医疗废物集中焚烧处置技术的研究与应用

张绍坤

（北京机电院高技术股份有限公司，北京 100027）

医疗废物集中焚烧处置技术的研究与应用

张绍坤

（北京机电院高技术股份有限公司，北京 100027）

通过分析各种医疗废物处理技术的特点，指出医疗废物集中焚烧处置技术能够有效处理医疗废物、满足国家对医疗废物处理的要求，适宜在医疗废物集中处置项目中广泛应用。但该技术在实际工程应用中，还存在如处理成本高、设备使用寿命短和二英排放不易控制等问题，尚需进一步研究加以克服。

医疗废物;焚烧;热解;二英

1 绪论

医疗废物是指各类医疗卫生机构在医疗、预防、保健、教学、科研及相关活动中产生的具有直接或间接感染性、毒性以及其他危害性的废物[1]。医疗废物具有极强的传染性、生物毒性和腐蚀性，未经处理或处理不彻底的医疗废物若任意堆放，极易造成水体、土壤和空气的污染，对人体产生直接危害。

在医疗废物处置方面，北美、欧洲、日本等发达国家和地区起步较早，对医疗废物的焚烧处置技术与污染物排放控制有较高水平。其通过制定严格的规范，对危险、有害废物的处理过程有严格的管理制度，医疗废物在运输、储存及处置过程中要严格隔离，且所有过程都要记录在案；在医疗废物处理采用集中处理方式时，须由专业公司负责，防止污染物扩散，使医疗废物对环境的危害降低到最低水平[2]。

我国的医疗废物处理技术起步较晚，但发展很快。国家环保总局于2001年12月发布了《危险废物贮存污染控制标准》（GB18597-2001）及《危险废物焚烧污染控制标准》（GB1848-2001），并于2005年5月发布了《医疗废物集中焚烧处置工程建设技术规范》（HJ/T177-2005），对危险废物的申报、收集、运输、处理做出了规定，明确了城市应建设集中处置设施，收集处置城市和城市所在区域的医院临床废物，并对医疗废物集中焚烧处置工程的建设提出了技术规范。一系列有关医疗废物处理政策的出台，以及政策的支持，促进了我国医疗废物管理及处理技术的大幅提升。

2 医疗废物处置技术现状

医疗废物处理经历了近百年的发展，形成了多种处理技术。目前相关的处理技术大体分为3类[3]：

（1）高温处理法，如焚烧法、热解法和气化法；

（2）替代型处理法，如化学消毒法、高温高压蒸气灭菌法、干法热消毒法、微波处理法和安全填埋法；

（3）创新型技术，如等离子技术、放射技术。

各种医疗废物处理技术的优缺点详见下表。由表中可以看出，目前所有医疗废物处置技术均存在一定的缺点。综合比较而言，医疗废物集中焚烧处置技术是一种可同时实现危险废物无害化、减量化和资源化的非常有效的处理技术[4]，适宜在医疗废物集中处置项目中广泛应用。《医疗废物集中焚烧处置工程建设技术规范》是建立在医疗废物高温焚烧处置基础上的技术规范，对规范并推广医疗废物集中焚烧处置工程起着重要作用。

各种医疗废物处理技术对比表

3 医疗废物焚烧处置技术分析

医疗废物焚烧处置系统主要包括医疗废物接收、贮存及输送系统、医疗废物焚烧系统和烟气处理系统。医疗废物焚烧处置技术工艺流程如下图所示：

医疗废物焚烧处置工艺流程图

3.1 医疗废物接收、贮存及输送系统

医疗废物因其对环境和人体的危害较大，需采用特殊的运输及储存方式。医疗废物接收、贮存与输送系统包括：计量设施、卸料设施、卸料场地、暂时贮存库和贮存冷库、医疗废物厂内转运设施和其他设施。计量设施应具有称重、记录、传输、打印与数据处理功能。医疗废物卸料场地、暂时贮存库、贮存冷库等设施的设计、运行、安全防护等须符合《危险废物贮存污染控制标准》（GB18597-2001）的有关要求，严防医疗废物对环境造成危害。

3.2 医疗废物焚烧系统

医疗废物焚烧系统主要包括焚烧炉及附属设备，是医疗废物充分焚烧处理的核心。焚烧炉结构由一燃室和二燃室组成，一燃室起到燃烧或热解作用，二燃室实现完全燃烧。

一燃室一般设计为一圆柱状立式炉，炉内衬有耐火材料，顶部设医疗废物进料装置，通常采用提升机配合两级密封门进料。进料时，首先将装有医疗废物的垃圾桶用推车或叉车推到提升机前，由操作人员辅助将垃圾桶固定在提升机的料斗内，然后启动提升机，将垃圾输送到一燃室的两级密封门上方位置。此时，一级密封门打开，垃圾桶倾斜，桶盖自动打开，垃圾靠自重自行落入一二级密封门之间，然后提升机开始退回，一级密封门关闭；当一级密封门完全关闭后，二级密封门打开，物料进入炉膛，然后二级密封门关闭，完成一次进料过程。控制进入一燃室的空气量低于理论的空气量，使医疗废物在炉内进行热解式燃烧，焚烧温度控制在800℃左右。炉内温度由均匀布置的两个燃油燃烧器控制，根据实测烟气温度，自动调节供油量，使炉内温度保持恒定。对于热值较高的医疗废物（≥15,000kJ/kg），可以实现无辅助燃料燃烧。医疗废物在炉内自上而下依次分为干燥层、热解层、燃尽层、灰渣层几个阶段，并保持足够的停留时间，进行充分的热解式燃烧。一燃室的灰渣落入除渣机，排出后送至填埋场填埋。一燃室产生的烟气中含有较多的医疗废物热解气，进入二燃室进一步燃烧。

二燃室一般设计成一方形或圆柱形立式炉，内衬耐火材料，上设燃烧器和供风口，并设置一紧急排放烟囱以防炉内发生爆炸。二燃室设置的目的是对热解炉产生的烟气中未燃尽的有害物质做进一步的销毁，同时也可对部分液体废物进行焚烧。

为保证医疗废物中的危险成分充分焚毁，二燃室需达到如下技术要求：

（1）控制二燃室烟气温度≥850℃，烟气停留时间≥2.0s；

（2）设备的燃烧效率应≥99.9%，焚烧残渣的热灼减率＜5%；

（3）出口烟气中的氧含量应控制在6%～10%（干气）；

（4）正常运行期间，二燃室内应处于微负压燃烧状态；

（5）二燃室可以由一个中心控制台进行操作、监控和管理，包括连续显示操作参数和条件（如温度、压力、含氧量、空气量、燃料量等），并能实现反馈控制。

3.3 烟气处理系统

烟气处理一般包括余热利用、烟气脱酸及烟气除尘。

烟气的余热利用多采用余热锅炉或者烟气换热器，利用热交换，将烟气的温度降低，使烟气中的热量得以充分利用。余热利用应尽量避免二英再合成的适宜温度范围（300℃～500℃），使烟气在该温度范围内的停留时间尽可能短。

烟气脱酸目前采用的方法主要有干法、湿法和半干法[5]。其中半干法脱酸是干法脱酸和湿法脱酸相结合的一种烟气脱酸方法，结合了干法和湿法的优点，设备构造简单，投资少，能源消耗少，在国内应用广泛，适宜应用于医疗废物焚烧处置工程。半干法脱酸系统主要包括急冷塔、半干脱酸塔。

从急冷塔出来的烟气进入半干脱酸塔进行脱酸。半干脱酸塔是一种主要用于去除烟气中酸性气体的净化装置。入口烟气温度200℃，出口烟气温度170℃，采用喷入Ca(OH)2溶液的方式，脱除烟气中的大部分酸性气体。酸性气体的去除分两个阶段，第一阶段：烟气在塔内与石灰浆液雾滴混合，烟气中的酸性气体与浆液中的石灰发生化学反应；第二阶段：由于烟气的热量使浆液雾滴中的水分蒸发，使得浆液中石灰和反应生成物成为固态的颗粒物，固态的颗粒物在塔的下部和后续的烟气处理设备内，再与气态污染物继续发生化学反应，使总的污染物净化反应效率提高。

烟气除尘多采用除尘器进行，常用除尘器主要有旋风除尘器、袋式除尘器、静电除尘器等。在以上除尘器中，袋式除尘器在医疗废物焚烧处置工程中的应用率是最高的，它主要是通过精细的布袋将烟气进行过滤，从而去除烟气中的飞灰，除尘效率能够达到99%以上。袋式除尘器必须采取保温措施，并应设置除尘器旁路。为防止结露和粉尘板结，袋式除尘器宜设置热风循环系统或其他加热方式。维持除尘器内温度高于烟气露点温度20℃～30℃。袋式除尘器应考虑滤袋材质的使用温度、力学性能、耐酸碱腐蚀和耐水解能力、阻燃性等性能特点，袋笼材质应考虑使用温度、防酸碱腐蚀等性能特点。

4 医疗废物焚烧处置技术应用难点

医疗废物焚烧处置技术是目前处理医疗废物的最佳技术，具有减量化明显，消毒、灭菌效果好等特点，适合于集中处置大量医疗废物。但是，综合国内外医疗废物焚烧处置项目来看，其在国内的应用还存在一些难点，如处理成本高、设备使用寿命短和二英的排放不易控制等，还需要进一步研究加以克服。

4.1 处理成本高

医疗废物焚烧处置项目的投资较大、运行费用较高，因而医疗废物处理费用也高。目前，处理医疗废物的运行费用主要包括：电费、辅助燃料费、中和反应剂费、水费、管理费等，结合处理规模、医疗废物热值及其他因素，每吨医疗废物处理成本为400～800元。工程实践表明，医疗废物焚烧厂处理量越大，每吨医疗废物的处理成本越低。所以，医疗废物焚烧处置技术更加适用于大型的医疗废物处置项目。

4.2 设备使用寿命短

目前，国内医疗废物焚烧处置设备使用寿命短也是其应用的难点之一。《医疗废物集中焚烧处置工程建设技术规范》中规定：处理规模8t/d（含8t/d）以上的医疗废物焚烧厂设计服务期限不应低于15年，处理规模8t/d以下的医疗废物焚烧厂设计服务期限不应低于10年。但目前国内很多的医疗废物焚烧处置设备在运行中达不到该规定的要求，原因主要有以下几点：

（1）医疗废物焚烧处置技术不成熟。虽然，我国医疗废物焚烧处置技术有几十年的发展，但很多技术难点有待进一步研究。

（2）医疗废物焚烧厂操作水平不高。由于一些医疗废物焚烧厂的员工接受的专业培训不够，或者责任心不强，可能会导致一些不当操作，对设备造成损害。

（3）医疗废物成分复杂，废物中含有的酸性气体对设备腐蚀严重。

（4）焚烧系统和烟气净化系统中出现正压运行。正压运行不仅会导致有害气体外泄，更会加大对工艺设备的腐蚀，缩短设备的使用寿命。

4.3 二英的排放不易控制

（1）医疗废物入炉前进行配伍。配伍的目的是使医疗废物均衡入炉，使入炉废物热值均匀、利于稳定燃烧，同时还可避免含氯有害成分物质的集中焚烧，从源头控制二英的产生量。

（2）焚烧炉充分燃烧。在焚烧炉中，利用3T（温度、时间、扰动）综合控制的原则，确保医疗废物的有害成分充分分解，全面控制烟气排放造成的二次污染。

（3）烟气降温过程中，尽量减少在300℃～500℃温度段的停留时间，避免二英在此温度段的再合成。

5 结论

目前，医疗废物处理技术有很多，相比较而言，集中焚烧处置技术是一种可同时实现危险废物无害化、减量化和资源化的有效处理技术，已能完全满足国家对医疗废物处理的要求，适宜在医疗废物集中处置项目中广泛应用。虽然，该技术较为成熟，但在实际工程应用中，还存在一些难点，如处理成本高、设备使用寿命短和二英的排放不易控制等，还需要进一步研究加以克服。随着国家政策的支持，医疗废物集中焚烧处置技术将更加完善，在国内的应用也将更加广泛。

[1]余波，张斌，黄正文.几种医疗垃圾处理技术综述[J].广州环境科学，2009，24（2）：1-5.

[2]盛宏至. 医疗废物高温热处理技术[J]. 中国环保产业，2004（Z1）.

[3]Townend WK, Donaldson JD, Grimes S M. Review of clinical waste treatment technologies[R]. London： Uniied Kingdom，2000.

[4]伉沛崧，杨智淳，罗保明.医疗废物处理工艺评述[J].中国环保产业，2008（5）.

[5]聂永丰.三废处理工程技术手册（固体废物卷）[M].北京：化学工业出版社，2000：386.

[6]张绍坤. 医疗废物焚烧处置中二英的产生及控制[J].亚洲环保， 2011（3）：22-25.

Study and Application of Centralized Incineration Facility Technology on Medical Waste

ZHANG Shao-kun
(Beijing Machinery ＆ Electricity Institute Co., Ltd, Beijing 100027, China)

Based on analyzing all kinds of the disposal technology characters on medical waste, the article approves that the centralized incineration facility could effectively dispose medical wastes. The centralized incineration facility can satisfy all the requirements on medical waste disposal, and can be used widely in the medical waste disposal projects. In the application of medical waste disposal projects, the article points out that several difficulties should be solved, such as the high disposal costs, the short-life of equipments and hardly control on dioxins’ emission.

medical waste; incineration; pyrolysis; dioxins

X799.5

A

1006-5377（2011）10-0030-04