我國醫療廢物處理處置技術發展與創新

曹云霄，于曉東，岳佳妮，張雪，張廣鑫，陳剛*

[1. 沈陽環境科學研究院，沈陽 110167；2. 國家環境保護危險廢物處置工程技術（沈陽）中心，沈陽 110167；3. 中國科學院生態環境研究中心，北京 100085]

醫療廢物來源于醫療衛生機構從事的醫療、預防、保健以及其他相關活動，是一類典型的危險廢物，具有直接或間接感染性、毒性以及其他危害性[1]，存在職業、健康和環境等多種潛在風險，受到國內外普遍關注，被列入多項中國法律法規和國際公約[2—4]。在《國家危險廢物名錄》中，醫療廢物為HW01 類危險廢物，包括感染性廢物、損傷性廢物、病理性廢物、化學性廢物和藥物性廢物五大類[5]，與《醫療廢物分類目錄》要求一致[6]。

醫療廢物安全有效處置是公共衛生安全的最后一道防線，受到全社會普遍關注。2004 年，我國出臺了《全國危險廢物和醫療廢物處置設施建設規劃》（以下簡稱《規劃》），初步確立了我國醫療廢物的處理處置技術路線和設施建設規劃[7]。當前，我國醫療廢物處理處置技術整體呈多元化發展趨勢，焚燒、消毒和其他高溫熱處理技術不斷更新升級，但是應對突發疫情激增的產量與分散的來源時，傳統處理處置技術也逐漸顯現出不足。因此，明確當前我國醫療廢物處理處置管理要求、技術發展現狀、技術創新方向，并提出新興技術應用推廣建議，對我國逐步完善醫療廢物處理處置技術體系，真正貫徹落實國家對補齊醫療廢物處置短板的要求具有重要的現實意義。

1 醫療廢物管理要求

1.1 法律法規要求

1989 年，我國頒布了《環境保護法》與《傳染病防治法》[8，9]，醫療廢物作為生態環境與衛生健康領域綜合管轄的重要內容，有了明確的法律依據。1995 年，《固體廢物污染環境防治法》發布[10]，并于2020 年完成了最新修訂并實施[11]。作為我國固體廢物污染防治的單行法律，再次明確了醫療廢物的危險屬性，確定醫療廢物按照《國家危險廢物名錄》管理，提出加強醫療廢物集中處置能力建設，同時對重大傳染病疫情期間醫療廢物的管理予以法律保障[12]。2003 年頒布的《醫療廢物管理條例》是我國醫療廢物管理的根本原則，針對醫療廢物收集、運送、貯存、處置以及監督管理各環節提出了相關規定。

近年來，黨中央、國務院及各有關部門均對醫療廢物處理處置提出了新的政策要求。2019 年，生態環境部出臺了《關于提升危險廢物環境監管能力、利用處置能力和環境風險防范能力的指導意見》[13]，明確要求推動醫療廢物處置設施建設，提升醫療廢物處置能力。2020 年年初，國家衛生健康委和生態環境部等部門聯合發布《關于印發醫療機構廢棄物綜合治理工作方案的通知》[14]，進一步明確要求加強醫療廢物的處理處置工作。

1.2 國際公約要求

我國積極推進危險廢物領域的國際公約履約工作，按照公約不斷強化危險廢物管理規定并深化技術創新發展。《控制危險廢物越境轉移及其處置巴塞爾公約》（以下簡稱《巴塞爾公約》）于1989 年在聯合國環境規劃署召開的世界環境保護會議上通過，《巴塞爾公約》將醫療廢物列為危險廢物重要的組成部分加以管控[15]。隨后，我國陸續出臺《危險廢物污染防治技術政策》《危險廢物出口核準管理辦法》等系列文件，構建完善的危險廢物環境管理法規制度體系[16，17]。

2001 年，《關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》（以下簡稱《斯德哥爾摩公約》）在瑞典斯德哥爾摩通過。《斯德哥爾摩公約》指出醫療廢物焚燒過程中容易產生和排放二噁英等POPs 和其他微量重金屬污染物，并在附件中給出了醫療廢物管理相關的措施，包括采用易實現減量化的技術、停止以露天方式和以其他不加控制的方式進行醫廢焚燒、優先考慮焚燒替代辦法、進一步減少醫療廢物處置排放的污染物等[18]。2007 年，國務院批準《中華人民共和國履行＜關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約＞的國家實施計劃》，確認了我國的履約目標、措施和具體行動[19]。

2013 年，聯合國環境規劃署通過的《關于汞的水俁公約》提出，針對廢棄溫度計、血壓計、牙齒填充物等醫療廢物進行管控，逐步淘汰含汞類醫療設備以及汞合金牙齒填充物的使用，以減少醫療廢物處置過程造成的汞污染[20]。2017 年我國發布《＜關于汞的水俁公約＞生效公告》，提出禁止原生汞礦開采，禁止相關生產工藝使用汞、汞化合物作為催化劑或使用含汞催化劑，禁止生產含汞產品等[21]。

1.3 標準規范要求

針對醫療廢物的處理處置，我國建立了相對完善的標準規范體系，內容涵蓋醫療廢物收集、貯存、運輸、焚燒處置、消毒處理、設施建設、配套附件、環境評價、設施運行、性能測試、排放控制等環節的技術及管理要求，不同標準政策針對醫療廢物技術選擇、工程建設、處理處置及運行管理的不同階段，從而實現醫療廢物從產生到無害化處置的全過程管理。各階段現行管理標準規范如圖1 所示。

圖1 醫療廢物現行全過程管理標準規范體系

技術選擇涉及醫療廢物收集、貯存、運輸、焚燒爐、轉運車、警示標志、污染防治最佳可行技術等內容；工程建設以《全國危險廢物和醫療廢物處置設施建設規劃》為建設依據，涉及醫療廢物焚燒和非焚燒處置工程建設及環境影響評價等內容；處理處置涉及焚燒處置、非焚燒處理、處理處置過程污染控制等內容；運行管理以設施運行監督管理及性能測試為主要內容。

2 處理處置技術現狀

2.1 處理處置發展情況

我國醫療廢物處理處置發展，經歷從單一技術到多元技術、從醫療機構自建小設施到區域集中大設施的深度轉變。2003 年以前，我國醫療廢物處理處置設施以醫院內部自建的小型焚燒處置設施為主，處置能力和技術水平有限，也未能形成集中處置規模[2]。2003 年，我國建設了應急焚燒集中處置設施43 座。2004 年出臺的《規劃》規劃了以城市為單元的300 個醫療廢物集中處置設施，確立了焚燒處置為主、消毒處理為補充的處置路線[7]。2006 年，系列消毒工程技術規范出臺，消毒處理技術應用有了明確的管理依據，相關消毒處理設施建設得到進一步發展。截至2021 年年底，全國共有540 個醫療廢物集中處置單位，集中處置能力達215 萬t/a，比2019 年提高39%。

當前，焚燒處置與常規消毒處理（尤其是高溫蒸汽）仍為醫療廢物處理處置的主導技術。隨著《醫療廢物處理處置污染控制標準》（GB 39707—2020）的制定和系列消毒處理工程技術規范完成修訂[3，22]，回轉窯焚燒、熱解焚燒、高溫蒸汽消毒、化學消毒、微波消毒與高溫干熱消毒技術成為當前醫療廢物處理處置的代表性技術。目前，我國醫療廢物集中處理處置設施采用焚燒處理方式的有200 余個，采用消毒處理方式的有350 余個。2021 年，全國累計處理處置醫療廢物約140 萬t，其中，集中焚燒處置約78.7 萬t、消毒處理廢物約61.3 萬t，采用高溫蒸汽消毒的醫療廢物約占消毒總量的70%。整體上，焚燒處置與消毒處理兩類技術形成了并行發展趨勢，這預示著非焚燒處理技術的快速發展與技術能力的不斷提升。

2.2 處置技術現狀

當前，焚燒處置技術仍然是針對醫療廢物減量化、無害化最直接有效的技術，但焚燒處置在二次污染物排放控制、占地面積、投資運行成本等方面仍存在一些短板，成為焚燒處置技術發展和設施升級的重要因素和關鍵環節。焚燒處置技術產生的二次污染物包括煙氣污染物（如顆粒物、二噁英、SO2、NOx、HCl、重金屬等），堆存過程產生的揮發性有機物、惡臭污染物等其他大氣污染物，以及焚燒殘渣、飛灰等其他次生固體廢物等。

醫療廢物焚燒處置典型焚燒爐包括爐排爐、回轉爐、熱解爐和等離子體爐等。不同爐型工作原理及特點如下：

（1）爐排爐是將醫療廢物置于爐排上直接氧化焚燒的焚燒爐，爐排爐燃燒效率較高、燃燒緩慢、條件比較復雜、自動控制較難，爐排受玻璃結渣影響易堵塞、使用壽命短，廣泛應用于生活垃圾處置，較少在醫療廢物處置領域使用。

（2）回轉爐為臥式旋轉筒體，內襯耐火材料，筒體的傾斜度小、轉速低。爐體前1/3 為干燥段，后2/3 為燃燒段。回轉爐有較好的焚燒條件，但爐頭和爐尾的密封比較困難，易產生冒煙、漏風現象，熱損失很大。

（3）連續熱解爐根據缺氧燃燒原理設計制造，由干燥層、熱解段、燃燒段、燃燼段和冷卻段組成。熱解爐燃燒段溫度在1000℃以上，可使醫療廢物得到充分的焚毀，熱解過程既能控制氣量，又能保證醫療廢物的缺氧燃燒，具有極好的熱效率，可實現穩定焚燒。

（4）等離子體爐是通過等離子發生裝置，將電能轉化為等離子電弧，利用高熱焓、高溫和能量集中的特點，使污染物完全分解，焚燒渣成熔融狀態。等離子體爐熱效率高、火焰穿透力強，但等離子體火炬槍使用壽命短，一次性投資過大，成本過高。

不同爐型進行醫療廢物焚燒處置的性能參數對比情況見表1。

表1 醫療廢物不同焚燒爐焚燒處置性能參數對比

2.3 處理技術現狀

醫療廢物消毒處理以高溫蒸汽消毒、化學消毒、微波消毒和高溫干熱消毒為代表性技術。相對于焚燒處置，消毒處理的突出優勢是不產生二噁英等污染物，消毒設備一般結構緊湊、占地面積小、自動化程度高、初期投資小。但其處理的醫療廢物類別有一定局限性，僅能處理感染性、損傷性和部分病理性廢物，化學性和藥物性廢物仍要按照危險廢物管理，即利用危險廢物焚燒設施進行焚燒處置[3]。消毒處理技術產生的二次污染物主要包括處理過程產生的揮發性有機物和顆粒物等廢氣污染物，堆存過程產生的揮發性有機物、惡臭污染物等其他大氣污染物，以及消毒處理產生的殘渣等固體廢物。《醫療廢物處理處置污染控制標準》（GB 39707—2020）的發布，第一次明確了醫療廢物消毒處理過程產生的廢氣污染物控制指標和限值，污染物項目包括非甲烷總烴和顆粒物，非甲烷總體排放限值為20mg/m3，顆粒物執行《大氣污染物綜合排放標準》（GB 16297—1996）中顆粒物排放限值[3]。

當前醫療廢物消毒處理代表性技術的原理及工藝控制參數要求如表2 所示。

表2 醫療廢物消毒處理代表性技術原理及工藝控制參數

3 技術創新發展情況

隨著技術發展與新設計思路的不斷融合，醫療廢物處理處置技術創新趨勢不斷擴大。對于新技術的落地應用，相關標準規范也為其提供了支撐。《醫療廢物處理處置污染控制標準》（GB 39707—2020）明確提出工藝參數調整及采用其他新工藝和技術時應通過第三方機構測試評價認定的要求[3]。最新發布的《醫療廢物消毒處理設施運行管理技術規范》（HJ 1284—2023）也要求采用其他工藝類型的消毒設施前宜進行技術驗證評價[23]。因此，新技術在醫療廢物處理處置領域將得到了更大的發展空間。醫療廢物處理處置新技術主要有原理創新型技術、應用創新型技術和集成創新型技術三類。

3.1 原理創新型技術

原理創新型技術與現行技術的本質區別主要體現在處理處置原理上。現行的焚燒處置技術是通過高溫焚燒方式達到醫療廢物減量化和無害化；消毒處理技術包括高溫蒸汽潛熱消毒、化學消毒劑消毒、微波熱效應和電磁輻射效應消毒，以及高溫干熱空氣消毒，其中，高溫蒸汽、高溫干熱的消毒原理以及化學和微波的部分消毒原理都是利用熱效應實現病原微生物的殺滅，采用環氧乙烷消毒劑則更多是利用其強穿透力和強氧化性實現消毒效果。因此，新技術在作用原理層面有別于現有成熟技術，屬于原理創新型技術，典型的新技術包括高溫熔融技術[24]、電子輻照技術[25]、摩擦熱處理技術[26，27]等。

以摩擦熱處理技術為例，其技術原理為通過控制設備消毒艙內特制的合金刀片葉輪，使艙內的醫療廢物在研磨破碎的同時產生摩擦熱，從而使醫療廢物中的感染性致病微生物發生蛋白質變性和凝固，令致病微生物死亡，從而實現醫療廢物無害化處理目的。該技術利用廢物破碎摩擦過程產生的內熱實現消毒效果，有別于現有外源熱傳遞式熱力消毒處理技術，該技術還實現了廢物消毒與破碎毀形的有機統一，無需另設破碎處理環節，整體設備結構更為緊湊，而且消毒后的產物實現了較大程度地減容[26，27]。醫療廢物摩擦熱處理技術工藝流程如圖2 所示。

圖2 醫療廢物摩擦熱處理技術工藝流程

3.2 應用創新型技術

應用創新型技術主要為相關技術在醫療廢物處理處置領域實現了創新應用，或已有成熟處理處置技術通過改造升級實現了應用突破。前一種創新情況一般是將其他固廢處置領域成熟的技術進行改造升級，使其在醫療廢物領域實現新應用，典型技術如用于污泥處理的磁化熱解技術[28]。后一種創新技術主要是對現有技術進行更新、改造、優化等，使其在處理處置性能、污染控制效果、自動化運行水平等方面實現突破，典型技術如旋轉式高溫蒸汽消毒技術[29]。

以旋轉式高溫蒸汽消毒技術為例，其技術原理為利用水蒸氣釋放的潛熱使醫療廢物中的致病微生物死亡，處理艙為球體可旋轉式高溫蒸汽消毒處理艙，醫療廢物在處理過程中，可在消毒艙內實現360°翻轉，在動態處理條件下，高溫蒸汽穿透力更強，醫療廢物受熱更均勻，大幅降低了消毒處理時間，從傳統高溫蒸汽消毒的45min 縮短至10min，極大提高了高溫蒸汽消毒處理的工作效率[29]。該技術設備實物如圖3所示。

圖3 醫療廢物旋轉式高溫蒸汽設備

3.3 集成創新型技術

集成創新型技術主要為對現有技術的有效集成，通過發揮不同技術的優勢，實現“1+1＞2”的技術效能。現有成熟技術中微波與高溫蒸汽組合消毒即為一種典型的集成創新型技術，通過微波與高溫蒸汽的有效組合，更進一步發揮電磁波與水分子諧振產生的熱效應，令熱力穿透作用更強，在實現消毒效果提升的同時，還顯著降低了消毒處理時間[22]。其他典型集成創新型技術還包括綜合利用化學消毒、熱力消毒和物理固化作用的熱熔固化成型技術[30]。

以醫療廢物熱熔固化成型技術為例，該技術綜合運用化學消毒和熱力消毒兩種原理，將石灰消毒劑與高溫研磨兩種消毒處理方式結合，并將消毒后半熔融狀態產物進行物理擠壓成型，強化消毒效果延續，也便于后續貯存運輸環節。該技術已通過技術驗證評價，并在杭州市實現了有效應用，日處理能力達到100t，工藝流程如圖4 所示。

圖4 醫療廢物熱熔固化成型技術工藝流程

4 結論與建議

隨著技術的不斷發展，醫療廢物處理處置領域新技術（包括新工藝、新裝備、新材料等）不斷涌現，不僅推動了行業整體的創新活力，同時也給區域醫療廢物處理處置設施的處置效果、環境績效、運行能力、風險防控能力等帶來了新的突破。面對眾多創新技術的不斷問世，還需要構建配套的管控制度和實施模式，以確保技術創新真正賦能產業發展，具體建議從以下三個方面開展探索。

（1）技術評估評價

隨著《醫療廢物處理處置污染控制標準》和《醫療廢物消毒處理設施運行管理技術規范》等標準規范的發布實施，通過第三方機構的驗證評價成為推動新技術實現應用落地的必要路徑。技術評估評價需要設計客觀、科學的驗證測試方案，對新技術的性能效果、環境影響、運維管理等方面提供精準評價，為新技術推廣應用提供堅實基礎。目前，中國環境保護產業協會組織的環境保護產品認證和中國環境科學學會組織的環境保護技術驗證評價，均已形成了完善的技術評估評價體系，能夠為醫療廢物處理處置新技術的發展提供有效支撐。

（2）建立標準體系

目前，我國醫療廢物處理處置標準體系已初步成型，對醫療廢物過程控制、污染防治、性能評價、運行管理等重要環節均已形成了指導和約束。但隨著新技術的不斷涌現，現有的標準體系已不能完全覆蓋當前的全部技術內容，部分新技術由于沒有相關執行標準，對管理部門的監管也造成一定影響。因此，新技術的標準化體系亟待完善，以便使新技術能夠更快普及、規范行業發展秩序，實現新技術的順利推廣和轉移轉化，同時要充分發揮行業龍頭企業的創新引領作用，逐步淘汰落后產能，實現行業整體的健康、規范發展。

（3）形成試點示范

技術發展的最終目的是實現落地應用，完成技術效能的評估評價、建立技術實施的標準規范均是為保障技術在實際應用中安全有效地完成工作任務。目前，推進科技成果轉化已成為我國科技創新實現落地應用的重要內容，生態環境部于2018 年發布的《關于促進生態環境科技成果轉化的指導意見》[31]，進一步強調了科技成果轉化的重要性，并提出建設科技成果轉化示范區的要求。最新版《國家危險廢物名錄》也提出可通過“點對點”定向利用方式實現廢物利用模式創新。為此，充分依托國家政策指引，謀劃醫療廢物新技術試點示范、完成項目應用探索，對新技術應用落地具有重要意義。