我国医疗废物焚烧处理和技术选择
医疗废物含有大量的病毒、细菌，属重度污染的危险废物，对人体健康及生态环境具有极大的危害性，我国于1998年将其列入《国家危险废物名录》47类危险废物中的首要废物。据统计，2002年全国医疗废物产生量约65万t，预计到2010年，全国医疗废物产生量将达68万t。目前我国大多数城市的医疗废物处理处置状况不容乐观，由于城市医疗单位及其医疗废物处理设施大多数位于城区或居民区，管理分散，不便监督，设施相对简陋，易造成严重的二次污染；有规模的医院自行采取简易小型的焚烧炉处理医疗废物，导致其焚烧处理规模小、分布散，自动控制、尾气净化等技术水平低，而且成本高、二次污染严重；中小型医院有许多则未建焚烧装置，将医疗废物混入生活垃圾一并处理，极易造成病菌失控、肆意传播及其它不良后果。在分散管理的情况下，执法部门不可能从根本上解决医疗废物的二次污染问题。为此，国家先后颁布了多项与医疗废物处理处置有关的法律法规和技术规范，以指导和加快医疗废物的处理处置工作。
1 我国医疗废物处理发展情况和处理现状
医疗废物作为一种特殊的危险废物，其处理技术随着工业危险废物处理技术的发展而发展。20世纪70年代末至80年代初，发达国家普遍建立了较为完善的医疗废物收集、转运、处理处置和监管体系。在我国，随着石油化工工业的兴起和发展，北京、天津和上海等地区的大型石油化工企业相继引进了焚烧技术和装置用于处理各自产生的危险废物，同时推广了医疗废物的焚烧处理技术，但由于我国医疗废物污染控制与管理方面的法规尚不健全，同时受经济条件、人们环保意识和执法力度的限制，医疗废物处理技术研究进展缓慢。1995年以前，国内大中城市中只有部分大医院才建有医疗废物焚烧装置，并且焚烧炉炉型小、结构简单、处理规模小、间歇式焚烧的温度达不到要求、净化设施简陋，难以保证废物的彻底解毒和焚烧烟气达标排放；仅有沈阳、鞍山、成都等几个城市开展了医疗废物集中处理处置的尝试，并且也都是简易的焚烧炉，烟气净化设施也不够完善，自动化控制水平较低；专业生产焚烧炉的企业很少，大多数焚烧炉均属于机械制造厂的附属产品。1995年以后，国家先后颁布了《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》（1996年4月1日实施）、《医疗垃圾焚烧环境卫生标准》（CJ3036─1995）、《小型焚烧炉》（HJ/T18─1996）、《危险废物焚烧污染控制标准》（GWKB2─1999）、《医疗废弃物焚烧设备技术要求》（CJ/T3083─1999）、《国家危险废物名录》（环发[1998]89号）等标准、技术规范和法律文件，为我国医疗废物的处理处置和管理提供了法律依据。北京、广州、成都、石家庄、苏州、常州、昆山、杭州等城市先后筹建了医疗废物集中处理设施，但大部分城市还是将医疗垃圾与工业危险废物混在一起处理。2003年“非典”过后，国家又相继颁发了《医疗废物管理条例》（国务院令[2003]380号）、《全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划》、《医疗废物分类目录》（卫医发[2003]287号）、《医疗废物集中处置技术规范（试行）》（环发[2003]206号）、《医疗废物转运车技术要求（试行）》（GB19217─2003）、《医疗废物焚烧炉技术要求（试行）》（GB19218─2003）、《医疗废物集中焚烧处置工程建设技术规范》（HJ/T177-2005）等一系列标准、技术规范和法规文件，规范了医疗废物的处理处置和运营。然而，由于我国在此之前对医疗废物处理处置技术和管理方面的研究不够，资金投入也较少，因此目前国内能完全满足上述标准、技术规范要求，且适合我国国情的处理技术仍较少，可供借鉴的运行、管理经验也很缺乏，这在一定程度上影响了我国医疗废物处理处置工作的进展。
2 医疗废物焚烧炉主要炉型的特点和选择
2.1 医疗废物焚烧炉主要炉型的特点
尽管国外新近开发了高压蒸汽消毒、等离子处理、微波处理、放射处理等技术，但这些处理方法对技术的要求较高、投资较大、运行成本高，且成功运行的实例也不是很多，所以目前国内外用于医疗废物处理的技术仍以焚烧为主，焚烧炉炉型主要为：炉排型焚烧炉（包括往复炉排、链条炉排、摇摆式炉排等）、回转式焚烧炉（回转窑）、流化床焚烧炉、热解—焚烧炉。
国内目前采用的医疗废物焚烧炉炉型主要有三类，第一类是热解炉（在上海、苏州、常州、昆山、南京、杭州、新疆、武汉等地采用），第二类是回转窑（在北京、石家庄、福州、台州等地采用），第三类是炉排炉（原来在个别城市利用，按国家新近颁发的规范，不能再采用）。
（1）炉排型焚烧炉
炉排型焚烧炉具有对废物含水及热值范围适应性较强、物料分布及透气较均匀、燃烧较充分、热效率适中等优点。但炉排结构较复杂，维修量大，需定期停炉检修和更换炉排；燃烧含有低熔点盐类废物或塑料废物时易使炉排粘结磨损，堵塞炉排通风缝隙，加大阻力，增大烟尘浓度；细微颗粒或泥浆状的废物容易通过炉排间的空隙落入炉排下而不能完全燃烧。炉排炉的另一缺点是只有一个燃烧室，要求炉温大于850℃（焚烧工业危险废物时，要求炉温大于1100℃），且气体在炉内的停留时间应在2s以上，炉温波动较大，因此对传动炉排和耐火材料的损伤较大。在发达国家很少采用炉排型焚烧炉处理医疗废物和工业危险废物。
（2）回转式焚烧炉
回转窑焚烧处理医疗废物和工业危险废物在欧洲和北美国家得到了广泛应用。其优点是可焚烧多种液体和固体，可单独投料，亦可混合投料，固体废物可连续投入，也可分批投入；窑内操作温度可高达1600℃；可连续运转，亦可间断进行；随着回转窑的转动，废物被带起翻动，废物与燃烧空气接触良好，焚烧充分。其缺点是不适宜处理易挥发（气化）的药品，且对机械方面的技术要求较高、投资大、保养费用较高；热效率较低；烟气含尘浓度高；整个系统对气密性要求较高，操作运转难度大；固体废物对耐火材料有很强的磨蚀作用，使材料维护费用增加。
（3）流化床焚烧炉
流化床焚烧炉的优点是设计简单、投资费用较少、保养费用较低；适用于液体、固体或气体废物的处理；燃烧效率较高；容易承受进料速度和成分的变化。其缺点是运转费用较高；气体温度较低，需要一个后燃烧室；有些废物易与流化床材料反应；处理不规则的、体积较大的废物时，需加设破碎装置。受其缺点的制约，国内外较少将流化床用于医疗废物和工业危险废物的处理。
（4）热解—焚烧炉
热解—焚烧炉具有技术先进、工艺可靠、操作简便安全、投资省（没有传动部件）、烟气含尘量较低（焚烧搅动程度小）、运行及维护费用较低、使用寿命长、入炉废物不需进行分拣等优点。其缺点是热解过程延长了燃烧时间，热效率较低；热解炉冷热变化频率高（一天一次），对耐火材料影响较大，不便于热回收，自动控制水平要求较高。
2.2 医疗废物焚烧炉炉型的选择
影响医疗废物焚烧处理炉型选择的因素很多，除要满足“无害化”和“减量化”的基本原则外，还应考虑：技术的先进性及可靠性；重视环保与节能，无害化程度和资源化价值相对较高，环境污染的风险性小；自动化程度较高，尽量减少人与医疗废物的接触；地区经济水平对投资和处理费用的承受能力；操作、控制的易实施性；其他特殊的制约因素。
根据上述原则和对各炉型特点的分析结果表明，目前在我国采用热解—焚烧炉和回转窑处理医疗废物和工业危险废物较为合适和可靠，高压蒸汽消毒也能单独处理医疗废物，但高压蒸汽消毒法不适合处理细胞毒类药物、药品和化学品以及手术残余的肢体和组织器官，单一地使用这种方法无法使医疗废物减容减量化，并且国家目前还没有颁布针对该处理方法可能产生的污染物的控制标准。为此对目前在我国应用较多的热解—燃烧炉（以有两个-燃室的热解焚烧为例）及回转窑作进一步的技术经济比较，详见下表。
热解—焚烧炉及回转窑的技术经济比较
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采用热解—焚烧炉和回转窑都能很好地处理医疗废物，并保证烟气达标排放，但与国外发达国家同类技术相比，还有许多地方需进一步改进和完善。目前国内有些用于处理医疗废物的热解—焚烧炉和回转窑，也一并焚烧处理工业危险废物。由于医疗废物一般要求在72h内处理完毕，而且医疗废物与工业危险废物相比，具有成分相对较固定、形态单一（固体）、热值高（一般都大于3500kJ/kg）、物料容重小且疏松（容重在0.1～0.3t/m3）、金属含量较低、焚烧处理温度要求较低（850℃）等特点，笔者认为医疗废物，不宜与工业危险废物一同混合处理，而应采用热解—焚烧炉单独进行集中处理，这样可降低医疗废物的处理成本，也便于管理。因此建议建设对医疗废物和工业危险废物进行混合处理的处理厂，将医疗废物采用热解—焚烧炉处理，而工业危险废物则采用回转窑处理，对于毒性特别强的工业危险废物（如PCBs、剧毒废药品、过期农药和含氰废物等）可以考虑采用等离子技术处理。回转窑和等离子技术也可作为医疗废物的应急处理设施。
2.3 热解—焚烧炉的工作原理
热解—焚烧炉一般由两座热解炉和一座燃烧炉组成。首先，将医疗废物投入A热解炉（简称A炉）点火热解气化，同时喷燃炉将燃烧炉加热至400℃，A炉中被热解气化的气体进入燃烧炉后与空气混合燃烧。如依据国标燃烧炉的温度设定为860℃，点火约30min后温度达到750℃，燃烧器主阀关闭，达到850℃时副阀关闭，系统进入自燃状态，开始进行约8h的自燃过程。在A炉运行时，热解炉B（简称B炉）开始投料。当Ａ炉中的医疗废物热解气化约至第8个小时时，医疗废物中的有机物含量为1%～3％，呈灰白色状态，此时B炉也已投料完毕，开始点火。初期A炉残余可燃气体加上B炉的初始热解气化量正好可满足燃烧炉温度维持在860℃左右系统自燃时所需的可燃气体量。系统采用计算机集中控制原理，整个系统为一个常压系统，鼓风量和引风量要通过压力传感器变频控制风机转速来自动控制热解炉和燃烧炉的空气量（模糊理论），因此自动化水平要求较高。当温度为860℃自燃时，热解气体量不够，燃烧温度从860℃下降至855℃时，热解炉气阀开度开大，同时，燃烧炉空气阀自动关小，燃烧温度又上升到860℃；当燃烧温度高于设定温度860℃时，热解炉气阀开度关小，同时，燃烧炉空气阀自动开大，燃烧温度又下降到860℃。当B炉进入灰化过程时，A炉又开始点火，如此循环往复，达到全自动连续不断地燃烧。热解—焚烧炉的燃烧温度曲线见图1。
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图1 热解—焚烧炉燃烧温度曲线
根据医疗废物在热解炉内的热解气化特点，从上至下可将其划分成气化层、传热层、流动化层、燃烧层和灰化层5层（如图2所示）。热解炉内的废物在缺氧（供以小风量）条件下利用自身的热能使废物中有机物的化合键断裂，转化为小分子量的燃料气体，然后将燃料气导入焚烧炉内进行高温完全燃烧。废物先在干燥预热区（100℃）干燥后，下降到热分解区（200℃～700℃）进行分解，生成的燃料气体上升至炉顶出气口导入焚烧炉，残留碳化物继续下降，在燃烧气化区（800℃～1000℃）进一步气化，生成的燃料气体上升至炉顶出气口导入燃烧炉，最后剩余残渣从炉底排出。
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图2 废物在热解炉内的分层热解示意
3 结论
（1）目前国内医疗废物处理处置的状况不容乐观，处理处置标准、技术规范有待完善，需加快研究和开发适合我国国情的医疗废物处理处置技术。
（2）采用热解—焚烧炉和回转窑处理医疗废物和工业危险废物较为合适和可靠，但医疗废物更适合采用热解—焚烧炉单独进行集中处理，以降低技术难度和处理成本。
参考文献：
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