CN106001049B - 一种医疗废弃物的无害化资源化处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种医疗废弃物的无害化资源化处理方法，包括以下步骤：（1）制备安全的固体燃料：利用氧化硝化剂和胶结材料将医疗废弃物转化为安全的固体燃料，按质量百分比为医疗废弃物60～94.5%:氧化硝化剂0.5～10%:胶结材料5～39.5%的比例配料，混合均匀，成型固化；（2）资源化利用：将安全的固体燃料从干法旋窑的窑尾加入烟室，在1050℃±50℃的托底温度场中燃尽；或从窑头加入回转窑内，于回转窑内垫底的1300～1450℃熟料及1650～2000℃的火焰中快速燃尽；或作为替代性燃料直接加入燃煤锅炉中燃尽。本发明简单、安全、投资小，可无害化资源化利用医疗废弃物，实现绿色、低碳和循环经济发展。
Description
技术领域
本发明涉及环保领域，尤其涉及一种医疗废弃物的无害化资源化处理方法。
背景技术
医疗废弃物指医院及其他医疗机构产生的废弃物，包括易感染性废弃物、病理性废弃物、药物性废弃物、重金属垃圾、病人生活垃圾及锐器性垃圾和放射性垃圾（其中的锐器性垃圾因回收价值高实际上被单独回收，其放射性垃圾中除病人的放射性排泄物外大多作为另类处理），是存在大量复杂传染性病毒、病菌、化学污染物及放射性有害物质等危险物的高危险废弃物，且水分含量偏高（一般门诊普外及内科垃圾含水率约30%，手术垃圾含水率60～75%）。再者，医疗废弃物中的有机物易孽生蝇蚊，且易腐败分解产生有毒有害恶臭气体，这些病原体及有害物质大量附着于医疗废弃物中的微颗粒物质上，在风和气流等扰动下易飘散于空气中污染大气环境，不仅易造成医院内的交叉感染，也危害社会环境，也导致医疗废弃物在存放、分选、转运过程中产生环境生物污染。
从成分看，医疗废弃物的干基物主要成分中一般有机物占比约70%、无机物占比约30%，热值大多在10000～20000KJ/Kg，较易着火，但因含水量偏高在炉内温度较低（950℃以下）的专业焚烧炉焚烧时其燃尽率一般偏低，且产生大量的有毒有害气体难以处理。
当前，国内外无害化处理医疗废弃物的技术主要有：
1）焚烧处理技术，包括专业焚烧炉焚烧处理及（将医疗垃圾和生活垃圾）联合焚烧处理技术，该方法投资大，大多需喷油或喷燃气或加烟煤升温助燃，焚烧炉内温度较难稳定维持在950℃以上，易产生二次污染，且有废渣需处理；
2）高压蒸汽灭菌技术，即将医疗废弃物批次性加入高压容器内蒸汽灭菌，该方法单位处理量投资大、易产生二次污染，灭菌后的废弃物及废水需处理；
3）焚烧-高温蒸汽灭菌技术，即以焚烧热回收产生的蒸汽用于压热器处理医疗废弃物（蒸汽处理），该方法投资大，易产生二次污染；
4）微波辐射灭菌技术，即以微波将湿态医疗废弃物加热至95℃灭菌，该方法单位处理量投资大、易产生二次污染，灭菌后的废弃物及废水易发臭，需处理；
5）化学消毒技术，即将破碎后的液体医疗废弃物（主要为易感染性液体废弃物）和病理性废弃物与一定浓度的消毒剂（如次氯酸钠、二氧化氯、过氧乙酸、戊二醛、季铵化合物、臭氧等）反应进行消毒灭菌，易产生二次污染，消毒废弃物易腐烂，废渣和废液需要另行处理；
6）机械-化学消毒技术，即将医疗垃圾加消毒液后破碎，经过滤分离为固体废弃物和液体废弃物的处理技术，易产生二次污染，消毒废弃物易腐烂，废渣和废水需另行处理；
7）等离子体处理技术，即将医疗废弃物批次化加入等离子炉内以高温等离子流消解，该方法投资大，易产生二次污染，有废渣须处理；
8）电弧炉处理技术，即将医疗废弃物批次化加入炼钢电弧炉内燃尽，该方法医疗废弃物燃尽彻底，但能耗高，过程中产生二次污染，有废渣需处理；
9）热解技术，即将医疗废弃物置于热解炉内在高温缺氧条件下热裂解为可燃气体和灰渣，该方法投资大，易产生较严重的二次污染，有废渣需处理；
10）热解-焚烧炉处理技术，即将医疗废弃物先置于热解炉内在高温缺氧条件下热裂解（一般1100℃）为可燃气体和灰渣，再将裂解燃气脱水后和灰渣送入焚烧炉处理，该方法可以将医疗废弃物彻底燃尽，但投资大能耗高，易产生二次污染，有废渣需处理；
11）填埋或卫生填埋处理技术，现实际上广泛使用的一种处理方式，尤其是部分县镇医疗机构直接混入生活垃圾中堆放、填埋，客观上对环境水、土、大气产生长期的不利影响；
12）超临界氧化技术，即以超临界水（450℃及以上）氧化医疗废弃物，投资大，处理量小，仍有废水、废渣需处理。
显然，上述的技术大都存在一定的不足之处，且都有一定的使用条件和范围，只有高温焚烧处理方法具备适应范围广、最终消毒彻底、技术成熟等综合性优点，但现有的医疗废弃物专业焚烧炉焚烧温度难以达到950℃以上，一般在喷油、喷燃气或加优质烟煤助燃的条件下其焚烧炉内温度仅能达到700～900℃（正好是二噁英大量产生的温度范围）。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种医疗废弃物的无害化资源化处理方法，该方法简单、安全、投资小，可消除医疗废弃物堆放、运输及加工处理过程中有害物质和病原体微颗粒污染物扩散，可无害化资源化利用医疗废弃物，实现绿色、低碳和循环经济发展。
本发明解决其技术问题采取的技术方案是：一种医疗废弃物的无害化资源化处理方法，包括以下步骤：
（1）制备安全的固体燃料：以医疗废弃物作为干法旋窑水泥生产用替代性燃料和原料，或燃煤锅炉用替代性燃料，利用氧化硝化剂和胶结材料将医疗废弃物转化为安全的固体燃料，按质量百分比为医疗废弃物60～94.5%:氧化硝化剂0.5～10%:胶结材料5～39.5%的比例配料，各组分质量百分比之和为100%，混合均匀，成型固化，即得安全的固体燃料；
所述的氧化硝化剂为具有杀生性功能（能快速灭活病原体微生物）并可改善含水医疗废弃物的燃烧性能的物质；
（2）资源化利用：将步骤（1）所得的安全的固体燃料从干法旋窑的窑尾加入烟室，在1050℃±50℃的托底温度场中燃尽，医疗废弃物固体燃料中的有机物能源直接供煅烧熟料、无机物直接转化为熟料；或从窑头加入回转窑内，于回转窑内垫底的1300～1450℃熟料及1650～2000℃的火焰中快速燃尽，医疗废弃物固体燃料中的有机物能源直接供煅烧熟料、无机物直接转化为熟料或水泥生产组分；或作为替代性燃料直接加入燃煤锅炉中燃尽。
进一步，所述的氧化硝化剂为含强氧化剂（如高氯酸盐、高锰酸盐、高钒混合杂多酸盐、高铁酸盐等中的至少一种）和硝酸盐（如硝酸铜、硝酸钴、硝酸锂、硝酸镍、稀土硝酸盐等中的至少一种）的物质，优选市售的长沙紫宸科技开发有限公司的氧化硝化剂。
进一步，所述的胶结材料为市售的硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、硫铁酸盐水泥、水玻璃、偏铝酸钠、石膏、沥青、树脂等中的至少一种。
进一步，所述方法用于干法旋窑生产线时，当采用的胶结材料为石膏，且医疗废弃物固体燃料量大时，优选从窑头加入回转窑内，医疗废弃物固体燃料中的有机物能源直接供煅烧熟料，其中的无机物主要为石膏，直接转化为水泥生产的调凝剂石膏组分；当采用的胶结材料为硅酸盐水泥或铝酸盐水泥或硫铝酸盐水泥或硫铁酸盐水泥或沥青或树脂时，可从窑头加入回转窑内或从窑尾加入烟室中。
本发明以对医疗废弃物的强氧化硝化作用一则彻底实现杀生性灭毒除菌，并清除异味污染，同时，有效解决含水医疗废弃物的高效、彻底燃尽问题，消除二噁英。以氧化硝化下的胶结材料固化完全消除医疗废弃物堆存及运输和使用过程中的有机物易腐败和病原体有害物质微颗粒飞扬的环境污染问题，并使之便于安全的运输和便于利用。
本发明的有益效果：
1）简单、实用、无二次污染，利用推广应用，利于各地分散的数十万个医疗点的医疗废弃物的就近无害化处理。
2）强氧化硝化固化稳定的医疗废弃物便于安全的堆存、运输及加工应用，不会产生危险的污染物，利于环境保护。
3）资源化利用医疗废弃物中的所有材料组分，其中的有机物能源得以高效利用，其中的无机物亦自然地无害化利用，无有害的废水、废气、废渣排放，利于实现绿色、低碳和循环经济发展。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
医疗废弃物取自某医疗机构换药室、注射室和住院部的混合垃圾，含大块物，以剪切式破碎机将医疗废弃物破碎至＜50mm的物料待用，其工业分析为水分31.3%、灰分1.3%、挥发分55.7%、固定碳11.7%、低位热值12509.8KJ/kg，氧化硝化剂选用市售的长沙紫宸科技开发有限公司的ZCR3型液状氧化硝化剂（其强氧化剂高氯酸锂、高铁酸钾含量≥20wt%，其硝酸盐硝酸铈、硝酸锂含量≥20wt%），胶结材料选用市售的42.5级硅酸盐水泥和液态水玻璃，按如下步骤进行医疗废弃物的无害化资源化处理：
（1）制备安全的固体燃料：以医疗废弃物作为干法旋窑水泥生产用替代性燃料和原料，利用氧化硝化剂和胶结材料将医疗废弃物转化为安全的固体燃料，按质量百分比为医疗废弃物66%:氧化硝化剂5%：胶结材料（其中水泥25%、水玻璃4%）29%的比例配料，将破碎的医疗废弃物置于搅拌器中，在连续搅拌下，先喷入氧化硝化剂，再加入胶结料硅酸盐水泥粉，然后喷入雾化水至水泥粉略显润湿状态，最后喷入水玻璃，混合均匀，将混合均匀的物料压制成型为块状料，静置固化，即得安全的固体燃料；
（2）资源化利用：将步骤（1）所得的安全的固体燃料送至某干法旋窑水泥厂，从干法旋窑的窑尾加入烟室，在1050℃的窑尾烟室托底温度场中燃尽，医疗废弃物固体燃料中的有机物能源直接供煅烧熟料，其中的无机物在回转窑内直接转化为熟料。
据反馈，对窑况及熟料质量未见任何不利影响，每100kg固体燃料效果相当于约100kg实物煤，未见有其它新增有害物产生。由此可知，经氧化硝化改性胶结的医疗废弃物固体燃料在干法旋窑中产生了增值效果。
实施例2
医疗废弃物取自某医疗垃圾焚烧站破碎的医疗垃圾，其工业分析为水分29.7%、灰分5.7%、挥发分55.1%、固定碳9.6%、低位热值13365.7KJ/kg，氧化硝化剂选用市售的长沙紫宸科技开发有限公司的ZCR3型液状氧化硝化剂，胶结材料选用市售的建筑石膏粉，按如下步骤进行医疗废弃物的无害化资源化处理：
（1）制备安全的固体燃料：以医疗废弃物作为干法旋窑水泥生产用替代性燃料和原料，利用氧化硝化剂和胶结材料将医疗废弃物转化为安全的固体燃料，按质量百分比为医疗废弃物65%:氧化硝化剂5%:胶结材料（建筑石膏粉）30%的比例配料，将破碎的医疗废弃物置于搅拌器中，在连续搅拌下，先喷入氧化硝化剂，再喷入雾化水至医疗废弃物表面略显润湿状态，然后加入胶结材料建筑石膏粉，混合均匀，将混合均匀的物料压制成型为块状料，即得安全的固体燃料；
（2）资源化利用：将步骤（1）所得的安全的固体燃料送至某干法旋窑水泥厂，从干法旋窑的窑头加入回转窑内，于回转窑内垫底的1300～1450℃熟料及1700℃的火焰中快速燃尽，医疗废弃物固体燃料中的有机物能源直接供煅烧熟料，其中的无机物主要为石膏留在熟料中，直接转化为水泥生产的调凝剂石膏组分。
据反馈，对窑况及水泥质量未见任何不利影响，每100kg固体燃料效果相当于约80kg实物煤，可节省调凝石膏约30kg，未见有其它新增有害物产生。由此可知，经氧化硝化改性胶结的医疗废弃物固体燃料在干法旋窑中产生了增值效果。
实施例3
医疗废弃物取自某医疗机构换药室、注射室和住院部的混合垃圾，含大块物，以剪切式破碎机将医疗废弃物破碎至＜50mm的物料待用，其工业分析为水分33.3%、灰分4.6%、挥发分52.7%、固定碳10.4%、低位热值12986KJ/kg，氧化硝化剂选用市售的长沙紫宸科技开发有限公司的ZCR3型液状氧化硝化剂，胶结材料选用市售的硫铝酸盐水泥，按如下步骤进行医疗废弃物的无害化资源化处理：
（1）制备安全的固体燃料：以医疗废弃物作为干法旋窑水泥生产用替代性燃料和原料，利用氧化硝化剂和胶结材料将医疗废弃物转化为安全的固体燃料，配料比例按质量百分比为医疗废弃物69%:氧化硝化剂6%:胶结材料（硫铝酸盐水泥）25%，将破碎的医疗废弃物置于搅拌器中，在连续搅拌下，先喷入氧化硝化剂，再喷入雾化水至医疗废弃物表面略显润湿状态，然后加入胶结材料硫铝酸盐水泥粉，混合均匀，将混合均匀的物料压制成型为块状料，静置固化，即得安全的固体燃料；
（2）资源化利用：将步骤（1）所得的安全的固体燃料送至某干法旋窑水泥厂，从干法旋窑的窑尾加入烟室，在1050℃的窑尾托底温度场中燃尽，医疗废弃物固体燃料中的有机物能源直接供煅烧熟料，其中的无机物在回转窑内直接转化为熟料。
据反馈，对窑况及熟料质量未见任何不利影响，每100kg固体燃料效果相当于约80kg实物煤，未见有其它新增有害物产生，由此可知，经氧化硝化改性胶结的医疗废弃物固体燃料在干法旋窑中产生了增值效果。
实施例4
医疗废弃物取自某医疗机构换药室、注射室和住院部的混合垃圾，其工业分析为水分30.0%、灰分2.6%、挥发分56.7%、固定碳10.7%、低位热值12579.1KJ/kg，氧化硝化剂选用市售的长沙紫宸科技开发有限公司的ZCR3型液状氧化硝化剂，胶结材料选用市售的乳化沥青，按如下步骤进行医疗废弃物的无害化资源化处理：
（1）制备安全的固体燃料：以医疗废弃物作为干法旋窑水泥生产用替代性燃料和原料，利用氧化硝化剂和胶结材料将医疗废弃物转化为安全的固体燃料，配料比例按质量百分比为医疗废弃物77%:氧化硝化剂4%:胶结材料（乳化沥青）19%，将医疗废弃物置于搅拌器中，在连续搅拌下，先喷入氧化硝化剂，再加入乳化沥青，混合均匀，将混合均匀物料压制成型为块状料，即得安全的固体燃料；
（2）资源化利用：将步骤（1）所得的安全的固体燃料送至某干法旋窑水泥厂，从干法旋窑的窑尾加入烟室，在1050℃的窑尾托底温度场中燃尽，医疗废弃物固体燃料中的有机物能源直接供煅烧熟料，其中的无机物在回转窑内直接转化为熟料。
据反馈，对窑况及熟料质量未见任何不利影响，每100kg固体燃料效果相当于约110kg实物煤，未见有其它任何有害物产生，由此可知，经氧化硝化改性胶结的医疗废弃物固体燃料在干法旋窑中产生了增值效果。
实施例5
医疗废弃物取自某焚烧站堆存的混合垃圾，其工业分析为水分26%、灰分6.1%、挥发分56.7%、固定碳11.2%、低位热值13286.6KJ/kg，氧化硝化剂选用市售的长沙紫宸科技开发有限公司的ZCR3型液状氧化硝化剂，胶结材料选用市售的32.5级硅酸盐水泥和液体水玻璃，水泥先加1.5倍水搅成水泥浆待用，按如下步骤进行医疗废弃物的无害化资源化处理：
（1）制备安全的固体燃料：以医疗废弃物作为干法旋窑水泥生产用替代性燃料和原料，利用氧化硝化剂和胶结材料将医疗废弃物转化为安全的固体燃料，按质量百分比为医疗废弃物73%:氧化硝化剂7%:胶结材料（其中水泥粉18%、水玻璃2%）20% 的比例配料，将医疗废弃物置于搅拌器中，在连续搅拌下，先喷入氧化硝化剂，再加入配比量水泥粉制成的水泥浆，然后加入水玻璃，混合均匀，将混合均匀物料压制成型为块状料，即得安全的固体燃料；
（2）资源化利用：将步骤（1）所得的安全的固体燃料送至某干法旋窑水泥厂，从干法旋窑的窑尾加入烟室，在1050℃的窑尾托底温度场中燃尽，医疗废弃物固体燃料中的有机物能源直接供煅烧熟料，其中的无机物在回转窑内直接转化为熟料。
据反馈，对窑况及熟料质量未见任何不利影响，每100kg固体燃料效果相当于约100kg实物煤，未见有其它新增有害物产生，由此可知，经氧化硝化改性胶结的医疗废弃物固体燃料在干法旋窑中产生了增值效果。
实施例6
医疗废弃物取自某医疗垃圾焚烧站破碎的医疗垃圾，其工业分析为水分29.7%、灰分5.7%、挥发分55.1%、固定碳9.6%、低位热值13365.7KJ/kg，氧化硝化剂选用市售的长沙紫宸科技开发有限公司的ZCR3型液状氧化硝化剂（其强氧化剂高氯酸锂、高铁酸钾含量≥20%，其硝酸盐硝酸锂、硝酸铈含量≥20%），胶结材料选用市售的铝酸盐水泥，按如下步骤进行医疗废弃物的无害化资源化处理：
（1）制备安全的固体燃料：以医疗废弃物作为燃煤锅炉用替代性燃料，利用氧化硝化剂和胶结材料将医疗废弃物转化为安全的固体燃料，按质量百分比为医疗废弃物65%:氧化硝化剂5%:胶结材料（铝酸盐水泥）30%的比例配料，将破碎的医疗废弃物置于搅拌器中，在连续搅拌下，先喷入氧化硝化剂，再喷入雾化水至医疗废弃物表面略显润湿状态，然后加入胶结材料铝酸盐水泥粉，混合均匀，将混合均匀物料压制成型为块状料，静置固化，即得安全的固体燃料；
（2）资源化利用：将上述的安全的固体燃料送至某燃煤锅炉车间，直接加入燃煤锅炉内作为替代性块状燃煤燃烧，医疗废弃物固体燃料中的有机物能源直接供煅烧熟料，其中的无机物留存在炉渣中。
据反馈，医疗废弃物固体燃料较煤燃烧速度快，加入炉内有明显的助燃效果，未见其他任何不利影响，每100kg固体燃料效果相当于约100kg实物煤，亦未见有其它新增有害物产生，由此可知，经氧化硝化改性胶结的医疗废弃物固体燃料在燃煤锅炉中产生了增值效果。
Claims (5)
1.一种医疗废弃物的无害化资源化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制备安全的固体燃料：以医疗废弃物作为干法旋窑水泥生产用替代性燃料和原料，或燃煤锅炉用替代性燃料，利用氧化硝化剂和胶结材料将医疗废弃物转化为安全的固体燃料，按质量百分比为医疗废弃物60～94.5%:氧化硝化剂0.5～10%:胶结材料5～39.5%的比例配料，各组分质量百分比之和为100%，混合均匀，成型固化，即得安全的固体燃料；
所述的氧化硝化剂为具有杀生性功能并可改善含水医疗废弃物的燃烧性能的物质；
（2）资源化利用：将步骤（1）所得的安全的固体燃料从干法旋窑的窑尾加入烟室，在1050℃±50℃的托底温度场中燃尽，医疗废弃物固体燃料中的有机物能源直接供煅烧熟料、无机物直接转化为熟料；或从窑头加入回转窑内，于回转窑内垫底的1300～1450℃熟料及1650～2000℃的火焰中快速燃尽，医疗废弃物固体燃料中的有机物能源直接供煅烧熟料、无机物直接转化为熟料或水泥生产组分；或作为替代性燃料直接加入燃煤锅炉中燃尽；
所述的氧化硝化剂为含强氧化剂和硝酸盐的物质。
2.根据权利要求1所述的医疗废弃物的无害化资源化处理方法，其特征在于，所述的氧化硝化剂中，强氧化剂为高氯酸盐、高锰酸盐、高钒混合杂多酸盐、高铁酸盐中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的医疗废弃物的无害化资源化处理方法，其特征在于，所述的氧化硝化剂中，硝酸盐为硝酸铜、硝酸钴、硝酸锂、硝酸镍、稀土硝酸盐中的至少一种。
4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的医疗废弃物的无害化资源化处理方法，其特征在于，所述的胶结材料为市售的硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、硫铁酸盐水泥、水玻璃、偏铝酸钠、石膏、沥青、树脂中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的医疗废弃物的无害化资源化处理方法，其特征在于，该方法用于干法旋窑生产线时，当采用的胶结材料为石膏，且医疗废弃物固体燃料量大时，从窑头加入回转窑内，医疗废弃物固体燃料中的有机物能源直接供煅烧熟料，其中的无机物主要为石膏，直接转化为水泥生产的调凝剂石膏组分；当采用的胶结材料为硅酸盐水泥或铝酸盐水泥或硫铝酸盐水泥或硫铁酸盐水泥或沥青或树脂时，从窑头加入回转窑内或从窑尾加入烟室中。
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