醫(yī)療廢物化學(xué)消毒技術(shù)研究與應(yīng)用

張紹坤

（北京機(jī)電院高技術(shù)股份有限公司，北京 100027）

1 前言

醫(yī)療廢物，是指醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)在醫(yī)療、預(yù)防、保健以及其他相關(guān)活動中產(chǎn)生的具有直接或者間接感染性、毒性以及其他危害性的廢物。醫(yī)療廢物共分五類，主要包括感染性廢物、病理性廢物、損傷性廢物、藥物性廢物和化學(xué)性廢物，已列入了《國家危險廢物名錄》。

醫(yī)療廢物中含有大量致病微生物及化學(xué)藥劑，具有空間傳染、急性傳染和潛伏性傳染等危險特性，其病毒病菌的危害是普通城市生活垃圾的幾十倍乃至數(shù)百倍。而且有機(jī)成分多，容易腐爛發(fā)臭，孳生蚊蠅，造成疾病的傳播[1]。為此，世界各國對醫(yī)療廢物的控制制定了各種制度，對醫(yī)療廢物在產(chǎn)生、運輸、儲存、處理等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制，以避免醫(yī)療廢物給人們生活帶來危害。

在我國，對醫(yī)療廢物的處置方式通常采用的是分散處理，甚至直接隨生活垃圾填埋，這不僅極易引起地下水和地表水的污染，而且也直接危害著人們的身體健康。近年來，國家逐漸加強(qiáng)了對醫(yī)療廢物的控制，取得了明顯效果。國家環(huán)保總局于2004年5月頒布了《全國危險廢物和醫(yī)療廢物處置設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》，并陸續(xù)頒布了《醫(yī)療廢物集中焚燒處置工程建設(shè)技術(shù)規(guī)范》、《醫(yī)療廢物化學(xué)消毒集中處理工程技術(shù)規(guī)范》、《醫(yī)療廢物集中焚燒處置設(shè)施運行監(jiān)督管理技術(shù)規(guī)范》等醫(yī)療廢物處理技術(shù)規(guī)范，對醫(yī)療廢物從技術(shù)和管理上進(jìn)行控制。同時，國家各級環(huán)保部門對醫(yī)療廢物流通的各個環(huán)節(jié)也都進(jìn)行了嚴(yán)格控制，最大可能地降低了醫(yī)療廢物的危害。

2 醫(yī)療廢物處理技術(shù)

醫(yī)療廢物處理經(jīng)歷了近百年的發(fā)展，形成了多種處理技術(shù)。目前相關(guān)的處理技術(shù)大體分為3類[2]：

（1）高溫處理法，如焚燒法、熱解法和氣化法；

（2）替代型處理法，如化學(xué)消毒法、高溫高壓蒸汽滅菌法、干法熱消毒法、微波處理法和安全填埋法；

（3）創(chuàng)新型技術(shù)，如等離子技術(shù)、放射技術(shù)。

焚燒法是指被處理的廢物與空氣在焚燒爐內(nèi)進(jìn)行氧化燃燒反應(yīng)的高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)。醫(yī)療廢物中含有較大比率的可燃有機(jī)物，如廢紙、塑料、廚余、木竹、棉紗纖維、皮革、橡膠、手術(shù)切除物等，它們在一定溫度和充足的供氧條件下，可以完全燃燒成灰燼。醫(yī)療廢物經(jīng)過焚燒處理后，不僅可以完全殺滅細(xì)菌，使絕大部分有機(jī)物轉(zhuǎn)變成無機(jī)物，而且還可使廢物體積減少85%～90%，從而大大降低了最終填埋量和費用。醫(yī)療廢物焚燒處理在發(fā)達(dá)國家已有較長的實施時間，在我國也是醫(yī)療廢物的主要處理手段，技術(shù)成熟，實用可行。但焚燒爐的處理規(guī)模一般都在10t/d或以上，在處理量較小時很難保證連續(xù)穩(wěn)定運行。

化學(xué)消毒法是利用化學(xué)消毒藥劑與醫(yī)療廢物充分混合，實現(xiàn)醫(yī)療廢物中傳染性病菌的殺滅或失活，化學(xué)消毒法可以分為干式化學(xué)消毒法和濕式化學(xué)消毒法兩種，化學(xué)消毒藥劑可采用石灰粉、次氯酸納、次氯酸鈣、二氧化氯等[3]。經(jīng)過化學(xué)消毒，醫(yī)療廢物體積可減為原來的30%，并得到徹底地消毒殺菌，之后可以直接運往一般的生活垃圾衛(wèi)生填埋場進(jìn)行填埋。化學(xué)消毒劑將長時間地附著在廢物上起到長時間的殺菌消毒作用。尤其是干式化學(xué)消毒法在處理過程中沒有廢液產(chǎn)生，是對環(huán)境非常友好的一種處理技術(shù)，適合于處理規(guī)模在10噸/日以下的醫(yī)療廢物集中處置中心應(yīng)用。

高溫滅菌法的原理是在壓力作用下，蒸汽穿透到物體內(nèi)部，將微生物的蛋白質(zhì)凝固變性而殺死。這種方法適用于受污染的敷料、工作服、培養(yǎng)基、注射器等的消毒[4]。經(jīng)過高溫滅菌法處理后的醫(yī)療廢物可以按市政廢物進(jìn)行處理處置，如衛(wèi)生填埋、與生活廢物一起焚燒處理等。其他幾種醫(yī)療廢物處理技術(shù)，如微波處理法、等離子技術(shù)等，均存在技術(shù)不成熟、處理成本高等缺點，在國內(nèi)的應(yīng)用也較少。

3 化學(xué)消毒技術(shù)應(yīng)用

3.1 化學(xué)消毒技術(shù)工藝流程

典型的化學(xué)消毒技術(shù)工藝流程如下圖所示。

化學(xué)消毒工藝流程圖

3.2 進(jìn)料系統(tǒng)

裝有醫(yī)療廢物的轉(zhuǎn)運箱由傳送帶從廢物儲存區(qū)送至醫(yī)療廢物進(jìn)料系統(tǒng)前，然后由斗式提升機(jī)將轉(zhuǎn)運箱提起，將醫(yī)療廢物傾倒至一級破碎機(jī)料斗。提升機(jī)兩側(cè)有放射性物質(zhì)探測傳感裝置，可以及時將醫(yī)療廢物中誤混入的放射性物質(zhì)挑出，送公安部門處理，防止污染工作人員和設(shè)備。料斗后方的推桿給料機(jī)將醫(yī)療廢物送入一級破碎機(jī)進(jìn)行殺菌消毒。廢物進(jìn)料系統(tǒng)的各個機(jī)械設(shè)備采用集中監(jiān)控和控制，為方便維修，就地設(shè)有手動控制裝置。

3.3 消毒系統(tǒng)

消毒系統(tǒng)由一級破碎消毒系統(tǒng)、二級破碎消毒系統(tǒng)、pH監(jiān)測系統(tǒng)和殘渣貯存處理系統(tǒng)組成。

3.3.1 一級破碎消毒系統(tǒng)

醫(yī)療廢物由提升裝置送入給料斗，此時根據(jù)提升裝置讀取的重量添加一定比列的干粉消毒劑，一般為：0.075～0.12kg消毒劑/kg醫(yī)療廢物。因干粉消毒劑有很強(qiáng)的吸水能力，因此排出的殘渣仍然可以保證為較干燥狀態(tài)。干粉消毒劑由螺旋計量輸送泵加入。然后自動噴水加濕，噴水比例為0.006～0.013kg/kg醫(yī)療廢物。原始醫(yī)療廢物、干粉消毒劑和少量水通過螺旋推進(jìn)裝置進(jìn)入一級破碎機(jī)。在破碎機(jī)內(nèi)，以石灰粉（90%左右的含量）為主的干粉消毒劑和水劇烈反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱，同時CaO轉(zhuǎn)變?yōu)镃a(OH)2，使反應(yīng)環(huán)境迅速變?yōu)閺?qiáng)堿性。醫(yī)療廢物在一級破碎消毒系統(tǒng)內(nèi)得到破碎、藥劑混合和消毒處理，pH值由原始的8左右上升到11.0～12.5之間。整個過程反應(yīng)控制在強(qiáng)堿性環(huán)境下進(jìn)行，使微生物有機(jī)體和病菌被充分殺死。

一級破碎機(jī)內(nèi)配置有低轉(zhuǎn)速、高扭矩的破碎裝置，轉(zhuǎn)速為12～18轉(zhuǎn)/min。反應(yīng)室溫度為40℃～60℃，為微負(fù)壓環(huán)境（-50Pa左右），處理接觸時間為10～15min。破碎性能良好，對軟的物料（如輸液管、塑料袋、棉簽和紗布等）和硬的物料（如手術(shù)刀、針頭等）均有很好的適應(yīng)性。破碎后的尺寸在8cm以下，然后進(jìn)入二級破碎消毒系統(tǒng)。

醫(yī)療廢物在進(jìn)料和破碎過程中會有粉塵、惡臭氣體等有害物質(zhì)產(chǎn)生，該廢氣可通過設(shè)置在消毒系統(tǒng)進(jìn)料口的密閉集氣罩收集，并通過二級活性炭過濾裝置過濾和除臭，處理后的廢氣可達(dá)標(biāo)排放。

3.3.2 二級破碎消毒系統(tǒng)

經(jīng)過一級破碎消毒系統(tǒng)后，醫(yī)療廢物進(jìn)入二級破碎消毒系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步破碎和消毒。在二級破碎消毒系統(tǒng)中，醫(yī)療廢物得到進(jìn)一步破碎，體積大幅度減少，并且與消毒劑得到更進(jìn)一步的充分接觸，實現(xiàn)了徹底地消毒殺菌，其殘渣可以直接送往垃圾填埋場填埋。在填埋場中，堿性化學(xué)消毒劑將長時間地附著在廢物上起到消毒作用。

二級破碎機(jī)內(nèi)配置有高轉(zhuǎn)速、低扭矩的破碎裝置，轉(zhuǎn)速約為400轉(zhuǎn)/min，反應(yīng)室溫度為90℃～100℃，為微負(fù)壓環(huán)境（-30Pa左右），處理接觸時間為10～15min。處理后排出的殘渣尺寸通常為3～5cm，處理后的醫(yī)療廢物最終體積將減少70%，整個過程中無廢液產(chǎn)生。

3.3.3 pH值監(jiān)測系統(tǒng)

pH值監(jiān)測系統(tǒng)是為保證處理后的廢渣殺菌消毒效果而設(shè)立的。在整個過程中pH值被連續(xù)監(jiān)測，確保處理后的醫(yī)療廢物在離開出口時符合規(guī)定要求。pH值監(jiān)控頭連接在一級破碎系統(tǒng)出口底部，并與電腦連接。

當(dāng)位于出口處的監(jiān)視器連續(xù)記錄所需的pH值水平為11.0～12.5時，則說明處理系統(tǒng)和干粉消毒劑在正常工作。在廢物處理過程中，會持續(xù)監(jiān)控pH值水平。如果計算機(jī)發(fā)現(xiàn)pH值出現(xiàn)了問題，則會停止斗式提升機(jī)系統(tǒng)，從而停止醫(yī)療廢物的進(jìn)料。一旦pH值恢復(fù)到正常范圍時，系統(tǒng)會控制斗式提升機(jī)重新開始工作。

3.3.4 殘渣貯存處理系統(tǒng)

從二級破碎消毒系統(tǒng)排出的殘渣經(jīng)過兩級螺旋輸送機(jī)排出，進(jìn)入出渣間。在出渣間內(nèi)，按照《醫(yī)療廢物化學(xué)消毒集中處理工程技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，對殘渣進(jìn)行檢驗，符合規(guī)范規(guī)定的殘渣通過專用垃圾運輸車，送往安全填埋場進(jìn)行填埋處理。對于不能滿足規(guī)范要求的殘渣，則需進(jìn)一步進(jìn)入化學(xué)消毒處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。

3.4 自控系統(tǒng)

該項目處理設(shè)備設(shè)有電腦，監(jiān)控整個過程。當(dāng)廢物直接裝入進(jìn)料倉時，進(jìn)料的凈重被條形碼識別系統(tǒng)自動讀取出來。自動化的貨斗提升裝置把廢物轉(zhuǎn)送到處理倉內(nèi)，在倉體內(nèi)，自動加入處理醫(yī)療廢物所需的適量的消毒劑和水，每次進(jìn)料醫(yī)療廢物需混合大約5分鐘。

整個過程對pH值進(jìn)行自動監(jiān)測和平衡控制，并使微生物有機(jī)體及病菌被徹底殺死。另外，設(shè)備處理刀片對廢物進(jìn)行足夠多次的切割，使體積減少70%以上。pH值被連續(xù)監(jiān)測，確保處理后的廢物在離開出口螺旋鉆時符合規(guī)定的要求。pH值監(jiān)控頭連接在出口螺旋鉆的底部，直接連到電腦上。處理設(shè)備的電腦把所有的必要信息保留下來，作為永久、規(guī)范性的記錄。

4 化學(xué)消毒技術(shù)分析

通過化學(xué)消毒技術(shù)在工程中的應(yīng)用，可發(fā)現(xiàn)該技術(shù)具有如下優(yōu)點：

1）該裝置設(shè)置靈活，既可以作為固定醫(yī)療廢物處理裝置，又可以作為移動醫(yī)療廢物處理裝置；2）處理過程中產(chǎn)生的廢氣經(jīng)過過濾后可達(dá)標(biāo)排放，處理過程中無廢液產(chǎn)生，環(huán)境友好性強(qiáng)；3）運行費用相對較低；4）整套系統(tǒng)自動化程度較高，勞動強(qiáng)度較低。

但是，該技術(shù)也存在著一些缺點，需要進(jìn)一步加以克服，主要表現(xiàn)在：

1）與焚燒法相比，可以處理的醫(yī)療廢物范圍小。該技術(shù)只能處理感染性廢物、病理性廢物、損傷性廢物，對于藥物性廢物和化學(xué)性廢物只能采取焚燒等方法進(jìn)行處理；2）該技術(shù)對破碎系統(tǒng)要求較高，破碎系統(tǒng)易出現(xiàn)故障；3）與焚燒法相比，減容性較差，處理殘渣運輸及填埋工作量較大。

5 結(jié)論

隨著國家對醫(yī)療廢物管控的加強(qiáng)，醫(yī)療廢物處理比率將有大幅度提高，醫(yī)療廢物處理技術(shù)將更加完善，醫(yī)療廢物處理成本將進(jìn)一步降低。化學(xué)消毒技術(shù)作為一種較為成熟的醫(yī)療廢物處理技術(shù)在小型的醫(yī)療廢物處理系統(tǒng)中的應(yīng)用將越來越廣泛，該技術(shù)會隨著研究和應(yīng)用的深入得到進(jìn)一步完善。

[1]孟憲林，呂曉瑩，沈晉.醫(yī)療廢物焚燒中二英的產(chǎn)生及控制[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2006，32（4）：32-35.

[2]Townend WK，Donaldson JD，Grimes S M.Review of clinical waste treatment technologies[R].London：Uniied Kingdom，2000.

[3]陳揚，劉富強(qiáng)，邵春巖.化學(xué)消毒法與醫(yī)療廢物處理[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2005，10 ：18-22.

[4]伉沛崧，楊智淳，羅保明.醫(yī)療廢物處理工藝評述[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2008，5 ：27-32.