医疗废物化学消毒技术研究与应用

张绍坤

（北京机电院高技术股份有限公司，北京 100027）

1 前言

医疗废物，是指医疗卫生机构在医疗、预防、保健以及其他相关活动中产生的具有直接或者间接感染性、毒性以及其他危害性的废物。医疗废物共分五类，主要包括感染性废物、病理性废物、损伤性废物、药物性废物和化学性废物，已列入了《国家危险废物名录》。

医疗废物中含有大量致病微生物及化学药剂，具有空间传染、急性传染和潜伏性传染等危险特性，其病毒病菌的危害是普通城市生活垃圾的几十倍乃至数百倍。而且有机成分多，容易腐烂发臭，孳生蚊蝇，造成疾病的传播[1]。为此，世界各国对医疗废物的控制制定了各种制度，对医疗废物在产生、运输、储存、处理等各个环节进行严格控制，以避免医疗废物给人们生活带来危害。

在我国，对医疗废物的处置方式通常采用的是分散处理，甚至直接随生活垃圾填埋，这不仅极易引起地下水和地表水的污染，而且也直接危害着人们的身体健康。近年来，国家逐渐加强了对医疗废物的控制，取得了明显效果。国家环保总局于2004年5月颁布了《全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划》，并陆续颁布了《医疗废物集中焚烧处置工程建设技术规范》、《医疗废物化学消毒集中处理工程技术规范》、《医疗废物集中焚烧处置设施运行监督管理技术规范》等医疗废物处理技术规范，对医疗废物从技术和管理上进行控制。同时，国家各级环保部门对医疗废物流通的各个环节也都进行了严格控制，最大可能地降低了医疗废物的危害。

2 医疗废物处理技术

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[2]：

（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、高温高压蒸汽灭菌法、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。

焚烧法是指被处理的废物与空气在焚烧炉内进行氧化燃烧反应的高温热处理技术。医疗废物中含有较大比率的可燃有机物，如废纸、塑料、厨余、木竹、棉纱纤维、皮革、橡胶、手术切除物等，它们在一定温度和充足的供氧条件下，可以完全燃烧成灰烬。医疗废物经过焚烧处理后，不仅可以完全杀灭细菌，使绝大部分有机物转变成无机物，而且还可使废物体积减少85%～90%，从而大大降低了最终填埋量和费用。医疗废物焚烧处理在发达国家已有较长的实施时间，在我国也是医疗废物的主要处理手段，技术成熟，实用可行。但焚烧炉的处理规模一般都在10t/d或以上，在处理量较小时很难保证连续稳定运行。

化学消毒法是利用化学消毒药剂与医疗废物充分混合，实现医疗废物中传染性病菌的杀灭或失活，化学消毒法可以分为干式化学消毒法和湿式化学消毒法两种，化学消毒药剂可采用石灰粉、次氯酸纳、次氯酸钙、二氧化氯等[3]。经过化学消毒，医疗废物体积可减为原来的30%，并得到彻底地消毒杀菌，之后可以直接运往一般的生活垃圾卫生填埋场进行填埋。化学消毒剂将长时间地附着在废物上起到长时间的杀菌消毒作用。尤其是干式化学消毒法在处理过程中没有废液产生，是对环境非常友好的一种处理技术，适合于处理规模在10吨/日以下的医疗废物集中处置中心应用。

高温灭菌法的原理是在压力作用下，蒸汽穿透到物体内部，将微生物的蛋白质凝固变性而杀死。这种方法适用于受污染的敷料、工作服、培养基、注射器等的消毒[4]。经过高温灭菌法处理后的医疗废物可以按市政废物进行处理处置，如卫生填埋、与生活废物一起焚烧处理等。其他几种医疗废物处理技术，如微波处理法、等离子技术等，均存在技术不成熟、处理成本高等缺点，在国内的应用也较少。

3 化学消毒技术应用

3.1 化学消毒技术工艺流程

典型的化学消毒技术工艺流程如下图所示。

化学消毒工艺流程图

3.2 进料系统

装有医疗废物的转运箱由传送带从废物储存区送至医疗废物进料系统前，然后由斗式提升机将转运箱提起，将医疗废物倾倒至一级破碎机料斗。提升机两侧有放射性物质探测传感装置，可以及时将医疗废物中误混入的放射性物质挑出，送公安部门处理，防止污染工作人员和设备。料斗后方的推杆给料机将医疗废物送入一级破碎机进行杀菌消毒。废物进料系统的各个机械设备采用集中监控和控制，为方便维修，就地设有手动控制装置。

3.3 消毒系统

消毒系统由一级破碎消毒系统、二级破碎消毒系统、pH监测系统和残渣贮存处理系统组成。

3.3.1 一级破碎消毒系统

医疗废物由提升装置送入给料斗，此时根据提升装置读取的重量添加一定比列的干粉消毒剂，一般为：0.075～0.12kg消毒剂/kg医疗废物。因干粉消毒剂有很强的吸水能力，因此排出的残渣仍然可以保证为较干燥状态。干粉消毒剂由螺旋计量输送泵加入。然后自动喷水加湿，喷水比例为0.006～0.013kg/kg医疗废物。原始医疗废物、干粉消毒剂和少量水通过螺旋推进装置进入一级破碎机。在破碎机内，以石灰粉（90%左右的含量）为主的干粉消毒剂和水剧烈反应产生大量的热，同时CaO转变为Ca(OH)2，使反应环境迅速变为强碱性。医疗废物在一级破碎消毒系统内得到破碎、药剂混合和消毒处理，pH值由原始的8左右上升到11.0～12.5之间。整个过程反应控制在强碱性环境下进行，使微生物有机体和病菌被充分杀死。

一级破碎机内配置有低转速、高扭矩的破碎装置，转速为12～18转/min。反应室温度为40℃～60℃，为微负压环境（-50Pa左右），处理接触时间为10～15min。破碎性能良好，对软的物料（如输液管、塑料袋、棉签和纱布等）和硬的物料（如手术刀、针头等）均有很好的适应性。破碎后的尺寸在8cm以下，然后进入二级破碎消毒系统。

医疗废物在进料和破碎过程中会有粉尘、恶臭气体等有害物质产生，该废气可通过设置在消毒系统进料口的密闭集气罩收集，并通过二级活性炭过滤装置过滤和除臭，处理后的废气可达标排放。

3.3.2 二级破碎消毒系统

经过一级破碎消毒系统后，医疗废物进入二级破碎消毒系统进行进一步破碎和消毒。在二级破碎消毒系统中，医疗废物得到进一步破碎，体积大幅度减少，并且与消毒剂得到更进一步的充分接触，实现了彻底地消毒杀菌，其残渣可以直接送往垃圾填埋场填埋。在填埋场中，碱性化学消毒剂将长时间地附着在废物上起到消毒作用。

二级破碎机内配置有高转速、低扭矩的破碎装置，转速约为400转/min，反应室温度为90℃～100℃，为微负压环境（-30Pa左右），处理接触时间为10～15min。处理后排出的残渣尺寸通常为3～5cm，处理后的医疗废物最终体积将减少70%，整个过程中无废液产生。

3.3.3 pH值监测系统

pH值监测系统是为保证处理后的废渣杀菌消毒效果而设立的。在整个过程中pH值被连续监测，确保处理后的医疗废物在离开出口时符合规定要求。pH值监控头连接在一级破碎系统出口底部，并与电脑连接。

当位于出口处的监视器连续记录所需的pH值水平为11.0～12.5时，则说明处理系统和干粉消毒剂在正常工作。在废物处理过程中，会持续监控pH值水平。如果计算机发现pH值出现了问题，则会停止斗式提升机系统，从而停止医疗废物的进料。一旦pH值恢复到正常范围时，系统会控制斗式提升机重新开始工作。

3.3.4 残渣贮存处理系统

从二级破碎消毒系统排出的残渣经过两级螺旋输送机排出，进入出渣间。在出渣间内，按照《医疗废物化学消毒集中处理工程技术规范》的规定，对残渣进行检验，符合规范规定的残渣通过专用垃圾运输车，送往安全填埋场进行填埋处理。对于不能满足规范要求的残渣，则需进一步进入化学消毒处理系统进行处理。

3.4 自控系统

该项目处理设备设有电脑，监控整个过程。当废物直接装入进料仓时，进料的净重被条形码识别系统自动读取出来。自动化的货斗提升装置把废物转送到处理仓内，在仓体内，自动加入处理医疗废物所需的适量的消毒剂和水，每次进料医疗废物需混合大约5分钟。

整个过程对pH值进行自动监测和平衡控制，并使微生物有机体及病菌被彻底杀死。另外，设备处理刀片对废物进行足够多次的切割，使体积减少70%以上。pH值被连续监测，确保处理后的废物在离开出口螺旋钻时符合规定的要求。pH值监控头连接在出口螺旋钻的底部，直接连到电脑上。处理设备的电脑把所有的必要信息保留下来，作为永久、规范性的记录。

4 化学消毒技术分析

通过化学消毒技术在工程中的应用，可发现该技术具有如下优点：

1）该装置设置灵活，既可以作为固定医疗废物处理装置，又可以作为移动医疗废物处理装置；2）处理过程中产生的废气经过过滤后可达标排放，处理过程中无废液产生，环境友好性强；3）运行费用相对较低；4）整套系统自动化程度较高，劳动强度较低。

但是，该技术也存在着一些缺点，需要进一步加以克服，主要表现在：

1）与焚烧法相比，可以处理的医疗废物范围小。该技术只能处理感染性废物、病理性废物、损伤性废物，对于药物性废物和化学性废物只能采取焚烧等方法进行处理；2）该技术对破碎系统要求较高，破碎系统易出现故障；3）与焚烧法相比，减容性较差，处理残渣运输及填埋工作量较大。

5 结论

随着国家对医疗废物管控的加强，医疗废物处理比率将有大幅度提高，医疗废物处理技术将更加完善，医疗废物处理成本将进一步降低。化学消毒技术作为一种较为成熟的医疗废物处理技术在小型的医疗废物处理系统中的应用将越来越广泛，该技术会随着研究和应用的深入得到进一步完善。

[1]孟宪林，吕晓莹，沈晋.医疗废物焚烧中二英的产生及控制[J].环境保护科学，2006，32（4）：32-35.

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

[3]陈扬，刘富强，邵春岩.化学消毒法与医疗废物处理[J].中国环保产业，2005，10 ：18-22.

[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 ：27-32.