關于生活垃圾焚燒裝置應急處理醫療廢物的探討

馮 楠， 趙發敏， 劉 杰

(中國恩菲工程技術有限公司， 北京 100038)

0 前言

2020年初，新冠肺炎疫情爆發，并在全球蔓延。新冠疫情患者會產生大量具有感染性的醫療廢物,除了輸液管、口罩、針頭等常規醫療廢物外，使用過的床單、紙巾、快餐盒、尿不濕等都納入了醫療廢物處置范疇，上述醫療廢物從產生、分類、收集、轉運、貯存到處置，任何一個環節處置不當都會造成危害人體健康和環境安全的雙重風險[1-2]。根據《醫療廢物管理條例》規定，嚴禁醫療廢物混入生活垃圾進行處理，必須進行集中處理處置，以達到殺滅病原體，防止疾病傳播和醫療廢物減量化、無害化的目的[3]。

1 醫療廢物處置現狀

一般醫療廢物和涉疫廢物的疊加,給各地醫療廢物處置單位造成了極大的壓力，多地出現醫療廢物處置缺口。據《2019年全國大、中城市固體廢物污染環境防治年報》顯示[4]，2019年196個大、中城市醫療廢物產生量為8.43×105t，產生的醫療廢物都得到了及時妥善處置。但在新冠肺炎疫情爆發后，醫療廢物的產生量快速增加，常規醫療廢物集中處置設施能力無法滿足處置需求[5]。如疫情初期武漢等地醫療廢物每日產生量一度增長到疫情發生之前的4～6倍，原有處置能力遠不能滿足疫情期間醫療廢物處置需求[6]。

通過本次疫情中醫療廢物處理情況可以看出，各地區醫療廢物處理能力，基本滿足正常情況下當地的醫療廢物處置需求。但是當面臨類似新冠肺炎疫情等重大突發事件時，醫療系統短時間接受大量病患，醫療廢物產生量將急劇增加，對醫療廢物處置系統產生巨大沖擊，難以完全處置，可能堆存大量醫療廢物，具有極大地衛生隱患。

但是重大傳染病疫情作為突發事件，無法預知，也無法預測疫情發生后醫療廢物產生的數量，因此盲目新建大量醫療廢物處置裝置并不可行，并且會造成設備閑置，形成極大浪費。

2 政策可行性

由于生活垃圾焚燒爐處理規模大，工藝同醫療廢物處理類似，并配套完整的環保裝置。因此，部分地市嘗試利用現有生活垃圾焚燒裝置進行一定程度改造使其具有處理醫療廢物的能力，在疫情特殊時期取得了良好的效果。平時裝置進行正常生產運營，當出現重大突發事件，本地區現有醫療廢物處理能力已無法滿足時，可兼顧處理醫療廢物。

根據《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案(試行第五版)》(國衛辦醫函[2020]103號)，新型冠狀病毒對熱敏感，56 ℃的溫度30 min可有效滅活病毒。垃圾焚燒裝置多采用機械爐排垃圾焚燒爐，生活垃圾焚燒爐爐膛內溫度≥850 ℃，生活垃圾在爐內的停留時間1～1.5 h，在該焚燒條件下，新冠肺炎病毒完全能被滅活。因此利用生活垃圾焚燒設施協同處置醫療廢物具有較好的滅活效果。

根據生態環境部印發《新型冠狀病毒感染的肺炎疫情醫療廢物應急處置管理與技術指南(試行)》(下稱《指南》)。《指南》提出“以設區的市為單位，統籌應急處置設施資源，建立肺炎疫情醫療廢物應急處置資源清單…”,并明確“將可移動式醫療廢物處置設施、危險廢物焚燒設施、生活垃圾焚燒設施、工業爐窯等納入肺炎疫情醫療廢物應急處置資源清單”[7]。

因此，采用生活垃圾焚燒爐協同處置醫療廢物，在政策上有據可循，既能提升本地區處理醫療廢物的能力，在特殊時期可以作為一種應急手段，又可有效利用現有裝置，不會造成資源閑置浪費。

當未來出現類似新冠肺炎疫情等重大突發事件造成醫療廢物短期內激增的情況，本地區現有醫療廢物處置裝置必將超負荷運轉，而一旦裝置出現運轉故障，可能造成醫療廢物無處可去，導致大量堆存，生活垃圾焚燒裝置可以用來作為有效補充，有需要時可以迅速用于處置醫療廢物，減少醫療廢物堆存，有效降低二次感染的可能性。

3 工藝可行性

根據《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案(試行第五版)》(國衛辦醫函[2020]103號)，新型冠狀病毒對熱敏感，56 ℃的溫度30 min可有效滅活病毒。根據《生活垃圾焚燒污染控制標準》、《醫療廢物集中焚燒處置工程建設技術規范》和《醫療廢物集中處置技術規范(試行)》，生活垃圾焚燒爐和醫療廢物焚燒爐的主要技術要求相同，工況要求接近。生活垃圾焚燒爐爐膛內溫度≥850 ℃，生活垃圾在爐內的停留時間一般在1～1.5 h(爐排爐)，在該焚燒條件下，新型冠狀病毒完全能被滅活。在控制摻燒比例且做好衛生防護工作的前提下，利用生活垃圾焚燒設施處置醫療廢物是可行的。

根據生態環境部固體廢物與化學品司《生活垃圾焚燒設施應急處置肺炎疫情醫療廢物工作相關問題及解答》中的答復：“…優化工藝流程，強化管理、衛生防疫要求和人員培訓，使用生活垃圾焚燒設施(爐排型)應急處置醫療廢物具有較好的可行性，在國內外均有實際應用的成功案例。各地可以因地制宜，在妥善采取衛生防疫措施和確保處置效果前提下，選擇生活垃圾焚燒設施應急處置醫療廢物。”“爐排式生活垃圾焚燒爐可以用于應急處置肺炎疫情醫療廢物；不宜采用流化床式焚燒爐。”

根據《醫療廢物焚燒爐技術要求(試行)》GB1918—2003中的規定：“爐膛中心溫度不低于750 ℃。爐膛尺寸的選擇應保證醫療廢物在爐膛內足夠的停留時間”，垃圾焚燒爐采用先進的機械爐排爐，爐膛內溫度≥850 ℃，遠高于病毒滅活溫度，可以起到有效殺滅病菌的作用，停留時間長達1～1.5 h，可以保證廢物充分燃盡。焚燒過程中產生粉塵、飛灰、煙氣等可利用生活垃圾焚燒煙氣凈化裝置，有效去除煙氣中的粉塵、HCl、SO2等酸性氣體以及二噁英、重金屬、NOx、CO等有害氣體，確保煙氣嚴格按要求達標排放。滿足《醫療廢物焚燒爐技術要求》中要求的“焚燒爐應具有完整的煙氣凈化裝置。煙氣凈化裝置應包括酸性氣體去除裝置、除塵裝置以及二噁英控制裝置…”。

表1 焚燒爐性能指標表

噁表2 焚燒爐尾氣排放指標表

通過表1可以看出，生活垃圾焚燒爐滿足醫療廢物焚燒爐性能要求。通過表2可以看出，生活垃圾焚燒爐煙氣排放標準不低于醫療廢物焚燒爐的尾氣排放要求。

在2014年初，為應對醫療廢物焚燒設施檢修停運、突發公共衛生事件等應急狀態，在上海市生態環境局、市衛生健康委、市綠化市容局的支持下，上海市利用生活垃圾焚燒設施第一次醫療廢物應急處置工作于2014年2月在上海老港再生能源利用中心啟動。2014年至2019年，上海老港再生能源利用中心利用生活垃圾焚燒設施協同處置醫療廢物量分別為0.085萬t、0.193萬t、0.463萬t、0.756萬t、0.931萬t、1.449萬t。

因此，對于生活垃圾焚燒發電廠常態化協同處置醫療廢物，上海市已有6年實踐經驗。這些實踐經驗表明生活垃圾焚燒設施經過適當技術改造、加強衛生防疫防護管理，用于醫療廢物處理，技術可行、環境風險可控。

使用生活垃圾焚燒設施協同處置醫療廢物在國外也有諸多應用案例，如美國、歐洲、日本等。日本2009年H1N1新型流感病毒疫情期間發布《新流感廢物管理措施指南》指出：“如果擔心感染性廢物數量超過處置能力時，可與市政當局等討論市政垃圾焚燒設施接收的可能性”。美國醫療機構產生的醫療廢物一般在醫療機構進行消毒處理后，運至危險廢物焚燒設施或者生活垃圾焚燒設施焚燒處置。挪威奧斯陸市克拉梅特斯魯(Klemetsrud)生活垃圾焚燒廠也曾利用機械爐排式焚燒爐處置感染性醫療廢物。

而在本次疫情期間我國多個地市也曾利用生活垃圾焚燒廠處理激增的醫療廢物：

(1)廣東省汕尾市自2020年1月27日以來，利用陸豐市(東南)生活垃圾焚燒發電廠應急處置汕尾市產生的新冠肺炎疫情醫療廢物。陸豐市(東南)生活垃圾焚燒發電廠生活垃圾處置能力為1 200 t/d，按1%比例混合焚燒醫療廢物，應急處置醫療廢物的能力為12 t/d。1月27日至2月7日，累計使用生活垃圾焚燒設施應急處置醫療廢物42.75 t。

(2)山東省東營市自2020年1月29日以來，利用東營華源新能源有限公司應急處置東營市產生的醫療廢物。東營華源新能源有限公司生活垃圾處置能力為400 t/d，按5%比例混合焚燒醫療廢物，應急處置醫療廢物的能力為20 t/d。1月29至2月7日，累計使用生活垃圾焚燒設施應急處置醫療廢物0.87 t。

(3)福建省莆田市自2020年1月20日以來，利用莆田市圣元環保電力有限公司應急處置莆田市疫情期間涉及疫情的生活垃圾，包括全市5家定點醫院、第一批8個隔離觀察點產生的生活垃圾，以及增設的隔離觀察點由醫務人員、確診病人、被隔離人員產生的生活垃圾。莆田市圣元環保電力有限公司生活垃圾焚燒能力為2 850 t/d，按5%比例混合焚燒醫療廢物，應急處置醫療廢物的能力為142.5 t/d。1月20至2月7日，累計使用生活垃圾焚燒設施應急處置醫療廢物28.23 t。

(4)廣東省珠海市自2020年2月1日以來，利用珠海市環保生物質熱電廠應急處置珠海市產生的醫療廢物。該項目建設規模為處理生活垃圾1 200 t/d，配置2×600 t/d焚燒爐，按5%比例混合焚燒醫療廢物，應急處置醫療廢物的設計能力為30 t/d，最終實際處理量為5 t/d。

(5)湖北省仙桃市2020年2月7日，利用仙桃市綠色東方環保發電有限公司(生活垃圾焚燒處置單位)完成利用生活垃圾焚燒設施處置肺炎疫情醫療廢物試燒工作，成功試燒處置醫療廢物2.96 t。仙桃綠色東方環保發電有限公司現有2臺生活垃圾焚燒爐，總焚燒能力為1 200 t/d，選用其中1臺實際能力500 t/d的焚燒爐作為仙桃市醫療廢物應急處置設施，于2月8日正式投入疫情肺炎醫療廢物應急處置工作，當日實際應急處置醫療廢物3.04 t。

生活垃圾焚燒爐和醫療廢物焚燒爐的主要技術要求相同，工況要求接近，滿足相關工藝要求以及環保要求。并且，國內外均有大量成功案例，并取得了良好的效果，因此利用生活垃圾焚燒爐處置醫療廢物技術上可行。

目前，生態環境部已將焚燒發電廠常態化協同處置醫療廢物作為優先推薦的技術路線。

4 對焚燒系統的影響

(1)醫療廢物尤其是疫情期間的醫療廢物，多為使用后的一次性醫療器械(口罩、防護服、手套、注射器等)，相對熱值較高。混合焚燒醫療廢物使得可燃物的整體熱值有了明顯提高，發電量可能會有一定程度提升。但是，發電量的多少除了和可燃物的熱值、成分、特性有關外，還和運行穩定性、燃燒效果等多種因素有關。

(2)生活垃圾焚燒爐的設計熱負荷相對較低。協同處置醫療廢物不當，可能引起爐膛熱負荷過高或燃燒爐渣熱灼減率偏高。同時醫療廢物中有時因為含有酒精而容易引燃，可能造成料斗回火，因此醫療廢物在生活垃圾中的摻燒比例應限制在5%以下，降低對系統的沖擊。

(3)系統負荷增加，醫療廢物收集運送到焚燒廠時間多在8:00—13:00，由于醫療廢物不宜長時間儲存，因此醫療廢物在進廠后就必須馬上焚燒，這就直接導致熱值在短時間內突然大幅度提高，可能會使爐內組件受到影響，并且可能導致鍋爐瞬間超載。為了減少這種超載現象，但又要確保符合防疫的規定和要求，應做好配伍，以盡量使熱值均勻而不突變[8]。

(4)隨著可燃物熱值的提高，燃燼率也同時提高，降低了爐渣產生量。

(5)焚燒醫療廢物后，由于醫療廢物中含有大量的塑料類制品，經焚燒后鹵族元素含量增多，會對設備材質造成影響，并增加了煙氣處理的負荷。為了使排放煙氣達標，在實際運行中會增加石灰的用量以吸收廢氣中酸性氣體，同時可能需要增加活性炭使用量，提高尾氣處理能力。

(6)隨著燃燼率的提高、爐渣產量的降低、石灰和活性炭的過量投入，會使飛灰的產生量相應增加。

(7)由于醫療垃圾熱值高于常規的生活垃圾，在實際焚燒過程中可能使得爐膛的溫度造成爐內耐火磚的實際膨脹超出設計的膨脹余量，并進而使磚與磚之間產生強大的擠壓應力，最終導致耐火磚脫落。部分高溫腐蝕煙氣進入耐火磚和爐墻鋼結構的間隙，可能導致爐內耐火磚脫落。

(8)飛灰產生量增加可能會使得鍋爐過熱器積灰嚴重。

(9)由于醫療廢物燃燒產物的腐蝕性強，可能會造成輸灰設備外殼腐蝕，主要有布袋除塵器的灰斗、輸灰鏈等。

5 對運行成本分析的影響

(1)為了保證焚燒醫療廢物時煙氣排放達標，可能會增加石灰、活性炭的消耗，增加日常煙氣處理費用。

(2)為了處置醫療廢物會導致增加相關防疫措施及物資。

(3)可能會導致焚燒系統損耗及維修次數增加。

(4)可能導致系統工況變化、調整造成處置成本增加。

(5)需增設配套的輔助消毒設施。

6 結論及建議

此次疫情致使醫療廢物產生量增長過快，一時間醫療廢物處置總體能力不足，暴露了現有醫療廢物處理裝置在面對突發事件導致醫療廢物大量增加時可能會出現無力處置的局面。而生活垃圾焚燒爐處理能力較大，可有效消解各醫療機構產生的醫療廢物，技術上完全能夠滿足各項指標和要求，具有良好的環境效益和社會效益，因此利用生活垃圾焚燒裝置協同處置醫療廢物方案可行，潛力巨大。

生活垃圾焚燒爐可以作為醫療廢物處置的應急措施之一，但協同處置可能會對系統造成一定程度的影響，增加設備運行和管理的難度，因此應提前做好規劃及焚燒前準備工作，并對工況進行適當調整以應對焚燒醫療廢物對系統造成的影響。

醫療廢物和生活垃圾在焚燒處置技術上是類似的，但二者還是存在一定的差別，最主要的是醫療廢物可能存在感染性等衛生隱患，因此在協同處置醫療廢物過程中為了避免發生二次感染的情況，保證裝置平穩安全運行，應采取以下措施：

(1)感染性廢物宜優先利用醫療廢物集中處置設施處理，在醫療廢物處置系統負荷滿足的情況下，盡量不將感染性醫療廢物直接送往生活垃圾焚燒設施處置。

(2)對送往生活垃圾焚燒設施應急處置的醫療廢物，在包裝、轉運、處置的相關環節加強消毒處理，降低感染性風險。

(3)對送往生活垃圾焚燒設施應急處置的醫療廢物應加強包裝(如雙重塑料袋包裝后再用一次性紙箱包裝、膠帶纏封)，降低卸料、上料過程的破損概率，減少飄散。

(4)有效利用自控系統監控系統運行狀況，控制投料速率，醫療廢物進廠后在滿足運行安全性前提下盡快處置，縮短醫療廢物的儲存時間，保證日產日清，及時處置。

(5)加強操作人員的衛生防護措施和培訓，有條件時可以選調有醫療廢物處置經驗的專業人員參與處置。

(6)操作人員必須穿戴防護服、護目鏡、手套、口罩等防疫裝備，及時消毒，定期測量體溫，發現異常立即向疾控部門報告。

(7)應急處置醫療廢物期間，醫療廢物進場道路、運輸車輛、卸料區域和接觸醫療廢物的設備設施，應每日定期用消毒劑進行消毒處理。

(8)處置單位應同醫療機構提前做好溝通，在醫療廢物進廠前應明確醫療廢物的類別、數量、運送時間，使得處置企業能提前做好計劃，調整系統運行情況，避免瞬間接收、處置大量醫療廢物造成系統超負荷運轉。