关于医疗废物微波消毒处置过程废气处理措施的探究

张凤娥

(山西新科联环境技术有限公司，山西 太原 030031)

引 言

1986年，全球第一台医疗废物微波消毒设备诞生；2013年，医疗废物微波消毒技术引入中国；2014年，国内首台医疗废物微波消毒设备样机在河南诞生，并获得国家科技成果认证，标志着我国使用微波消毒设备处理医疗废物进入快速发展时期。尽管微波消毒过程不会产生酸性气体和二噁英等气体污染物，对环境污染较小，但产生的粉尘、NH3、H2S、挥发性有机物(NMHC)和病原微生物不容忽视。随着微波消毒设备投入生产运行，微波消毒处置过程产生的废气如何处置值得探究[1]。

1 医疗废物微波消毒系统概况

医疗废物微波消毒设备具有诸多优点，如，操作人员劳动强度小，可为移动式，简易灵活，场地选择方便，运行简单便捷，运行系统可以随时关停，废物的减容率约60%～65%，对环境污染小，灭菌效率高。处理后的医疗废物能达到《医疗废物微波消毒集中处理工程技术规范》要求：繁殖体细菌、真菌、亲脂性/亲水性病毒、寄生虫和分支杆菌的杀灭对数值≥6；对枯草杆菌黑色变种芽孢的杀灭对数值≥4[2]。

本文为有效说明医疗废物微波消毒过程废气处置措施的可行性，选择以某医疗废物微波消毒处置系统为例。

该医疗废物微波消毒处置系统使用的微波消毒设备型号为MDU-10B，处置规模10 t/d。微波消毒处理系统主要由上料系统、破碎系统、微波消毒系统、出料系统、蒸汽供给系统、废气处理系统、自动控制系统、报警和应急处理安全装置8个子系统组成。微波消毒设备主要构件见图1。

图1 微波消毒设备主要构件图

微波设备用于上料的周转箱为标准规格660 L，可以盛放100 kg医疗废物。医疗废物需先装入周转箱，通过安装在微波消毒设备前端的上料系统倒进暂存料斗中，约9 min加一次料，每次加料时间20 s。微波消毒废气的一次处理设施装在微波消毒设备内部，采用“初效过滤器+高效过滤器+活性炭吸附”处理工艺，仅在设备上料前5 s开启，目的是保持上料开盖时，暂存料斗处于微负压状态，防止料斗内含有污染物的气体扩散到工作环境中。二次处理设施针对进、出料口以及一次处理后的废气进行集中收集，在进、出料口上方分别设置集气罩，一次处理后的废气采用密封管道，三处废气经过“旋流塔+UV光催化氧化+尾气过滤器+活性炭吸附”的工艺处理后，再通过15 m高排气筒排放。

2 医疗废物微波消毒废气处置措施的可行性分析

医疗废物微波消毒处理过程中，会产生含有粉尘、NH3、H2S、挥发性有机物(NMHC)和病原微生物等恶臭气体。一次废气处理在微波消毒设备内部，温度不超过50 ℃，采用“初效过滤器+高效过滤器+活性炭吸附”处理工艺，其中，初效过滤器用来处理破碎过程中扬起的大颗粒粉尘，规格为300 mm×300 mm×600 mm，方形，滤袋式，填料为过滤棉。高效过滤器用来处理破碎过程中扬起的微生物，规格为300 mm×300 mm×600 mm，方形，滤袋式，填料为玻璃纤维滤布，孔径为0.2 μm，几乎可以过滤掉所有的微生物。活性炭过滤器规格为300 mm×600 mm×25 mm，材质为椰壳，颗粒状，板式，平行放置10片。

二次废气处理针对进、出料口以及一次处理后的废气进行集中收集，经过“旋流塔+UV光催化氧化+尾气过滤器+活性炭吸附”工艺的微波消毒废气处理系统净化后，再通过15 m高排气筒排放，该工艺符合《医疗废物微波消毒集中处理工程技术规范(试行)》(HJ/T 229-2006)对微波消毒废气处理工艺的要求。

1) 旋流塔

旋流塔是采用液体吸收法处理废气，规格为3 300 mm×1 400 mm×1 200 mm，采用3 kW管道泵，吸收液为0.3%的小苏打碱液，能有效去除硫化氢、氨气等，并进一步去除颗粒物；旋流塔吸收液使用量为1 000 L，每5个工作日更换一次，产生的废液排入污水处理站。

2) 光催化氧化技术

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光催化净化是基于光催化剂在紫外线照射下具有的氧化还原能力而净化污染物。利用光催化净化技术去除空气中的有机污染物具有以下特点：

a) 直接用空气中的氧气作氧化剂，反应条件温和(常温常压)。

b) 可以将有机污染物分解为二氧化碳和水等无机小分子，净化效果彻底。

c) 半导体光催化剂化学性质稳定，氧化还原性强，成本低，不存在吸附饱和现象，使用寿命长。

光催化净化技术具有二次污染小，运行成本低和可望利用太阳光为反应光源等优点，所以光催化特别适合室内挥发有机物的净化，在深度净化方面显示出了巨大的应用潜力。

该系统采用的UV光催化氧化设备规格为1 400 mm×1 100 mm×1 200 mm，内设24组紫外线灯管，每组150 W。

3) 尾气过滤器

尾气过滤器填料采用玻璃纤维填料，规格为1 000 mm×1 000 mm×150 mm，孔径为0.2 μm，几乎可以过滤掉所有微生物以及绝大部分颗粒物，设在废气净化设施的终端，再次确保微生物及颗粒物有效去除。

4) 活性炭吸附

活性炭吸附装置适用于大风量低浓度的有机废气处理，活性炭空隙结构发达，比表面积很大，吸附能力很强，是以煤、木柴和果壳等原料，经炭化、活化和后处理而得。由于固体表面上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学键力，因此当此固体表面与气体接触时，就能吸引气体分子，使其浓聚并保持在固体表面，此现象称为吸附。利用固体表面的吸附能力，使废气与大表面的多孔性固体物质相接触，废气中的污染物被吸附在固体表面上，使其与气体混合物分离，达到净化目的。活性炭吸附装置性能特点：运行过程不产生二次污染；设备投资少、运行费用低；性能稳定，可同时处理多种混合气体，净化效率≥95%；该系统采用椰壳新型活性炭吸附材料作为吸附剂，具有阻力低、寿命长、净化效率高等优点，能有效去除挥发性有机物(NMHC)、氨、硫化氢等。活性炭吸附塔规格为1 600 mm×1 000 mm×1 000 mm，活性炭填充量为500 kg，内设多层抽屉式活性炭存放箱，箱底部设金属网，气流上进下出，在活性炭吸附塔穿过。

该套废气处理系统颗粒物设计处理效率为95%以上，挥发性有机物(NMHC)以及氨、硫化氢等恶臭物质的去除率为90%，可大大降低医疗废物微波消毒过程中产生的挥发性有机物(NMHC)、氨、硫化氢等污染物排放浓度。经该废气处理系统处理后废气中颗粒物、氨、硫化氢、挥发性有机污染物(NMHC)的排放浓度可满足《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)、《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB37822-2019)以及《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)规定的各污染物排放标准。

3 结论

总之，医疗废物微波消毒废气处置措施采用“初效过滤器+高效过滤器+活性炭吸附”和“旋流喷淋塔+UV光催化氧化+尾气过滤器+活性炭吸附”工艺，可有效去除颗粒物、挥发性有机污染物、(NMHC)氨、硫化氢以及微生物，废气可以达标排放，处置措施可行。