医疗废物高温蒸煮后废气处理技术

张冰，石伟，白云，陈文斌，李康

(1.中节能(广西)清洁技术发展有限公司，广西 南宁 530029；2.广西荣辉环境科技有限公司，广西 南宁 530007)

0 引言

医疗废物是指医疗卫生机构在医疗、预防、保健以及其他活动中产生的具有直接或间接感染性、毒性以及其他危害性的废物，以感染性医疗废物和损伤性医疗废物居多，同时也包含病理性医疗废物、药物性医疗废物和化学性医疗废物。而在一些传染性疾病集中爆发后，医疗废弃防护服、手套、注射器等废弃物量激增，对此类医疗废物必须进行科学的处理处置，否则势必会破坏生态环境系统，而且很可能成为疫病流行的源头，威胁更多人的健康和安全。因此，实现对规模化医疗废物的无害化、减量化处理，无论是在保护环境还是在疾病预防和控制方面都具有极其重要的意义。

现阶段现有的医疗废物主流处理方法有高温蒸煮处置技术[1-2]和热解焚烧技术。其中，高温蒸煮处置技术在我国医疗废物的处置中应用较为广泛[3-4]。此技术基本原理是通过高温加热产生蒸汽，高温蒸汽破坏病毒的表面结构使其灭活即失去感染性，从而无害化处理医废，该技术具有易操作、成本低、处理结果安全可靠的优势。然而，高温蒸煮技术处置过程中产生的臭气、臭液和挥发性气体仍需单独采取废气处理措施。

1 高温蒸煮概况

现广西固体废物(危险废物)处置中心高温蒸煮车间的医疗废物处置规模为1×8 t/d+2×9 t/d(16 h)，年运行330 d/a，年处置医疗废物8 580 t/a，医疗废物(HW01)中的感染性废物、损伤性废物等进入高温蒸煮处置系统。高温蒸煮车间设置有燃油锅炉，以燃油锅炉提供灭菌蒸汽，该高温蒸煮系统包括蒸汽处理锅、进料摆渡、医废箱自动清洗线、装料辊道工位、前后门循环运行辊道、灭菌锅内辊道、进出车推拉装置、提升卸料机、破碎机、物料输送设备、辊道专用灭菌车、自动控制系统、手动操作控制器、废气收集罩、高效过滤器、吸附装置、喷淋塔等配套设备，并实现了自动化设备两用一备的目标。

2 高温蒸煮工艺

医疗废物高温蒸煮处理目前主要采用卸料、自动上料、自动清洗系统、自动备料系统、高温蒸汽灭菌系统、灭菌后轮候等待、灭菌后垃圾毁型(破碎机)输送系统、灭菌小车返回系统、灭菌蒸汽收集处理系统等组成的高温蒸煮处理工艺。此工艺处理符合医疗废物高温蒸汽消毒集中处理工程技术规范(HJ 276—2021)，且高温蒸煮工艺[5]成熟稳定，在全国医料废物处置中已普遍使用。

3 废气来源和性质

医废高温蒸煮过程中废气的产生主要有以下三个方面：(1) 卸料、蒸煮前自动备料区，废气主要是无组织排放的非甲烷总烃挥发性有机物；(2) 高温蒸煮灭菌过程，废气主要是硫化氢、氨气等恶臭污染物和非甲烷总烃挥发性有机物等；(3) 蒸煮灭菌后轮候等待区、灭菌后垃圾毁型(破碎机)，废气主要是硫化氢、氨气等恶臭污染物、非甲烷总烃挥发性有机物以及悬浮颗粒物等。另外，医废高温蒸煮产生的废气具有恶臭、通常显酸性、易溶于水的性质。

4 废气处理方法

目前对硫化氢、氨气等恶臭污染物、非甲烷总烃挥发性有机物以及悬浮颗粒物等废气的处理方法有：(1) 生物除臭。采用生物法通过专门培养在生物滤池内和生物填料上的微生物膜[6]对废臭气分子进行除臭的生物废气处理技术，达到除臭净化的目的。(2)氨氮(喷淋) 净化。采用碱液(水) 作为洗涤剂[7]，废气与喷嘴碱液(水)逆向接触反应，可净化酸雾废气。(3)高能等离子。利用电场高压，击穿气体，产生各种离子、原子和自由基在内的混合体，然后等离子降解污染物，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生反应，以达到降解污染物的目的。(4) 活性炭吸附塔。活性炭是一种高效经济实用的吸附材料，废气进入活性炭吸附塔后，较大颗粒物自然沉降到塔底部，而溶入气体中的有机气体部分通过活性炭过滤层被吸附，净化后气体穿过炭层排出。

上述的单一处理方法对废气的处理仍具有局限性，氨氮(喷淋) 净化方法对硫化氢、氨气、酸性气体有作用，而对恶臭、非甲烷总烃有机物净化效果差；高能等离子、活性炭吸附对恶臭、非甲烷总烃有机物有很好的净化效果，而对硫化氢、氨气、酸性气体净化效果差，而且还会腐蚀设备。因此，对医废高温蒸煮产生的混合型废气，需要组合废气处理方法后综合处理。

5 废气处理系统探索与改进

本公司原有3 套8 t/d 的生产线，其中废气处理[8]采用集中收集处理排放，废气收集点为蒸煮柜及前后进出口、毁型破碎机，通过集气罩汇集废气再通过管道输送到处理系统，其处理系统采用等离子废气处理技术，如图1 所示。

图1 等离子废气处理技术

等离子废气处理流程：收集的废气进入水膜除水器后，向下冲击分离器内液面，废气反射经过微孔板式填料和挡水板后流速迅速下降，携带的少量粒径较大的水气经过上层挡水板时被拦截，从而达到除水90%的效果。接着废气进入高能等离子器，在电场的作用下气体被电离，污染物分子在极短的时间内发生分解，分解出离子、原子和自由基并发生反应，降解污染物。但是，蒸煮废气成分复杂，硫化氢、氨气等恶臭污染物、非甲烷总烃挥发性有机物以及悬浮颗粒物不能被完全破坏分解，而且反应会产生SO2、NO2、CO2和H2O。另外等离子装置由于需要随生产而长时间运行，放电盘会因污垢积累而影响放电，致使放电装置故障较多，生产过程常常要频繁地停电清洗和更换放电装置，导致运行效率低、运行成本高，排放指标波动不稳定。因此，高能等离子处理医废蒸煮废气有一定的局限性。

近几年，广西固体废物(危险废物)处置中心改扩建项目，对蒸煮废气治理进行了深入的分析和论证，结合废气性质，采用大面积集气罩进行废气收集、喷淋塔洗涤净化和活性炭吸附[9]相结合的组合方式对废气进行综合处理。技术改造处理系统如图2 所示。

图2 技术改造处理系统

技术改造后综合处理系统流程：在装箱点开始到蒸煮柜前、蒸煮柜后到破碎机前、破碎机以及输送皮带机过程中分别设置全覆盖集气罩，收集的废气和蒸煮柜废气一起汇集到主管道后，再输送到处理系统，其中95% 的废气可得到收集。废气进入喷淋塔下部后，向上通过多孔球填料层，从顶部排出后进入活性炭吸附箱装置，其中碱液(或水) 由喷淋塔上部向下喷淋，喷淋液与废气逆向充分接触，废气中的水汽被喷淋液转化吸收，废气中的硫化氢等酸性气体与碱液(或水)反应和吸收，共同溶入液体中。然后硫化氢、氨气等恶臭污染物和非甲烷总烃挥发性有机物等通过高效过滤膜去除后，余下的废气进入活性炭吸附箱装置，而活性炭对有机废气、挥发性气体、硫化物、氨气、硫、醇、苯、酮、醚、醛、酚、烷类均有极强的吸附净化作用。

碱液(或水)喷淋塔和活性炭吸附箱装置联合处理医疗废气的综合处理系统适应性强，能适应高浓度、大气量，并且可以连续可靠稳定运行，高效去除有机挥发物和恶臭污染物，净化率96%以上。此外该系统运行成本低，除风机和输送泵外，无任何机械转动，无需专人管理，只需定期检查维护，而且无需对废气进行预处理。

技术改造后连续运行5 个月，废气处理系统依然稳定可靠。表1、表2、表3 是第三方检测机构监测数据，废气排放均达到各项国家标准限值的要求。

表1 企业氨、硫化氢、臭气浓度的废气排放监测数据

表2 企业挥发性有机物的废气排放监测数据

6 结语

根据实际运用效果，医疗废物高温蒸煮处理过程中产生的废气，采用大范围收集后喷淋洗涤加活性炭组合集中处理的方式是较好的处理方式，该方法处理废气经济高效，并能很好地满足各项排放要求，因此，采用此方式处理医废高温蒸煮产生的废气效果良好。