醫療廢物處理技術的綜述
摘要：本文首先介紹了國內醫療廢物的主要處理技術手段，以及各種技術的應用情況，最后重點對高溫焚燒技術的優缺點進行了比較。
關鍵詞: 醫療廢物,處理技術,高溫焚燒技術
1 前 言
在醫療廢物集中處置設施方面全國各級醫療機構擁有的床位數為317.7萬張，其中來自醫院、衛生院的床位約294.8萬張，縣級以上的醫院、衛生院床位數約215. 5張。按照每張床位每日約產生0.8—1.2公斤醫療廢物和醫院住院率80%計，每日全國約產生醫療廢物1880—2800噸，其中產生于縣級以上城市每日產生的醫療廢物約為1380—2060噸。
目前已經進行醫療廢物集中處理的城市有石家莊、沈陽、廣州、杭州、福州、南京、蘇州、南寧、西寧，另外北京、天津、上海、深圳、長沙等城市正在籌建。“非典”之后，政府對危險廢物(尤其是醫療廢物)的處置加大了重視力度，各地區和一些人口較多的縣級單位都將在兩年建成集中處置設施。本文對醫療廢物的技術進行詳細綜述，希望能夠對決策者和工程設計人員都有所幫助。
1 主要處置技術介紹
已有的主要醫療廢物處置技術包括：衛生填埋法、高壓蒸汽滅菌法、化學消毒法、電磁波滅菌法、高溫焚燒法（以回轉窯、熱解焚燒爐、爐排爐以及新型等離子體法等）
1.1衛生填埋法
優點：投資低、操作簡單
不足：存在很大后患，有害物質容易泄漏造成環境污染。
目前國內規模較小的醫院多采用此方法，該方法并不適合直接處理危險廢物（如醫療廢物），國外甚至有把以往填埋的危險廢物挖出重新處理的案例。目前衛生填埋法多用于處理無害廢棄物和危險廢物處理后的殘渣。
1.2高溫高壓蒸氣消毒法
1.2.1.對感染性廢物很有效
1.2.2.不能用于處理低放射性的、有機溶劑、化療的、藥理的和病理的廢棄物
1.2.3.處理規模小
1.2.4.處理后廢物的安全性仍存在隱患
1.3機械-化學消毒法
1.3.1.消毒操作簡單
1.3.2.容易產生二次污染，而且消毒效果難以保證
1.3.3.可以處理液體廢物和病理方面的廢物，但不能處理揮發性有機物，化學藥劑、汞和放射劑廢棄物
1.3.4.在處理過程氯使用有一定危險性,且產生的有毒廢液需經過復雜處理才能排放
1.4電磁波滅菌法
1.4.1.此技術既可用于現場處理，也可用于廢物轉移處理
1.4.2.處理后廢物體積減少60%
1.4.3.這種方法不適于病理方面的廢物處理
1.5高溫焚燒法
(a)基本原理：有毒有害物質在高溫下氧化、熱解而被破壞
(b)特點：同時實現廢物無害化、減量化（減量90％～95％）
(c)污染物控制：
1.5.1.焚燒系統：通過改善燃燒狀態，可以抑制二次污染物的產生；
1.5.2.尾氣凈化系統：經過嚴格尾氣凈化措施，可確保二惡英、呋喃、重金屬、酸性氣體、煙塵等有害二次污染物得到高效凈化。
1.6等離子體法（高溫焚燒的新工藝）
1.6.1.基本原理：等離子體是一種新型高溫熱處理技術，它具有高溫（1300℃～10000℃）、能量集中、電熱轉換效率極高的特點
1.6.2.廢棄物燃燒后的殘余物僅剩3%左右，基本無味，無煙排放
1.6.3.占地面積小，潔凈、安全、衛生
1.6.4.工藝系統較復雜，投資成本高于普通焚燒技術3倍
1.6.5.目前還沒有形成嚴格標準規范
1.6.6.操作要求高，大規模應用還有待時日
2 各種醫療廢物技術的比較
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表1 各種醫療廢物處理方法的優缺點比較
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表1列出了高溫焚燒、化學消毒、蒸汽消毒、電磁波滅菌等方法的優缺點，綜合各種因素，高溫焚燒方法因對廢物的破壞最為徹底、減容效果最好而最為有效。表2所列是各種技術對不同種類醫療廢物的適應性。高溫焚燒的四種主要技術以回轉窯和等離子體的適應性最好，而熱解焚燒爐適應性僅因爐體結構不同而已，其中對細胞毒類廢物適應性不好，對化學藥劑也不好。單燃燒室焚燒爐適應條件比較差，基本上被禁止使用。
表2 各種醫療廢物處理方法對廢物的適應性
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3 國際上各種醫療廢物技術應用情況
表3列出了世界各地處理醫療廢物的技術應用情況，可以說目前國際上處理醫療廢物的主要方法仍然是焚燒法。以歐洲為例，超過70%的危險廢物采用焚燒方法處理。但對于焚燒后的爐渣、飛灰和尾氣控制非常嚴格，必須達到無菌、無毒才能夠排放。此外由表3可以知，醫療廢物焚燒設施的建設逐漸從就地焚燒爐逐漸轉移到集中焚燒處置中心上來，這是一個大的趨勢。
表3 世界各地處理醫療廢物的技術應用概況
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4 主要焚燒技術的介紹
(1).爐排爐(Grate-type僅限于國內廠家)
(2)連續熱解焚燒爐(Hearth-type)
(3).回轉窯焚燒爐
(4)等離子體焚燒技術
4.1 爐排爐（Grate-type）
爐排爐從煤燃燒工藝的發展而來，燃料從入口到出口依次經過干燥區，燃燒區，灰渣形成區。停留時間長且較易控制，保證了燃燒的完全。有時候這些爐型都配有再燃室，以保證氣體的完全燃燒。事實上，該工藝因為爐排的掉落和燒塊問題，一般在歐美很少用于醫療和危險廢物的處理，只是在生活垃圾發電方面的應用較多，因而不鼓勵國內采用。
4.2 連續熱解焚燒爐(Hearth－type)
連續熱解焚燒的工作原理：
(1)以低于理論化學反應計量的空氣，送于初次燃燒室的固定爐層上燃燒，使垃圾有機成分分解為可燃性氣體，不致因大量過剩空氣激起擾流而產生揚灰，故顆粒物排放降低；
(2) 殘渣由爐床尾端連續排出，可燃性氣體再送至二次燃燒室，并供應充分空氣使其完全燃燒。850℃以上高溫環境有利于有害有毒成分進行徹底破壞，從而避免因不良燃燒產生二惡英等有毒污染。
熱解焚燒爐的結構特點：
(1)初燃室采用成階梯形分布的爐層床結構，每個階梯間裝有液壓輸送桿，便于醫療廢物和灰渣的移動，從而有利于實現分級送風燃燒，自動程度高。
(2)這種工藝即歐、美普遍用于醫療廢物處理的Hearth-type爐，該工藝與我們國內通常所言的爐排結構，即Grate-type結構不同，該結構特殊性在于其送風由側墻而非爐底送入的，可以有效的防止醫療廢物中的銳器、血液和其它菌體的掉落現象，從而保證燃燒過程的無害化。
(3)該熱解焚燒爐和國內大多數廠家的熱解焚燒爐的最大不同在于，其通過三個液壓活塞推桿可以實現連續運行。國內熱解焚燒爐基本上批量運行，雖然油耗少，但是頻繁的啟動，二惡英的產量會十分高，不利于環保要求。
4.3 回轉窯焚燒爐(Rotary-kiln)
回轉窯工藝特征：
(1) 轉動有助于廢物在窯內實現自動輸送外，更可使廢物得到良好的混合，從而提高其焚燒效率；
(2)可用于各種廢棄物的混合焚燒，是危險廢物領域用途最廣，也是最適于商業化集中處理中心的焚燒系統。
其優點：
(1).用途廣泛，適應性好，可以處理各種不同形狀及性質的廢棄物；
(2).窯內氣體亂流程度高，氣、固體接觸良好，反應均勻；
(3).窯內固體停留時間可以調整轉速以控制；
(4).溫度可高達攝氏1200度以上，可以有效破壞多數有害物質；
(5).給料周期短，從而實現真正的連續給料。
缺點為：
(1).對于低于6～8t/d處理量規模的中小裝置，其投資成本高，投資回收率低；
(2).過剩空氣需求高于熱解焚燒爐，排氣中粉塵含量略高；
(3).整體焚燒系統的機械性零件復雜，維修費略高。
4.4等離子體焚燒技術(Plasma-Technology)
等離子體技術是一種革新性的廢棄物處理技術。該技術的核心在于通過等離子體傳遞能量，使廢棄物快速地分解成原子，從而無大分子的中間產物，其產生的氣體多數為可燃的，送至二次燃燒室進行完全燃燒，然后經過簡單的尾部凈化后排入大氣。
等離子體技術的優點：
(1) 等離子體系統可產生比傳統焚化更快速的熱傳導速率；
(2) 有機氯經紫外線（由熱等離子體產生）燃燒會產生脫水反應；
(3) 耗氧少，副產品少，顆粒物排放少，煙氣凈化系統簡單；
(4) 二惡英的產生量少。
缺點：
(1) 溫度高（弧狀體中心線約10,000℃），弧狀體和耐熱物質的持續性不良；
(2) 弧狀體敏感性高（例如電壓突然降低），系統操作需高度訓練專門人員；
(3) 初投資約為完善尾部凈化的常規焚燒設施（回轉窯和熱解焚燒爐）的3倍；
(4) 技術成熟度不是很高，國際上尚沒有完善的標準來規范該技術。
4.5四種醫療廢物焚燒技術的性能指標
表4列出了四種主要醫療廢物焚燒爐的技術指標。總之，連續熱解焚燒爐和回轉窯焚燒爐具有適應性好、技術成熟、運行穩定，能實現無害化、減量化、穩定化和徹底毀形的優點，應優先采用。
表4 四種醫療廢物焚燒技術的性能指標
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表5所示則是熱解焚燒爐和回轉窯焚燒爐的比較。二者各有優缺點，熱解焚燒爐適用于小規模設備，在能耗和經濟性方面較好，回轉窯則適合較大處理量，且環保指標高于包括熱解焚燒爐在內的其他爐型。
表5 連續熱解焚燒爐與回轉窯焚燒爐的比較
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5 結論
(1)醫療廢物的集中焚燒處理從國內外來看是一個趨勢。
(2)連續熱解焚燒爐和回轉窯焚燒爐是醫療廢物高溫焚燒處置的最主要的兩個爐型，從其投資和運行的經濟效益、達到嚴格要求的環保效益都適合中國國情。
(3) 連續熱解焚燒爐適合于處理較小規模的醫療廢物處置，其采用的液壓推桿可以實現物料的自動輸送和自動出灰，而且還可以對廢物較好的攪拌功能，熱解焚燒爐一般比普通焚燒爐結構緊湊，因此且其初投資少；熱解焚燒爐耗油量少，運行成本較低，維修方便，特別適合于8t/d以下的醫療廢物焚燒爐。
(4) 回轉窯雖具有自動化程度高和24小時連續運行等優點，但在中小規模的裝置上，初投資略高，且可能油耗會帶來垃圾處理成本略增。但是考慮其卓越的環保性能，優先適用于危險廢物處置中心統籌建設的系統和10噸/日以上規模的醫療廢物集中處置系統。
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