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医疗废物是一种危害性极大的特殊废物,来自于病人的生活废弃物、医疗诊断和治疗过程中产生的各类固体废物,含有大量的病原微生物及其它有害物质。随着城市经济的迅速发展,城市规模的不断扩大,人口逐年增加,医疗废物产生量与日俱增。目前很多城市尚未建设医疗废物集中处理设施,各个医疗机构将部分医疗废物进行简易焚烧处置,或混在生活垃圾中收集后填埋,严重污染环境,威胁人体健康,因此建设医疗废物集中处置厂势在必行。
1项目选址
《医疗废物集中处置技术规范》(试行)(2003)中对处置厂选址予以明确规定:除了满足城市总体规划和环保规划外,处置厂选址应远离居(村)民区、交通干道,厂界与上述区域和类似区域边界的距离大于800m。除此以外,在下述技术经济参数上也要进行详细比较,见表1。
2建设规模
表1处置厂选址技术经济比较项目
医疗机构产生的医疗废物总量包括固定病床的医疗废物产生量和门诊医疗废物产生量。病床的医疗废物产生量(kg/d)=床位医疗废物产生系数(kg/(床•d))×床位数(床)×床位使用率(%)。
门诊医疗废物产生量(kg/d)=门诊医疗废物产生系数(kg/(人•d))×门诊人数。
其中床位数量、门诊量可从卫生部门获得。参考我国中部地区其他城市医疗废物产生量调查数据,考虑到市区、县级及乡镇由于经济、社会发展水平及医疗技术的差异,分别选取不同的医疗废物产生系数及病床利用率。市区、县级以上医疗机构的床位取0.6kg/(床•d),病床使用率70%(甲级医院病床使用率85%),诊所、卫生院的床位医疗废物产生系数取0.5kg/(床•d),病床使用率50%,病床医疗废物产生量为4.27t/d。门诊医疗废物产生系数取0.05kg/(人•d),市区及行政辖区内全年门诊量为344.11万人次,门诊医疗废物产生量为0.47t/d。以上两者合计为4.74t/d。因此,本项目将处置规模确定为5t/d,并预留远期发展用地。
3工程总体方案
3.1处置方法选择
在医疗废物的处理领域,有高压蒸汽灭菌法、微波灭菌法、化学消毒法、等离子处理法、焚烧法等,其中以焚烧技术和高温蒸汽灭菌技术的应用最为广泛。
根据调查得到的某市医疗废物热值平均为9500kJ/kg,本项目选用焚烧技术对医疗废物进行集中处置,炉型选用AB炉式热解气化焚烧炉,该炉型采用分段燃烧方式:第1段为缺氧燃烧,使可燃物质热解气化;第2段将烟气中的气态有机物在高温和富氧条件下完全破坏。
3.2烟气净化系统方案
烟气中的污染物质(粉尘、酸性气体、二恶英类物质、重金属等)不能用一种方法去除,本项目烟气净化方案采用半干式法加袋式除尘工艺,工艺流程如图1所示。
图1医疗废物处理工艺流程
3.3工程建设的主要内容
医疗废物集中处置厂近期规模5t/d,总投资1345万元,其中50%申请国债。主要建设内容如表2。
表2医疗废物集中处置厂工程内容 
4收集运输系统
4.1收集容器
收集容器严格参照《医疗废物专用包装物、容器标准和警示标识规定》的规定,使用医疗废物包装袋、利器盒、周转箱。在数量上按照每个医疗机构产生废物量来确定。
4.2收运车辆、路线
选用的医疗废物运输车的车厢容积、气密性能、隔热性能、液体防渗和排出、货物固定、车厢颜色及标志均须严格执行GB19217-2003医疗废物转运车技术要求(试行)的要求,对于南方城市,由于夏季时间较长,平均气温较高,采用带冷藏功能的专用医疗废物运输车。本工程采用BKC5043XLJ型额定载质量1.25t运输车。确定收运路线和频次首先须获得主要区县及其医疗机构分布地图,在兼顾安全性和经济性基础上,运送路线尽量避开人口密集区域和交通拥堵道路,从而确定收运线路的数目和具体走向,本工程共分为5条,其收运线路及距离如表3。
表3某市医疗废物收运路线
除此以外,还需对市区(县城)主要医疗机构参照上述原则,确定具体的收集顺序和路线。
4.3贮存设施
设计按照GB18597-2001危险废物贮存污染控制标准。
1)配备医疗废物冷藏贮存设施。制冷剂可选用氨(R717),其特点是在标准条件下蒸发温度低,单位容积制冷量大,节流损失小,难溶于润滑油,且价格低廉,比较容易取得。制冷机选用液氨冷却单级螺杆式制冷压缩机KA12.5CB(Y),在-5~25℃的工况下,总制冷量为209kW,可满足耗冷量的需求。
2)对地面和1.0m高的墙裙须进行防渗处理。地面设计坡度3%,以利于排出冲洗消毒水,污水经地沟收集后排至污水处理站集中消毒。
3)采用全封闭、微负压设计,并设置事故排风扇;室内换出的空气进入医疗废物焚烧炉内焚烧处理,新风量30m3/(人•h)。
4.4消毒系统方案
消毒系统由消毒液罐、消毒液泵、管路及喷雾装置组成。选用投加量65g/h,HTSC-Y-2二氧化氯设备2台,1台用1台备用。消毒液浓度1000~2000mg/L。
5高温热处理系统
5.1提升进料系统
自动上料系统包括提升机、液压翻斗送料系统,可以实现连续进料。全过程可将废物自动进料,不需分拣。
5.2焚烧工艺设备
5.2.1热解气化(一燃室)系统
料斗下方有2个热解气化炉(一燃室),热解气化炉利用缺氧热解原理,供给不足量的助燃空气,使医疗废物在一定温度范围内进行热解。
热解气化炉采用A和B炉交替气化、后续燃烧炉不间断的连续工作方式。炉体为立式气旋热解炉,为自动进料、自动出渣形式。热解炉有效容积6.0m,主体部分由厚耐火材料(高铝和碳化硅)、保温材料(硅酸铝纤维)和钢壳体组成,主体材质为碳钢。其当废物完成燃烧后,经由螺旋出渣机送至出灰口,喷水冷却后的炉渣装入灰渣斗车运至灰渣填埋场。其设计参数及主要设备性能见表4。
表4热解气化炉设计参数 ![]()
5.2.2二次燃烧室系统
热解气化炉产生的裂解气体在二燃室内继续充分燃烧。二次燃烧室安装有柴油燃烧机,燃烧机的开启幅度或关闭由设定温度自动控制。在起炉阶段,由于炉温较低,需要开启燃烧机对二燃室进行加热升温,热解气体自燃时,炉温会迅速上升并达到设定温度(850℃左右),助燃装置则自动关闭。由于二次燃烧室内温度达到850℃以上,烟气在此温度停留时间2S以上,故烟气中的各种有害成分(包括二恶英)在二次燃烧室内得到充分的分解和消除。其设计参数及主要设备性能见表5。
5.2.3紧急排放系统
热解气化炉设有防爆门,废物出现异常爆燃时,通过防爆门泄压,保证炉体安全。二燃室后部设有紧急排放烟囱,运行发生故障(如停电、停水)时可自动打开,排放二燃室出口的高温烟气,保护后段设备安全。
表5二次燃烧室设计参数 ![]()
5.3尾气处理
5.3.1冷却塔
烟气降温系统的作用是让高温烟气(二燃室出口温度高达1100℃以上)降温到后续烟气处理设备可正常工作的温度。其后的半干式法急冷除酸塔要求入塔烟气温度在600℃以下。其设计入参数及主要设备性能见表6。
表6冷却塔设计参数 
5.3.2半干式急冷除酸塔
本方案采用半干式冷却除酸装置将烟气从入600℃迅速降至180℃,在二恶英低温生成同时入进行除酸,防止后续设备腐蚀。其设计参数及主入要设备性能见表7。
表7急冷除酸塔设计参数 
5.3.3活性炭吸附装置
利用文丘里装置将活性炭粉均匀喷入烟气中以吸附废气中残留的二恶英。
5.3.4布袋除尘器
本系统后段使用离线式布袋除尘器,将吸附有二恶英类物质的活性炭粉和残留的烟尘在滤袋的表面截留。布袋除尘器分割为若干风室,通过脉冲阀定时轮流向各风室自动通入高压空气进行反吹,将截留在布袋外表面的粉尘拌落到下部的集灰斗内,其设计参数见表8。
表8布袋除尘器设计参数 
经过以上烟气处理系统,烟囱排放的气体完全满足GB18484-2001危险废物焚烧污染控制标准中的有关要求。
6灰渣及废水处理
6.1灰渣处理系统
固体废物在热解炉燃烬后形成的炉渣因经过高温处理,经毒性浸出试验后如不属于危险废物可直接填埋。热解炉残渣和烟气净化系统收集的烟尘(飞灰)属于危险废物,平时可将其密闭收集,定期运送至危险废物处置中心统一进行固化处置。焚烧残渣产生量见表9。
表9焚烧残渣产生量

6.2厂区排水系统
采用雨污分流制。对于初期雨水需收集后消毒,计算公式如下: 
其中:重现期P按照1a考虑,t=5min,径流系数φ=0.95,室外污染区面积F按600mz计,降雨形成径流的初期20min厂区集水量为227m3。
本工程建15m×10m×2.0m雨水收集池以收集初期雨水,并经消毒后排放。
生产生活区排水量约为10m/d,主要来源于洗车场地、洗桶间、焚烧车间等生产废水和员工日常生活污水,污染物以有机污染物、废物残渣为主。
由于本工程靠近城市生活垃圾卫生填埋场,为了实现处置厂污水处理的安全性和经济性的统一,按照GB18466--2005医疗机构水污染排放标准相关规定“以解决生物性污染为主”,将生产、生活污水处理至预处理标准后排放至生活垃圾填埋场的渗沥液调节池集中进行二级处理。污染物经预处理后应达到的限值见表10。
表10处置中心污水排放标准(三级标准) 
处理方案工艺流程见图2。
图2污水处理工艺流程
7总图布置
根据处置厂地形特点、风向及工艺功能,厂区分为焚烧区、管理生活区。
焚烧区平面布置见图3:进厂道路在厂区东侧,设有2个入口。入口处设有地磅。车辆经过清洗消毒间消毒处理完毕方可离开。
为了让中心人员不受焚烧烟气影响,为职工创造良好的生活和工作环境,管理生活区布置在厂区东南侧,距离焚烧区280m左右。主要为管理楼1座,含行政管理办公用房、员工宿舍、食堂等。
图3焚烧区平面布置
8供配电及自控
工程属于二类用电负荷,主供电源为就近的变电站,另设柴油发电机作为备用电源。自动化系统的网络结构采用控制层和信息管理层。其中控制层用于各车间级PLC监控单元,信息管理层用于中控级监控主机单元。
医疗废物处理系统设置℃EM在线监测系统,对烟气温度、烟气流量,O2、SO2、NOx、CO、CO2、HCl的含量进行监测。
9处置厂设计中存在的问题
1)医疗废物收集量偏少,有的焚烧中心不能按照设计规模连续运行。究其原因还是各方经济利益妨碍了医疗废物的收集,项目业主在这方面需引起足够重视。
2)进料设计不够合理,未能在微负压、半封闭状态下自动上料,对工作环境造成一定污染。
3)出渣未能与焚烧车间分开,卫生条件较差。
l0结论
采用热解气化炉处置医疗废物焚烧,采用半干式急冷除酸塔、活性炭喷射装置及布袋除尘器工艺净化烟气,能有效处置医疗废物,排放烟气可达国家标准。