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    高溫蒸煮組合微波技術在處置醫療廢物上的優勢

    作者:Admin 日期:2020-04-08 點擊:471

     在中小城市醫療廢物產生量沒到穩定焚燒處置條件下,使用高溫蒸煮組合微波技術處置醫療廢物存在技術成本上的優勢,主要表現在節水、節能,此項技術處置可靠,通過提高溫度,設備存在擴大處置規模的優勢,可降低中小城市醫廢處置成本,對保障中心城市醫廢安全處置有積極意義。

     

    關鍵詞非焚燒技術;醫療廢物;高溫蒸汽;微波

     

    0、引言

    在國內中小城市,由于醫療廢物每日的產生量只有幾噸,量比較少,不足以啟動焚燒處置方案從而導致連續 24 小時焚燒處置醫療廢物焚燒裝置要求 24 小時處置, 煙氣穩定處置經濟費用低, 同時生活垃圾填埋場也需要比較富裕的空地, 因此非焚燒方案處置醫療廢物就成為他們最好的選擇3-4。 非焚燒方案,主要有高溫蒸煮、微波消毒、微波復合高溫蒸汽、化學消毒(干法常用且成熟)、低溫等離子體滅菌急使用3。 在環保部發布的醫療廢物高溫蒸汽集中處置技術規范中指出適用于處置感染性廢物和損傷 性廢物,不適用于病理性廢物、藥物性廢物、化學性廢物2。 在國家環保部發布的醫療廢物微波消毒集中處理工程技術規范中指出適用于感染性廢物、損傷性廢物、病理性廢物(人體器官和傳染性動物尸體除外)1。從兩則規范中可以看到,高溫蒸煮聯合微波處置醫療廢物適用于感染性廢物和損傷性廢物的處置,對病理、藥物化學廢物不具有處置適合性。 但是從實際處置來看,適合的時間對病理性廢物的處置是可行的, 目前的難點在于倫理上的沖突矛盾。

    1、技術條件對比

    高溫蒸煮的常規適合條件是 135 攝氏度、表壓力210Kpa,滅菌時間要求不小于 45 分鐘[2]。 從目前運行的設備來看,基本的廢水產生量在 0.5 噸/每處理一噸醫療廢物,廢水的產生,主要是因為設備的表面散熱導致內部溫度和壓力損失,需要補充蒸汽源。

    微波處置的常規適合條件是大于 95 攝氏度,作用時間大于 45 分鐘, 波長采用民用加熱波長 915 兆赫茲或者 2450 兆赫茲1]。 從目前運行設備來看,由于醫療廢物中的金屬器件比較多,比重在 10%~15%,所以導致在處置過程中打火現象嚴重,局部溫度處理有異常,導致處置過程中起火燃燒現象時有發生。

    從兩者的技術規范上可以看出,如果聯合作用的情況下,必須滿足 135 攝氏度,45 分鐘的作用時間,如果溫度升高處置可以縮短作用時間, 仍然不能大于170 ,因為在這個溫度下,聚氯乙烯有分解的可能, 會產生有害氣體。

    2、原因分析

    那為何會產生聯合處置的設備呢? 這還要從微波的特性說起來,微波是電磁波的一類,主要是指波長 1mm  1m  , 300GHz 300MHz 之間。 為了防止微波對無線電通信、廣播和雷達的干擾,國際上規定用于微波加熱和微波干燥的頻率有四段,分別為:L 段,頻率為 890940MHz,中心波長 0.330m;S 段,頻率為 24002500MHz, 中心波長為0.122m;C 段, 頻率為 57255875MHz, 中心波長為0.052m;K 段, 頻率為 2200022250MHz, 中心波長為0.008m。 后兩種由于磁控管價格比較高,所以在民用領域應用少,在軍事上用于飛機的厘米波雷達。 醫療廢物處置,常用 2450 兆赫茲頻段的波長,作用能量較。

    微波對金屬有幾個特性,金屬可以反彈微波,量較多的金屬會導致微波發生器磁控管的燒毀,因此醫療廢物微波處置中的金屬器件比重是被限。 其次金屬在微波變化的電場下會發熱,導致局部溫度異常。 最后金屬在周圍產生交變電磁場時,電荷會在導體表面重新分布,從而產生電勢差,尤其在針尖位置更易產生。 如果電勢差足夠大的話可能會擊穿空氣產生電弧,即我們看到的打火現象。

     

     

    微波對塑料、云母等物質是穿透性的,所以對塑料不產生直接加熱特性;、脂肪類物質對微波是大量吸收,所以在處理設備中充滿著水蒸汽的話,最后結果就是大量的微波能量被水蒸汽所吸收,金屬器件上異常發熱會被水蒸汽吸收,金屬上的表面電荷不易積累。 由于水蒸汽的熱量被微波所補充,不需要充入更多的水蒸汽。 我們查飽和蒸汽壓力溫度密度表,以獲知, 135 攝氏度,0.32 兆帕條件下,水蒸汽密度 1.715kg/m3, 常規處置設備內的體積在 6~8 個立, 算上 1 次排空氣的蒸汽, 產生廢水量就 20 公斤水左右, 相較于單一的高溫蒸煮設備產生的 210 斤廢水(單次處理醫廢量),廢水產生量只有 1/10,那么聯合設備需要配備的廢水處理設備規格就大大降低了。 同時帶來的好處,還有蒸汽發生設備,可以選用較小的鍋爐,蒸汽消耗量降低。 帶來的是節水,能的綜合效益。

    我們必須看到,因為微波發生器的配置,導致整套設備的采購價格會比單一的高溫蒸煮設備貴,微波發生器,磁控管的壽命大約在 2000 小時,功率在 70~ 90 千瓦,每隔 2 年左右,必須更換一套磁控管。 所以, 計算一下,蒸汽費用、廢水處理費用后扣除電費和磁控管的費用大約在 300 /,帶來的成本降低效益還是顯而易見的。

    3、討論與建議

    從以上分析大家可以清楚地看到,微波聯合高溫蒸汽處置醫療設備,它適用的規范應該是高溫蒸煮的技術規范, 微波的作用是把水蒸氣的能量損失補回,滿足蒸煮需要。 真正殺菌的還是水蒸汽,因為微波發生器的布置在設備的外殼上,金屬外殼可以屏蔽微波的泄漏,同時微波的好處就是可以快速加熱。 比起外殼中封入電熱絲、鹵素管,加熱外殼帶來的效果好, 能快速加熱殼內蒸汽的只有微波設備。 微波設備的磁控管,國內生產廠家比較多,不是稀缺高技術產品,國 內功率大于 90 千瓦的產品已經存在,因此購買國外產品的需求,比起 10 年前要降低了許多,選用國產設備費用也比較便宜。 高溫蒸煮聯合微波方法處置醫療廢物后,還需要打包壓縮填埋,處置方案有一定的廢物減容性,大約減少 70%體積。 由于屬于非焚燒方案, 配置 VOC 吸附裝置,不會產生二噁英類物質,對環境和周邊居民的身體健康沒有影響,可以設置在居民集中的附近區域,減少處置運輸費用有積極意義。

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    下一條:國內外常用的醫療垃圾處理方式

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