CN1597157A - 一种医疗垃圾无害化处理方法及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种垃圾处理方法及其设备，尤其是一种医疗垃圾无害化处理方法及其设备。该方法包括采用脉动空气置换、升温升压、灭菌、排汽、真空干燥、常温常压工序以及进一步对无菌垃圾的分类处理，实现该方法的设备包括灭菌装置、真空泵、锅炉及其三者间连系的管道、阀门和进一步包括自动控制仪和用来检测传输温度值的铂热电阻。本发明具有灭菌完全彻底、不产生烟气等二次污染、设备投资省、可靠性强、处理垃圾量大、经营成本低等特点，适合医疗单位、卫生防疫部门和垃圾处理厂应用。

Description

一种医疗垃圾无害化处理方法及其设备

一.技术领域

本发明涉及一种垃圾的处理方法及其设备，尤其是一种医疗垃圾无害化处理方法及其设备。

二.背景技术

医疗垃圾含有大量细菌、病毒以及有毒害的化学品、塑料和妇产高含水率废弃物等，尤其是近年来不断出现人蓄共患的疾病，如疯牛病、禽流感等传染性极强的疾病以及非典型性肺炎等烈性传染病，因其病原微生物存活时间长、繁殖速度快，用医院常规的在高温132℃、高压205KPa和2～10分钟的条件下消毒杀菌是不能解决问题了，如疯牛病的朊病毒，经科学家研究需在高温134～138℃和18分钟的条件下才能杀死，医学界规定：灭菌后医疗垃圾的细菌数量临界值Log₁₀≤5，灭菌才算彻底，即使一般的少量的医疗垃圾能灭菌彻底，但也因灭菌后的医疗垃圾含水率高而造成感官上的误觉并且难以进一步处理，所以医疗垃圾若不经过特殊销毁处理而混入生活垃圾，将严重污染环境，对人类健康产生极大的危害。

目前，医疗垃圾普遍都是用燃油的焚烧炉进行焚烧，由于焚烧产生的废气中含有大量的烟尘、酸性气体、重金属物质、有毒有机物质和二恶英等，所以会造成“二次污染”，再加上设备投资大、运行成本高，在一些发达国家已经受到限制。2003年9月，由中国辐射防护研究院等单位研制的“医疗废物热解焚烧系统技术暨新产品”通过有关部门成果鉴定，该成果的最终技术还是医疗废物焚烧。世界卫生组织(WHO)也在近期的一份调查报告指出：“垃圾焚烧存在产生有害物质的弊端”。为解决这个问题，加拿大协德技术公司(Shred-Tech)于2002年3月在Email：mailto：shred@shred-tech.com网页上介绍其研制出一种“医疗垃圾高温高压粉碎处理成套设备(Medical Waste Autoclave and ShreddingSystem)”，该设备应能避免垃圾焚烧造成的“二次污染”，但未见其公开具体的技术方案。

三.发明内容

本发明的目的在于提供一种医疗垃圾无害化处理方法及其设备，使处理的医疗垃圾无害化，处理过程不产生“二次污染”，设备投资小、运行成本低。

为达到此目的，本发明主要采用如下方式完成：

1.医疗垃圾无害化处理方法包括下列步骤：

(1)脉动空气置换，将医疗垃圾装车推入灭菌装置内抽真空与通入蒸汽交替进行，用于排除灭菌装置内医疗垃圾的冷空气及部分水分，增进灭菌效果，脉动次数为1～10，其抽真空脉动下限为-50～-95KPa，通入蒸汽脉动上限为50～100KPa；

(2)升温升压，用蒸汽使得灭菌装置内温度升至134～184℃、压力升至210～1000KPa；

(3)灭菌，在上述步骤(2)所述的温度和压力下进行2～30分钟灭菌；

(4)排汽，将灭菌装置内的压力降低至常压；

(5)真空干燥，减少无菌垃圾的含水率，干燥时间为5～30分钟；

(6)常温常压，通入空气至常温常压，开启灭菌装置密封门，随车拉出无菌垃圾。

2.用于实现医疗垃圾无害化处理方法的设备，该设备包括：

一台灭菌装置，它由内层、外层及前后1～2道密封门所构成，内层与外层之间形成一夹层，夹层分别连通有一个安全阀、一个疏水阀、一个压力控制器和一个夹层进汽阀，内层分别连通一个安全阀、一个连通空气的气动阀、一个内层进汽阀和一个控制内层进汽阀的压力变送器、一个抽空阀、一个单向阀，所述的灭菌装置用来使医疗垃圾灭菌，产生无菌垃圾；

一台真空泵，它的进口由管道依次连通一个冷凝器、一个抽空阀，它的出口由管道连接一个单向阀再接排汽水管道，它的水封口由管道依次连接一冷凝进水阀、一截止阀、一过滤器至水源，用管道依次连接一疏水阀、一截止阀并与一抽空阀连通旁接一个铂热电阻直通入灭菌装置内层，一个疏水阀一端管道直通入灭菌装置外层至夹层内，冷凝器的汽水出口连接排汽水管道，进水口管道连接一个泵进水阀与截止阀管道连通过滤器至水源，所述的真空泵用来排除灭菌装置内医疗垃圾的冷空气及部分水分，增进灭菌效果；

一台锅炉，它的蒸汽出口用管道依次连接一个过滤器、一个调压阀和一个夹层进汽阀分支为一路直通入灭菌装置外层至夹层，另一路连接一个进汽阀直通入灭菌装置内层，所述的锅炉用来向灭菌装置提供蒸汽。

本发明的具体内容还包括：

1.医疗垃圾无害化处理的方法包括下述顺序的步骤：

(1)脉动空气置换，将医疗垃圾装车推入灭菌装置内抽真空与通入蒸汽交替进行，用于排除灭菌装置内医疗垃圾的空气，脉动次数为2～6，其抽真空脉动下限为-65～-90KPa，通入蒸汽脉动上限为60～90KPa；

(2)升温升压，用蒸汽使得灭菌装置内温度升至134～170℃、压力升至210～700KPa；

(3)灭菌，在上述步骤所述的温度和压力下进行2～20分钟灭菌；

(4)排汽，将灭菌装置内的压力降低至常压；

(5)真空干燥，减少无菌垃圾的含水率，干燥时间为8～20分钟；

(6)常温常压，通入空气至常温常压，开启灭菌装置密封门，随车拉出无菌垃圾。

2.医疗垃圾无害化处理方法，进一步包括将上述步骤拉出的无菌垃圾分类处理，如金属挤压，玻璃、塑料分开破碎，纤维物作燃料等。

3.所述的灭菌装置为卧式圆柱型或立式方型，其两端设有1～2扇采用机械液压或电动自锁机构的密封门，外层的外面设有保温层。

4.所述的医疗垃圾无害化处理设备，进一步包括一台自动控制仪和一个铂热电阻，铂热电阻连接单向阀、抽空阀至灭菌装置内层，自动控制仪分别连接锅炉的调压阀、内层进汽阀、夹层进汽阀，连接真空泵的抽空阀、冷凝进水阀、泵进水阀，单向阀和设于内层的铂热电阻，连接压力控制器、压力变送器，所述的自动控制仪能动态显示和控制工艺流程及压力、温度、时间等工艺参数。

本发明的优点：

1.采用脉动空气置换处理，可将灭菌装置内医疗垃圾的空气排除99％以上，有利于穿透灭菌与减少灭菌时间，灭菌彻底；

2.采用蒸汽高温高压灭菌处理，不产生烟气“二次污染”。

3.采用真空干燥处理，可减轻约20～40％的垃圾重量、减少70～90％的垃圾水份。

4.采用自动控制仪联系设备，可以动态显示调控工艺流程及压力、温度、时间等工艺参数。

5.设备投资省、可靠性强、处理垃圾量大、经营成本低。

四.附图说明

发明的具体方法和设备由以下附图给出。

图1是根据本发明提出的医疗垃圾无害化处理方法穿透灭菌工艺流程方框图。

图2根据本发明提出的医疗垃圾无害化处理设备灭菌装置结构示意图。

图3是根据本发明提出的医疗垃圾无害化处理方法及其设备动作二维曲线示意图。

图4是根据本发明提出的医疗垃圾无害化处理设备自动控制方框图。

附图中各标识表示：

1.医疗垃圾  2.脉动空气置换  3.升温升压  4.灭菌  5.排汽6.真空干燥  7.常温常压  8.无菌垃圾  9.分类处理  10.锅炉11.灭菌装置  11a.内层  11b.夹层  11c.外层  12.自动控制仪F1.夹层进汽阀  F2.内层进汽阀  F3.抽空阀  F4.气动阀  F5.泵进水阀  F6.冷凝进水阀  f1.调压阀  f2.安全阀  f3.疏水阀  f4.单向阀  f5.截止阀  GL.过滤器  YK.压力控制器  YP.压力变送器BR.铂热电阻  LN.冷凝器  B.真空泵

五.具体实施方式

如图1所示，医疗垃圾无害化处理方法穿透灭菌顺序步骤是：

(1)脉动空气置换2，将医疗垃圾1装车推入灭菌装置11内抽真空与通入蒸汽交替进行，用于排除灭菌装置11内医疗垃圾1的冷空气及部分水分，增进灭菌〔4〕效果；

(2)升温升压3，用蒸汽使得灭菌装置11内温度压力升高；

(3)灭菌4，在上述步骤2所述的温度和压力下进行灭菌4；

(4)排汽5，将灭菌装置11内的压力降低至常压；

(5)真空干燥6，减少无菌垃圾8的含水率；

(6)常温常压7，通入空气至常温常压，开启灭菌装置11密封门，随车拉出无菌垃圾8。

进一步包括将上述步骤拉出的无菌垃圾8分类处理。

参见图2，实现医疗垃圾无害化处理方法的设备包括：

一台灭菌装置11，它由内层11a、外层11c及前后1～2道密封门所构成，内层11a与外层11c之间形成夹层11b，夹层11b分别连通有一个安全阀f2、一个疏水阀f3、一个压力控制器YK和一个夹层进汽阀F1，内层11a分别连通一个安全阀f2、一个连通空气的气动阀F4、一个内层进汽阀F2和一个控制内层进汽阀F2的压力变送器YP。安全阀f2用来超负荷卸压，压力控制器YK用来控制夹层进汽阀F1，气动阀F4用来外进空气，抽空阀F3用来抽吸汽水，单向阀f4用来限制汽水流向，所述的灭菌装置11是用来使医疗垃圾1灭菌4的高压容器，产生无菌垃圾8；

一台真空泵B，它的进口依次连通一个冷凝器LN、一个抽空阀F3至灭菌装置11的内层11a，它的出口连通一个单向阀f4至排汽水管道，它的水封口连通一冷凝进水阀F6、一截止阀f5、一过滤器GL至水源，排汽水管道连通一个疏水阀f3、一个单向阀f4至灭菌装置11的内层11a，冷凝器LN还分别连通排汽水管道、一个抽空阀F3至灭菌装置11的内层11a、一个泵进水阀F5至过滤器GL至水源，另一个疏水阀f3连通排汽水管道和灭菌装置11的夹层11b。冷凝器LN用来冷却蒸汽、产生蒸馏水，抽空阀F3用来抽吸汽水，单向阀f4用来限制汽水流向，冷凝进水阀F6用来控制真空泵B，截止阀f5用来调节水源流量，过滤器GL用来清洁水源、防止真空泵B堵死，疏水阀f3用来排水，所述的真空泵B用来排除灭菌装置11内医疗垃圾1的冷空气及部分水分，增进灭菌4效果。

一台锅炉10，它的蒸汽出口连通一个过滤器GL、一个调压阀f1和一个夹层进汽阀F1后一路分支至灭菌装置11夹层11b，另一路至灭菌装置11的内层11a，所述的锅炉10用来向灭菌装置11提供蒸汽。

如图3所示对置于灭菌装置11内的医疗垃圾1，按曲线从左到右顺序步骤进行：(1)前期准备，脉动空气置换2，即抽真空与通入蒸汽脉动交替进行，脉动次数为1～10，其抽真空脉动下限为-50～-95KPa，通入蒸汽脉动上限为50～100KPa，将灭菌装置13内医疗垃圾1的空气排除99％以上；(2)升温升压，使蒸汽温度升至134～184℃，压力升至210～1000KPa；(3)灭菌4，在上述步骤(2)所述蒸汽温度和压力下进行2～30分钟灭菌4；(4)排汽5，将蒸汽温度和压力降低；(5)真空干燥6，干燥时间为5～30分钟，使无菌垃圾8的含水率减至5～10％，便于对无菌垃圾8进一步分类处理9；(6)常温常压7，结束，便于开启灭菌装置11拉出无菌垃圾8。整个工艺流程需30～60分钟。在所述的顺序步骤中，内层进汽阀F2在脉动空气置换2升压时和升温升压3、压灭菌4时开启供汽，抽空阀F3在真空干燥6结束时开启抽汽水，气动阀F4在真空干燥6结束时开启通入空气，冷凝进水阀F6在脉动空气置换2和排汽5、真空干燥6结束时开启工作，真空泵B和泵进水阀F5在脉动空气置换2和真空干燥6时开启工作，夹层进汽阀F1在整个工艺流程中始终开启供汽。

参见图4，灭菌装置11连接锅炉12、真空泵B，为了动态显示、控制工艺流程与工艺参数真空度、压力、温度、时间，还应设自动控制仪12。自动控制仪12分别连接图2所示锅炉10的调压阀f1，灭菌装置11的夹层进汽阀F1与压力控制器YK、内层进汽阀F2与压力变送器YP，真空泵B的抽空阀F3、冷凝进水阀F6、泵进水阀F5、抽空阀F3、单向阀f4与连通内层13a的铂热电阻BR，自动控制仪12优选PLC系统装置。

下列实施例将进一步说明本发明。

实施例1

将医疗垃圾1装车后推入灭菌装置11关门后，连续以脉动下限为-85KPa抽真空与脉动上限为85KPa压力通入蒸汽交替进行三次，可将灭菌装置11内医疗垃圾1的冷空气排除99.2％，接着升温升压3，使得灭菌装置11内的温度达160℃、压力达520KPa时，进行3分钟灭菌，排汽5，经10分钟真空干燥6后开门取出，经检测灭菌4后医疗垃圾1的细菌数量临界值Log₁₀≤5，灭菌彻底，无菌垃圾8含水率为6％。

实施例2

在同上的灭菌装置11中，按相同的步骤进行重复实施例1，但是调节脉动下限为-65KPa抽真空与脉动上限为65KPa压力通入蒸汽交替进行六次，可将灭菌装置11内的冷空气排除99.9％，调节灭菌温度至135℃、压力至215KPa，进行5分钟的灭菌4，排汽5，经6分钟真空干燥6后开门取出，经检测灭菌后医疗垃圾1的细菌数量临界值Log₁₀≤6，灭菌4彻底，无菌垃圾8含水率为15％。

实施例3

在同上的灭菌装置11中，按相同的步骤进行重复实施例1，但是调节脉动下限为-75KPa抽真空与脉动上限为75KPa压力通入蒸汽交替进行四次，可将灭菌装置11内的冷空气排除99.6％，调节灭菌温度至150℃、压力至390KPa，进行5分钟的灭菌4，排汽5，经15分钟真空干燥6后开门取出，经检测灭菌后医疗垃圾1的细菌数量临界值Log₁₀≤4，灭菌4彻底，无菌垃圾8含水率为5％。

实施例4

在同上的灭菌装置11，按相同的步骤进行重复实施例1，但是调节灭菌温度至130℃、压力至170KPa时，进行灭菌2，排汽5，真空干燥6后开门取出，包裹医疗垃圾1的塑料袋不破裂，医疗垃圾1没有充分裸露，经检测包裹的医疗垃圾1中细菌数量临界值Log₁₀≤50，灭菌4不彻底。

实施例5

在同上的灭菌装置11中，按相同的步骤进行重复实施例3，但是调节灭菌温度至175℃、压力至800KPa时，医疗垃圾1中的聚氯乙烯等塑胶有机物发生分解，产生刺激性气体，停止试验。

实施例6

在同上的灭菌装置11中，按相同的步骤进行重复实施例1，但是不进行脉动空气置换2，直接通入蒸汽，温度至150℃、压力至390KPa，经16分钟灭菌4后，排汽5，常温常压7开门取出，经检测灭菌后医疗垃圾1的细菌数量临界值Log₁₀≤20，灭菌4不彻底，医疗垃圾1含水率为25％。

实施例7

在同上的设备中，按相同的步骤进行重复实施例1，但医疗垃圾1含水较多，经检测灭菌4后医疗垃圾1的细菌数量临界值Log₁₀≤5，灭菌彻底，无菌垃圾8含水率达35％，不利于进一步分类处理9。

Claims (6)

1.一种医疗垃圾无害化处理的方法，该方法包括下述顺序的步骤：

(1)脉动空气置换〔2〕，将医疗垃圾〔1〕装车推入灭菌装置〔11〕内抽真空与通入蒸汽交替进行，用于排除灭菌装置〔11〕内医疗垃圾〔1〕的空气，脉动次数为1～10，其抽真空脉动下限为-50～-95KPa，通入蒸汽脉动上限为50～100KPa；

(2)升温升压〔3〕，用蒸汽使得灭菌装置〔11〕内温度升至134～184℃、压力升至210～1000KPa；

(3)灭菌〔4〕，在上述步骤(2)所述的温度和压力下进行2～30分钟灭菌〔4〕；

(4)排汽〔5〕，将灭菌装置〔13〕内的压力降低至常压；

(5)真空干燥〔6〕，减少在上述步骤(3)灭菌〔4〕后的无菌垃圾〔8〕含水率，干燥时间为5～30分钟；

(6)常温常压〔7〕，通入空气至常温常压，开启灭菌装置〔11〕的密封门，随车拉出无菌垃圾〔8〕。

2.根据权利要求1所述的医疗垃圾无害化处理的方法，该方法包括下述顺序的步骤：

(1)脉动空气置换〔2〕，将医疗垃圾〔1〕装车推入灭菌装置〔11〕内抽真空与通入蒸汽交替进行，用于排除灭菌装置〔11〕内医疗垃圾〔1〕的空气，脉动次数为2～6，其抽真空脉动下限为-65～-90KPa，通入蒸汽脉动上限为60～90KPa；

(2)升温升压〔3〕，用蒸汽使得灭菌装置〔11〕内温度升至134～170℃、压力升至210～700KPa；

(3)灭菌〔4〕，在上述步骤(2)所述的温度和压力下进行2～20分钟灭菌；

(4)排汽〔5〕，将灭菌装置〔11〕内的压力降低至常压；

(5)真空干燥〔6〕，减少无菌垃圾〔8〕的含水率，干燥时间为8～20分钟；

(6)常温常压〔7〕，通入空气至常温常压，开启灭菌装置〔11〕的密封门，随车拉出无菌垃圾〔8〕。

3.根据权利要求1或2所述的医疗垃圾无害化处理方法，进一步包括将上述步骤结束拉出的无菌垃圾〔8〕分类处理〔9〕。

4.一种用于实现权利要求1的方法的设备，该设备包括：

一台灭菌装置〔11〕，它由内层〔11a〕、外层〔11c〕及前后1～2道密封门所构成，内层〔11a〕与外层〔11c〕之间形成一夹层〔11b〕，夹层〔11b〕分别连通有一个安全阀〔f2〕、一个疏水阀〔f3〕一个压力控制器〔YK〕和一个夹层进汽阀〔F1〕，内层〔13a〕分别连通一个安全阀〔f2〕、一个连通空气的气动阀〔F4〕、一个内层进汽阀〔F2〕和一个控制内层进汽阀〔F2〕的压力变送器〔YP〕、一个抽空阀〔F3〕、一个单向阀〔f4〕，所述的灭菌装置〔11〕用来使医疗垃圾〔1〕灭菌〔4〕，产生无菌垃圾〔8〕；

一台真空泵〔B〕，它的进口连通一个冷凝器〔LN〕、一个抽空阀〔F3〕至灭菌装置〔11〕的内层〔13a〕，它的出口连通一个单向阀〔f4〕至排汽水管道，它的水封口连通一个冷凝进水阀〔F6〕、一个截止阀〔f5〕、一个过滤器〔GL〕至水源，排汽水管道连通一个疏水阀〔f3〕、一个单向阀〔f4〕至灭菌装置〔11〕的内层〔11a〕，冷凝器〔LN〕还分别连通排汽水管道、一个抽空阀〔F3〕至灭菌装置〔11〕的内层〔13a〕、一个泵进水阀〔F5〕至过滤器〔GL〕与水源，另一个疏水阀〔f3〕连通排汽水管道和灭菌装置〔11〕的夹层〔11b〕，所述的真空泵〔B〕用来排除灭菌装置〔11〕内医疗垃圾〔1〕的冷空气及部分水分；

一台锅炉〔10〕，它的蒸汽出口连通一个过滤器〔GL〕、一个调压阀〔f1〕和一个夹层进汽阀〔F1〕后一路分支至灭菌装置〔11〕的夹层〔11b〕，另一路至灭菌装置〔11〕内层〔11a〕，所述的锅炉〔10〕用来向灭菌装置〔11〕的夹层〔11b〕和内层〔11a〕提供蒸汽。

5.根据权利要求4所述的设备，灭菌装置〔11〕为卧式圆柱型或立式方型，其密封门采用机械液压或电动自锁机构，外层〔11c〕的外层面设有保温层。

6.根据权利要求4或5所述的设备，进一步包括一台自动控制仪〔12〕和一个铂热电阻〔BR〕，铂热电阻〔BR〕连接单向阀〔f4〕、抽空阀〔F3〕至灭菌装置〔11〕内层〔11a〕，自动控制仪〔12〕分别连接锅炉〔10〕的调压阀〔f1〕、内层进汽阀〔F2〕、夹层进汽阀〔F1〕，连接真空泵〔B〕的抽空阀〔F3〕、冷凝进水阀〔F6〕、泵进水阀〔F5〕、单向阀〔f4〕和设于内层〔11a〕的铂热电阻〔BR〕，连接压力控制器〔YK〕、压力变送器〔YP〕，所述的自动控制仪〔12〕用来动态显示、调控各步骤的工艺流程与工艺参数真空度、压力、温度、时间，铂热电阻〔BR〕用来检测传输温度值。

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