医疗废物高温蒸汽消毒工艺研究分析

2021-04-03 13:36汪生海
中国设备工程 2021年12期
关键词:焚烧炉处理工艺废物

汪生海

(庆阳市医疗废物集中处置中心,甘肃 庆阳 745000)

医疗废物主要产生于医疗、医学科研、教学等部门,这些医疗废物具有感染性、毒性以及危害性等。由于医疗废物具有毒性和感染性,所以如果处理不当,那么,就会对空气、土壤以及水源等造成影响,甚至还会危害人们的生命健康。而高温蒸汽灭菌处理工艺会将医疗废物上的病原微生物杀灭,实现了对医疗废物进行无害化处理,从而有效保护了环境,同时保障了人们的生命安全。

1 关于国际医疗废物处置工艺简述

医疗废物中包含大量的病毒和细菌,是属于重度污染的危险废物,这些废物不仅会对环境造成污染,还会危害人们的生命安全。我国在相关的法律法规中指出,医疗废物严禁与生活垃圾一起进行处理,要将医疗废物进行集中处置。在处置医疗废物时,要杀灭废物中的病原微生物,防止其对环境造成污染,保证排除的废物具有稳定性和安全性。对医疗废物处理的方法主要有焚烧、填埋、高温灭菌、微波、磁化裂解等。

如今,在处理医疗废物和生物垃圾时,通常都会采用焚烧处理工艺进行处理,但是,由于医疗废物中包含氟物质,

所以在焚烧过程中会形成致癌物质二噁英,这是一种非常危险的致癌物质。据调查,焚烧厂附近居民癌症发病率要比其他地区高。随着环保意识的不断提升,一些国家意识到了焚烧处理医疗废物具有很大的安全隐患,因此这些国家在原有工艺和技术的基础上,对工艺和技术进行改进。除此之外,这些国家还在研发新的处理工艺来代替传统工艺。例如,德国等国家会采用高温蒸汽灭菌技术来处理医疗废物。欧美国家会将80%的医疗废物进行高温蒸汽灭菌技术处理,剩下的20%医疗废物会采用焚烧的方式进行处理。

2 医疗废物处置工艺探讨

2.1 气化热解焚烧处理工艺

(1)工艺原理:传统废物焚烧炉都是过量空气式焚烧炉,该种焚烧炉的炉型具有明显的缺陷,所以在焚烧含有塑料以及橡胶制品时,会产生焦油、烟气等不完全燃烧产物,并且在焚烧热塑料时还会产生溶滴现象。从20世纪80年代开始,世界各国就已经开始研究新的焚烧工艺,从目前的发展趋势来看,最流行的炉型还是控制空气式和热解式焚烧炉。热解焚烧是从燃烧机理的角度出发,人工的对物料进行热解,之后将热解产物的燃烧分开进行。也就是说,要先将物料放在中温缺氧的环境下,使物料能够受热裂解,然后将燃气引出,使其与空气进行混合,之后再将其放入高温燃烧室中进行预混燃烧,通过这个步骤能够改善扩散混合的条件,加快燃烧速度,有效避免了焦油等不完全燃烧产物的诞生,并且减少了飞灰量,从而实现了净化烟气的目的。气化热解焚烧处理工艺能够对具有传染性的医疗废物进行焚烧处理,并且会采用密闭的形式进行运行和管理,而且可以实现多次进料。

整个焚烧处理系统主要分为火炉前处理系统、焚烧系统、余热回收系统、空气净化系统以及灰渣处理系统五个部分。其中火炉前处理系统主要是对医疗废物进行热值搭配,同时,对高热值液体燃料进行过滤;焚烧系统主要包含焚烧炉、二燃室等几个部分;余热回收系统包含余热锅炉和相关的软水除氧系统;烟气净化系统包含冷却室、袋式除尘器以及烟囱等,它能够对烟气进行净化,从而保证烟气不会对空气造成污染;灰渣处理系统拥有渣处理系统和灰处理系统两部分,能够对灰渣分别进行处理,从而保证焚烧处理的有效性。

(2)技术要点:气化热解焚烧处理工艺的技术要点主要分为以下几点。

①气化热解炉利用不充足的空气来对医疗垃圾中的有机物进行热解,有机物在热解后会形成可燃气体,以此可以解决医疗废物不完全焚烧的问题,避免对环境造成污染。

②热解气体在自燃时,助燃装置会自动停止,这不仅降低了运行成本,还有助于垃圾热能资源化的利用。

③气化热解焚烧处理工艺能够对医疗垃圾燃烧的过程进行控制,避免在燃烧过程中产生二噁英等有害物质。

④低温热解室通常会在缺氧的状态下对医疗废物进行焚烧,之后会产生可燃气体,并且会产生比较少的颗粒物。

⑤在高温燃烧炉中完成高温氧化过程能够杀灭医疗废物中气态污染物。

⑥气化热解焚烧处理工艺的整个焚烧过程完成,在残灰中不会出现污染物质。

⑦热解焚烧处理去除有机物的概率高达99%,在一定程度上减少了后续处理所需的成本。

⑧该处理工艺不需要对医疗废物进行分拣,节省了工作时间,并且提高了工作效率,而且还能保证工作环境的安全。

2.2 高温蒸汽灭菌处理工艺

(1)灭菌原理:如今,在医疗废物处理领域,正在不断加强环境保护和法制力度,而灭菌已经成为除焚烧之外的一种新型医疗废物处置技术。相较焚烧处理,灭菌技术对环境的污染更小,并且可以有效地对医疗废物进行处理。

灭菌法指的是杀灭物体上所有的微生物,微生物主要包含细菌、病毒以及真菌等,只要有生命的地方就有微生物,并且微生物具有很快的繁殖能力。细菌芽孢拥有很强的抗热能力,普通的温度无法将其杀灭。组成细胞的蛋白质分子的特殊结构会决定细胞的功能,当蛋白质分子受到高温时,内部的氢键会断裂,随后分子空间构型会进行重排,以此达到杀灭微生物的目的。

(2)技术流程与特点:医疗废物高温蒸汽灭菌处理工艺主要分为灭菌和提升破碎两个阶段。其中灭菌阶段又被分为真空、灭菌以及干燥三个步骤。高温蒸汽灭菌处理工艺在工作过程中,首先,会将医疗废物通过特定转运装备输送到高压蒸汽灭菌反应器中,然后会在反应器中加入蒸汽,在处理完后,再经过净化装置和二级灭菌装置进行二次处理,符合标准后进行排放。最后,进行提升破碎,并将破碎的医疗废物运输到卫生填埋场进行填埋。

高温蒸汽灭菌处理工艺的技术特点主要分为以下几点:

①高温灭菌处理工艺具有清洁、干净的特点。在整个灭菌处理过程中,不会在反应器中添加任何有毒的化学试剂,完全凭借高温和蒸汽来进行灭菌。

②高温蒸汽的灭菌效果能够达到LOG6标准。高温蒸汽灭菌处理工艺能够根据医疗废物的具体情况调节灭菌时间和温度,以此保证灭菌的效果,使医疗废物中的细菌存活率低于规定标准。通过分级真空抽吸和蒸汽喷射交替循环,能够保证医疗废物中不残留任何致病细菌。

③高温蒸汽灭菌处理工艺采用的是PLC控制技术,能够实现对这个灭菌过程进行自动控制。比如,自动升温、自动加压等。

④由于整个灭菌过程都是自动化控制,所以只需要1~2个人进行操作技术即可,大大节省了人力和财力,而且整个灭菌过程都处在封闭式的情况下运行,有效保证了操作人员的安全。与此同时,灭菌结束后,会自动记录操作人员的信息,并将处理过程的温度以及压力等信息进行打印,为后续的查看提供依据。

⑤高温灭菌处理工艺在灭菌过程中,主要会应用到水、电以及蒸汽,而焚烧则需要应用到一些净化药品、燃料等物质,相较焚烧处理,高温蒸汽灭菌处理工艺更加安全可靠,并且运行的成本也比较低。

3 两种灭菌方案的经济性对比

高温蒸汽灭菌处理工艺和气化热解焚烧处理工艺相比,两者都适合小于10吨的医疗废物处理,而气化热解焚烧处理工艺能够处理危险医疗废物。高温蒸汽灭菌处理工艺能够100%消灭细菌,但是,高温蒸汽只能处理医疗废物,而气化热解焚烧处理工艺还能够处理工业危险废弃物。高温蒸汽在处理医疗废物时,比较清洁,不会产生其他物质,但是,气化热解焚烧处理工艺在热解过程中会产生飞灰、烟气等物质。相较高温灭菌工艺,气化热解工艺具有一定的技术要求,同时气化热解供给的运营成本和运行维护成本都比较高。在后续处理方面,高温灭菌只需填埋即可,而气化焚烧则需要进行进一步处理后才能够进行排放。总的来说,高温蒸汽灭菌处理工艺更具有优势。

4 结语

总而言之,为了保证高温蒸汽灭菌工艺能够发挥出作用,要在生活垃圾场附近建设医疗废物处置工厂。高温蒸汽灭菌工艺适用于经济比较落后、医疗废物运输和收集比较困难的地区。各个地区要结合自身的实际情况选择合适的处理方式,以此提高医疗废物的处理效果。

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