醫(yī)療廢物焚燒爐污泥摻燒技術(shù)的應(yīng)用與設(shè)計(jì)

李慧穎，鄒振裕，林錦棠，王文祥*，項(xiàng)家成

（1.廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院，廣東佛山 528216；2.佛山市危險(xiǎn)廢物安全處置與綜合利用工程技術(shù)研究中心，廣東佛山 528216；3.佛山市綠健醫(yī)療廢物處置有限公司，廣東佛山 528135）

隨著疫情的發(fā)展，全國(guó)醫(yī)療污泥的產(chǎn)量大幅增長(zhǎng)，及時(shí)、安全、妥善處置醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)的醫(yī)療廢水污泥（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“醫(yī)療污泥”）是守好疫情防控的重要一環(huán)。在醫(yī)院廢水處理工藝流程中有大約80%的病原體和大約90%的寄生蟲(chóng)卵會(huì)進(jìn)入醫(yī)院污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥中[1]。醫(yī)療污泥中致病微生物的潛在威脅引起了科研人員的關(guān)注，醫(yī)療污泥的無(wú)害化處置成為目前的研究焦點(diǎn)。

《醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18466—2005）中明確規(guī)定“柵渣、化糞池和污水處理站污泥屬危險(xiǎn)廢物，應(yīng)按危險(xiǎn)廢物進(jìn)行處理和處置”[2]。2003年我國(guó)環(huán)保部頒布的《醫(yī)院污水處理技術(shù)指南》第六章中明確規(guī)定，醫(yī)療污泥必須經(jīng)由極其嚴(yán)密的消毒工藝處理，才可保證在整個(gè)過(guò)程中相關(guān)人員的人身安全，最終還要進(jìn)行焚燒處理。但醫(yī)院醫(yī)療污泥委托處理費(fèi)用昂貴，導(dǎo)致很多醫(yī)療污泥長(zhǎng)期堆存，造成醫(yī)療污泥環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)具有多因性、復(fù)雜性和不確定性。目前國(guó)內(nèi)對(duì)醫(yī)療廢物的處理基本上采用焚燒處理，焚燒技術(shù)在處理醫(yī)療廢物方面有許多優(yōu)點(diǎn)，無(wú)害化程度高。將醫(yī)療污泥脫水后摻入醫(yī)療廢物中進(jìn)入現(xiàn)有醫(yī)療廢物焚燒爐高溫燃燒處置，可保證污泥的無(wú)害化處置及節(jié)省處理成本。近年來(lái)，陸續(xù)有醫(yī)療污泥處理工程在我國(guó)投入運(yùn)行，采用的技術(shù)方案主要是與危險(xiǎn)廢物摻燒，取得了較好的運(yùn)行業(yè)績(jī)。優(yōu)化醫(yī)療污泥處理與處置設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療污泥處置的簡(jiǎn)便，保證無(wú)害化處置對(duì)于推動(dòng)醫(yī)院污泥處理技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展具有重要意義，是非常必要的。本文首先對(duì)醫(yī)療污泥性質(zhì)和摻燒對(duì)焚燒爐的影響進(jìn)行介紹，然后對(duì)醫(yī)療污泥摻燒工程設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，為醫(yī)療廢物焚燒爐污泥摻燒項(xiàng)目的建設(shè)提供技術(shù)參考。

1 醫(yī)療污泥的基本性質(zhì)

掌握醫(yī)療污泥的性質(zhì)和含水率，是合理處置醫(yī)療污泥并無(wú)害化處置的基礎(chǔ)。醫(yī)療污泥相對(duì)密度較小、比表面積和含水率高。pH在6.7～6.9，屬于中性，含水率介于90.7%～96.6%，經(jīng)機(jī)械脫水后含水率可降至 80%以下。大多數(shù)樣品中檢測(cè)到汞、鎘、鉻、砷和鉛等重金屬的含量都偏小?？偞竽c桿菌的數(shù)量在3.17×106～3.5×107cfu/g[6]。以佛山市某醫(yī)療機(jī)構(gòu)污泥為例，對(duì)污泥樣品進(jìn)行分析，污泥中鋁、硅、鐵、鈣、磷元素含量較高，與其水處理過(guò)程中所用水處理藥劑有關(guān)，其他重金屬元素含量較低。細(xì)菌總數(shù)5.0×109MPN/kg，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限值，可見(jiàn)處理后的醫(yī)療污泥長(zhǎng)期堆存可能存在一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)醫(yī)療廢物焚燒爐摻燒，在焚燒爐1 000℃以上高溫焚燒處置非常有必要。醫(yī)療污泥的熱值約8 372-12 558kJ/kg，低位熱值較低，而且灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高，所以焚燒性能較差。從成分分析結(jié)果來(lái)看，醫(yī)療污泥中氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低，硫、氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高。

2 醫(yī)療污泥摻燒對(duì)焚燒爐的影響

醫(yī)療污泥的主要成分與醫(yī)療廢物有較大區(qū)別，熱值也偏低，污泥摻燒后勢(shì)必會(huì)對(duì)焚燒爐的燃燒與污染物的排放產(chǎn)生一定影響。當(dāng)前國(guó)內(nèi)對(duì)醫(yī)療污泥摻燒研究較少，對(duì)市政污泥摻燒探討較多。部分學(xué)者開(kāi)始了污泥摻燒技術(shù)的研究，包括實(shí)驗(yàn)室研究和燃煤電站摻燒實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，污泥小比例摻燒下，對(duì)爐膛溫度沒(méi)有大的影響，焚燒爐及相關(guān)設(shè)施運(yùn)行穩(wěn)定。付建平等以某生活垃圾焚燒廠摻燒10%市政污泥的生活垃圾為研究對(duì)象，對(duì)廢氣、飛灰、爐渣及用于摻燒的污泥中 17 種二噁英的含量進(jìn)行了測(cè)定，并分析了其指紋分布特征。結(jié)果表明：摻燒10%的市政污泥后，廢氣中二噁英的去除率為 99.4%，低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。王琳琳以某垃圾焚燒發(fā)電廠焚燒爐為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，進(jìn)行為期 7d的市政污泥摻燒實(shí)驗(yàn)，摻燒污泥后飛灰中鎘、爐渣中鉻、煙氣中煙塵污染物濃度增大。煙氣中污染物的排放均符合國(guó)家污染控制標(biāo)準(zhǔn)，其中二噁英、氯化氫濃度值均控制在較低的范圍內(nèi)，污泥中大部分重金屬殘留在灰渣中。

3 污泥摻燒技術(shù)應(yīng)用案例介紹

目前，很多大中型城市都存在醫(yī)療污泥無(wú)害化處置難的問(wèn)題。僅武漢一市，年產(chǎn)醫(yī)療污泥9 000～10 000t左右，且無(wú)較好的處置方式。經(jīng)過(guò)環(huán)保部門(mén)及相關(guān)科研機(jī)構(gòu)的研究，陸續(xù)開(kāi)啟了現(xiàn)有電廠摻燒污泥試點(diǎn)，武鋼有限鋼電公司的大型燃煤電廠鍋爐具備無(wú)害化處理大量醫(yī)療污泥的載荷能力，獲得醫(yī)療污泥處置許可單位，并準(zhǔn)予開(kāi)展武漢市醫(yī)療污泥聯(lián)合處置試點(diǎn)工作，解決了武漢市醫(yī)療污泥處置的難點(diǎn)。隨之而來(lái)，幾個(gè)醫(yī)療污泥處理工程在我國(guó)陸續(xù)投入運(yùn)行，采用的技術(shù)方案主要是摻燒進(jìn)入燃煤電廠鍋爐或危險(xiǎn)廢物焚燒爐，取得了較好的運(yùn)行業(yè)績(jī)。東莞市醫(yī)療廢物處理中心采用立式熱解焚燒爐處理，前期進(jìn)行了醫(yī)療污泥摻燒研究，相關(guān)環(huán)境影響評(píng)價(jià)已通過(guò)評(píng)審，目前已開(kāi)展醫(yī)療污泥摻燒工作。清遠(yuǎn)市永合環(huán)保工程有限公司具備醫(yī)療廢物經(jīng)營(yíng)許可證，目前該企業(yè)處置醫(yī)療廢水污泥采用摻燒處置的方式。

佛山市綠健醫(yī)療廢物處置有限公司具備收運(yùn)處置醫(yī)療廢物的能力。老廠具有法國(guó)ATI醫(yī)療廢物臥式熱解爐焚燒線1條（設(shè)計(jì)焚燒量15t/d），高溫蒸煮線2條（蒸煮能力共20t/a）；新廠具有一階段立式熱解焚燒爐25t/a（已投產(chǎn)）；二階段立式熱解焚燒爐10t/a（待建），目前整個(gè)醫(yī)廢廠處置能力為焚燒規(guī)模40t/a、高溫蒸煮規(guī)模20t/a。老廠入爐醫(yī)療垃圾設(shè)計(jì)低位熱值為13 813.8kJ/kg，進(jìn)爐垃圾熱量可在額定值的 60%～110%波動(dòng)。由于近年來(lái)醫(yī)療廢物種類(lèi)比例變化，實(shí)際入爐醫(yī)療垃圾熱值為16 744kJ/kg左右，高于設(shè)計(jì)熱值，造成焚燒系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)超溫保護(hù)，因而影響垃圾處理量。為了解決佛山醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)醫(yī)療廢水污泥處理出路難問(wèn)題，同時(shí)解決醫(yī)廢廠入爐垃圾熱值過(guò)高的問(wèn)題，經(jīng)專(zhuān)家論證評(píng)審，生態(tài)環(huán)境局批復(fù)同意，醫(yī)療廢物摻入低熱值的醫(yī)療污泥進(jìn)行摻燒處置。該公司醫(yī)療污泥摻燒處置主要技術(shù)路線為醫(yī)療污泥經(jīng)化學(xué)消毒后，進(jìn)入移動(dòng)式脫水設(shè)備進(jìn)行脫水處理，含水率不高于80%，脫水后污泥經(jīng)過(guò)包裝消毒后，由醫(yī)療廢物收運(yùn)車(chē)，送至佛山市綠健醫(yī)療廢物處置有限公司進(jìn)行協(xié)同焚燒處置，最后灰渣固化后檢測(cè)達(dá)標(biāo)進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)專(zhuān)區(qū)填埋。2020年下半年對(duì)臥式熱解爐焚燒線進(jìn)行了醫(yī)療污泥摻燒實(shí)驗(yàn)，結(jié)合摻燒結(jié)果來(lái)看，摻燒效果較好，各項(xiàng)指標(biāo)滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)排放要求。

4 醫(yī)療污泥摻燒工程設(shè)計(jì)關(guān)鍵問(wèn)題探討

利用現(xiàn)有焚燒設(shè)備摻燒處置醫(yī)療污泥是一種趨勢(shì)，在技術(shù)上是可行的，對(duì)爐膛溫度、焚燒設(shè)備和污染物排放的影響比較有限。在污泥摻燒技改過(guò)程中，還應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下問(wèn)題。

4.1 醫(yī)療污泥摻燒量的確定

污泥的摻燒量應(yīng)根據(jù)推薦的污泥摻燒比例、焚燒爐運(yùn)行情況及污染物排放情況等綜合考慮來(lái)確定。結(jié)合污泥含水率及熱值，以及焚燒爐設(shè)計(jì)熱值及入爐醫(yī)療廢物的熱值，選取幾組污泥摻燒比進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察焚燒爐運(yùn)行情況，分別在各組正常焚燒后采集爐渣樣品，每次監(jiān)測(cè)平行采樣3次，取平均值，獲取煙氣在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及廢水水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。在不同摻燒比情況下，對(duì)焚燒爐運(yùn)行情況、煙氣排放情況、焚燒爐渣中的重金屬等進(jìn)行分析。

4.2 醫(yī)療污泥的脫水

由于醫(yī)療污泥量少、分散且具有一定的傳染性，在設(shè)備選型方面必須慎之又慎。為提高工作效率，降低處理成本，減少對(duì)環(huán)境的影響，綜合考慮選用疊螺式壓濾機(jī)脫水設(shè)備較為合適。這類(lèi)設(shè)備雖然泥餅含水率較高，但體積小，運(yùn)行可靠，密封性好，管理難度低。以此同時(shí)，為方便后續(xù)日常操作，可采用貨車(chē)車(chē)廂撬裝模式，將脫水設(shè)備安裝至專(zhuān)用改裝車(chē)輛在現(xiàn)場(chǎng)接通水電后即可運(yùn)行，將污泥含水率控制在80%及以下，并密閉包裝，滿足后續(xù)運(yùn)輸處置的條件。由于醫(yī)療污泥可能存在病毒、細(xì)菌及異味，有一定的感染性風(fēng)險(xiǎn)，為防止對(duì)操作人員造成傷害，保證現(xiàn)場(chǎng)操作人員人身安全，操作期間設(shè)置作業(yè)專(zhuān)區(qū)，操作人員務(wù)必佩戴防護(hù)目鏡、防護(hù)手套、防護(hù)鞋、防毒面罩/口罩、防護(hù)服等防護(hù)用品。

4.3 醫(yī)療污泥的儲(chǔ)運(yùn)

醫(yī)療污泥的特征與感染性醫(yī)療廢物較為相近，且根據(jù)相關(guān)管理規(guī)定，如具有感染性污泥，應(yīng)按感染性廢物管理。由于感染性很難排除和控制，為防止在運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生二次污染，建議參照醫(yī)療廢物收運(yùn)方式管理醫(yī)療污泥最為穩(wěn)妥的。因此脫水后的醫(yī)療污泥，經(jīng)過(guò)密封包裝后消毒，進(jìn)入醫(yī)廢周轉(zhuǎn)桶，由醫(yī)廢收運(yùn)特種車(chē)輛進(jìn)行全程密閉收運(yùn)，并做好收運(yùn)聯(lián)單的填寫(xiě)和存檔。按照《醫(yī)療廢物專(zhuān)用包裝袋、容器和警示標(biāo)志標(biāo)準(zhǔn)》（HJ 421—2008）中的規(guī)定，采用專(zhuān)門(mén)定做的專(zhuān)用容器進(jìn)行醫(yī)療廢物收集。醫(yī)療污泥的轉(zhuǎn)運(yùn)屬于特殊行業(yè)，需按照國(guó)家和當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)醫(yī)療廢物轉(zhuǎn)運(yùn)的規(guī)定進(jìn)行運(yùn)輸，組建專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸車(chē)隊(duì)。嚴(yán)格按照《醫(yī)療廢物轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)技術(shù)要求》（GB 19217—2003）進(jìn)行。

5 結(jié)論與建議

對(duì)醫(yī)療污泥性質(zhì)、醫(yī)療污泥摻燒對(duì)焚燒爐的影響及污泥摻燒應(yīng)用案例進(jìn)行了介紹，并對(duì)摻燒工程設(shè)計(jì)的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了探討。研究結(jié)果表明，依托現(xiàn)有的醫(yī)療廢物焚燒線進(jìn)行醫(yī)療污泥摻燒在技術(shù)上是可行的，可實(shí)現(xiàn)醫(yī)療污泥的減量化、無(wú)害化和規(guī)模化處置，符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策要求，是一種有效的醫(yī)療污泥處理處置途徑。建議在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中要制定有效的管理規(guī)章制度，嚴(yán)格按照相關(guān)的制度及規(guī)范操作，防止出現(xiàn)事故性排放，務(wù)必加強(qiáng)對(duì)環(huán)保設(shè)施的運(yùn)行管理及實(shí)時(shí)檢測(cè)，確保污泥摻燒后污染物排放達(dá)到總量控制指標(biāo)的要求，同時(shí)應(yīng)重視引進(jìn)和建立先進(jìn)的環(huán)保管理模式。加強(qiáng)醫(yī)療污泥在廠內(nèi)處置期間的環(huán)境管理，各污泥來(lái)源單位來(lái)料時(shí)，應(yīng)核實(shí)各單位來(lái)料，對(duì)污泥的交接過(guò)程予以詳細(xì)臺(tái)賬記錄。