生活垃圾焚燒廠協(xié)同處置醫(yī)療廢棄物的技術(shù)研究

馬津麟

（中城院（北京）環(huán)境科技股份有限公司，北京 100120）

1 研究背景

“十四五”規(guī)劃提出到2025年底，全國城鎮(zhèn)生活垃圾焚燒處理能力會達(dá)到每天80萬t左右，即在“十四五”期間，中國每天將新增12萬t的生活垃圾焚燒處理能力，遠(yuǎn)大于目前中國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理能力的缺口。雖然有些衛(wèi)生填埋場會隨著生活垃圾焚燒設(shè)施的啟用而轉(zhuǎn)變?yōu)轱w灰以及應(yīng)急填埋場，從而釋放一定量的生活垃圾處理能力的缺口，但全國正在逐步推進(jìn)生活垃圾分類收運(yùn)、分類處理，大量規(guī)劃和建設(shè)以堆肥、厭氧處理為主工藝的廚余垃圾處理處置設(shè)施。此外，中國目前多地的生活垃圾收運(yùn)體系，尤其是農(nóng)村垃圾的收運(yùn)體系的建設(shè)尚未健全，因而可以預(yù)計未來幾年，中國部分生活垃圾焚燒處理設(shè)施將面臨處理能力不足問題，部分垃圾焚燒發(fā)電設(shè)施將處于長期低負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)，不利于生活垃圾焚燒發(fā)電廠穩(wěn)定運(yùn)行與生活垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

實際上中國現(xiàn)有部分生活垃圾焚燒處理廠已經(jīng)面臨入場垃圾不足的問題，而與此同時，中國目前尚有大量一般工業(yè)有機(jī)固體廢棄物、市政污泥、餐廚垃圾及醫(yī)療廢物等尚未得到妥善處置。這些廢棄物中，許多均可采用焚燒的方式進(jìn)行處置，尤其像醫(yī)療廢棄物這種含有大量塑料的高熱值有機(jī)固體廢棄物。且在這幾年來，生活垃圾焚燒廠協(xié)同處置其他有機(jī)固體廢棄物的理念越來越受到認(rèn)可，眾多新建生活垃圾焚燒項目從可行性研究階段就充分考慮將焚燒廠服務(wù)區(qū)域內(nèi)的其他有機(jī)固體廢棄物協(xié)同處置，充分發(fā)揮生活垃圾焚燒廠的潛力。

2 生活垃圾焚燒廠協(xié)同處置醫(yī)療廢物的技術(shù)研究

醫(yī)療廢物雖屬于危險廢物（HW01），但《國家危險廢物名錄》（2021年版）明確規(guī)定：感染性廢物、損傷性廢物和病理性廢物（人體器官除外），按照HJ/T 276《醫(yī)療廢物高溫蒸汽集中處理工程技術(shù)規(guī)范（試行）》、HJ/T 228《醫(yī)療廢物化學(xué)消毒集中處理工程技術(shù)規(guī)范（試行）》和HJ/T 229《醫(yī)療廢物微波消毒集中處理工程技術(shù)規(guī)范（試行）》進(jìn)行處理后，可以進(jìn)入生活垃圾填埋場填埋或進(jìn)入生活垃圾焚燒廠焚燒，對其運(yùn)輸過程和處置過程實施豁免管理。因此，在嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范對醫(yī)療廢物進(jìn)行預(yù)處理后，這些類別的醫(yī)療廢物可以進(jìn)入生活垃圾焚燒廠協(xié)同焚燒處置，處置過程無需按照危險廢物管理。

由于醫(yī)療廢物是嚴(yán)禁跨行政區(qū)域運(yùn)輸和處理處置的，因此許多小城鎮(zhèn)的醫(yī)療廢物的待處理量不大。單獨(dú)集中消毒處理既無法實現(xiàn)對醫(yī)療廢物的減量化和資源處置，還會受到填埋庫容有限等因素的限制。若單獨(dú)設(shè)置醫(yī)療廢物焚燒處理設(shè)施，設(shè)備投資大、占地大，且其煙氣處理等工藝的運(yùn)行成本高，整體醫(yī)療廢物的處置費(fèi)用高。因此，在醫(yī)療廢物待處理規(guī)模較小時，適宜與生活垃圾焚燒廠協(xié)同處置，有利于降低成本。彭小龍[1]以廣西某處理規(guī)模為10 t/d的醫(yī)療廢物處置項目為例，將協(xié)同處置與醫(yī)療廢物單獨(dú)高溫處置進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)對比分析，結(jié)果表明協(xié)同處置比單獨(dú)處置時的項目收益率提高了約1%，項目投資回收期減少了1年。醫(yī)療廢物與生活垃圾協(xié)同處置時，常采用的工藝流程為高溫蒸汽集中處理+協(xié)同焚燒。由于醫(yī)療廢物具有一定的感染性，故而需要在進(jìn)入焚燒廠前，使用生活垃圾焚燒處理廠產(chǎn)生的飽和蒸汽對其進(jìn)行消毒處理。同時，高溫蒸汽處理所產(chǎn)生的冷凝液被收集消毒后，送至生活垃圾焚燒處理廠的滲瀝液處理站與滲瀝液協(xié)同處置或者消毒后，按照GB 18466—2016《醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)排放；高溫蒸汽處理產(chǎn)生的廢氣送至垃圾坑與垃圾坑原有臭氣一起被送至焚燒爐處置或者直接作為一次風(fēng)被送至焚燒爐中處置。

醫(yī)療廢物中氯元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)遠(yuǎn)高于生活垃圾，張懷強(qiáng)[2]的研究表明一般醫(yī)療廢物中含氯塑料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為8%～18%。肖志偉[3]的研究表明醫(yī)療廢物中的氯元素主要來自于含氯塑料，含氯塑料中氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33%～56%，而其他組分中氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均低于0.2%。彭小龍[1]的研究表明，中國人均生活垃圾產(chǎn)量為0.6～1.3 kg/d，醫(yī)療廢物的人均產(chǎn)量為0.006～0.008 kg/d，約為生活垃圾平均產(chǎn)量的0.05%～1.3%。由于協(xié)同處置時，醫(yī)療廢物與生活垃圾不可能完全混合均勻，因此部分時段中，醫(yī)療廢物的摻燒比例會高于1.3%。當(dāng)其摻燒比例約為5%時，煙氣中氯元素變化會超過50%，即煙氣中HCⅠ的質(zhì)量濃度變化很可能會超過50%。雖然生活垃圾焚燒處理廠煙氣處理設(shè)施處理HCⅠ的效率很高，處理HCⅠ的難度較低，但HCⅠ質(zhì)量濃度大幅度變化還是會對煙氣系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。此外，氯元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)與二噁英的產(chǎn)生有一定關(guān)系。因此在協(xié)同處置醫(yī)療廢物時，生活垃圾處理廠應(yīng)密切關(guān)注煙氣排放情況，加強(qiáng)對二噁英等非在線監(jiān)測污染物的定期檢測，并應(yīng)盡量提高醫(yī)療廢物與生活垃圾混合的均勻性，保證煙氣可以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

除常態(tài)化的協(xié)同處置外，在疫情期間，生活垃圾焚燒處理廠可以臨時直接協(xié)同處置部分醫(yī)療廢物。《國家危險廢物名錄》（2021年版）明確規(guī)定：重大傳染病期間產(chǎn)生的醫(yī)療廢物，按事發(fā)地的縣級以上人民政府確定的處置方案進(jìn)行運(yùn)輸和處置，對運(yùn)輸和處置過程實施豁免管理。生態(tài)環(huán)境部于2020-01-28印發(fā)的《新型冠狀病毒感染的肺炎疫情醫(yī)療廢物應(yīng)急處置管理與技術(shù)指南（試行》提出以設(shè)區(qū)的市為單位，統(tǒng)籌應(yīng)急處置設(shè)施資源，建立肺炎疫情醫(yī)療廢物應(yīng)急處置資源清單，并明確將可移動式醫(yī)療廢物處置設(shè)施、危險廢物焚燒設(shè)施、生活垃圾焚燒設(shè)施、工業(yè)爐窯等納入肺炎疫情醫(yī)療廢物應(yīng)急處置資源清單。

醫(yī)療廢物，尤其是疫情期間的醫(yī)療廢物，多為使用后的一次性醫(yī)療耗材與器械（口罩、防護(hù)服、手套、注射器等），相對生活垃圾而言，其熱值偏高。同時，協(xié)同處置醫(yī)療廢物時，會因其含有酒精而容易引燃，也可能造成料斗回火。因此生活垃圾中的摻燒醫(yī)療廢物的比例應(yīng)受到限制。中國部分地區(qū)有應(yīng)急狀態(tài)下生活垃圾焚燒廠摻燒醫(yī)療廢物比例的相關(guān)規(guī)定。例如上海市制定的DB 31/768—2013《生活垃圾焚燒大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定了在應(yīng)急狀態(tài)下，除化學(xué)性廢物以外的醫(yī)療廢物在經(jīng)過技術(shù)論證并獲相關(guān)管理部門批準(zhǔn)后，可以與生活垃圾共同焚燒處理。醫(yī)療廢物共焚燒處理量不應(yīng)超過生活垃圾焚燒設(shè)施處理能力的5%。

在新型冠狀病毒疫情期間，中國許多地區(qū)的生活垃圾焚燒處理廠臨時直接協(xié)同處置了部分醫(yī)療廢物，例如武漢市生活垃圾焚燒廠提供了100 t/d的應(yīng)急醫(yī)療廢物處理能力；山東省汕尾市按照1%比例協(xié)同焚燒醫(yī)療廢物；山東省東營市、福建省莆田市、廣東省珠海市和湖北省仙桃市等地均將醫(yī)療廢物的協(xié)同處置比例控制在5%以下[4]。

在疫情狀態(tài)下，生活垃圾焚燒處理廠直接協(xié)同處置醫(yī)療廢物時，除需要控制摻燒比例外，還需要關(guān)注以下問題[4]：①由于應(yīng)急期間，醫(yī)療廢物未經(jīng)高溫蒸汽集中處理，而直接與生活垃圾協(xié)同焚燒，因此，應(yīng)盡量在源頭上對醫(yī)療廢物進(jìn)行分類，不能將感染風(fēng)險極大的醫(yī)療廢物送至生活垃圾焚燒廠直接協(xié)同處置。②需要對感染性醫(yī)療廢物加強(qiáng)消毒處理工作。③生活垃圾焚燒處理設(shè)施在直接協(xié)同處理醫(yī)療廢物的過程中，需要對上料程序進(jìn)行調(diào)整。因為生活垃圾進(jìn)入生活垃圾焚燒廠一般需要在垃圾池堆放發(fā)酵5～7 d才可入爐焚燒，而醫(yī)療廢物的處理對及時性有較高的要求?！夺t(yī)療廢物集中處置技術(shù)規(guī)范》（試行）中規(guī)定：在重大傳染病發(fā)生期間，醫(yī)療廢物采用高溫焚燒處置，運(yùn)抵處置場所的醫(yī)療廢物盡可能做到隨到隨處置，在處置單位的暫時貯存時間最多不得超過12 h。④直接協(xié)同處置醫(yī)療廢物期間，生活垃圾焚燒廠應(yīng)通過設(shè)立單獨(dú)卸料口（如可通過檢修電梯直接翻斗進(jìn)料）、改用彎鉤和網(wǎng)兜配套抓料（不用抓斗）、視頻監(jiān)控指導(dǎo)精細(xì)化投料等措施，盡量縮短其在垃圾料坑的停留時間，降低醫(yī)療廢物包裝破損可能性，盡量避免破袋所帶來的二次污染。⑤需要嚴(yán)格對垃圾料坑實行“微負(fù)壓”制度，垃圾池氣體被收集后直接進(jìn)入焚燒爐處置，以保證即使包裝破損，其中的感染性物質(zhì)也不會釋放到環(huán)境中。⑥焚燒廠相關(guān)工作人員需穿著防護(hù)服，做好防護(hù)工作。

本文推薦了一些工程實踐的具體做法，通常醫(yī)療垃圾經(jīng)過常規(guī)高溫蒸煮工藝+破碎后可直接進(jìn)入垃圾儲坑中，一般情況下可以單獨(dú)放置在垃圾池的單獨(dú)料坑中不和生活垃圾混合，當(dāng)然也可以選擇不設(shè)置垃圾料坑直接和生活垃圾混合，以此保證每批次進(jìn)入垃圾受料斗的混合垃圾熱值均勻為最佳進(jìn)料方式。在應(yīng)急情況下，醫(yī)療垃圾可以通過密閉的通道采用機(jī)械輸送的方式直接進(jìn)入垃圾受料斗，選擇的機(jī)械輸送裝置應(yīng)可以保證進(jìn)料均勻，不使混合后的垃圾熱值出現(xiàn)波動為佳。關(guān)于醫(yī)療垃圾的進(jìn)料頻次和單次進(jìn)料量，本文建議以多次、少量、均勻為原則。在項目開始階段，焚燒主廠房的布置就應(yīng)該考慮醫(yī)療垃圾進(jìn)料系統(tǒng)的布置和輸送系統(tǒng)的便利性。摻燒醫(yī)療垃圾后，會造成混合垃圾熱值提高，對提高產(chǎn)蒸汽量和發(fā)電量有好處，但是因為煙氣中氯離子增加，對余熱鍋爐受熱面的高溫腐蝕產(chǎn)生一定的影響，建議采用堆焊等方式緩解余熱鍋爐受熱面耐腐蝕的問題。煙氣中酸性氣體增加，在爐排材質(zhì)的選擇和耐火材料的選擇方面應(yīng)進(jìn)行針對性調(diào)整。如對摻燒醫(yī)療垃圾生產(chǎn)的爐渣進(jìn)行綜合利用，協(xié)同處置后產(chǎn)生的爐渣必須經(jīng)過浸出毒性檢測合格后才可被綜合利用。關(guān)于煙氣凈化工藝，目前實踐項目采用的半干法+干法的傳統(tǒng)工藝可以滿足生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)的要求。從投資和運(yùn)營成本方面看，通過單獨(dú)上一套醫(yī)療垃圾蒸煮工藝+單獨(dú)上一套生活垃圾焚燒工藝比生活垃圾焚燒主廠房內(nèi)配置一套醫(yī)療垃圾焚燒裝置經(jīng)濟(jì)型較差，因此協(xié)同處置工藝采用焚燒主廠房內(nèi)合理優(yōu)化布置既可以節(jié)省項目投資也可以節(jié)約運(yùn)行成本。

3 結(jié)語

本文闡述了生活垃圾焚燒處理廠協(xié)同處置醫(yī)療廢物的意義與必要性，總結(jié)了其與政策的相符性，歸納了技術(shù)上的可行性與重難點(diǎn)，分析了其在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢，并提供了相關(guān)的實際工程案例做法。生活垃圾焚燒廠協(xié)同處置醫(yī)療廢棄物不僅可以解決生活垃圾焚燒行業(yè)面臨的局部地區(qū)入廠生活垃圾不足、處理能力過剩的問題；還可以有效解決區(qū)域內(nèi)醫(yī)療垃圾的處理處置、減量化與資源化問題，且有利于無廢城市的建設(shè)；與此同時，還可有效提高生活垃圾焚燒廠的經(jīng)濟(jì)效益，有利于生活垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)的長期、可持續(xù)發(fā)展。因此，生活垃圾發(fā)電廠協(xié)同處置其他有機(jī)固體廢棄物是生活垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)的重要發(fā)展趨勢之一。