CN1223911A - 废物处理的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
如下处理装入容器的医疗废物(12):将其粉碎,然后利用螺杆式输送装置(34)使粉碎物通过直接蒸汽冲击段和脱水段,在脱水段中,废物与高温表面接触以汽化水分,然后通过一低压仓,在此排放蒸汽。
Description
本发明主要涉及废物的处理，具体地说，涉及用于处理常规的医疗废物，例如医院的废物的方法和设备。
本发明的废物处理设备通常安装在工业医疗废物处理工厂，或安装在医院或其它医疗机构的现场。由所述机构产生的各种潜在传染性废物都在所述废物处理设备中接受处理。该设备排放的产物可以被压缩后安全地装在常规垃圾容器中，并可用为了倾倒成为垃圾堆进行填埋处理的常规垃圾车或反斗(roll-off)车等来运输。
在对传染性废物进行的处理中，十分重要的是确保最终被弃置的废产物不含致病微生物。而且，人们强烈要求，有时为法律所要求的是，需使得各种组件，例如一次性的注射器、绑带、体液容器等变得不可识别。
过去，医疗废物通常是焚烧处理的。但是，环保条律对焚烧处理医疗废物有严格的限制。包括高压蒸汽消毒和化学处理等在内的其它处理方法也有所使用。其中的有些方法不足以完全有效地破坏病原微生物。其它有效的方法需要的设备安装费用高，而且操作起来即贵又难。
医疗废物处理系统运作中的另一个问题是，有时会有难闻和有毒的气体、液体和固体颗粒排放到大气中或排入生活污水系统。
于1996年11月5日授与Sterile Tchnology Industies,Inc.的美国专利5,570,845中对过去在医疗废物处理中遇到的许多问题进行了论述。该专利描述了一种方法和设备，其中，装在容器内的医疗废物由运送装置在负压条件下送至多段粉碎机。在设备中粉碎机部分的多个位点加入消毒液。将来自粉碎机的产物压缩，将分离出的液体组份再循环。压缩固体用运送装置来运送，其中废物的温度通过引入蒸汽被维持在略低于212°F。为了防止污染物释放入大气，系统内各位点的压力都被维持在等于或低于大气压。通过既使用消毒液又使用蒸汽就可能完全消灭活的微生物，同时，利用负压可以很好地防止污染物不慎释放入大气。本文在此对专利5,570,845进行了充分的揭示以作参考。
本发明是对专利5,570,845所述设备和方法的改进。上述专利中所述设备的缺点在于，由其产生的废物虽然完全不含活的致病微生物但是含有大量水分，这其中大部分来自处理过程用的蒸汽。所以，虽然给废物直接通蒸汽具有一定的优点，但其缺点在于增加了处理后废物的量，结果增加了最终废物的运输费用。
所以，本发明的主要目的是提供一种改良的传染性废物处理系统，它能够彻底杀灭致病微生物并使废物变得不可识别，而且，它对现有处理系统的改进在于产生的废物含水量低。
根据本发明的一种较好的废物处理设备包括，一根长壳体，长壳体一端为接受粉碎后废物的入口，另一端为排放处理后废物的出口。输送装置，最好是旋转螺杆式输送装置将粉碎后废物从入口通过长壳体移向出口。一根管道，该管道把蒸汽源与长壳体内部连通，用于使蒸汽在长壳体的第一段与废物直接接触，该段从入口处直至入口与出口间的中部。在长壳体的第二段，即从中部到出口处的废物通过加热(最好利用包围长壳体的蒸汽套管加热)脱水。一般说来，使用同一蒸汽源向蒸汽套管供汽和提供与废物直接接触的蒸汽。
在一种较好的实施方案中，在与长壳体第一段隔开的某个位置有一鼓风机与长壳体内部连通。鼓风机在长壳体内部分段中形成一个低于大气压的压力，用于从废物中去除水分和水蒸汽。鼓风机最好在蒸汽套管和出口之间的某个位置与壳体内部连通，从而使得长壳体内低于大气压的部分成为起着低压仓作用的独立的第三段。
本发明的设备使得实施一种新的方法来处理传染性废物成为可能，所述方法的步骤包括：粉碎废物；使粉碎后的废物与一定温度的蒸汽直接接触至少30分钟，接触时的温度被保持在至少205°F但低于212°F的高温下；然后通过使废物与加热至212°F以上的表面接触以脱水，加热至220°F至235°F的表面更好。在脱水步骤中，为了去除水分，废物最好处于低于大气压的压力之下。当粉碎后的废物用旋转螺杆式输送装置被连续运送通过蒸汽接触段和脱水段时，粉碎后的废物经螺杆式输送装置的搅拌在蒸汽接触段加强了蒸汽对废物的渗透，并在脱水段改善了废物与加热表面的接触。
粉碎步骤最好在粉碎设备中进行，对该粉碎设备定期喷洒消毒液，以防止形成微生物菌落。
本发明的废物处理设备和方法组合使用了机械粉碎、直接蒸汽冲击和脱水作用，从而高效地杀灭了致病微生物，而且生成了因为含水量较低而相对量较少的废产物，由此更便于运送。
通过以下结合附图的详细说明，本发明的其它目的、细节和优点将显而易见。
本发明的附图是根据本发明的一种较好的废物处理设备的简图。
体现本发明的完整的处理设备包括两个主要部分：粉碎设备2和热处理设备4，废物通过热处理设备4被缓慢运送，期间接受直接蒸汽冲击和脱水处理。
在处理设备如图所示的实施方案中，粉碎设备2包括在罩子8内的倾斜的带式输送机6。该带式输送机由入口10接受废物，通常为装成有常规医疗废物的袋子、盒子或“锐利性”容器。在该带式输送机上显示了一袋废物12。或者，可以用其它类型的输送装置来将废物送入设备。例如，可以用升降货车、倾倒车、升降货车和倾倒车的组合、或者其它合适的输送装置来代替带式输送机。
位于输送装置上端下方的料斗14把袋装废物导入粉碎机械16，后者具有常规的、同时运作的旋转式切削刀。粉碎机可以制成各种结构，这可以根据需要处理的物料来选择。例如，双杆或四杆粉碎机、或者多个双杆粉碎机，或者任何其它粉碎机结构。
以铰链20固定的往复锤装置18具有推动板22，推动板22通过对料斗14内的废物容器施加向下的压力来帮助废物靠重力下行到粉碎机中。也可以使用其它形式的锤，例如活塞式锤。
鼓风机24通过高效微粒空气(HEPA)过滤器26抽取罩子8中的空气。这样可维持通过入口10的向内的气流，由此防止颗粒物通过入口被放出。除非有鼓风机24抽吸通过入口的空气否则最好设有内锁装置(未显示)，用于防止引入原废物。
消毒剂喷口27间或地向罩子8内中喷洒消毒液(以次氯酸钠水溶液为宜)，用以防止罩子8和粉碎设备2内微生物菌落的生长。
热处理设备4包括倾斜的、长壳体28，长壳体的下方末端具有用于接受来自粉碎机16的粉碎后废物的入口30和位于其上方末端用于排放处理后废物的出口32。
长壳体最好具有圆柱形的内壁，和延伸通过长壳体、用于将粉碎废物从入口30向出口32移动的螺杆式输送装置34。该螺杆式输送装置最好与长壳体相匹配，使得其叶片与长壳体的圆柱状内壁之间只留有很小的空隙。它通过链37由电动机36驱动。
经管道38提供的蒸汽以低于15psi的压力通过位于入口30和在入口和出口间中部42之间、沿径向相互间隔的多个注入口40注入长壳体28内。蒸汽注入口使得引入的蒸汽在长壳体的直接蒸汽冲击段内与粉碎废物直接接触，该段从入口30附近延伸至中部42。
螺杆式输送装置34搅拌和翻动粉碎废物，由此加强蒸汽与废物的接触。可以在螺杆式输送装置上设置搅拌片(未显示)来加强蒸汽对废物的渗透。螺杆式输送装置的速度被控制在使废物在蒸汽灭菌段的停留时间大致为30分钟。热电偶43被安装在长壳体28的底部。第一所述热电偶操纵控制蒸汽流的阀(未显示)，用以沿蒸汽灭菌段长度方向维持废物的温度在205°F至212°F之间，205°F至210°F之间更好。
在中部42之外，蒸汽套管44包围着长壳体28。供给蒸汽套管的低压蒸汽最好来自为直接蒸汽冲击段供蒸汽的同一蒸汽源。将蒸汽套管内的蒸汽维持在一定的温度，使得长壳体28内壁的表面温度保持在212°F以上，220°F至235°F更好。蒸汽最好以235°F的温度送入，在205°F时至212°F在废物上冷凝。套管内的蒸汽温度由第二热电偶43控制，该热电偶位于蒸汽套管上或蒸汽套管内，操纵着控制蒸汽流的阀门(未显示)。
螺杆式输送装置的作用确保了废物与热的壳体28圆柱状内壁间的良好接触。所以，蒸汽套管提供了第二处理阶段，废物在该阶段中与热的表面接触，使得废物中的水分转化成蒸汽。该阶段起着脱水的作用，减少了废物的量。
为了防止因蒸汽套管加热产生的蒸汽中的水分重新回到废物中，利用与管口48相连的鼓风机46将水分在蒸汽套管和出口之间的某个位置排出长壳体。蒸汽被排放到大气中，或者可以在鼓风机46的出口利用冷凝器50将水返还给蒸汽源。冷凝器特别适用于安装在室内的设备。水份的排放是通过鼓风机46将长壳体内近出口32处维持于低压而发生的。连有平衡物54的悬垂片52保持出口一般处于关闭状态，由此可以在输送装置的上方末端维持一低压仓。但是，随着废物在出口内的积累，悬垂片由于废物的重量而开启，使废物被排放到压实机56。
废物的脱水处理由蒸汽套管对其传热开始，并由水蒸汽从低压仓排放结束。所以，在本发明较好的实施方案中，被蒸汽套管包围的部分和低压仓一起构成脱水段。
本发明的废物处理设备不依赖于化学灭菌。喷洒消毒液只是为了防止在加料装置和粉碎机中形成微生物菌落，并且尽可能少地在废物中引入水分。在早期阶段尽可能少地引入水分改善了直接蒸汽冲击阶段的热传递。这还提高了在杀灭致病微生物方面脱水阶段的效率，蒸汽对废物的直接冲击有助于确保完全杀灭活的微生物。在直接蒸汽冲击阶段引入废物的水分在设备的脱水阶段被去除。
对以上所述的设备可以进行各种改进。例如，螺杆式输送装置可以包含被分别控制的两个或多个分段。在后文权利要求所界定的本发明范围内，可以对本发明的设备和用到该设备的方法进行各种修改。
Claims (14)
1．一种废物处理设备，它包括：
长壳体(28)，该壳体的一端具有用于接受粉碎废物(12)的入口(30)和另一端具有用于排放处理后废物的出口(32)；
用于将废物沿壳体(28)从入口(30)向出口(32)移动的输送装置34；
蒸汽源；
从蒸汽源与壳体(28)内部连通、用于使蒸汽在克(28)的第一段与废物直接接触的管道(38)，所述的第一段位于从入口(30)附近至入口(30)至出口(32)之间的中部(42)；
包围着壳体(28)的第二段、用于加热所述第二段内的废物的蒸汽套管(44)，所述的第二段是沿长度方向从中部(42)至出口(32)之间的部分。
2．根据权利要求1所述的废物处理设备，它还包括用于在壳体(28)内部分段中形成使得从废物中去除水分的压力低于大气压的低压仓的鼓风机(46)，所述的鼓风机在与第一段隔开的位置与壳体(28)的内部连通。
3．根据权利要求1所述的废物处理设备，其中被蒸汽套管(44)包围的壳体(28)的第二段与出口(32)相隔，并包括用于在壳体(28)内形成使从废物中去除水分的压力低于大气压的第三段的鼓风机(46)，所述的鼓风机在蒸汽套管(44)和出口(32)之间与壳体(28)的内部连通。
4．根据权利要求1所述的废物处理设备，其中的输送装置包括沿径向穿过整个长壳体(28)的螺杆式输送机(34)。
5．根据权利要求1所述的废物处理设备，其中的输送装置是沿径向至少穿过壳体(28)的第一段和第二段的螺杆式输送机(34)。
6．根据权利要求1所述的废物处理设备，其中的蒸汽套管(44)与蒸汽源相连以接受蒸汽。
7．根据权利要求1所述的废物处理设备，它还包括为长壳体(28)的入口(30)提供粉碎过的废物而设置的粉碎机(16)，用于向粉碎机(16)输送废物的加料输送装置(6)、至少部分包围加料输送装置(6)并包围着从加料输送装置(6)至粉碎机(16)的通路的罩子(8)，以及与罩子(8)连通、用于维持进入罩子(8)的气流的鼓风机(24)。
8．一种废物处理设备，它包括：
为输送粉碎废物提供封闭式通路的装置，所述装置的一端具有用于接受粉碎废物的入口(30)和另一端具有用于排放处理后废物的出口(32)；
用于将粉碎废物沿封闭式通路从入口(30)向出口(32)移动的装置(34)；
用于使蒸汽在封闭式通路的第一段与废物直接接触的装置(38,40)，所述的第一段从入口(30)附近延伸至位于入口(30)和出口(32)之间的中部(42)；
用于在沿粉碎废物输送方向位于第一段下游的封闭通路的第二段内加热废物的装置(44)。
9．处理传染性废物的方法，它包括以下步骤：
粉碎废物；
使粉碎后的废物与保持废物温度在至少205°F但低于212°F的高温蒸汽直接接触至少30分钟；
然后通过使废物与加热至212°F以上的表面接触以脱水。
10．根据权利要求9所述的方法，在脱水步骤中废物处于低于大气压的压力之下。
11．根据权利要求9所述的方法，其中籍旋转螺杆式输送装置将粉碎废物连续地输送通过发生接触步骤的蒸汽接触段和发生脱水步骤的脱水段，而且，粉碎废物还经螺杆式输送装置的搅拌在蒸汽接触段加强了蒸汽对废物的渗透性，在脱水段改善了废物与加热表面的接触。
12．根据权利要求9所述的方法，其中将脱水步骤中与废物接触的表面的温度维持在220°F至235°F。
13．根据权利要求9所述的方法，其中将粉碎废物顺次通过发生接触步骤的蒸汽接触段，和废物与所述的加热表面接触并处于低于大气压的压力之下的脱水段。
14．根据权利要求9所述的方法，其中粉碎步骤是在粉碎设备中进行的，并定期在粉碎设备中喷以消毒液以防止在粉碎装置中形成微生物菌落。
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