RU2811430C1 - Способ утилизации медицинских отходов - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области термической утилизации медицинских отходов, кроме радиоактивных, в местах их образования с использованием пиролизной технологии. Способ утилизации медицинских отходов заключается в том, что медицинские отходы загружают в пиролизную установку, производят их обработку в бескислородной атмосфере с последующим сжиганием, а образовавшийся после дожига шлам выгружают и захоранивают или отправляют на переработку. При этом предварительно собранные в контейнер смешанные медицинские отходы загружают в пиролизную установку, электропитание которой обеспечивается мотор-генератором. Затем производят сушку отходов при температуре 90-100°С с помощью вакуумного водяного насоса и электронагревателей пиролизной установки, газообразные отходы от сушки пропускают через воду водяного насоса и подают в бак с водой, химическую нейтральность которой поддерживают путем подачи в нее кислоты или щелочи. При достижении влажности 5-10% находящихся в пиролизной установке отходов, подачу газов в вакуумный водяной насос прекращают, а температуру нагрева в пиролизной установке увеличивают до 400-600°С. Образующиеся пиролизные газы подают в двигатель мотор-генератора в качестве топлива, а выхлопные газы двигателя направляют через вакуумный водяной насос в бак с водой. При достижении порогового значения концентрации пиролизных газов в пиролизной установке, в нее подают кислород из электролизера, дожигают остатки отходов при температуре 1100-1200°С и после дожига отходов выгружают шлам. Причем образующийся при электролизе водород подают в двигатель мотор-генератора в качестве топлива, а выхлопные газы из электролизера направляют через вакуумный водяной насос в бак с водой. При этом регулирование кислотности воды в баке и в электролизере, регулирование подачи газов из пиролизной установки в вакуумный водяной насос и в двигатель мотор-генератора, регулирование подачи водорода в двигатель мотор-генератора осуществляют автоматически центральным контроллером с программным обеспечением путем получения сигналов от контролирующих устройств и передачи их управляющим клапанам. Технический результат заключается в снижении трудоемкости за счет утилизации всех медицинских отходов на местах их образования без разделения на классы отходов с использованием автоматизитрованной системы управления при сохранении экологической и климатической нейтральности в зоне утилизации. фиг. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к области термической утилизации медицинских отходов, кроме радиоактивных, в местах их образования с использованием пиролизной технологии. К таким отходам относятся: отходы класса А- неопасные отходы (пищевые отходы всех подразделений ЛПУ, кроме инфекционных и фтизиатрических, мебель, инвентарь, строительный мусор и т. п.),отходы класса Б - опасные (рискованные) отходы (потенциально инфицированные отходы, материалы и инструменты, загрязненные выделениями, в т. ч. кровью, органические операционные и патологоанатомические отходы и т. п.), отходы класса В - чрезвычайно опасные отходы (материалы, контактирующие с больными особо опасными инфекциями, отходы фтизиатрических и микологических больниц и т. п.) и отходы класса Г - отходы, по составу близкие к промышленным (просроченные лекарственные средства и дезсредства, отходы от лекарственных и диагностических препаратов, ртутьсодержащие предметы, приборы и оборудование, и т. п.).

Известен способ пиролизной утилизации медицинских отходов класса А и Б без предварительного обеззараживания отходов (информация из сети Интернет «Пиролиз медицинских отходов» https://medothod.ru/utilizacija-medicinskih-othodov/piroliz-medicinskih-othodov)

При использовании этого способа, выделяющийся в процессе газификации хлорсодержащих материалов активный хлор нейтрализуется, что исключает вредные выбросы. При обработке медицинских отходов с галогеновыми соединениями также не образуется токсичных веществ.

Недостатком этого способа является утилизация медицинских отходов только классов А и Б, что требует предварительной сортировки, кроме того получаемый в результате сжигания шлак токсичен и имеет высокую влажность.

Известен способ утилизации медицинских отходов в местах их образования, при котором для их транспортировки к месту высокотемпературного обеззараживания отходы разделяют на три потока: отходы класса А - эпидемиологически безопасные отходы, приближенные по составу к твердым бытовым отходам, отходы класса Б - эпидемиологически опасные отходы, и отходы класса В - чрезвычайно эпидемиологически опасные отходы; при этом сбор медицинских отходов осуществляют в одноразовые устройства для сбора отходов, которые размещают на стойках-тележках, собранные таким образом герметично упакованные медицинские отходы транспортируют к месту их высокотемпературного обеззараживания и деструкции, которые осуществляют в дезинфекторе-деструкторе при температуре не менее 180°C в течение 15-60 минут, при этом конкретные условия высокотемпературного обеззараживания и деструкции отходов устанавливают в соответствии с классом и структурой медицинских отходов, а контроль обеззараживания и деструкции осуществляют по термоиндикаторной метке, расположенной на устройстве для сбора отходов, затем подвергнутые обработке отходы помещают в межкорпусные контейнеры для транспортировки на полигон хранения твердых бытовых отходов (патент RU № 2546232, МПК В09В3/00, 2015 г.).

Недостатком этого способа является необходимость сортировки отходов, герметичной их упаковке, использование специальных тележек и контейнеров для транспортировки к месту обеззараживания, а затем - на полигон хранения твердых бытовых отходов. Т.е. способ достаточно трудоемкий и затратный по времени. Кроме того, утилизация медицинских отходов данными способом не экологична за счет выбросов в атмосферу вредных веществ, образующихся при сжигании медицинских отходов.

Известен способ утилизации медицинских отходов включающий разделение всех отходов в местах их образования в каждой медицинской организации в зависимости от класса отходов на четыре потока: поток отходов класса А, поток отходов классов Б, В, за исключением органических и патолого-анатомических отходов, поток отходов классов Б, В: органические и патолого-анатомические отходы, и поток класса Г и транспортировку на централизованный участок по обращению с медицинскими отходами в регионе, затем потоки классов Б и В, за исключением органических и патолого-анатомических отходов, обеззараживают низкотемпературным аппаратным методом, а именно обеззараживают водяным насыщенным паром под избыточным давлением, затем производят сортировку на конвейере потоков классов А, Б, В и Г, за исключением органических и патолого-анатомических отходов, для формирования новых потоков отходов в зависимости от их морфологического состава, при этом новые потоки отходов включают: - потоки отходов класса А, включающие бумажные, полимерные, стеклянные и металлические отходы, а также потоки отходов классов Б, В, включающие полимерные, лабораторные, стекло, металл, которые обезвреживают механической деструкцией путем прессования или шредирования, исключающей их повторное применение, и затем перерабатывают во вторичное сырье; - потоки прочих отходов класса А, прочих отходов классов Б и В, за исключением органических и патолого-анатомических отходов, отходов классов Б, В: органические и патолого-анатомические отходы обезвреживают термическим методом - сжиганием отходов в инсинераторе или термическим разложением отходов в пиролизной установке, далее производят захоронение золы на полигоне - поток отходов класса Г: рентгеновские, ртутьсодержащие, фармацевтические, обезвреживают соответствующим для каждого вида отходов методом и затем производят захоронение на полигоне (патент RU № 2782652, МПК В09В3/00, 2021 г.).

Недостатком этого способа является необходимость сортировки отходов в местах их образования, транспортировку их на централизованный участок по обращению с медицинскими отходами в регионе, где происходит еще одна сортировка отходов в зависимости от их морфологического состава, после чего часть отходов идет на переработку, а остальная часть сжигается в инсинераторе или подвергается термическому разложению в пиролизной установке с последующим захоронением золы на полигоне. Т.е. этот способ также достаточно трудоемкий и затратный по времени его осуществления. Кроме того, утилизация медицинских отходов данными способом не экологична за счет выбросов в атмосферу вредных веществ, образующихся при сжигании медицинских отходов.

Способ по патенту RU № 2782652 наиболее близок к предложенному, в связи с чем принят за прототип.

Технический результат заявленного способа заключается в снижении трудоемкости за счет утилизации всех медицинских отходов, кроме радиоактивных, на местах их образования, без разделения на классы отходов, с использованием автоматизитрованной системы управления, при сохранении экологической и климатической нейтральности в зоне утилизации.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе утилизации медицинских отходов, при котором медицинские отходы загружают в пиролизную установку, производят их обработку в бескислородной атмосфере с последующим сжиганием, а образовавшийся после дожига шлам выгружают и захоранивают или отправляют на переработку, предварительно собранные в контейнер смешанные медицинские отходы загружают в пиролизную установку, электропитание которой обеспечивается мотор-генератором, производят сушку отходов при температуре 90-100°С с помощью вакуумного водяного насоса и электронагревателей пиролизной установки, газообразные отходы от сушки пропускают через воду водяного насоса и подают в бак с водой, химическую нейтральность которой поддерживают путем подачи в нее кислоты или щелочи, при достижении влажности 5-10% находящихся в пиролизной установке отходов, подачу газов в вакуумный водяной насос прекращают, а температуру нагрева в пиролизной установке увеличивают до 400-600°С, образующиеся пиролизные газы подают в двигатель мотор-генератора в качестве топлива, а выхлопные газы двигателя направляют через вакуумный водяной насос в бак с водой, при достижении порогового значения концентрации пиролизных газов в пиролизной установке, в нее подают кислород из электролизера и дожигают остатки отходов при температуре 1100-1200°С, при этом образующийся при электролизе водород подают в двигатель мотор-генератора в качестве топлива, поддерживая при этом оптимальную концентрацию щелочи в электролизере, выхлопные газы которого направляют через вакуумный водяной насос в бак с водой, после дожига отходов, выгружают шлам, при этом регулирование кислотности воды в баке и в электролизере, регулирование подачи газов из пиролизной установки в вакуумный водяной насос и в двигатель мотор-генератора, регулирование подачи водорода в двигатель мотор-генератора осуществляют автоматически центральным контроллером с программным обеспечением путем получения сигналов от соответствующих контролирующих устройств и передачи их управляющим клапанам.

После выгрузки шлама в работающий двигатель мотор-генератора для его очистки из пиролизной установки с помощью насоса-дозатора подают водяной пар, а из электролизера - водород.

В процессе утилизации медицинских отходов, осуществляют контроль воздуха пробоотборником.

Изобретение иллюстрируется чертежом фиг. 1, на котором представлена схема устройства, реализующего заявленный способ, общий вид.

Способ утилизации медицинских отходов осуществляется на месте образования медицинских отходов, например, на территории больничного комплекса.

Процесс утилизации можно разделить условно на пять циклов.

Цикл 1

Включают мотор-генератор 1, обеспечивая электропитание пиролизной установки 2. Предварительно собранные в накопительный контейнер 2 смешанные медицинские отходы классов А, Б, В, Г, не сортируя, загружают в пиролизную установку 3 с помощью загрузочного приспособления (на чертеже не показано).

Цикл 2

Производят вакуумную сушку отходов с помощью вакуумного водяного насоса 4 и электронагревателей 5 пиролизной установки 3 при температуре 90-100°С.

Газообразные отходы от сушки через открытый управляющий клапан 6 и через воду вакуумного водяного насоса поступают в бак 7 с оборотной водой. С помощью электронного РН-метра 8 контролируют кислотность (РН7) воды, химическую нейтральность которой поддерживают путем подачи в нее кислоты или щелочи из емкостей, соответственно, 9,10, которые сообщены с баком 7 через управляющие клапана, соответственно, 11,12.

Процесс сушки контролируют электронным измерителем влажности 13. При достижении влажности 5-10% находящихся в пиролизной установке 3 отходов, управляющий клапан 6 закрывают, прекращая подачу газов в вакуумный водяной насос 4.

Цикл 3

Температуру нагрева в пиролизной установке 3 увеличивают до 400-600°С. Образующиеся во время горения пиролизные газы через управляющий клапан 14 подают в двигатель мотор-генератора 1 в качестве топлива, а образующиеся выхлопные газы направляют через вакуумный водяной насос 4 в бак 7 для их нейтрализации. Процесс пиролиза контролируют электронным газоанализатором 15, а процесс нагрева контролируют инфракрасным термометром 16. При достижении порогового значения концентраций пиролизных газов, определяемых газоанализатором 15, осуществляют переход к следующему циклу.

Цикл 4

Из электролизера 17 через управляющий клапан 18 подают кислород в пиролизную установку 3, где происходит дожигание остатков отходов при температуре 1100-1200°. Образующийся в электролизере 17 водород через управляющий клапан 19 подают в двигатель мотор-генератора 1 в качестве топлива. При этом оптимальную концентрацию щелочи в электролизере поддерживают за счет ее подачи из емкости 10 через управляющий клапан 20. Выхлопные газы от работы двигателя мотор-генератора 1 и продукты горения поступают через вакуумный водяной насос 4 в бак 7 с водой, где очищаются.

Конец этого цикла контролируют инфракрасным термометром 16, фиксирующим падение температуры в пиролизной установке 3 ввиду прекращения процесса горения.

Цикл 5.

В этом последнем цикле происходит выгрузка шлама в приемный колодец. Одновременно в работающий двигатель подается с помощью насоса - дозатора 21 водяной пар из пиролизной установки через управляющий клапан 14 с примесью водорода из электролизера, происходит очистка двигателя.

Далее происходит остывание установки.

Шлам может быть захоронен или же переработан, например, в цемент.

В течение всего времени работы установки внешняя атмосфера контролируется пробоотборником (на схеме не показан).

Управление клапанами 6, 11,12, 14, 18, 19, 20 осуществляется автоматически с использованием программного обеспечения центрального контроллера 22, а именно.

Регулирование кислотности воды в баке 7 и в электролизере 17 осуществляется по сигналу электронного РН-метра 8, поступающему в центральный контроллер 21, который подает сигнал на открытие/закрытие управляющих клапанов 11, 12, 20 регулирующих подачу кислоты и щелочи из емкостей 9, 10 в бак 7 и щелочи из емкости 10 - в электролизер 17.

Подачу газов из пиролизной установки 3 в вакуумный водяной насос 4 происходит по сигналу от электронного измерителя влажности 13, поступающему в центральный контроллер 22, который подает сигнал на открытие/закрытие управляющего клапана 6.

Подачу газов из пиролизной установки 3 в двигатель мотор-генератора 1 осуществляют через управляющий клапан 14 по сигналу с центрального контроллера 22, переданного от инфракрасного термометра16.

Подачу кислорода из электролизера 17 в пиролизную установку 3 осуществляют через управляющий клапан 18, по сигналу с центрального контроллера 22, переданного от инфракрасного термометра16.

Подачу водорода из электролизера 17 в двигатель мотор-генератора 1 осуществляют через управляющий клапан 19 по сигналу с центрального контроллера 22, переданного от инфракрасного термометра16.

Для контроля работы вакуумного водяного насоса предусмотрен дифференциальный манометр 23. При снижении порогового значения давления в вакуумном насосе, дифференциальный манометр 23 подает сигнал в центральный контроллер 22, который отключает работу пиролизной установки 3.

Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники, известным из научно-технической и патентной документации на дату приоритета, не выявило решений, которым присущи признаки, идентичные всем признакам, содержащимся в заявленной формуле изобретения, т.е., совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна и не тождественна каким-либо известным техническим решениям, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенное техническое решение не следует для специалиста явным образом из уровня техники, поскольку не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с его отличительными признаками. Т.е. заявленное решение имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование этих признаков в заявленной совокупности существенных признаков дает возможность получить новый технический результат - снижение трудоемкости за счет утилизации всех медицинских отходов, кроме радиоактивных, на местах их образования, без разделения на классы отходов, с использованием автоматизитрованной системы управления, при сохранении экологической и климатической нейтральности в зоне утилизации.

Следовательно, предложенное техническое решение получено путем творческого подхода и неочевидно для среднего специалиста в этой области, т.е. имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.

Данное техническое решение промышленно применимо, поскольку в описании к заявке и названии указано его назначение, оно может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".

Ниже приведен пример осуществления заявленного способа.

Описанный выше способ будет реализован следующим образом на территории одной из городских больниц города Саратов, с использованием пиролизной установки производительностью 500 кг в сутки.

Медицинские отходы классов А, Б, В, Г собирают в общий накопительный контейнер 2 без сортировки по классам.

После заполнения контейнера, все его содержимое загружают в пиролизную установку 3 с помощью загрузочного приспособления (на чертеже не показано). Включают мотор-генератор 1, обеспечивая электропитание пиролизной установки. Начинается процесс утилизации, который осуществляется автоматически с использованием программного обеспечения центрального контроллера 22.

Сначала отходы осушают с помощью вакуумного водяного насоса 4 и электронагревателей 5 пиролизной установки 3 при температуре 95°С.

Газообразные отходы от сушки через открытый управляющий клапан 6 проходят через воду вакуумного водяного насоса 4 и поступают в бак 7 с оборотной водой, где очищаются. С помощью электронного РН-метра 8 контролируют кислотность (РН7) воды, добавляя в нее кислоту или щелочь из емкостей, соответственно, 9,10, которые сообщены с баком 7 через управляющие клапана, соответственно, 11,12.

Процесс сушки контролируют электронным измерителем влажности 13 марки Аэркон-П. При достижении влажности 5-10% находящихся в пиролизной установке 3 отходов, управляющий клапан 6 закрывают, прекращая подачу газов в вакуумный водяной насос 4.

После этого температуру нагрева в пиролизной установке 3 увеличивают до 550°С. Пиролизные газы через управляющий клапан 14 поступают в двигатель мотор-генератора 1 в качестве топлива, а образующиеся выхлопные газы направляют через вакуумный водяной насос 4 в бак 7 с оборотной водой. Процесс пиролиза контролируют электронным газоанализатором 15, а процесс нагрева контролируют инфракрасным термометром 16.

При достижении порогового значения концентраций пиролизных газов в пиролизной установке, определяемых газоанализатором 15, в пиролизную установку 3 подают кислород из электролизера 17 через управляющий клапан 18. Происходит дожигание остатков отходов при температуре 1150°С. Образующийся в электролизере 17 водород через управляющий клапан 19 подают в двигатель мотор-генератора 1 в качестве топлива. При этом оптимальную концентрацию щелочи в электролизере поддерживают за счет ее подачи из емкости 10 через управляющий клапан 20. Выхлопные газы от работы двигателя мотор-генератора 1 и продукты горения поступают через вакуумный водяной насос 4 в бак 7 с водой, где очищаются.

После прекращения процесса горения, шлам из пирлизной установки выгружают в приемный колодец, расположенный возле установки. Одновременно с этим осуществляют очистку двигателя мотор-генератора 1. Для этого в работающий двигатель подают с помощью насоса - дозатора 21 водяной пар из пиролизной установки через управляющий клапан 14 с примесью водорода из электролизера.

Далее происходит остывание установки.

При суточной норме переработки медотходов 1 куб. метр, очистка накопительного колодца производится не чаще 1 раза в 2 месяца.

В течение всего времени работы установки внешняя атмосфера контролируется пробоотборником П4-2Э (на схеме не показан).

Использование заявленного способа позволит снизить трудоемкость за счет утилизации всех медицинских отходов, кроме радиоактивных, на местах их образования, без разделения на классы отходов, с использованием автоматизированной системы управления, при сохранении экологической и климатической нейтральности в зоне утилизации.

Реализация заявленного способа позволит также:

- уменьшить выброс углеводородных соединений в атмосферу;

- обеспечить, в короткие сроки монтаж и эксплуатацию технических средств оборудования, за счет простоты конструкций и технических решений, необходимых для реализации заявленного способа.

Claims (11)

1. Способ утилизации медицинских отходов, при котором медицинские отходы загружают в пиролизную установку, производят их обработку в бескислородной атмосфере с последующим сжиганием, а образовавшийся после дожига шлам выгружают и захоранивают или отправляют на переработку, отличающийся тем, что

- предварительно собранные в контейнер смешанные медицинские отходы загружают в пиролизную установку, электропитание которой обеспечивается мотор-генератором,

- производят сушку отходов при температуре 90-100°С с помощью вакуумного водяного насоса и электронагревателей пиролизной установки,

- газообразные отходы от сушки пропускают через воду водяного насоса и подают в бак с водой, химическую нейтральность которой поддерживают путем подачи в нее кислоты или щелочи,

- при достижении влажности 5-10% находящихся в пиролизной установке отходов, подачу газов в вакуумный водяной насос прекращают, а температуру нагрева в пиролизной установке увеличивают до 400-600°С,

- образующиеся пиролизные газы подают в двигатель мотор-генератора в качестве топлива, а выхлопные газы двигателя направляют через вакуумный водяной насос в бак с водой,

- при достижении порогового значения концентрации пиролизных газов в пиролизной установке, в нее подают кислород из электролизера и дожигают остатки отходов при температуре 1100-1200°С, при этом образующийся при электролизе водород подают в двигатель мотор-генератора в качестве топлива, а выхлопные газы из электролизера направляют через вакуумный водяной насос в бак с водой,

- после дожига отходов, выгружают шлам,

при этом регулирование кислотности воды в баке и в электролизере, регулирование подачи газов из пиролизной установки в вакуумный водяной насос и в двигатель мотор-генератора, регулирование подачи водорода в двигатель мотор-генератора осуществляют автоматически центральным контроллером с программным обеспечением путем получения сигналов от контролирующих устройств и передачи их управляющим клапанам.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после выгрузки шлама в работающий двигатель мотор-генератора для его очистки из пиролизной установки с помощью насоса-дозатора подают водяной пар, а из электролизера – водород.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в процессе утилизации медицинских отходов, осуществляют контроль воздуха пробоотборником.