医疗废物处理工艺比选之欧阳科创编.docx
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医疗废物处理工艺比选之欧阳科创编
1.医疗废物处理技术比选
时间：
2021.02.05
创作：
欧阳科
1.1医疗废物处理技术
现在国际上正在应用的医疗废物处理方法有高温焚烧法、等离子体法、高温灭菌法、化学消毒法、电磁波灭菌法、和卫生填埋法等。
1.1.1高温焚烧法
焚烧是被处理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、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，而且还使废物体积减少85%～90%，使废物难以辨认。
从而大大减少了最终填埋量和费用，消除了人们对医疗废物的厌恶感。
医疗废物焚烧处理在发达国家已有较长的时间，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10吨/日或以上，在处理量较小时很难保证连续稳定的运行。
要时常关停而导致温度波动很大，烟尘及二恶英排放极易超标。
1.1.2等离子体法
用等离子体法处理医疗废物是一项创新技术，其消毒杀菌的原理是利用等离子体电弧产生的8000～10000℃以上高温杀死医疗废物中的所有微生物、摧毁残留的细胞毒性药物、药品和有毒的化学药剂。
理论上，任何化合物在电弧窑中都可转化为玻璃体状的物质，处理后的医疗废物可以直接填埋，不会对环境造成危害。
等离子体法处理医疗废物的适应范围很广，不需要分拣和破碎等预处理措施。
同焚烧一样，这种方法具有处理过程不产生废水、减容减量比大、消毒杀菌彻底、使废物难以辨认、摧毁细胞毒类药物和化学药剂等优点。
1、技术尚在完善和成熟之中；
2、国际上没有统一的标准来限制和评估该技术；
3、温度高（在弧状体中心线约10000℃），弧状体和耐热物质的持续性不良，经常替换电极，运转费用昂贵；
4、弧状体敏感性高（例如电压突然降低），系统操作需高度训练的专门人员。
1.1.3高温灭菌法
高温灭菌法是利用高温高压蒸汽消灭细菌的常用方法。
早在二十世纪，医院就已经开始用高温蒸汽给外科和试验室重复使用的器械杀菌。
蒸汽在高温高压下具有穿透力强的优点，在134℃条件下，维持45分钟，能杀灭一切微生物。
高温灭菌法是一种简便、可靠、经济、快速和容易被公众接受的灭菌方法，适合于对医疗废物的灭菌处理。
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。
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。
1.1.4化学消毒法
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。
可以实现连续进料操作，而不是批量式间歇操作。
并且在处理过程中可以随时停止运行，不需要“预热”或启动时间。
一般工艺为袋装的医疗废物存放在可循环利用的容器中。
袋装废物通过输送带或手推车送入混合给料斗，其内配置有低速、高扭矩的破碎装置。
在进入料斗之前，袋装废物通过喷水加湿并填加一定比例的化学消毒药剂，然后进入初级破碎系统并在系统内得到破碎和消毒处理。
经过此步骤，破碎后的废物进入二级粉碎机进行精细粉碎变细，实现进一步的体积削减。
在二级粉碎后，体积百分比减为原来的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。
1.1.5电磁波灭菌法
电磁波灭菌法包括微波和无线电波两种灭菌方法。
微波灭菌法通常使用2450MHz的高频电磁波灭菌（波长为12.24cm）。
电磁波具有可穿透玻璃、陶瓷、纸张和可被水、脂肪、蛋白质等极性分子吸收的特点，灭菌比较彻底。
电磁波消灭微生物的原理是利用微生物细胞选择性吸收能量比份高的特性，将其置于电磁波高频振荡的能量场中，使微生物的液体分子，以外加电场的频率振动。
这种振动使细胞膜内的能量迅速增加，产生高温，最终导致细胞的死亡。
电磁波灭菌法使用的频率与医疗废物特有的频率相匹配，可以杀死医疗废物中的病原体。
经电磁波灭菌法处理后的废物可以按一般城市生活垃圾进行卫生填埋。
电磁波灭菌法具有灭菌效率高、处理过程不加入化学消毒药剂、工程造价相对较低、废物可回收利用和不产生酸性气体及二恶英等气体污染物的优点。
但电磁波灭菌的效果受到电磁波源强、辐射持续时间长短、废物混合程度、废物含水率高低等多方面的影响。
为了保证灭菌效果，需要在灭菌处理前对废物进行破碎。
因为破碎设备受到医疗废物的污染，所以操作人员在操作过程中，尤其是对破碎机械进行维修时，可能受到细菌的侵害，产生职业危害。
此外，电磁波灭菌法的运行费用较高。
如果没有回收利用和压实处理环节，它对废物的减量化效果不大。
另据有关方面报道，电磁波灭菌处理过程中会产生有毒的挥发性有机化合物，处理后的残余物中还可能含有细胞毒类药物、化学药剂、药品、汞等有害物质，仍需要进一步处理。
此外，电磁波的泄漏会对操作人员的健康造成危害。
1.1.6卫生填埋法
卫生填埋是危险废物的最终处置方法，同样适用于医疗废物的最终处置。
为了防止填埋场对环境的污染，填埋场必须有防渗衬层系统、渗滤液收集系统处理系统、气体收集处理系统、盖层系统等，并需要进行系统的环境监测。
填埋处置的优点是方法简单、易行、技术成熟；但卫生填埋法也有其明显的缺点，如长期占用大量土地，填埋场场址难选，环境和社会影响突出，建设费用昂贵，场地很难修复等，加之我国卫生填埋场数量有限，卫生填埋的费用昂贵，所以医疗废物直接进入危险废物卫生填埋场的情况几乎没有。
除卫生填埋之外，经过前述处理法处理后的医疗废物或残余物经鉴别不是危险废物后可以送到卫生填埋场进行最终处置，但焚烧飞灰除外。
必须强调指出的是，医疗废物属于危险废物。
根据《医疗废物管理条例》的规定，未经无害化处理的医疗废物不得混入生活废物中加以处理处置，包括填埋。
1.2医疗废物处理技术现状及发展趋势
1.2.1国外医疗废物的处理
发达国家在上世纪七八十年代，普遍建立了较为完善的医疗废物收集、转运、处置和监管体系。
早在六十年代，国外就开始对医疗废物进行处理，如日本、德国就是将医疗废物同可燃生活废物分类收集，并进行集中混合焚烧处理，并对燃烧中释放的大量热能进行回收利用，如供热、发电等。
世界上许多国家已经对医疗废物处理做出了明确的严格规定，并开发了相应的管理设施和处理处置设备。
如美国、德国推出一种医疗废物处理专用车，它为适应医疗废物发生源分散、每个发生源产生医疗废物量不多这一特点而设计。
该处理车行驶到各个医院所在地后，将医疗废物装入车上的箱体内，经高温、高压消毒灭菌后粉碎、挤压成颗粒状，作为普通燃料。
法国要求医疗废物必须由专业的医疗废物焚烧处理站处理，规定所有的医院产生的废物，即使是办公室废物也不得混入生活废物，按照3.5kg/床.天的产生量由专业医疗废物焚烧处理站进行集中处理，并根据床位收费。
日本对医疗废物的处理有着严格的规定，将医疗废物按其传染性和可燃性分为四类，如表1-1所示。
医院内部的灭菌处理按厚生省的规定可采用以下方式，即焚烧、熔融、高压蒸汽灭菌或干热灭菌、药剂加热消毒及其它法规规定的方法。
医院通常采用焚烧方式处理医疗废物，也有部分地方自治机构建设集中化的处理设施，将该区域内的医疗废物收集后统一处理。
医疗废物焚烧炉灰必须在指定的安全填埋场处置。
焚烧是医疗废物最安全的处理方法，因此世界各国都在大力推广应用。
焚烧的优点是不仅可以彻底杀灭所有微生物，而且使大部分有机物焚化燃烧，转变成无机灰分，焚烧后固体废物体积可减少85%～90%，从而大大降低医疗废物的最终处置费用，消除医疗废物二次污染。
但是，国外随着对医疗废物焚烧炉烟气和底灰的排放标准越来越严格，人们开始研发高效无害化的非焚烧处理新技术，以替代传统的焚烧技术。
由于对焚烧后产物要求高，国外的处理设备成本也高。
若分散焚烧处理，则设备的费用不能合理利用，处理成本更高，且增加了污染和控制的风险。
采用集中化焚烧处理有利于减少风险，同时也可大幅度地降低处理单位的经济负担。
因此，医疗废物的处理处置逐步向集中化、专业化、低污染化焚烧处理技术或对环境更为友好的非焚烧处理技术发展。
目前在美国、加拿大和欧洲的德国、法国、瑞典等国家开始越来越多的采用非焚烧医疗废物处理技术，特别在美国，已有近2/3的医疗废物是采用非焚烧处理方式（高温蒸汽灭菌、干化学消毒和微波辐射灭菌等）。
表1-1日本医疗废物处理方式
分类
标志
包装
存放
处理方式
可燃废物
（非传染性）
有害物危险标志
塑料容器
堆放
医院内处理→残渣填埋
可燃废物
（传染性）
有害物危险标志橙黄色标志
红色专用废物袋
专门保管场所
消毒处理→医院内处理
→残渣填埋
不可燃废物
（非传染性）
塑料容器
堆放
医院内处理→残渣填埋
不可燃废物
（传染性）
有害物危险标志橙黄色标志
红色专用废物袋或专用收集袋
专门保管场所
消毒处理→医院内处理
→残渣填埋
医疗废物处理技术在世界上部分国家和地区的应用情况如表1-2所示。
表1-2医疗废物处理处置技术应用情况表
国家
应用情况
德国
目前在医院内部设立的焚烧站已经全部关闭。
除了几家危险废物焚烧场，在基尔有一台建在医院外部的商业运行焚烧炉，在奥格斯堡和比勒费尔德有两套医疗废物处理系统同市政的废物焚烧厂配套。
非感染性医疗废物通常在市政下属的60多家焚烧厂焚烧。
由于焚烧有害废物的能力过剩，微波灭菌法和高压蒸汽灭菌法的应用数量在减少。
法国
大多数医疗废物采用焚烧法处理，具体情况如下：
医院内部的焚烧炉现在仅存1台；医院外部有3台焚烧炉在运行，处理能力约为40000t/a；市政管辖的19台焚烧炉处理能力约为90000t/a；经热处理方法处理的医疗废物约为22800t/a。
希腊
根据1999年的统计，雅典有一家医疗废物焚烧厂，共建两台炉，其中一台备用，每台每天的处理能力为15吨；另一地区的医疗废物焚烧厂正在设计当中，规划建立两台炉，每台每天处理7.5吨，其中一台为备用。
许多早年建成的医院内部焚烧炉已经不再运行，仅有几家地处偏僻的大医院继续留用内部设立的焚烧炉。
在雅典，还有集中处理焚烧站（日处理能力为700kg）为一些小医院服务。
目前，仍有很多医疗废物同生活废物一起填埋。
爱尔兰
已经建成一家化学消毒法处理医疗废物的处理厂，另有一家将要建成；还有一家焚烧厂，用于处理那些前两家不能处理的医疗废物。
荷兰
只采用焚烧法处理医疗废物。
所有医疗废物均由Zavin公司的热处理厂（汽化炉）焚烧处理，该厂与市政废物焚烧厂和污尼焚烧厂比邻，三个处理厂所产生的热能均送往一家发电厂发电。
Zavin医疗废物焚烧处理厂每年能够处理9000吨废物，目前每年处理荷兰国内的6000吨和进口的1000吨废物。
英国
传统的处理方法是在医院内部设立焚烧炉处理医疗废物，上个世纪八十年代末期，随着很多过时的医院内部焚烧炉迅速关闭，管理政策发生变化，行业市场引入焚烧炉，原来的焚烧炉数量由700台减至37台。
目前，大多数医疗废物由这37台焚烧炉处理，其中一部分设立在医院内部，一部分由私人公司商业运营。
还有两家采用新兴处理技术，一家采用微波灭菌法，一家采用高压蒸汽灭菌法。
美国
在美国，有580家机构应用新兴处理工艺，详情如下：
高压蒸汽灭菌法101家，干式碱性消毒法203家，湿式化学消毒法105家，蒸汽热处理92家，电热辐射5家，微波法74家。
在许多州，医院内部大多建有焚烧炉用来处理医疗废物。
调查显示，现在仍有一些医院内部的焚烧炉在运行。
有关法案即将通过，根据估计，届时现存的400台医院内部焚烧炉中的50～80%将被大型现代化焚烧炉或采用新兴处理技术的处理厂所取代。
私人公司运营多采用新兴处理工艺。
澳大利亚
焚烧法：
共有7台高温焚烧炉在使用；高压灭菌法：
已获批准使用在医疗废物处理方面，昆士兰有两家，新南威尔士有一家；化学药剂法：
在维多利亚省、新南威尔士、昆士兰、新西兰，已获批准采用破碎+二氧化氯漂白法，共有三家，另外，在昆士兰，过氧化氢和石灰消毒法获得了有限的使用，这种方法仍处于实验阶段；微波法：
在新南威尔士，获准使用的目前只有一家；填埋法：
通常不准许直接填埋未经处理的医疗废物，只有在经过处理后才能填埋，但是在新南威尔士的乡村，澳大利亚一些偏远地区，仍有少量的未经处理的医疗废物被直接填埋。
医疗废物中的细胞毒废物，药物及所有化学药剂必须从医疗废物中分离出来，送到获得许可的焚烧厂处理，这类焚烧装置的二燃室温度可达到1100℃，并安装了适当的污染控制设备。
通常不允许采用新兴处理技术处理药剂类废物，必须从医疗废物中分离出去。
菲律宾
1999年，在马尼拉安装了几套微波灭菌系统来处理医疗废物，目前由私人公司运营。
日本
绝大多数医疗废物由遍布国内的360家焚烧场处理，少部分用新兴处理工艺处理。
全国共有382家处理机构，详情如下：
焚烧法360家，汽化法7家，高压蒸汽灭菌法3家，干热法6家，其他方法6家。
马来西亚
有三家机构做医院服务及医疗废物的运输工作。
处理医疗废物工作由8个地区性焚烧炉和7个医院内部焚烧炉来完成。
这些焚烧炉均采用先进的焚烧技术和污染控制设备。
地区性焚烧炉处理规模从200到500kg/h不等，医院内部的焚烧炉处理规模从20到50kg/h不等。
新加坡
目前由签约的两家私人承包商负责收集和运输医疗废物，并采用高温医疗废物焚烧炉进行处理。
1.2.2国内医疗废物的处理
目前国内采用的医疗废物处理方法多以焚烧为主。
一些大中城市相继开展了对医疗废物的无害化处理。
武汉、西安、杭州、郑州、天津、广州、北京、上海等城市对医疗废物均实行了统一管理、集中收运、进行无害化焚烧处理的方式，其管理流程见图9-1
图9-1医疗废物集中管理流程图
目前，国内各大、中城市根据本地区的实际情况，选择适用的医疗废物处理方法。
对医疗废物实行统一管理，密封收运，集中处理已经成为发展的主要趋势，也是环发[2004]16号《全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划》的要求。
医疗废物的处理技术比选
医疗废物的处理原则
根据医疗废物处理的现状和有关医院医疗废物处理的实践，对医疗废物应严格将有传染危害的医疗废物和普通生活废物实行分开收集。
医疗废物处理处置的基本原则是：
*稳定化、安全化、减量化和彻底毁形；
*集中处置，合理布局；
*采用先进实用、成熟可靠技术，切实实现安全处置；
*加强监管能力建设，提高装备制造水平，积极推进产业化。
医疗废物处理工艺的选择
目前国内外常用的医疗废物处理处置技术方法主要包括高温焚烧法、等离子体法、高温灭菌法、化学消毒法、电磁波灭菌法和卫生填埋法等。
几种处理处置方法的比较如表
通过对医疗废物处理处置方法的比较，结合信阳市的医疗废物的特点和实际情况，本项目选用高温蒸汽灭菌技术处理信阳市的医疗废物。
医疗废物处理处置技术比较
优点
缺点
高温灭菌法
Ø灭菌迅速彻底，效率高。
Ø工艺设备简单，投资少、运行费用低；
Ø操作简单，操作人员不需要特殊训练；
Ø场地选择方便；
Ø技术成熟。
Ø处理过程中易产生废水废气；
电磁波灭菌法
Ø灭菌效率高；
Ø处理过程不需要化学消毒药剂；
Ø废物可回收利用；
Ø处理过程中不产生酸性气体及二恶英等气体污染物。
Ø灭菌的效果受到电磁波的源强、辐射持续时间的长短、废物混合程度、废物含水量多少等多方面影响；
Ø操作人员可能受到细菌和电磁波的侵害，产生职业危害；
Ø工程建设和运行费用较高；
干式化学消毒法
Ø工艺设备和操作比较简单；
Ø可以为移动式，简易灵活；
Ø运行简单方便，运行系统可以随时关停，在操作过程中不需要“预热”或启动及“降温停炉”时间。
Ø对破碎系统要求较高；
Ø对操作过程的pH值监测（自动化水平）要求很高。
Ø对废物的成分也有一定的要求；
等离子体法
Ø处理产物稳定，对环境没有危害；
Ø处理对象的适应范围很广；
Ø处理过程不产生废水、减容减量比大；
Ø消毒杀菌彻底。
Ø初投资和运行费用高；
Ø处理过程中会产生很高浓度的NOx；
Ø处理技术不成熟。
焚烧法
Ø消毒杀菌彻底；
Ø处理对象的适应范围很广；
Ø废物减容量大；
Ø技术成熟。
Ø投资和运行费用高；
Ø焚烧过程中会产生剧毒物质，如二恶英类物质。
灭菌原理
随着医疗废物处理领域环境保护和法制力度的加强，灭菌已成为焚烧之外的另一种医疗废物的基本处置技术。
灭菌法是指杀死或除去所有微生物的方法，微生物包括细菌、真菌、病毒等，凡有生命的地方都有微生物，微生物繁殖很快。
细菌的芽胞具有较强的的抗热力，不易杀死，组成细胞的蛋白质分子的功能取决于它的特殊结构，在一定的高温条件下受热时，蛋白质分子内氢键发生断裂影响了分子空间构型的重排，从而导致微生物的死亡。
高压蒸汽灭菌处理系统的设计是以最难杀死的疯牛病朊毒体为对象完成的。
技术特点：
①清洁、干净
整个灭菌处理过程，不使用任何可能产生有毒垃圾的化学添加剂，运行介质主要为高温饱和蒸汽，是一种“干净的”处理方法。
②灭菌效果达到标准
对于不同的传染性医疗废物，通过调整灭菌器的时间和温度参数，保证灭菌效果达到，即灭菌率不小于99.9999％的灭菌率评定标准；真空抽吸与蒸汽喷射交替循环工艺，促进了蒸汽介质对垃圾的渗透，以确保特殊的传染性医疗废物不残留任何治病病菌而转变为一般的固体垃圾。
③全过程自动控制
采用先进的PLC控制技术，完成整个处理过程的自动控制。
包括，真空预热控制；升温、加压、自启停控制；循环处理工程中对时间、温度等参数的调节控制以及残液、废冷凝水的灭菌控制。
系统组态方便，操作简单，安全、有效。
④人员少、管理便捷、可靠
全程的自动化控制，不仅操作人员少，而且实现了灭菌环节密闭式运行和安全标准化管理。
每一处理过程结束自动记录操作员号及处理温度和压力并随时打印，为运行分析、可靠性追溯提供依据。
时间：
2021.02.05
创作：
欧阳科
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