醫(yī)療廢物高溫蒸煮處理工程實(shí)例研究

羅華飛　胡小容　王　晗　張青梅

（1.蘇交科集團(tuán)股份有限公司，江蘇　南京　210000；2.南京凱盛建筑設(shè)計(jì)研究院責(zé)任有限公司，江蘇　南京　210000；3.湖南省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，湖南　長(zhǎng)沙　410004）

醫(yī)療廢物高溫蒸煮處理工程實(shí)例研究

羅華飛1胡小容1王晗2張青梅3

（1.蘇交科集團(tuán)股份有限公司，江蘇南京210000；2.南京凱盛建筑設(shè)計(jì)研究院責(zé)任有限公司，江蘇南京210000；3.湖南省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，湖南長(zhǎng)沙410004）

廣西某市醫(yī)療廢物處理的工程設(shè)計(jì)規(guī)模為3t/d，高溫蒸煮設(shè)備的運(yùn)行溫度為134℃，處理時(shí)間為45min。經(jīng)過(guò)高溫蒸煮處理后，廢物被破碎、壓縮運(yùn)送至填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋。在處理過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣、廢水經(jīng)過(guò)相應(yīng)處理后，均達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)要求排放。整個(gè)工程投資總成本為950.84萬(wàn)元，運(yùn)行成本為920元/t。

高溫蒸煮法；醫(yī)療廢物；設(shè)計(jì)

醫(yī)療廢物含有大量的細(xì)菌、病毒及化學(xué)藥劑，具有極強(qiáng)的傳染性、生物毒性和腐蝕性，未經(jīng)處理或處理不徹底的醫(yī)療垃圾任意堆放，極易造成對(duì)水體、土壤和空氣的污染，對(duì)人體產(chǎn)生直接或間接的危害，其已成為醫(yī)療衛(wèi)生水平提高所急需解決的一個(gè)問(wèn)題。目前對(duì)醫(yī)療廢物處理的方法主要有高溫蒸煮處理、焚燒處理、電磁波處理、等離子處理等［1］。在這些眾多方法中，對(duì)于醫(yī)療廢物中的感染性廢物和損傷性廢物，高溫蒸煮滅菌工藝具有操作簡(jiǎn)便、滅菌效果穩(wěn)定、投資小、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。

1　概況

廣西某市有病床4 000余張，產(chǎn)生的醫(yī)療廢物為3t/d。該市的醫(yī)療廢物中含有動(dòng)物性、植物性、塑料、金屬、玻璃及其他成分，植物性成分中含有藥物性成分約為5%～8%。其中，動(dòng)物性廢物及小部分部分植物性廢物（約占整個(gè)醫(yī)療廢物的7%～8%）不適合采用高溫蒸煮法處理［2］，將被運(yùn)至即將建成的廣西危險(xiǎn)廢物處理中心進(jìn)行處理。其余部分采用高溫蒸煮法進(jìn)行處理。

2　工藝流程與主要設(shè)備

2.1醫(yī)療廢物處理流程

醫(yī)療廢物經(jīng)過(guò)收集后，部分直接由周轉(zhuǎn)箱進(jìn)入高溫蒸煮系統(tǒng)，部分儲(chǔ)存在冷庫(kù)中，儲(chǔ)存起來(lái)以適應(yīng)蒸煮設(shè)備的處理周期。經(jīng)過(guò)醫(yī)療廢物在高溫蒸煮設(shè)備中在134℃下消毒45min，處理后達(dá)到《醫(yī)療廢物高溫蒸汽集中處理工程技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)要求，廢物再經(jīng)過(guò)破碎后運(yùn)至填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋。此過(guò)程中所產(chǎn)生的廢氣、廢水也進(jìn)行相應(yīng)的處理本工程所用主要設(shè)備如表1所示。

2.2存儲(chǔ)方案

由于醫(yī)療廢物具有有毒、有害性，不宜長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)。因此，運(yùn)至危險(xiǎn)廢物處置中心后，盡量做到日進(jìn)日清，只允許在廠房?jī)?nèi)短時(shí)間存放?？紤]到設(shè)備檢修或停產(chǎn)，醫(yī)療垃圾需要短時(shí)間存放。設(shè)置2座冷庫(kù)，其規(guī)格分別為2.5m×6.0m×4.5m、3.0m×6.0m×4.5m。

表1　主要工程設(shè)備表

冷庫(kù)選用結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積較小的風(fēng)冷壓縮冷凝機(jī)組二套，制冷量25.6kW/臺(tái)，蒸發(fā)溫度-5℃，制冷劑為R22，蒸發(fā)器采用冷盤管。整個(gè)制冷系統(tǒng)的冷盤管式蒸發(fā)器設(shè)置在冷庫(kù)四周的內(nèi)壁上，低溫低壓的R22蒸汽在蒸發(fā)器內(nèi)不斷蒸發(fā)、吸收冷庫(kù)內(nèi)部的熱量，使庫(kù)內(nèi)的溫度降低，從而達(dá)到庫(kù)房要求的4℃。

2.3蒸汽發(fā)生系統(tǒng)

高溫蒸汽為本項(xiàng)目最主要的消毒介質(zhì)，由于本項(xiàng)目處于郊區(qū)，廠區(qū)附近沒(méi)有外接蒸汽源，需要配備蒸汽發(fā)生系統(tǒng)。根據(jù)實(shí)際情況考慮，本工程采用電蒸汽鍋爐，鍋爐的水源采用自來(lái)水。廠區(qū)自來(lái)水經(jīng)過(guò)軟水器軟化后，進(jìn)入電熱蒸汽，由電熱蒸汽鍋爐產(chǎn)生的蒸汽，共設(shè)置2臺(tái)電熱蒸汽鍋爐。每臺(tái)鍋爐的蒸汽產(chǎn)生溫度為135℃的飽和蒸汽150kg/h，此蒸汽壓力穩(wěn)定在0.5MPa且蒸汽的產(chǎn)量的波動(dòng)量小于5%，同時(shí)蒸汽中所含有非可凝性氣體小于3%，產(chǎn)生的蒸汽由蒸汽管道輸送至高溫蒸煮設(shè)備。

2.4高溫蒸煮系統(tǒng)

利用高溫蒸汽殺滅醫(yī)療廢物中的致病微生物，是本醫(yī)療廢物高溫蒸汽處置中心的主要環(huán)節(jié)。高溫蒸煮系統(tǒng)運(yùn)行流程如下：①將醫(yī)療廢物放置滅菌袋（于滅菌過(guò)程不破裂、融化）中，并投入滅菌鍋將門拴緊后按鈕激活；②真空發(fā)生器將滅菌鍋內(nèi)之空氣抽出至負(fù)壓，并與蒸汽混合接觸，可將滅菌鍋內(nèi)空氣中可能混有之病菌殺死，經(jīng)冷凝后在內(nèi)部進(jìn)行初步處理后進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)；③導(dǎo)入飽和蒸汽使滅菌鍋內(nèi)溫度超過(guò)134℃以上，并自動(dòng)計(jì)時(shí)45min以上；④滅菌完成后，自動(dòng)排氣閥開(kāi)啟，將室內(nèi)蒸汽導(dǎo)入冷凝器冷卻后，進(jìn)入滅菌器自身內(nèi)部廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行初步處理后排至廢水處理系統(tǒng)；⑤滅菌鍋內(nèi)壓力下降后，真空發(fā)生器再行激活抽真空，將滅菌室內(nèi)的水蒸汽抽盡，經(jīng)冷凝后排入廢水處理系統(tǒng)；⑥將滅菌完成后的醫(yī)療廢物進(jìn)行破碎，壓縮后由專用車輛拉往填埋場(chǎng)填埋。

在這個(gè)過(guò)程中，殺菌室采用脈動(dòng)真空形式抽真空，殺菌室內(nèi)抽真空度為0.08MPa，抽真空與充蒸汽的循環(huán)過(guò)程次數(shù)不為4次。最終實(shí)現(xiàn)殺菌室內(nèi)空氣排出率為98.5%。在完成抽真空后，保證在10min內(nèi)殺菌室真空度下降值不大于1.3kPa（10mmHg）。同時(shí)，采用B-D試驗(yàn)包在每天第一次滅菌前或安裝及檢修后的滅菌器抽真空和蒸汽穿透性能的測(cè)試，并且是空載測(cè)試。B-D試驗(yàn)的具體參數(shù)如下：脈動(dòng)3次，滅菌溫度為134℃，滅菌壓力為210kPa，滅菌時(shí)間為4min。采用德國(guó)BROWNE公司的試紙，B-D試驗(yàn)不合格，表明滅菌器出現(xiàn)故障或操作不當(dāng)，需及時(shí)處理。

2.5消毒系統(tǒng)

在醫(yī)療廢物處理的各階段與醫(yī)療廢物接觸的工具及人員等都會(huì)沾染一定量的有毒有害的微生物，所以必須進(jìn)行消毒處理。根據(jù)各消毒對(duì)象的特點(diǎn)以及各種消毒方法的適應(yīng)性，周轉(zhuǎn)桶、運(yùn)輸車輛內(nèi)壁以及人員防護(hù)用品采用二氧化氯消毒方案；卸料區(qū)及冷庫(kù)采用二氧化氯溶液消毒的方案，二氧化氯的制取采用二氧化氯發(fā)生器。

周轉(zhuǎn)箱需及時(shí)在主廠房?jī)?nèi)的消毒間進(jìn)行消毒，消毒后的周轉(zhuǎn)桶送往周轉(zhuǎn)桶暫存間存放，發(fā)現(xiàn)周轉(zhuǎn)箱有破損后嚴(yán)禁繼續(xù)使用。醫(yī)療廢物運(yùn)輸車輛每次使用后都應(yīng)進(jìn)行清洗消毒，禁止在社會(huì)車輛清洗場(chǎng)所清洗醫(yī)療廢物運(yùn)輸車輛。卸料區(qū)及冷庫(kù)均屬醫(yī)療廢物的暫時(shí)貯存場(chǎng)所，因此每天應(yīng)在廢物清運(yùn)后清洗消毒。醫(yī)療廢物高溫滅菌車間屬污染區(qū)，滅菌車間工作人員出滅菌車間之前需進(jìn)行嚴(yán)格的清洗消毒，并穿特制的工作服進(jìn)入車間。工作完成后人員也需要洗澡消毒，以保障工作人員的身體健康。以上各種消毒均達(dá)到《醫(yī)療廢物集中處置技術(shù)（試行）》中的規(guī)定。

2.6廢氣處理系統(tǒng)

在高溫滅菌過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定量含有能夠有效去除微生物、揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）、重金屬等污染物的氣體，這些氣體不能直接排入大氣需要進(jìn)行處理。本工程中的廢氣處理系統(tǒng)由高效尾氣過(guò)濾器、壓力儀表、高溫蒸汽反吹滅菌系統(tǒng)、氣動(dòng)控制閥門等組成，并可根據(jù)需要消除處理過(guò)程中產(chǎn)生的異味。

在廢氣處理單元設(shè)置尾氣高效過(guò)濾、吸附裝置，設(shè)置有VOC化學(xué)氧化裝置并在高效過(guò)濾裝置上游增設(shè)低效過(guò)濾裝置，蒸汽處理過(guò)程中的異味采用藥劑去除。尾氣高效過(guò)濾裝置采用0.2μm的無(wú)菌過(guò)濾器，可以過(guò)濾病菌與病毒。濾芯采用疏水性介孔材料，耐溫達(dá)到150℃；具有進(jìn)出氣閥、壓力儀表和排水閥，過(guò)濾效率應(yīng)在99.999%以上。經(jīng)過(guò)處理后的廢氣達(dá)到《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)后排放。

2.7污水處理系統(tǒng)

醫(yī)療廢物處置廠區(qū)的廢水含有病原菌，與醫(yī)院污水有很多相似之處。因此，污水處理的工藝借鑒現(xiàn)有醫(yī)院的一體化污水處理工藝，采用生化+物化相結(jié)合的污水處理工藝，具體廢水處理工藝流程如下：污水→生化+物化反應(yīng)→沉淀→過(guò)濾→消毒→出水達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)上述工藝，生化+物化、沉淀、消毒處理后，出水可達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978-1996）的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，直接排入廠區(qū)旁邊的污水溝。

3　經(jīng)濟(jì)分析

3.1建設(shè)投資估算

本項(xiàng)目工程總資金950.84萬(wàn)元，分為總平、滅菌車間、廠區(qū)用車、輔助工程、場(chǎng)外工程及其他費(fèi)用等。

3.2主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下

醫(yī)療廢物處理廠的運(yùn)行成本表如表2所示。

表2　醫(yī)療廢物運(yùn)行成本表

4　結(jié)論

①醫(yī)療廢物在高溫蒸煮設(shè)備的殺菌室中，在處理溫度134℃、壓力為220kPa下蒸煮45min，達(dá)到《醫(yī)療廢物高溫蒸汽集中處理工程技術(shù)規(guī)范（試行）》中的規(guī)定，高溫蒸煮后的廢物破碎壓縮后運(yùn)送到填埋場(chǎng)填埋。

②在高溫蒸煮過(guò)程中所產(chǎn)生的微生物、揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）、重金屬等氣體，經(jīng)過(guò)高精度過(guò)濾裝置過(guò)濾后達(dá)到《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)后排放。

③整個(gè)醫(yī)療廢物處理中心所產(chǎn)生的生活污水及生產(chǎn)廢水，采用生化+物化相結(jié)合的污水處理工藝，達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978-1996）的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

④整個(gè)醫(yī)療廢物處理廠的投資總成本為950.84萬(wàn)元，運(yùn)行成本為920元/t。

Engineering Case Study of Steam-based Treatment on Medical Waste

Luo Huafei1Hu Xiaorong1Wang han2Zhang Qingmei3
（1.JSTI Group，Nanjing Jiangsu 223001；2.Nanjing Kaisheng Architertural Design Co.Ltd.，Nanjing Jiangsu 210000；3.Hunan Research Academy of Environmental Science，Changsha Hunan 410004）

The scale of the engineering design project of steam-based treatment on medical waste in Guangxi province was 3 t/d，the operation temperature was 134℃，run time was 45 min.After high temperature cooking，the waste was broken，compressed and transported to the landfill site.The waste gas and waste water produced in the treatment process could meet the requirements of the national emission standard after the corresponding treatment.The investment of the project was 9.50 million yuan，and running costs was about 920 yuan/t.

steam-based treatment；medical waste；design

X799.5

A

1003-5168（2016）05-0150-03

2016-04-11

環(huán)保公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（201509019）。

羅華飛（1982-），男，碩士，中級(jí)工程師，研究方向：水污染，噪聲環(huán)保工程設(shè)計(jì)醫(yī)療廢物高溫蒸煮處理。

［1］牛波，于鳳慶.醫(yī)療廢物的危害及處置方法［J］.廣東化工，2013（40）：152-153，142.

［2］陳敏亞，張怡，陸靚亮，等.醫(yī)療廢物管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究［J］.中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備，2014（10）：12-14.