醫療廢物高溫蒸煮后廢氣處理技術

張冰，石偉，白云，陳文斌，李康

(1.中節能(廣西)清潔技術發展有限公司，廣西 南寧 530029；2.廣西榮輝環境科技有限公司，廣西 南寧 530007)

0 引言

醫療廢物是指醫療衛生機構在醫療、預防、保健以及其他活動中產生的具有直接或間接感染性、毒性以及其他危害性的廢物，以感染性醫療廢物和損傷性醫療廢物居多，同時也包含病理性醫療廢物、藥物性醫療廢物和化學性醫療廢物。而在一些傳染性疾病集中爆發后，醫療廢棄防護服、手套、注射器等廢棄物量激增，對此類醫療廢物必須進行科學的處理處置，否則勢必會破壞生態環境系統，而且很可能成為疫病流行的源頭，威脅更多人的健康和安全。因此，實現對規模化醫療廢物的無害化、減量化處理，無論是在保護環境還是在疾病預防和控制方面都具有極其重要的意義。

現階段現有的醫療廢物主流處理方法有高溫蒸煮處置技術[1-2]和熱解焚燒技術。其中，高溫蒸煮處置技術在我國醫療廢物的處置中應用較為廣泛[3-4]。此技術基本原理是通過高溫加熱產生蒸汽，高溫蒸汽破壞病毒的表面結構使其滅活即失去感染性，從而無害化處理醫廢，該技術具有易操作、成本低、處理結果安全可靠的優勢。然而，高溫蒸煮技術處置過程中產生的臭氣、臭液和揮發性氣體仍需單獨采取廢氣處理措施。

1 高溫蒸煮概況

現廣西固體廢物(危險廢物)處置中心高溫蒸煮車間的醫療廢物處置規模為1×8 t/d+2×9 t/d(16 h)，年運行330 d/a，年處置醫療廢物8 580 t/a，醫療廢物(HW01)中的感染性廢物、損傷性廢物等進入高溫蒸煮處置系統。高溫蒸煮車間設置有燃油鍋爐，以燃油鍋爐提供滅菌蒸汽，該高溫蒸煮系統包括蒸汽處理鍋、進料擺渡、醫廢箱自動清洗線、裝料輥道工位、前后門循環運行輥道、滅菌鍋內輥道、進出車推拉裝置、提升卸料機、破碎機、物料輸送設備、輥道專用滅菌車、自動控制系統、手動操作控制器、廢氣收集罩、高效過濾器、吸附裝置、噴淋塔等配套設備，并實現了自動化設備兩用一備的目標。

2 高溫蒸煮工藝

醫療廢物高溫蒸煮處理目前主要采用卸料、自動上料、自動清洗系統、自動備料系統、高溫蒸汽滅菌系統、滅菌后輪候等待、滅菌后垃圾毀型(破碎機)輸送系統、滅菌小車返回系統、滅菌蒸汽收集處理系統等組成的高溫蒸煮處理工藝。此工藝處理符合醫療廢物高溫蒸汽消毒集中處理工程技術規范(HJ 276—2021)，且高溫蒸煮工藝[5]成熟穩定，在全國醫料廢物處置中已普遍使用。

3 廢氣來源和性質

醫廢高溫蒸煮過程中廢氣的產生主要有以下三個方面：(1) 卸料、蒸煮前自動備料區，廢氣主要是無組織排放的非甲烷總烴揮發性有機物；(2) 高溫蒸煮滅菌過程，廢氣主要是硫化氫、氨氣等惡臭污染物和非甲烷總烴揮發性有機物等；(3) 蒸煮滅菌后輪候等待區、滅菌后垃圾毀型(破碎機)，廢氣主要是硫化氫、氨氣等惡臭污染物、非甲烷總烴揮發性有機物以及懸浮顆粒物等。另外，醫廢高溫蒸煮產生的廢氣具有惡臭、通常顯酸性、易溶于水的性質。

4 廢氣處理方法

目前對硫化氫、氨氣等惡臭污染物、非甲烷總烴揮發性有機物以及懸浮顆粒物等廢氣的處理方法有：(1) 生物除臭。采用生物法通過專門培養在生物濾池內和生物填料上的微生物膜[6]對廢臭氣分子進行除臭的生物廢氣處理技術，達到除臭凈化的目的。(2)氨氮(噴淋) 凈化。采用堿液(水) 作為洗滌劑[7]，廢氣與噴嘴堿液(水)逆向接觸反應，可凈化酸霧廢氣。(3)高能等離子。利用電場高壓，擊穿氣體，產生各種離子、原子和自由基在內的混合體，然后等離子降解污染物，使污染物分子在極短的時間內發生分解，并發生反應，以達到降解污染物的目的。(4) 活性炭吸附塔。活性炭是一種高效經濟實用的吸附材料，廢氣進入活性炭吸附塔后，較大顆粒物自然沉降到塔底部，而溶入氣體中的有機氣體部分通過活性炭過濾層被吸附，凈化后氣體穿過炭層排出。

上述的單一處理方法對廢氣的處理仍具有局限性，氨氮(噴淋) 凈化方法對硫化氫、氨氣、酸性氣體有作用，而對惡臭、非甲烷總烴有機物凈化效果差；高能等離子、活性炭吸附對惡臭、非甲烷總烴有機物有很好的凈化效果，而對硫化氫、氨氣、酸性氣體凈化效果差，而且還會腐蝕設備。因此，對醫廢高溫蒸煮產生的混合型廢氣，需要組合廢氣處理方法后綜合處理。

5 廢氣處理系統探索與改進

本公司原有3 套8 t/d 的生產線，其中廢氣處理[8]采用集中收集處理排放，廢氣收集點為蒸煮柜及前后進出口、毀型破碎機，通過集氣罩匯集廢氣再通過管道輸送到處理系統，其處理系統采用等離子廢氣處理技術，如圖1 所示。

圖1 等離子廢氣處理技術

等離子廢氣處理流程：收集的廢氣進入水膜除水器后，向下沖擊分離器內液面，廢氣反射經過微孔板式填料和擋水板后流速迅速下降，攜帶的少量粒徑較大的水氣經過上層擋水板時被攔截，從而達到除水90%的效果。接著廢氣進入高能等離子器，在電場的作用下氣體被電離，污染物分子在極短的時間內發生分解，分解出離子、原子和自由基并發生反應，降解污染物。但是，蒸煮廢氣成分復雜，硫化氫、氨氣等惡臭污染物、非甲烷總烴揮發性有機物以及懸浮顆粒物不能被完全破壞分解，而且反應會產生SO2、NO2、CO2和H2O。另外等離子裝置由于需要隨生產而長時間運行，放電盤會因污垢積累而影響放電，致使放電裝置故障較多，生產過程常常要頻繁地停電清洗和更換放電裝置，導致運行效率低、運行成本高，排放指標波動不穩定。因此，高能等離子處理醫廢蒸煮廢氣有一定的局限性。

近幾年，廣西固體廢物(危險廢物)處置中心改擴建項目，對蒸煮廢氣治理進行了深入的分析和論證，結合廢氣性質，采用大面積集氣罩進行廢氣收集、噴淋塔洗滌凈化和活性炭吸附[9]相結合的組合方式對廢氣進行綜合處理。技術改造處理系統如圖2 所示。

圖2 技術改造處理系統

技術改造后綜合處理系統流程：在裝箱點開始到蒸煮柜前、蒸煮柜后到破碎機前、破碎機以及輸送皮帶機過程中分別設置全覆蓋集氣罩，收集的廢氣和蒸煮柜廢氣一起匯集到主管道后，再輸送到處理系統，其中95% 的廢氣可得到收集。廢氣進入噴淋塔下部后，向上通過多孔球填料層，從頂部排出后進入活性炭吸附箱裝置，其中堿液(或水) 由噴淋塔上部向下噴淋，噴淋液與廢氣逆向充分接觸，廢氣中的水汽被噴淋液轉化吸收，廢氣中的硫化氫等酸性氣體與堿液(或水)反應和吸收，共同溶入液體中。然后硫化氫、氨氣等惡臭污染物和非甲烷總烴揮發性有機物等通過高效過濾膜去除后，余下的廢氣進入活性炭吸附箱裝置，而活性炭對有機廢氣、揮發性氣體、硫化物、氨氣、硫、醇、苯、酮、醚、醛、酚、烷類均有極強的吸附凈化作用。

堿液(或水)噴淋塔和活性炭吸附箱裝置聯合處理醫療廢氣的綜合處理系統適應性強，能適應高濃度、大氣量，并且可以連續可靠穩定運行，高效去除有機揮發物和惡臭污染物，凈化率96%以上。此外該系統運行成本低，除風機和輸送泵外，無任何機械轉動，無需專人管理，只需定期檢查維護，而且無需對廢氣進行預處理。

技術改造后連續運行5 個月，廢氣處理系統依然穩定可靠。表1、表2、表3 是第三方檢測機構監測數據，廢氣排放均達到各項國家標準限值的要求。

表1 企業氨、硫化氫、臭氣濃度的廢氣排放監測數據

表2 企業揮發性有機物的廢氣排放監測數據

6 結語

根據實際運用效果，醫療廢物高溫蒸煮處理過程中產生的廢氣，采用大范圍收集后噴淋洗滌加活性炭組合集中處理的方式是較好的處理方式，該方法處理廢氣經濟高效，并能很好地滿足各項排放要求，因此，采用此方式處理醫廢高溫蒸煮產生的廢氣效果良好。