關于醫療廢物微波消毒處置過程廢氣處理措施的探究

張鳳娥

(山西新科聯環境技術有限公司，山西 太原 030031)

引 言

1986年，全球第一臺醫療廢物微波消毒設備誕生；2013年，醫療廢物微波消毒技術引入中國；2014年，國內首臺醫療廢物微波消毒設備樣機在河南誕生，并獲得國家科技成果認證，標志著我國使用微波消毒設備處理醫療廢物進入快速發展時期。盡管微波消毒過程不會產生酸性氣體和二噁英等氣體污染物，對環境污染較小，但產生的粉塵、NH3、H2S、揮發性有機物(NMHC)和病原微生物不容忽視。隨著微波消毒設備投入生產運行，微波消毒處置過程產生的廢氣如何處置值得探究[1]。

1 醫療廢物微波消毒系統概況

醫療廢物微波消毒設備具有諸多優點，如，操作人員勞動強度小，可為移動式，簡易靈活，場地選擇方便，運行簡單便捷，運行系統可以隨時關停，廢物的減容率約60%～65%，對環境污染小，滅菌效率高。處理后的醫療廢物能達到《醫療廢物微波消毒集中處理工程技術規范》要求：繁殖體細菌、真菌、親脂性/親水性病毒、寄生蟲和分支桿菌的殺滅對數值≥6；對枯草桿菌黑色變種芽孢的殺滅對數值≥4[2]。

本文為有效說明醫療廢物微波消毒過程廢氣處置措施的可行性，選擇以某醫療廢物微波消毒處置系統為例。

該醫療廢物微波消毒處置系統使用的微波消毒設備型號為MDU-10B，處置規模10 t/d。微波消毒處理系統主要由上料系統、破碎系統、微波消毒系統、出料系統、蒸汽供給系統、廢氣處理系統、自動控制系統、報警和應急處理安全裝置8個子系統組成。微波消毒設備主要構件見圖1。

圖1 微波消毒設備主要構件圖

微波設備用于上料的周轉箱為標準規格660 L，可以盛放100 kg醫療廢物。醫療廢物需先裝入周轉箱，通過安裝在微波消毒設備前端的上料系統倒進暫存料斗中，約9 min加一次料，每次加料時間20 s。微波消毒廢氣的一次處理設施裝在微波消毒設備內部，采用“初效過濾器+高效過濾器+活性炭吸附”處理工藝，僅在設備上料前5 s開啟，目的是保持上料開蓋時，暫存料斗處于微負壓狀態，防止料斗內含有污染物的氣體擴散到工作環境中。二次處理設施針對進、出料口以及一次處理后的廢氣進行集中收集，在進、出料口上方分別設置集氣罩，一次處理后的廢氣采用密封管道，三處廢氣經過“旋流塔+UV光催化氧化+尾氣過濾器+活性炭吸附”的工藝處理后，再通過15 m高排氣筒排放。

2 醫療廢物微波消毒廢氣處置措施的可行性分析

醫療廢物微波消毒處理過程中，會產生含有粉塵、NH3、H2S、揮發性有機物(NMHC)和病原微生物等惡臭氣體。一次廢氣處理在微波消毒設備內部，溫度不超過50 ℃，采用“初效過濾器+高效過濾器+活性炭吸附”處理工藝，其中，初效過濾器用來處理破碎過程中揚起的大顆粒粉塵，規格為300 mm×300 mm×600 mm，方形，濾袋式，填料為過濾棉。高效過濾器用來處理破碎過程中揚起的微生物，規格為300 mm×300 mm×600 mm，方形，濾袋式，填料為玻璃纖維濾布，孔徑為0.2 μm，幾乎可以過濾掉所有的微生物。活性炭過濾器規格為300 mm×600 mm×25 mm，材質為椰殼，顆粒狀，板式，平行放置10片。

二次廢氣處理針對進、出料口以及一次處理后的廢氣進行集中收集，經過“旋流塔+UV光催化氧化+尾氣過濾器+活性炭吸附”工藝的微波消毒廢氣處理系統凈化后，再通過15 m高排氣筒排放，該工藝符合《醫療廢物微波消毒集中處理工程技術規范(試行)》(HJ/T 229-2006)對微波消毒廢氣處理工藝的要求。

1) 旋流塔

旋流塔是采用液體吸收法處理廢氣，規格為3 300 mm×1 400 mm×1 200 mm，采用3 kW管道泵，吸收液為0.3%的小蘇打堿液，能有效去除硫化氫、氨氣等，并進一步去除顆粒物；旋流塔吸收液使用量為1 000 L，每5個工作日更換一次，產生的廢液排入污水處理站。

2) 光催化氧化技術

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光催化凈化是基于光催化劑在紫外線照射下具有的氧化還原能力而凈化污染物。利用光催化凈化技術去除空氣中的有機污染物具有以下特點：

a) 直接用空氣中的氧氣作氧化劑，反應條件溫和(常溫常壓)。

b) 可以將有機污染物分解為二氧化碳和水等無機小分子，凈化效果徹底。

c) 半導體光催化劑化學性質穩定，氧化還原性強，成本低，不存在吸附飽和現象，使用壽命長。

光催化凈化技術具有二次污染小，運行成本低和可望利用太陽光為反應光源等優點，所以光催化特別適合室內揮發有機物的凈化，在深度凈化方面顯示出了巨大的應用潛力。

該系統采用的UV光催化氧化設備規格為1 400 mm×1 100 mm×1 200 mm，內設24組紫外線燈管，每組150 W。

3) 尾氣過濾器

尾氣過濾器填料采用玻璃纖維填料，規格為1 000 mm×1 000 mm×150 mm，孔徑為0.2 μm，幾乎可以過濾掉所有微生物以及絕大部分顆粒物，設在廢氣凈化設施的終端，再次確保微生物及顆粒物有效去除。

4) 活性炭吸附

活性炭吸附裝置適用于大風量低濃度的有機廢氣處理，活性炭空隙結構發達，比表面積很大，吸附能力很強，是以煤、木柴和果殼等原料，經炭化、活化和后處理而得。由于固體表面上存在著未平衡和未飽和的分子引力或化學鍵力，因此當此固體表面與氣體接觸時，就能吸引氣體分子，使其濃聚并保持在固體表面，此現象稱為吸附。利用固體表面的吸附能力，使廢氣與大表面的多孔性固體物質相接觸，廢氣中的污染物被吸附在固體表面上，使其與氣體混合物分離，達到凈化目的。活性炭吸附裝置性能特點：運行過程不產生二次污染；設備投資少、運行費用低；性能穩定，可同時處理多種混合氣體，凈化效率≥95%；該系統采用椰殼新型活性炭吸附材料作為吸附劑，具有阻力低、壽命長、凈化效率高等優點，能有效去除揮發性有機物(NMHC)、氨、硫化氫等。活性炭吸附塔規格為1 600 mm×1 000 mm×1 000 mm，活性炭填充量為500 kg，內設多層抽屜式活性炭存放箱，箱底部設金屬網，氣流上進下出，在活性炭吸附塔穿過。

該套廢氣處理系統顆粒物設計處理效率為95%以上，揮發性有機物(NMHC)以及氨、硫化氫等惡臭物質的去除率為90%，可大大降低醫療廢物微波消毒過程中產生的揮發性有機物(NMHC)、氨、硫化氫等污染物排放濃度。經該廢氣處理系統處理后廢氣中顆粒物、氨、硫化氫、揮發性有機污染物(NMHC)的排放濃度可滿足《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)、《揮發性有機物無組織排放控制標準》(GB37822-2019)以及《惡臭污染物排放標準》(GB14554-93)規定的各污染物排放標準。

3 結論

總之，醫療廢物微波消毒廢氣處置措施采用“初效過濾器+高效過濾器+活性炭吸附”和“旋流噴淋塔+UV光催化氧化+尾氣過濾器+活性炭吸附”工藝，可有效去除顆粒物、揮發性有機污染物、(NMHC)氨、硫化氫以及微生物，廢氣可以達標排放，處置措施可行。