便被機械爐排爐取代了。機械爐排爐焚燒技術發展歷史很長,技術開發不斷進步,已經發展成為一種成熟的垃圾焚燒爐[11]。流化床爐技術在20世紀70年代前便已被開發,之后在20世紀60年代應用來焚燒工業污泥,在70年代初用來焚燒垃圾,80年代在日本得到相當的普及,但在90年代后期,由于煙氣排放標準的提高,流化床爐在焚燒爐市場幾乎消失。現在日本各廠家轉而致力于應用流化床爐來氣化熔融垃圾的技術開發。

　　4醫療垃圾處理新工藝———高溫熱解

　　目前主流的垃圾焚燒爐的爐型主要有機械爐排、回轉窯、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,熱解氣化爐憑借其先天具備的諸多優勢,在發達已呈現出取代爐排爐與流化床爐等傳統爐型的趨勢。高溫熱解技術是近幾年研究開發的一種垃圾處理新技術。在20世紀90年代初,國外科學家研究發現垃圾焚燒過程中會產生對人類極其有害的致癌物———二惡英。因此,西方發達在研究治理焚燒產生二次污染的同時,投巨資開發研究新的垃圾處理技術。垃圾熱解技術被各國環保專家普遍看好,認為這是垃圾處理無害化、減量化和資源化的一條新路。

　　4.1熱解技術原理[12-13]

　　熱解法和焚燒法是2個完全不同的過程。焚燒是一個放熱過程,而熱解則需要吸收大量的熱量。焚燒的主要產物是二氧化碳和水,而熱解的產物主要是可燃的低分子化合物:氣態的有氫氣、甲烷、一氧化碳;液態的有甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有機物及焦油、溶劑油等;固態的主要是焦碳或碳黑。熱解法是利用垃圾中有機物的熱不穩定性,在無氧或缺氧條件下對其進行加熱蒸餾,使有機物裂解,經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、產品狀態、熱解爐結構等方面的不同,熱解方式也各不相同。按熱解的溫度不同,分為高溫熱解、中溫熱解和低溫熱解。(1)高溫熱解。熱解溫度一般都在1000℃以上,這樣可將熱解殘留的惰性固體熔化,以液態形式排出反應器,經水冷后粒化。這樣可大大減少固態殘余物的處理困難,而且這種粒化的玻璃態渣可作建筑材料的骨料。(2)中溫熱解。熱解溫度一般在600℃～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。所得的類重油物質既可作能源,亦可作化工初級原料。(3)低溫熱解。熱解溫度一般在600℃以下。主要是農業、林業和農業產品加工后的廢物用來生產低硫灰的炭,生產出的炭視其原料和加工的深度不同,可作不同等級的活性炭和水煤氣原料。按供熱方式進行熱解,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器提供補充燃料時所產生的熱。(2)間接加熱法。它是將被熱解的物料由直接供熱介質在熱解反應器(或熱解爐)中分離開來的一種方法。

　　5結束語

　　我國醫療垃圾焚燒工藝雖然已經有30多年的歷史,但生產技術還不成熟和完善,危險廢物和醫療廢物集中處置領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廢物處置場投入運行。國內醫療垃圾焚燒系統多參照一般工業爐設計,由生活垃圾焚燒系統直接移植而來。在工藝設計和選型等過程中沒有充分考慮醫療垃圾成分的特殊性,沒有專門針對醫療垃圾設計的專用焚燒前預處理系統、焚燒系統及煙氣凈化系統,結果導致處置效果不好,煙氣、惡臭、灰渣、廢水等二次污染嚴重。我國雖然約有20多家危險廢物和醫療廢物焚燒爐生產企業,但是產品性能符合環保標準的不多,在自動配料、焚燒、自動控制、尾氣處理等方面,與國外成熟技術有較大的差距,而且這些企業大多規模小、生產能力不強。一旦全國普遍建設危險廢物和醫療廢物處置設施,國內裝備在技術水平和供貨能力上都很難滿足要求。因此,在我國醫療垃圾焚燒工藝迅猛發展的今天,系統的研究醫療垃圾焚燒工藝已經迫在眉睫。以現有的焚燒系統為基礎,通過借鑒國內外成功經驗和深化技術改造,研發出一套醫療廢棄物專用處理技術和設備,有效控制二次污染的產生,實現醫療垃圾廢棄物集中焚燒處理的無害化。

　　參考文獻:

　　[1]李彬.醫療垃圾應集中焚燒處理[J].課題探討,2002(2):29.

　　[2]商惠英,賈華清.醫療垃圾的現狀及處理對策[J].環境污染與防治,2002(5):312-313.

　　[3]趙英倫,李東紅.醫療垃圾集中焚燒技術[J].城市管理與科技,2002(4):10-12.[4]趙春.醫療垃圾焚燒處理技術探討[J].北方環境,2001(3):45-48.

　　謝榮,李捷,陸繼東