确山医疗废物集中处理项目可行性研究报告
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,经这种方法处理后的医疗废物可以直接填埋,不会对环境造成危害,国内目前仅有深圳应用等离子体技术处理医疗废物。
⑤化学消毒法。此法较早用于医疗器械的消毒,也用于对房间消毒和对液体废物(如尿液、血液)的消毒。经化学消毒处理后的废物可以同高温灭菌法一样,进行同样的后处理,即要么填埋,要么送往能量回收处理场。
⑥安全填埋法。这是医疗废物的最终处置方法,通常由城镇设置集中的安全填埋场填埋。填埋场设有防水层防止垃圾渗沥液污染地下水,渗沥液和废气有专设的收集设施。经过前五种医疗废物处置方法处理后的医疗废物或残余物可送到安全填埋场进行最终处置。 3.2.2主要工艺技术方案介绍
目前,国内处置规模在10吨/天以下的医疗废物处置技术,应用较多的主要有高温蒸汽灭菌和气化热解焚烧两种,具体介绍如下: 3.2.2.1高温蒸汽灭菌处理方法简介 ●技术来源
为了引进医疗废物处理技术,2002年以招标的形式在全球范围内广泛征集技术方案,先后与十余个国外厂家进行深入细致的技术交流,经组织有关专家充分论证后,最终选择了在欧美等经济发达国家广泛应用,以清洁、环保、经济为特点的“先灭菌后粉碎”工艺的医疗废物高温蒸汽灭菌处理技术,在天津危险废物处理中心建成了引进项目示范工程。并在此基础上完成了该工艺的技术转化和设备国产化研制工作。 ●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
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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。高温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假想对象完成的。
人们对微生物死亡的动力学研究表明,孢子的死亡基本符合质量作用定律。灭菌时微生物的死亡遵循对数规则,灭菌过程可以用阿伦尼乌斯的一级反应式来描述,其死亡速度属一级过程,在一定温度下符合下述方程:
lgNt?lgN0?(K/2.303)t (1-1)
式中N0为原始微生物数,Nt为t时残存的微生物数。残存数的对数时间作图,得一条直线,直线的斜率=K/2.303,K为速度常数,单位为时间。为了方便起见,引用D,并定义D为一定温度下杀死被灭菌物品中微生物数90%所需时间,根据D的定义,则
D?2.3032.303 (1-2) (lg100?lg10)?KKD值因微生物的种类、环境、灭菌温度不同而各异。
在一定温度范围内,lgD与T呈直线关系,直线的斜率=logD2-logD1/T2-T1。
由于此斜率为负值,为避免引入负数,而提出Z值的概念,Z=T1-T2/logD2-logD1,故定义Z值为降低一个logD值需的温度数,如图2的单位为度,也可以认为Z值是降低微生物数90%所需要的温度数。
图1 logNt与t的关系图
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图2 logD与T关系图
F值与F0值
根据式(1-1),若Nt确定为灭菌效果。同时D=2.303/K,故也可将在一定温度(T)下杀死容器中微生物所需的时间称为F值,它等于D值与微生物数降低值的乘积,F值的意义就更明确了。为了保证灭菌效果,选择细菌的存活概率为10-6,则有:
F=DT×(lgN0-lg10-6)= DT×lgN0+6 DT
所以,通过实验得到DT后,进而可以得到F值。 F值数学表达或可表示如下:
F??t?10(t?t0)/Z
△t是测量被灭菌物温度的时间间隔,一般为0.5-1.0或更小,T是每个△t测量被灭菌的温度,T0是参比温度(reference temperature)。
F0值为一定灭菌温度(T),参比温度为121℃,并假设特别耐湿热的微生物指示剂(嗜热脂肪芽胞杆菌)的Z值为10℃,则
F0??t?10(T?121)/10
显然, F0是将在各种灭菌温度下使微生物致死所需要的时间,转换为被灭菌物品完全暴露于121℃使微生物全部致死的时间。
灭菌过程中,只需记录被灭菌物的温度与时间,就可算出F0,由于Fo是将不同灭菌温度折算到相当于121℃湿热灭菌时的效力,故F0值可作为灭菌过程的比较参数。
为了使F0测定准确,系统选择灵敏度高,重现性好,精密度高的热电偶。同时在每次消毒之前,均进行穿透性实验,确保温度均匀以及蒸汽有良好的渗透
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性。系统采用的灭菌记录仪附有F0计算器,在灭菌过程中和灭菌后,自动记录F0值。然后将计算值与实验值进行比较既可判断是否达到灭菌效果。 ● 工艺流程
医疗废物高温蒸汽灭菌处理主要包括三个阶段:灭菌阶段、提升破碎阶段、输送阶段。其中。灭菌处置阶段又分为脉动真空、灭菌、干燥三个部分,下图为医疗废物高温蒸汽灭菌处理工艺流程图。详见附图
医疗废物 1000kg/周期特定转移设备 饱和蒸汽 P=≥0.4MPa 高温蒸汽灭菌反应器 134℃ 维持45min 不凝性 气体 高效过滤器 孔径0.2μ 高效吸附器 冷凝液 在灭菌器内完成灭菌 排放 70℃ 换热器 灭菌后废物 提升破碎装置破碎粒度<5cm 输送收集 填埋 10 吨/ 医疗废物高温蒸汽灭菌处理工艺流程图
●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LOG6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LOG6,即灭菌率不小于99.9999%的灭菌率评定标准;分级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。
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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、废冷凝水的消毒控制。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(1-2人),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。
⑤安全可靠,运行成本低
运营过程中的能耗主要为水、电、蒸汽。而焚烧需要消耗燃料、水、电及烟气净化药品。因此,其综合运行成本远低于焚烧处理。 3.2.2.2气化热解焚烧处理方法简介
气化热解焚烧处理工艺是根据医疗废物的化学组成和焚烧原理开发的一种焚烧技术,已在医疗废物处置领域得到广泛的应用,技术成熟,安全可靠。 ●原理
传统的废物焚烧炉均为过量空气式焚烧炉,由于炉型的固有缺陷,当燃烧含有塑料、橡胶等合成高分子物质时,容易产生焦油、烟子等不完全燃烧产物.另外热塑料还会发生熔滴现象。为此从80年代开始,世界各国相继开始进行新的焚烧工艺的研究,从目前的技术发展趋势来看,主流炉型是控制空气式和热解式焚烧炉。热解焚烧过程是从燃烧机理入手,人为的把物料的热解与热解产物的燃烧分开来进行,即先使物料在中温缺氧的环境中受热裂解,将燃气引出,使之与足够的空气充分混合之后,再在高温燃烧室进行预混燃烧,这一过程使扩散混合条件大大的改善,燃烧反应快速,抑制了焦油、烟子等不完全燃烧产物的生成,达到完全燃烧的目的,另外由于一次风速低,夹带的飞灰量少,减小了烟气净化处理负荷。
该焚烧工艺实现了传染性医疗废物焚烧的密闭式运行和管理,可以成批或连续进料,采用热解气化+高温燃烧方式——初燃室产生的废气和辅助燃料一起在二燃室内进行高温燃烧,病原体以及其它医疗废物有毒有害成分可实现彻底破
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