一種微型醫(yī)療廢棄物無害化處理裝置設(shè)計(jì)

許明濤，許鵬宇，鮑自敏

（1.湖北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 十堰 442000；2.湖北光輝節(jié)能科技有限公司，湖北 十堰 442000）

我國(guó)2003年非典型肺炎疫情，共波及266個(gè)縣、市、區(qū)，導(dǎo)致349人死亡，全國(guó)綜合損失2 000多億元。2004年禽流感疫情席卷美國(guó)和亞洲部分國(guó)家，中國(guó)、日本、越南等國(guó)上百萬家禽染病死亡，造成63人死亡，超過1.5億只禽類被撲殺，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)100億美元。新型冠狀病毒形成的社會(huì)公共衛(wèi)生危機(jī)，再次給全社會(huì)上了一次深刻的衛(wèi)生健康課，保持健康的生活環(huán)境，及時(shí)滅殺病毒，從源頭切斷病毒傳播，對(duì)維護(hù)我們的生命健康和社會(huì)的穩(wěn)定，至關(guān)重要。

一、偏遠(yuǎn)地區(qū)、鄉(xiāng)村醫(yī)療廢棄物的主要處置方法

國(guó)內(nèi)外針對(duì)醫(yī)療垃圾處理進(jìn)行強(qiáng)制立法，我國(guó)已經(jīng)在全國(guó)所有地級(jí)市成立了專業(yè)的醫(yī)療廢棄物處理機(jī)構(gòu)，利用密封倉(cāng)儲(chǔ)車到各個(gè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)進(jìn)行收集、轉(zhuǎn)運(yùn)、集中焚燒處理。

課題組通過對(duì)十堰、黃岡、黃石、襄陽(yáng)等湖北及鄰近省份的鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生室先將醫(yī)療廢棄物送到鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心醫(yī)院集中儲(chǔ)存，15～18天后才能被指定處理機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)運(yùn)走。醫(yī)療廢棄物蘊(yùn)含大量的病菌微生物，儲(chǔ)存期間一定會(huì)發(fā)生病菌微生物的滋生、繁殖、泄露，給儲(chǔ)存單位及周邊居民帶來較大的公共衛(wèi)生風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)、偏遠(yuǎn)縣，鄉(xiāng)村醫(yī)療廢棄物的主要處置方法為集中焚燒方式。焚燒處理效果好、技術(shù)要求不高，但是處理裝置龐大，建設(shè)及運(yùn)行成本高，有害垃圾需要較長(zhǎng)時(shí)間收集、轉(zhuǎn)運(yùn)，焚燒后易造成環(huán)境的二次污染。

因此，亟需開發(fā)小型具備即時(shí)消毒滅菌功能的醫(yī)療廢棄物處理裝備，用于偏遠(yuǎn)縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、礦山、海島、海洋平臺(tái)醫(yī)療廢棄物的及時(shí)消殺處理，對(duì)維護(hù)我們的健康和社會(huì)發(fā)展非常有必要。

二、處理裝置的技術(shù)要求

通過調(diào)研，需開發(fā)日處理量100～1 000 Kg的小、微型醫(yī)療廢棄物處理技術(shù)和設(shè)備，解決現(xiàn)有醫(yī)療廢棄物處理設(shè)施投資過大，小城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、海島、海洋平臺(tái)沒有醫(yī)療廢棄物處理設(shè)施，醫(yī)療廢棄物暫存、轉(zhuǎn)運(yùn)周期長(zhǎng)，病毒微生物存在滋生、繁殖、逃逸、污染環(huán)境的問題，符合國(guó)家醫(yī)療廢棄物處理要求的新處理技術(shù)，替代焚燒處理方法，解決醫(yī)療廢棄物焚燒過程產(chǎn)生廢氣污染周邊環(huán)境的問題，同時(shí)降低傳統(tǒng)焚燒處理的運(yùn)營(yíng)成本。新型醫(yī)療廢棄物處理技術(shù)大量應(yīng)用智能技術(shù)，最大限度地減少人工參與醫(yī)療廢棄物的處理過程，減少與有害廢棄物的接觸機(jī)會(huì)，保護(hù)操作人員安全。處理后的醫(yī)療廢棄物通過自動(dòng)機(jī)械設(shè)備將廢棄物粉碎、密封裝袋，并自動(dòng)堆碼到周轉(zhuǎn)架，避免現(xiàn)有醫(yī)療廢棄物在收集、暫存、轉(zhuǎn)運(yùn)過程中病菌滋生、逃逸、污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。

三、無害化處理裝置組成

微型醫(yī)療廢棄物無害化處理裝置外形如圖1所示。該處理裝置由4 200 V的高壓電器倉(cāng)、能容納715 L的有害垃圾處理倉(cāng)、運(yùn)行智能控制柜、配電柜、低壓電器倉(cāng)、200 L無害化垃圾周轉(zhuǎn)車等組成。微型醫(yī)療廢棄物無害化處理裝置構(gòu)成見圖2。

圖1 微型醫(yī)療廢棄物無害化處理裝置外形圖

圖2 微型醫(yī)療廢棄物無害化處理裝置構(gòu)成圖

四、無害化處理裝置消毒原理及步驟

首先開啟承壓密封蓋18，將待處理垃圾或醫(yī)療廢棄物投入處理倉(cāng)2內(nèi)，倒入的待處理垃圾或醫(yī)療廢棄物不得高于處理倉(cāng)上沿標(biāo)記位置，消毒人員將醫(yī)療廢棄物周轉(zhuǎn)箱放入提升機(jī)，提升機(jī)上的傳感器探測(cè)到周轉(zhuǎn)箱后，延遲5 min后，自動(dòng)提升到處理倉(cāng)并翻轉(zhuǎn)將醫(yī)療廢棄物送入粉碎倉(cāng)，延遲1 min后，密封蓋自動(dòng)關(guān)閉。電子稱重裝置對(duì)廢棄物重量進(jìn)行稱重，控制系統(tǒng)根據(jù)廢棄物重量控制隔膜泵運(yùn)行時(shí)間，由噴嘴霧化噴射一定數(shù)量的配方消毒劑。控制柜向粉碎機(jī)發(fā)出指令，將醫(yī)療廢棄物進(jìn)行破碎，并使消毒劑與廢棄物充分混合。微波磁控管啟動(dòng)運(yùn)行，對(duì)粉碎倉(cāng)內(nèi)醫(yī)療廢棄物進(jìn)行微波照射，微波頻率為2 450 Mhz±50 Mhz，消毒水迅速汽化成低壓蒸汽，粉碎倉(cāng)內(nèi)建立微波磁場(chǎng)，微生物和病菌DNA、RNA鏈鍵被破壞而被消殺。磁控管每組1只，共安裝4～10組。溫度傳感器對(duì)處理倉(cāng)內(nèi)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，溫度逐漸升高并維持105℃以上。壓力傳感器對(duì)處理倉(cāng)內(nèi)壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，壓力逐漸升高并維持0.9 MPa以上。滅菌時(shí)長(zhǎng)根據(jù)廢棄物重量和病菌殘留物檢測(cè)即時(shí)計(jì)算，通常為30～90 min。滅菌無害化處理結(jié)束后，出料翻板打開，旋轉(zhuǎn)刀具低速運(yùn)行，將全部廢棄物推出并自動(dòng)裝袋密封。廢棄物全部推出完成后，翻板重新關(guān)閉，霧化噴嘴重新對(duì)處理倉(cāng)噴藥，磁控管重新啟動(dòng)加熱升溫，設(shè)備處理倉(cāng)進(jìn)行自潔。自潔結(jié)束后，密封蓋自動(dòng)重新開啟，可進(jìn)行后續(xù)廢棄物處理。處理后的廢棄物可作為一般生活垃圾處理。

五、結(jié)論

采用本裝置進(jìn)行醫(yī)療廢棄物處理，不產(chǎn)生新的廢氣、廢水污染，更環(huán)保。新技術(shù)處理醫(yī)療廢棄物效率高，設(shè)備緊湊，占地面積小，投資門檻低，能滿足貧困地區(qū)、小城鎮(zhèn)用少量資金建設(shè)醫(yī)療廢棄物處理設(shè)施的需求。采用電能作為能源，醫(yī)療廢棄物處理過程自動(dòng)化，操作便捷，操作員無需專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)。滅菌消殺效果達(dá)100%，將高危的醫(yī)療廢棄物轉(zhuǎn)化為無害垃圾，避免醫(yī)療廢棄物暫存、轉(zhuǎn)運(yùn)過程二次病毒傳染、逃逸的風(fēng)險(xiǎn)。能耗更低，部分負(fù)載運(yùn)行成本低。以每批次處理700 L醫(yī)療廢棄物為例，僅需耗電20千瓦·時(shí)，解決了焚燒處理方式經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行與及時(shí)處理的矛盾。但因全程消殺過程自動(dòng)化、無人化，要求機(jī)電控制部分維護(hù)、維修人員技術(shù)水平較高；另外，整體裝置外形尺寸、重量仍然偏大，對(duì)邊遠(yuǎn)山區(qū)、海島等搬運(yùn)不便。隨著本處理裝置的使用及推廣，維護(hù)、維修人員可以按地區(qū)進(jìn)行培訓(xùn)或供方提供技術(shù)支持；對(duì)微處理裝置進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)改進(jìn)，便于拆卸安裝，有利于邊遠(yuǎn)山區(qū)、海島等搬運(yùn)使用。