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医疗固体废弃物无害化焚烧处理研究

2009-02-24 04:13 环卫科技网 作者:丁健

摘要:通过对目前国际上流行的固体废物焚烧炉和烟气净化工艺的分析和比较,选择出适合我国医疗固体废弃物焚烧处理的焚烧炉型和综合法的净化工艺。
关键词:医疗废弃物;焚烧;净化工艺
核工业第二研究设计院在以往垃圾处理经验的基础上进一步研究和开发,取得了较大的成效,并且承接了北京医疗固体废物集中处置中心的设计工作。
一、概述
1.医疗固体废弃物的来源
(1)医疗过程中产生的废弃物。如衣物、床单、纱布、棉球、手套、毛巾、擦布、导尿管、一次性注射器、废弃的手术刀、破碎的温度计等。
(2)病理性废物。如人体组织器官、肢体、胎盘等。
(3)隔离废弃物。指受到患传染性疾病病人污染的废弃物。
(4)医院内日常生活产生的生活垃圾。包括在诊室、厨房、洗手间、病房等场所由医护人员和病人所产生的生活垃圾。
2.医疗固体废物的危害
医院和医疗机构是人群和患者集中活动、检查、治疗和生活的场所,因而产生的固体垃圾不仅具有生活垃圾的特征,还具有医疗垃圾的特点,即具有很强的传染性、生物毒性、腐蚀性和危险性。
3.医疗固体废物的处理方法
医疗固体废物的处理目的是使医疗垃圾安定化(有机垃圾无机化)、无害化(有毒有害物质分解去除,细菌病毒杀灭消毒)和减量化。
目前医疗固体废物的处理方法有:焚烧法、高温灭菌法、高效堆肥法、破碎压缩法和卫生填埋法。
医疗固体废物在焚烧后,不仅可以完全杀灭细菌,还使绝大部分有机物转变成无机物,垃圾重量减少85%~90%,从而大大减少了最终填埋的费用,是当前比较好的医疗固体废物处理方法。
二、医疗固体废弃物无害化焚烧处理工艺研究
1.医疗固体废物焚烧处理系统组成
根据国内外生活垃圾以及工业垃圾的焚烧处理经验,结合医疗固体废弃物焚烧的特点,医疗固体废弃物的焚烧处理应包括:废弃物收集和运输系统、废弃物暂存系统、给料系统、焚烧系统、烟气处理系统、灰渣处理系统和余热利用系统等。
这些系统的重点在垃圾焚烧系统、烟气处理系统,如果这两个系统解决得好,会对整个垃圾焚烧厂起到至关重要的作用。
2.废弃物焚烧系统研究
焚烧系统仅指从垃圾给料装置至燃烧室出口以及垃圾焚烧炉出渣口。因此包含垃圾的接收、燃烧(干燥、燃烧、燃尽)、出渣、可燃气体的完全燃烧以及为保证完全燃烧的助燃空气供应等工艺,其中最最重要是焚烧炉部分。
(1)垃圾焚烧机理及控制要素
①垃圾焚烧过程机理
医疗固体废物的燃烧过程,本质上是质量传递、热传递、动量传递、化学反应、结构变化等物理化学反应综合在一起的一个复杂的过程。从固体燃料燃烧理论的角度分析,作为定性的燃烧阶段划分,垃圾的燃烧过程可以分为预热、水分蒸发、升温、挥发份析出、着火和固定碳燃烧等过程。垃圾本身的质量也随着这些过程逐步减少,直到残留灰渣。
②垃圾焚烧的控制要素
垃圾焚烧的影响因素主要有停留时间、燃烧温度、湍流度和过量空气系数。其中停留时间、燃烧温度、湍流度,通常被称为“3T(即time、temperature、turbulence)”要素,它是评价燃烧效果的重要因素。
(2)焚烧炉设备的比选
①焚烧炉炉型分类
目前国际上比较成熟的可以连续运行的焚烧设备可分成以下几种类型:炉排炉、回转炉、流化床焚烧炉、分段燃烧焚烧炉、固定床焚烧炉等。
②医疗固体废弃物焚烧炉的选择
焚烧炉的选择经过多方面、综合情况的比较后才能得出结论。在选择过程中应综合下述几个方面,即结构特点、操作性能、燃烧机理、处理效果、设备和基建投资、运行费用、运行历史等几个方面进行比较,这样才能针对医疗垃圾的特点选择合适的焚烧炉型。
结构和焚烧机理五种焚烧炉各有特点,都是在成熟的炉型基础上发展起来的垃圾焚烧炉;
操作性能固定床的热效率最低,容易产生局部烧结现象,且对于紊流基本不满足,而回转炉和流化床炉热效率最高,对垃圾的适应性也最强;
处理效果流化床炉和回转炉的灰渣热灼减率最低,尤其以流化床炉更突出,而其他三种炉型相对比较高,这一点对于危险废物的焚烧是很重要的。但是流化床炉的烟气含尘量比较高,对烟气处理系统造成比较大的影响;
投资和动力消耗回转炉、固定床炉和分段燃烧炉相对比较低,其他两种炉型比较高;
运行经验炉排炉和回转炉都有比较长的运行历史,运行业绩得到了长期的验证,其他三种炉型相对较短;
焚烧炉的规模炉排炉和回转炉都有大容量的机组在世界各地运行,炉排炉更多运行于大型生活垃圾焚烧厂,回转炉规模从几十吨到几百吨都有,而小型炉大多应用于工业垃圾的焚烧,有比较多的经验。
综上所述,回转炉在医疗垃圾焚烧方面具有比较明显的优势。
3.烟气处理系统研究
(1)烟气成分分析
医疗固体废物焚烧烟气中的污染物包括:①酸性气体(HCl、HF、SOx、NOx等);②粉尘(惰性金属盐类、金属氧化物等);③不完全燃烧产物(一氧化碳、炭黑、烃类等);④重金属(Hg、Pb、Cr等);⑤有机剧毒性污染物(如二恶英类等)。

来源:互联网

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