某醫(yī)療廢物處置中心焚燒處置設(shè)施性能測試研究

郝元峰 范海旺 韓鳳云

摘 要：本文著眼于某企業(yè)醫(yī)療廢物處置項目，使用AB熱解焚燒爐焚燒裝置對醫(yī)療廢物進行處置。依據(jù)檢測結(jié)果及環(huán)保處置設(shè)施運行情況，對其焚燒處置的效果進行評價，為醫(yī)療廢物的無害化有效處置及環(huán)境監(jiān)管部門的環(huán)境管理提供技術(shù)依據(jù)，為醫(yī)療廢物的性能測試工作提供案例分析。

關(guān)鍵詞：醫(yī)療廢物，焚燒處置，性能測試

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.15.034

Study on Performance Test of Incineration Disposal Facility in a Medical Waste Disposal Center

HAO Yuan-feng1 FAN Hai-wang1 HAN Feng-yun2

（1. Shandong Bluetown Analysis and Test Co.， Ltd.； 2. Shandong Institute for Product Quality Inspection）

Abstract： An enterprise uses AB pyrolysis incinerator to dispose medical waste. The paper evaluates the effect of incineration disposal based on the test results and the operation of environmental protection disposal facilities， provides technical basis for harmless and effective disposal of medical waste and environmental management of environmental supervision department， and provides case analysis for the performance test of medical waste.

Keywords： medical waste， incineration disposal， performance test

某醫(yī)療廢物焚燒處置中心建有一座日處理量為10 t/d的醫(yī)療廢物處置系統(tǒng)（焚燒爐為熱解氣化AB爐2臺），并配備相應(yīng)的環(huán)保設(shè)施，年處理量為3600 t/360 d。該醫(yī)療廢物處置項目處理的醫(yī)療廢物主要來源于其所處市、縣的醫(yī)院產(chǎn)生的含有大量的致病菌和有毒有害物質(zhì)的醫(yī)療廢物（HW01）、廢藥物、藥品（HW03）等。為了明確該醫(yī)療廢物焚燒系統(tǒng)的處置效果，需開展焚燒裝置性能測試工作。性能測試工作不僅為危險廢物經(jīng)營許可證的核發(fā)提供了重要技術(shù)支撐，還對醫(yī)療廢物的無害化處置及環(huán)境監(jiān)管部門的環(huán)境管理提供技術(shù)依據(jù)。

1 焚燒設(shè)施簡介

該企業(yè)醫(yī)療廢物焚燒系統(tǒng)采用雙爐（AB爐）并聯(lián)交互運行的形式，包括2個熱解氣化系統(tǒng)、高溫氣相二燃室（二燃室）、冷爐系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)、點火及輔助燃燒系統(tǒng)等幾個部分組成。采用“SNCR+急冷半干除酸噴淋系統(tǒng)+消石灰/活性炭噴射脫酸+袋式除塵器+活性炭吸附” 的方式凈化煙氣有害物質(zhì)[1]。

該焚燒系統(tǒng)是采用缺氧熱解原理[1]，供給不足量的助燃空氣，使醫(yī)療廢物在一定溫度范圍內(nèi)進行熱解。熱解后的煙氣在二燃室內(nèi)進行高溫焚燒（≥850℃，使用柴油助燃），并確保停留時間≥2S，使煙氣在爐內(nèi)充分分解焚燒，確保分解效率超過99.9%后，進入余熱利用系統(tǒng)進行余熱的回收利用，使得高溫?zé)煔饨抵?50℃左右。煙氣從焚燒系統(tǒng)出來后進入到環(huán)保設(shè)施進行進一步的處理，達(dá)標(biāo)后進行排放。為抑制二英的生成，該環(huán)保設(shè)施配備了急冷裝置（煙氣溫度在1秒內(nèi)迅速從550℃降至180℃，避免在200℃至500℃區(qū)間內(nèi)二英的生成[2]和活性炭吸附裝置[3]；為控制廢氣中氮氧化物的含量，采用SNCR裝置來去除廢氣中的氮氧化物[4]；使用消石灰來吸收廢氣中產(chǎn)生的氯化氫等酸性氣體[5]，從而使得廢氣能夠達(dá)標(biāo)排放。

2 入爐廢物分析

該項目收集的醫(yī)療廢物包括各醫(yī)療單位的診療室、檢驗室、手術(shù)室、病理解剖室、候診室、處置室、病房帶菌污物，劇毒違禁藥品廢棄物，理療廢棄物，檢驗、解剖后的殘渣（血、尿、糞、痰、藥）、手術(shù)殘體殘渣、廢棄的醫(yī)療器具、護理后的廢棄品、病人食物殘渣等帶菌廢棄物，是含有大量病原菌及有毒物質(zhì)的垃圾。

對該處置中心的入爐廢物按照物理特性進行分析，可以劃分為可燃類和非可燃類兩種，其中可燃類占比達(dá)到（83.76%）。包含：紙類（14.22%）、纖維布類（15.21%）、飯菜果皮類（4.61%）、塑料類（22.78%）、皮革橡膠類（18.00%）、其它（8.94%）；非可燃類占比達(dá)到（16.24%）。包含：金屬類（1.36%）、玻璃類（14.88%）。

對焚燒的醫(yī)療廢物的化學(xué)組成進行檢測，檢測結(jié)果見圖1。

通過對醫(yī)療廢物的物理特性和化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)分析得出，醫(yī)療廢物中可燃成分主要是塑料、橡膠、纖維布類、紙類等，其中可燃成分達(dá)到83%以上，且熱值比較大，并且醫(yī)療廢物可以自燃熱解，產(chǎn)氣量穩(wěn)定。熱解焚燒的方式處理醫(yī)療廢物不僅能做到有害廢物的減量化，還能有效地處理廢物中致病菌等有毒有害微生物。因此，醫(yī)療廢物采用熱解焚燒的方式進行處理是非常適宜的。

3 性能測試工作內(nèi)容

為掌握焚燒爐性能情況，達(dá)到經(jīng)營許可證申領(lǐng)要求，需要對焚燒爐進行性能測試，確保焚燒系統(tǒng)污染排放能滿足《區(qū)域性大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB37/2376-2019）表1重點控制區(qū)和《醫(yī)療廢物處理處置污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 39707-2020）表1、表4標(biāo)準(zhǔn)要求。依據(jù)《危險廢物（含醫(yī)療廢物）焚燒處置設(shè)施性能測試技術(shù)規(guī)范》（HJ 561-2010）開展性能測試工作，對焚燒系統(tǒng)性能指標(biāo)，設(shè)備運行參數(shù)及達(dá)標(biāo)排放情況進行測試。主要測試內(nèi)容如下：

（1）性能指標(biāo)

包括焚燒爐溫度、煙氣時間、燃燒效率、重金屬去除率等，限值見表1。

（2）設(shè)備運行參數(shù)

設(shè)備運行參數(shù)分為廢物進料特性（廢物進料、重金屬進料及有機氯進料等的速率）、焚燒工藝參數(shù)（煙氣急冷前氧含量、焚燒系統(tǒng)二燃室進出口處溫度、煙氣急冷之前煙氣流量、煙氣凈化設(shè)施出口煙氣流量和焚燒爐進料口處最小負(fù)壓）及凈化設(shè)備運行參數(shù)（急冷塔進出口溫度、煙氣凈化設(shè)施入口氣體溫度、布袋除塵器的壓差、堿性物及活性炭噴入速率）三類。

（3）煙氣排放指標(biāo)

測試內(nèi)容包括《區(qū)域性大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB37/2376-2019）和《醫(yī)療廢物處理處置污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB39707—2020）中規(guī)定的相關(guān)大氣污染物排放指標(biāo)。

3.1 測試基質(zhì)及物料投加

根據(jù)《危險廢物（含醫(yī)療廢物）焚燒處置設(shè)施性能測試技術(shù)規(guī)范》（HJ 561-2010）要求，本次性能測試期間所選焚燒基質(zhì)為正常運行期間的醫(yī)療廢物；廢物中有機氯的含量通過加入四氯化碳來調(diào)配，從而測定氯化氫去除率；廢物中重金屬汞的含量通過加入重金屬的化合物來調(diào)配，從而確定重金屬去除率。

性能測試前對焚燒廢物基體進行了檢測，根據(jù)檢測結(jié)果計算確定最低的藥劑投加量，最終投加量均在上述計算結(jié)果的基礎(chǔ)上增加不同的倍數(shù)，以滿足性能測試的要求。

如何投加試劑是性能測試工作的第一步，由于該焚燒爐的主要采用的是雙爐（AB爐）并聯(lián)交互運行系統(tǒng)，在工作期間為全密封的狀態(tài)，因此，無法在焚燒爐爐體上進行測試試劑的投加操作，為保障性能測試工作的進行，上述稱量好的藥劑混溶，通過計量泵勻速打入熱解汽化爐與二燃室之間的物料口，再在廢氣處理設(shè)施進出口進行測量。

3.2 性能測試步驟

具體步驟如下：

第一步：進行常規(guī)指標(biāo)（錫、銻、銅、錳、鎳、鉻、砷、鉛、鎘、鉈、汞及其化合物、顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氯化氫、二噁英類等）的檢測工作。每臺檢測一個周期。

第二步：首先進行工況調(diào)整（工況要求達(dá)到90%以上）和在線儀表核查等，使流動工況穩(wěn)定，然后開始性能指標(biāo)的檢測（焚燒爐溫度、煙氣停留時間、燃燒效率、重金屬去除率等），每臺檢測一個周期，AB爐共計檢測一天。

根據(jù)化驗結(jié)分析焚燒處置設(shè)施的運行情況是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

4 測試結(jié)果

4.1 廢物特征參數(shù)

因醫(yī)療廢物的特殊屬性，為防止人員直接或間接受病毒感染，基質(zhì)檢測選取未使用的隔離服、橡膠手套、無紡布、針管和瓜果皮等進行組合模擬醫(yī)療廢物進行檢測。測試內(nèi)容包含有機氯、重金屬、含硫量和發(fā)熱量等，具體情況見表2。

在入廠測試前，按照上述測量結(jié)果進行藥劑的配置。

4.2 系統(tǒng)性能指標(biāo)測試

在醫(yī)廢焚燒系統(tǒng)的煙氣凈化設(shè)施進口和排放口測定煙氣的流量和煙氣中的氯化氫、重金屬、顆粒物的濃度。依據(jù)《危險廢物（含醫(yī)療廢物）焚燒處置設(shè)施性能測試技術(shù)規(guī)范》（HJ 561-2010）中的相關(guān)計算公式對氯化氫檢測結(jié)果進行分析處理。分析結(jié)果見表3。

4.3 煙氣排放達(dá)標(biāo)測試

該醫(yī)療廢物處置中心焚燒處置設(shè)施開展了煙氣排放指標(biāo)檢測，對測量數(shù)據(jù)進行了匯總整理分析。煙氣排放指標(biāo)檢測結(jié)果見表4。

根據(jù)本次檢測結(jié)果分析可知，該醫(yī)療廢物處置中心焚燒處置設(shè)施煙氣各項排放指標(biāo)均能夠滿足上述標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.4 設(shè)備運行參數(shù)

對醫(yī)廢焚燒系統(tǒng)生產(chǎn)線的設(shè)備運行參數(shù)分別進行了整理，包括焚燒爐溫度、廢物進料速率、重金屬進料速率、各個工段煙氣中的溫度、急冷之前和煙氣出口處的煙氣流量以及焚燒爐負(fù)壓等。設(shè)備運行參數(shù)見表5。

根據(jù)表5設(shè)備運行參數(shù)一覽表中的數(shù)據(jù)可以看出：焚燒爐高溫段溫度均能高于850℃；半干急冷塔前后溫度滿足《危險廢物集中焚燒處置工程建設(shè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T176-2005）要求；焚燒爐運行過程中能保證系統(tǒng)處于負(fù)壓狀態(tài)，可有效避免有害氣體逸出。但是由于缺失布袋除塵器壓差測量裝置，無法進行布袋除塵器前后的壓差的統(tǒng)一。

通過對比AB爐的運行參數(shù)可以看出，B爐在運行過程中投加的尿素的量較多，但是對醫(yī)療廢物的焚燒效果沒有顯著的提高，因此，在運行過程中，需要優(yōu)化尿素等環(huán)保耗材的使用，避免過量的使用，帶來資源的浪費和環(huán)保成本的增加。

5 結(jié) 論

根據(jù)本次性能測試結(jié)果可知焚燒爐煙囪出口中的顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、二噁英類等達(dá)標(biāo)排放指標(biāo)的最大排放濃度，均滿足相應(yīng)的DB37/2376-2019《區(qū)域性大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》表1重點控制區(qū)和GB 39707-2020《醫(yī)療廢物處理處置污染控制標(biāo)準(zhǔn)》表4標(biāo)準(zhǔn)要求。

焚燒處置設(shè)施運行參數(shù)滿足HJ561-2010《危險廢物（含醫(yī)療廢物）焚燒處置設(shè)施性能測試技術(shù)規(guī)范》工藝運行要求；A爐技術(shù)性能指標(biāo)：燃燒效率（99.96%滿足標(biāo)準(zhǔn)≥99.92%的要求）、高溫段溫度（高溫段上游點1014.3～1168.2℃、高溫段下游點926.0～942.3℃，均高于1100℃）、一氧化碳（測量小時均值7 mg/m3、24小時均值1.41 mg/m3，均小于小時均值100 mg/m3、24小時均值80 mg/m3標(biāo)準(zhǔn)要求）、煙氣含氧量（測量值6.55%～6.89%，在6%～15%標(biāo)準(zhǔn)值區(qū)間范圍內(nèi)）、煙氣停留時間（測量值2.7 s>2 s標(biāo)準(zhǔn)值）和熱灼減率（測量值為2.8%<5%標(biāo)準(zhǔn)值）指標(biāo)。B爐技術(shù)性能指標(biāo)：燃燒效率（測量值99.9%滿足標(biāo)準(zhǔn)≥99.9%的要求）、高溫段溫度（高溫段上游點1011.90～1182.60℃、高溫段下游點875.90～946.70℃，均高于1100℃標(biāo)準(zhǔn)值）、一氧化碳（測量小時均值< 3 mg/m3、24小時均值1.41 mg/m3，均小于小時均值100 mg/m3、24小時均值80 mg/m3標(biāo)準(zhǔn)要求）、煙氣含氧量（測量值6.83%～7.13%，在6%～15%標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間范圍內(nèi)）、煙氣停留時間（測量值2.7 s>2 s標(biāo)準(zhǔn)值）和熱灼減率（測量值為4.2%<5%標(biāo)準(zhǔn)值）指標(biāo)均能夠滿足GB 39707-2020《醫(yī)療廢物處理處置污染控制標(biāo)準(zhǔn)》表1要求；A爐氯化氫去除效率為98.3%、顆粒物去除效率為97.4%、汞及其化合物去除效率為98.88%。B爐氯化氫去除效率為99.6%、顆粒物去除效率為97.3%、汞及其化合物去除效率為99.97%，污染治理設(shè)施整體運轉(zhuǎn)較好。綜上所述，本次性能檢測期間該醫(yī)療廢物處置中心焚燒裝置工況負(fù)荷85%～90%情況下，醫(yī)療廢物處置中心焚燒處置設(shè)施：設(shè)備運行參數(shù)、污染物排放指標(biāo)和焚燒爐的技術(shù)性能指標(biāo)均能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，性能測試結(jié)果滿意。但是，在運行過程中需要加強對環(huán)保設(shè)施耗材的使用管理，合理配置相關(guān)資源。并且，在處理處置設(shè)施運行期間要加強對醫(yī)療廢物接收區(qū)域、轉(zhuǎn)運通道及其他接觸醫(yī)療廢物等場所的消毒。

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作者簡介

郝元峰，碩士，工程師，主要負(fù)責(zé)環(huán)境監(jiān)測相關(guān)方面的工作。

范海旺，本科，工程師，主要負(fù)責(zé)環(huán)境監(jiān)測相關(guān)方面的工作。

韓風(fēng)云，碩士，工程師，主要負(fù)責(zé)環(huán)境監(jiān)測相關(guān)方面的工作。

（責(zé)任編輯：袁文靜）