一种医疗三废处理系统解决方法及装置
(一)技术领域:本发明涉及医疗垃圾、医院污水及废气环保处理技术,属焚化炉类(F23G)、用物理或化学方法的分离类(B01D)、污水的处理类(C02F)。
(二)背景技术:现有的医院污水和医疗垃圾环保处理方法和装置,其主要都是在总体技术思路上只单一地考虑医疗垃圾的处理或者医院污水的处理,没有将废物、废水、废气三者结合起来进行设计,因此,现行的医院、卫生院的垃圾焚烧站、污水处理站基本都是二个单独的系统,同时,在已经建成的医院污水处理站中,有很大比例的污水处理站没有考虑废气的处理问题。
(三)发明内容:本发明提出的一种医疗三废处理系统解决方法及装置,就是将医院的废物、废水、废气(三废)的环保净化技术进行系统设计,其技术方案如下:
1、一种医疗三废处理系统解决方法及装置,包括医疗垃圾焚烧炉系统、废气处理系统、医院污水处理系统、中央控制柜四个系统,其特征是
A.见图1,发明内容1所述医疗垃圾焚烧炉系统包括操作控制室1、焚烧炉2、高压鼓风机3、烟道4、中央控制柜25;
B.见图1,发明内容1所述废气处理系统包括干式除尘室5、湿式除尘脱硫室6、活性炭吸附孔7、热交换冷却池8、中央控制柜25;
C.见图1,发明内容1所述医院污水处理系统包括生物综合处理单元9、物理化学处理单元10、中央控制柜25;
D.见图1,设位于生物综合处理单元9上方的高压鼓风机进风管道11,将生物综合处理单元9上部空间的空气经过吸气孔23、进风管道11、高压鼓风机3与焚烧炉2炉内相通,对焚烧炉工作时鼓风进行助氧燃烧;
E.见图1,设烟道4,焚烧炉2与干式除尘器5相连接;设引风机14,引风机14工作时,焚烧炉2焚烧医疗废物时产生的烟气通过烟道4进入干式除尘器5,同时使焚烧炉2炉内处于微负压状态;
F.见图1,设烟道12,将通过干式除尘器第一次净化后的烟气与热交换冷却池8相通;医疗废物高温焚烧产生的高温气体在热交换冷却池8骤冷降温,有效地减少了二噁英的产生;
G.见图1,设烟道13、引风机14,将通过热交换冷却池8热交换骤冷冷却后的烟气进入湿式除尘脱硫室6;对焚烧炉产生的废气干式除尘后进行再次净化;设安全阀24,可以在除尘系统粉尘爆炸爆燃时泄压;
H.见图1,设烟道15、罗茨风机16、漂浮式立杆曝气器17,将在湿式除尘脱硫室6再次净化后的废气通过漂浮式立杆曝气器对生物综合处理单元9中的污水进行曝气处理;
I.见图1,设泵18、脱硫剂输送管道19、脱硫剂分流板20,将在物理化学处理单元10制备的脱硫剂21,通过泵18、脱硫剂输送管道19、脱硫剂分流板20,进入湿式除尘脱硫室6;废气与脱硫剂21在脱硫剂分流板气液充分接触,完成脱硫除尘过程;
J.见图1,图5,设活性炭吸附孔7,其特征是
活性炭吸附孔7设方形嵌入边框,设把手人工可嵌入或拉出,既能有效去除污水处理过程中产生的臭气,达到吸附除臭、净化空气的效果,同时又可以作为在净化物理化学单元10内安装、调试、检修时需要人员进入时可以作为入孔进出;
见图5,活性炭吸附孔通过双向互通式风向的设计,能使生物综合处理单元在“呼吸”间成一种非压力容器的状态。
2、见图2,发明内容B所述干式除尘室5设烟道2.1、重力沉降室2.2、颗粒层2.3、颗粒层除尘器2.4、烟道出口2.5、颗粒层厚度调整刻度2.6、钢绳2.7、通道2.8、出入通道检修门2.9,其特征是
K、见图2,发明内容2所述颗粒层2.3由钢丝框和金刚砂组成;
M、见图2,发明内容2所述颗粒层2.3在钢丝框一侧设有颗粒层厚度调整刻度2.6,通过框内紧绷的钢绳2.7根据不同烟气量,调节颗粒层所需的厚度;
N、见图2,发明内容B所述干式除尘室5系统运行时,焚烧炉中的烟气通过烟道进入重力沉降室,经过重力沉降后的烟气通过颗粒过滤层,再通过颗粒层除尘器的原理去除烟气中的粉尘和大颗粒物质。
3、见图1,设固定螺栓22,将泵18固定在指定位置;见图3,发明内容B所述湿式除尘脱硫室6设烟道3.1、引风机3.2、气液接触室3.3、脱硫剂分流板3.4、脱硫剂输送管道3.5、泵3.6、脱硫剂3.7,其特征是
0、见图1、图3,发明内容3所述脱硫剂3.7由废水与石灰石制成熟石灰(氢氧化钙)水溶液;
P、见图3,发明内容3所述脱硫剂3.7氢氧化钙水溶液,不但具有强碱性,同时还具有腐蚀性,因此其不但可以将医院污水中的细菌(含病菌)杀灭,作为廉价易得的消毒剂使用,同时也是一种常用的脱硫剂;
Q、见图3,通过发明内容3所述气液接触室3.3、脱硫剂分流板3.4,废气与脱硫剂气液充分接触,完成湿法脱硫除尘过程,其脱硫原理为:
1)SO2+H2O→H2SO3吸收
2)CaCO3+H2SO3→CaSO3+CO2+H2O中和
3)CaSO3+1/2O2→CaSO4氧化
4)CaSO3+1/2H2O→CaSO31/2H2O结晶
5)CaSO4+2H2O→CaSO42H2O结晶
6)CaSO3+H2SO3→Ca(HSO3)2pH控制
发明内容3所述脱硫剂分流板3.4由多层均匀分布的倾斜45°斜槽形成,用脱硫剂分流板代替传统用的雾化喷头,有效地预防了喷头的堵塞问题;同时,由于增大横切面积的设计使得烟气流速变慢从而可以使烟气与脱硫剂的接触时间以及接触面增大,进一步提高了除尘脱硫的效果。
4、见图4(1),发明内容C所述生物综合处理单元9设医院污水4.1.1、医院污水进口4.1.2、生物综合处理单元4.1.3、漂浮式立杆曝气器4.1.4、罗茨风机4.1.5、曝气输气管道4.1.6、导流三通4.1.7,其特征是
R、见图4(1),发明内容4所述罗茨风机4.1.5,将在湿式除尘脱硫室净化后的空气,通过漂浮式立杆曝气器,作为生物处理单元内对的医院污水进行曝气处理提供了热源、氧源和碳源,有利于部分好氧微生物的生长;见图4(1),发明内容4所述生物综合处理单元4.1.3曝气时间一般为4-6小时/天;
S、见图4(1),发明内容4所述曝气输气管道4.1.6将传统焚烧炉焚烧产生的烟气通过烟囱高空排放转变为无烟囱高空排放安装工艺,有利于对烟囱的设置及安装有限制的区域三废处理站的选址;
T、见图4(1),发明内容4所述导流三通4.1.7前设置挡板,以阻拦漂浮物;挡板高出水面0.1~0.15m,浸没在水面下0.3~0.4m;导流三通三通式的结构及挡板综合设计,一方面可以防止生物综合处理单元中医院污水液面上的悬浮物进入导流三通内,避免堵塞。
5、见图4(1),发明内容C所述物理化学处理单元10设混合井4.1.8、接触消毒池4.1.9、导流墙4.1.10、取样井4.1.11、医院污水排放管4.1.12,其特征是
I、发明内容5所述接触消毒池4.1.9内设导流墙4.1.10,通过导流墙及接触消毒池有效容积的设计,设医院污水在接触消毒池停留时间在1-1.5小时;
II、发明内容5所述混合井4.1.8为圆筒式结构,混合井内壁设环形导流槽。
6、见图4(2),发明内容C所述医院污水处理系统设生物综合处理单元4.2.1、漂浮式立杆曝气器4.2.2、导流三通4.2.3、混合井4.2.4、消毒剂自动投加调节阀4.2.5、消毒剂原料池4.2.6、消毒剂水剂4.2.7、导流墙4.2.8、接触消毒池4.2.9取样井4.2.10,其特征是
III、发明内容6所述导流三通4.2.3设流量监测探头并与消毒剂自动投加调节阀4.2.5联动,根据流量探头实时监测的流量情况,自动同步开启消毒剂自动投加调节阀,让消毒剂水剂进入混合井,给流入混合井中的医院污水定比定量投加消毒剂;
IV、发明内容6所述导流三通4.2.3与混合井4.2.4之间连通的横管向下、向旁偏切向设计,让医院污水在混合井圆筒式内壁内沿环形流动形成漩涡涡流,加强污水与消毒剂的混合效果。
7、见图1,本发明一种医疗三废处理系统解决方法及装置发明内容A所述操作控制室1内设中央控制柜25,其特征是
V、发明内容7所述中央控制柜25设控制程序及变频装置;
VI、发明内容7所述中央控制柜25通过数据传输线与焚烧炉2的燃烧机、高压鼓风机3、引风机14、罗茨风机16、泵18、导流三通中的流量监测探头及消毒剂自动投加调节阀相连接,控制其开启、暂停、停止;
VII、发明内容7所述中央控制柜25设控制程序及变频装置,调整焚烧炉2的燃烧机喷油量、高压鼓风机3风速、风压,控制调节焚烧炉的工作工况;中央控制柜25里设变频装置,调整引风机14风速,使焚烧炉2炉内在焚烧医疗垃圾时处于微负压状态;
VIII、发明内容7所述中央控制柜25设变频及时间控制装置,控制罗茨风机16曝气时间,使漂浮式立杆曝气器处于间歇式工作的曝气状态,设每天的曝气时间为4-6小时;
IX、发明内容7所述中央控制柜25设变频装置,调整泵18的流量;
X、发明内容7所述中央控制柜25设控制程序及变频装置,调整控制导流三通中设流量监测探头并与消毒剂自动投加调节阀,使消毒剂的投加与医院污水的流量保持自动、同步、定量、定比投加;
XI、发明内容7所述中央控制柜25的控制程序,使以上系统有序同步同时持续协调运行,从而医疗垃圾焚烧炉系统、废气处理系统、医院污水处理系统、中央控制柜四个系统系统集成形成了本发明所提出的一种医疗三废处理系统解决方法及装置
本发明的有益效果:
i.本发明利用医院污水处理系统中的“废气”作为医疗垃圾焚烧炉系统鼓风机的气源,达到利用废气处理医疗废物的设计效果;同时,医院污水处理系统中的“废气”在医疗垃圾焚烧炉系统内高温助氧焚烧,废气中的有害成分也在高温中同时达到无害化处理效果,废气焚烧同时也是一种废气处理的手段。
ii.本发明利用医院污水处理系统中的“废水”+“医院污水消毒剂”制备的上清液作为废气处理系统的脱硫剂,达到用“废水”处理废气的设计效果。
iii.本发明利用废气处理系统的“废气”作为医院污水处理系统中曝气的气源,达到利用废气处理废水的设计效果;
iv.本发明一种医疗三废处理系统解决方法及装置包括医疗垃圾焚烧炉系统、废气处理系统、医院污水处理系统、中央控制柜四个系统,将医疗三废(废物、废水、废气)进行系统设计、使之形成形成闭合式动态循环三废“以废治废”处理系统,实现三废的减量化、无害化和资源化。
v.石灰石的选用成本低廉。水与石灰石制成熟石灰(氢氧化钙)水溶液,氢氧化钙水溶液不但具有强碱性,同时还具有腐蚀性,因此其不但可以将医院污水中的细菌(含病菌)杀灭,作为廉价易得的消毒剂使用,同时也是一种常用的脱硫剂。
vi.医院污水处理系统通过活性炭吸附孔与外界连接,医院污水生物处理综合单元与外界大气通过内置活性炭的吸附孔相连接,能有效去除污水处理过程中产生的臭气,达到吸附除臭的效果。通过双向互通式风向的设计,能使生物综合处理单元在“呼吸”间成一种非压力容器的状态。同时,同时方形可打开易关闭的嵌入式设计,在净化物理化学单元10内安装、调试、检修时需要人员进入时可以作为入孔进出。
vii.干式除尘室的设计,颗粒层由钢丝框和金刚砂组成,在钢丝框一侧有刻度线,可以调节颗粒层所需的厚度。系统运行时,焚烧炉中的烟气通过烟道进入重力沉降室,经过重力沉降后的烟气通过颗粒过滤层,可以去除烟气中大量的粉尘和大颗粒物质,结构简单、造价低廉材料耐用,调整简便。
viii.干式除尘室通过重力沉降及颗粒层筛滤、惯性碰撞、截留及扩散作用等,使粉尘附着于颗粒滤料及尘粒表面上,该设计结构简单、维修方便、耐高温、耐腐蚀、效率高、投资省。
ix.湿式除尘脱硫净化室由多层均匀分布的倾斜45°斜槽形成脱硫剂分流板代替传统用的雾化喷头,有效地预防了喷头的堵塞问题;同时,由于增大横切面积的设计使得烟气流速变慢从而可以使烟气与脱硫剂的接触时间以及接触面增大,进一步提高了除尘脱硫的效果;
x.医院污水处理系统中的生物处理单元中设的曝气气源,来自于焚烧炉焚烧产生的尾气,给生物处理单元提供了热源、氧源和碳源,有利于部分好氧微生物的生长。同时,对特定区域烟囱的设置及安装有限制的情况提供了无烟囱安装工艺,对周边环境影响更小,有利于该三废处理站的选址。
xi.中央控制柜的设计,自动化程度高,操作简单。
(四)附图说明:
图1本发明系统结构、布置及原理图
图2干式除尘室结构原理示意图
图3湿式除尘脱硫原理示意图
图4(1)医院污水处理系统原理示意图(立面图)
图4(2)医院污水处理系原理示意图(平面图)
图5活性炭吸附孔工作过程示意图
(五)具体实施方式:
a.医院污水处理系统具体实施方式:见图1、图4(1)、图4(2),医院污水通过医院污水进水口进入生物综合处理单元内,通过中央控制柜的控制程序开启罗茨风机,漂浮式立杆曝气器开始曝气,曝气时间一般为4-6小时/天;生物综合处理单元内的污水中的好氧微生物利用污水中存在的有机污染物为底物进行好氧代谢,经过一系列的生化反应,逐级释放能量,最终以低能位的无机物稳定下来,达到达到降解氨氮、COD、BOD,无害化的要求;漂浮式立杆曝气器曝气时间达到4-6小时预定时间后,关闭罗茨风机;(其中,根据曝气的效果调整曝气时间的长短)。曝气过程停止后,利用重力作用沉淀去除水中悬浮物。经过生物处理单元处理后的医院污水通过导流三通流入物理化学处理单元。导流三通前设置挡板,以阻拦漂浮物。挡板高出水面0.1-0.15m,浸没在水面下0.3-0.4m。导流三通三通式的结构及挡板综合设计,一方面可以防止生物综合处理单元中医院污水液面上的悬浮物进入导流三通内,避免堵塞,另一方面又能使生物综合处理单元中医院污水沉淀后的上清液通过导流三通底部的管口进入三通,流入混合井。导流三通中的横管向下、向旁偏切向进入混合井内壁,让医院污水在混合井圆筒式内壁内沿环形流动形成漩涡涡流,加强污水与消毒剂的混合效果。同时,当医院污水从生物处理单元通过导流三通流入混合井时,导流三通中设流量监测探头并与消毒剂自动投加调节阀联动,中央控制柜里的控制程序及变频装置,根据流量探头实时监测的流量情况,自动同步开启消毒剂自动投加调节阀,让消毒剂水剂进入混合井,给流入混合井中的医院污水定比定量投加消毒剂。医院污水在混合井与消毒剂混合后,通过导流墙及接触消毒池有效容积的设计,使医院污水在接触消毒池停留时间在1-1.5小时。医院污水与石灰石接触生成熟石灰(氢氧化钙)水溶液,形成消毒剂备用。氢氧化钙有强碱性,还具有腐蚀性,医院污水中的细菌(含病菌)被熟石灰(氢氧化钙)水溶液有效杀灭。取样井取样达标后污水达标排放或回用。
b.医疗垃圾焚烧炉系统具体实施方式:见图1,医疗废物进入焚烧炉炉内,关闭炉门,首先依次开启引风机14、高压鼓风机3及燃烧机,让医疗废物在焚烧炉内高温燃烧,同时,通过中央控制柜25里的控制程序及变频装置,调整焚烧炉2的燃烧机喷油量、高压鼓风机3风速、风压,控制调节焚烧炉的工作工况;通过中央控制柜25的变频装置,调整引风机14风速,使焚烧炉2炉内在焚烧医疗垃圾时处于微负压状态;燃烧时产生的废气进入废气处理系统进行处理,产生的炉渣、炉灰按照危险废物的有关管理规定进行安全卫士填埋。
c.废气处理系统具体实施方式:见图1、图2、图5,医疗垃圾焚烧时产生的废气进入干式除尘室,通过重力沉降及颗粒层筛滤、惯性碰撞、截留及扩散作用等,使粉尘附着于颗粒滤料及尘粒表面上,实现第一级干式除尘;第一级除尘后进入热交换冷却池降温,医疗废物高温焚烧产生的高温气体在热交换冷却池骤冷降温,避开PCDDs/PCDFs再合成的峰值温度区域250℃-500℃,减少前驱物及二噁英的合成,有效地减少了二噁英的炉内形成;接着,骤冷降温后进入湿式除尘脱硫室进行第二级脱硫除尘净化处理,靠含尘气体与均匀散开的液滴在一封闭空间内充分接触,通过惯性碰撞、拦截、扩散、重力、静电力等效应实现液滴对粉尘颗粒的捕集;脱硫原理的总方程式如下:
1)SO2+H2O→H2SO3吸收
2)CaCO3+H2SO3→CaSO3+CO2+H2O中和
3)CaSO3+1/2O2→CaSO4氧化
4)CaSO3+1/2H2O→CaSO31/2H2O结晶
5)CaSO4+2H2O→CaSO42H2O结晶
6)CaSO3+H2SO3→Ca(HSO3)2pH控制
利用水与含尘气体相互接触,伴随有热、质传递,经过洗涤使尘粒与气体分离;除尘脱硫净化后的废气通过曝气输气管道充分运用流体力学知识,结合巧妙的漂浮式立杆曝气器机械结构设计,通过节流引导高速气流冲击医院污水液面可产生具有良好运动轨迹的水幕,含尘气流中的粉尘颗粒在混合室被水幕捕获后由于重力增加而沉降从而获得很好的自激式水幕除尘器效果;最后,系统中的废气(尾气)经过活性炭吸附孔吸附净化。
d.中央控制柜的控制程序,使以上系统有序同步同时持续协调运行,医疗垃圾焚烧炉系统、废气处理系统、医院污水处理系统、中央控制柜四个系统系统集成形成了本发明所提出的一种医疗三废处理系统解决方法及装置。