生活垃圾焚燒廠協同處置醫療廢棄物的技術研究

馬津麟

（中城院（北京）環境科技股份有限公司，北京 100120）

1 研究背景

“十四五”規劃提出到2025年底，全國城鎮生活垃圾焚燒處理能力會達到每天80萬t左右，即在“十四五”期間，中國每天將新增12萬t的生活垃圾焚燒處理能力，遠大于目前中國城鎮生活垃圾無害化處理能力的缺口。雖然有些衛生填埋場會隨著生活垃圾焚燒設施的啟用而轉變為飛灰以及應急填埋場，從而釋放一定量的生活垃圾處理能力的缺口，但全國正在逐步推進生活垃圾分類收運、分類處理，大量規劃和建設以堆肥、厭氧處理為主工藝的廚余垃圾處理處置設施。此外，中國目前多地的生活垃圾收運體系，尤其是農村垃圾的收運體系的建設尚未健全，因而可以預計未來幾年，中國部分生活垃圾焚燒處理設施將面臨處理能力不足問題，部分垃圾焚燒發電設施將處于長期低負荷運行的狀態，不利于生活垃圾焚燒發電廠穩定運行與生活垃圾焚燒發電行業的可持續發展。

實際上中國現有部分生活垃圾焚燒處理廠已經面臨入場垃圾不足的問題，而與此同時，中國目前尚有大量一般工業有機固體廢棄物、市政污泥、餐廚垃圾及醫療廢物等尚未得到妥善處置。這些廢棄物中，許多均可采用焚燒的方式進行處置，尤其像醫療廢棄物這種含有大量塑料的高熱值有機固體廢棄物。且在這幾年來，生活垃圾焚燒廠協同處置其他有機固體廢棄物的理念越來越受到認可，眾多新建生活垃圾焚燒項目從可行性研究階段就充分考慮將焚燒廠服務區域內的其他有機固體廢棄物協同處置，充分發揮生活垃圾焚燒廠的潛力。

2 生活垃圾焚燒廠協同處置醫療廢物的技術研究

醫療廢物雖屬于危險廢物（HW01），但《國家危險廢物名錄》（2021年版）明確規定：感染性廢物、損傷性廢物和病理性廢物（人體器官除外），按照HJ/T 276《醫療廢物高溫蒸汽集中處理工程技術規范（試行）》、HJ/T 228《醫療廢物化學消毒集中處理工程技術規范（試行）》和HJ/T 229《醫療廢物微波消毒集中處理工程技術規范（試行）》進行處理后，可以進入生活垃圾填埋場填埋或進入生活垃圾焚燒廠焚燒，對其運輸過程和處置過程實施豁免管理。因此，在嚴格按照相關技術規范對醫療廢物進行預處理后，這些類別的醫療廢物可以進入生活垃圾焚燒廠協同焚燒處置，處置過程無需按照危險廢物管理。

由于醫療廢物是嚴禁跨行政區域運輸和處理處置的，因此許多小城鎮的醫療廢物的待處理量不大。單獨集中消毒處理既無法實現對醫療廢物的減量化和資源處置，還會受到填埋庫容有限等因素的限制。若單獨設置醫療廢物焚燒處理設施，設備投資大、占地大，且其煙氣處理等工藝的運行成本高，整體醫療廢物的處置費用高。因此，在醫療廢物待處理規模較小時，適宜與生活垃圾焚燒廠協同處置，有利于降低成本。彭小龍[1]以廣西某處理規模為10 t/d的醫療廢物處置項目為例，將協同處置與醫療廢物單獨高溫處置進行了經濟對比分析，結果表明協同處置比單獨處置時的項目收益率提高了約1%，項目投資回收期減少了1年。醫療廢物與生活垃圾協同處置時，常采用的工藝流程為高溫蒸汽集中處理+協同焚燒。由于醫療廢物具有一定的感染性，故而需要在進入焚燒廠前，使用生活垃圾焚燒處理廠產生的飽和蒸汽對其進行消毒處理。同時，高溫蒸汽處理所產生的冷凝液被收集消毒后，送至生活垃圾焚燒處理廠的滲瀝液處理站與滲瀝液協同處置或者消毒后，按照GB 18466—2016《醫療機構水污染物排放標準》的相關標準排放；高溫蒸汽處理產生的廢氣送至垃圾坑與垃圾坑原有臭氣一起被送至焚燒爐處置或者直接作為一次風被送至焚燒爐中處置。

醫療廢物中氯元素質量分數遠高于生活垃圾，張懷強[2]的研究表明一般醫療廢物中含氯塑料的質量分數一般為8%～18%。肖志偉[3]的研究表明醫療廢物中的氯元素主要來自于含氯塑料，含氯塑料中氯的質量分數為33%～56%，而其他組分中氯的質量分數均低于0.2%。彭小龍[1]的研究表明，中國人均生活垃圾產量為0.6～1.3 kg/d，醫療廢物的人均產量為0.006～0.008 kg/d，約為生活垃圾平均產量的0.05%～1.3%。由于協同處置時，醫療廢物與生活垃圾不可能完全混合均勻，因此部分時段中，醫療廢物的摻燒比例會高于1.3%。當其摻燒比例約為5%時，煙氣中氯元素變化會超過50%，即煙氣中HCⅠ的質量濃度變化很可能會超過50%。雖然生活垃圾焚燒處理廠煙氣處理設施處理HCⅠ的效率很高，處理HCⅠ的難度較低，但HCⅠ質量濃度大幅度變化還是會對煙氣系統運行的穩定性產生一定的影響。此外，氯元素質量分數與二噁英的產生有一定關系。因此在協同處置醫療廢物時，生活垃圾處理廠應密切關注煙氣排放情況，加強對二噁英等非在線監測污染物的定期檢測，并應盡量提高醫療廢物與生活垃圾混合的均勻性，保證煙氣可以穩定達標排放。

除常態化的協同處置外，在疫情期間，生活垃圾焚燒處理廠可以臨時直接協同處置部分醫療廢物。《國家危險廢物名錄》（2021年版）明確規定：重大傳染病期間產生的醫療廢物，按事發地的縣級以上人民政府確定的處置方案進行運輸和處置，對運輸和處置過程實施豁免管理。生態環境部于2020-01-28印發的《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》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。

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耗材與器械（口罩、防護服、手套、注射器等），相對生活垃圾而言，其熱值偏高。同時，協同處置醫療廢物時，會因其含有酒精而容易引燃，也可能造成料斗回火。因此生活垃圾中的摻燒醫療廢物的比例應受到限制。中國部分地區有應急狀態下生活垃圾焚燒廠摻燒醫療廢物比例的相關規定。例如上海市制定的DB 31/768—2013《生活垃圾焚燒大氣污染物排放標準》中規定了在應急狀態下，除化學性廢物以外的醫療廢物在經過技術論證并獲相關管理部門批準后，可以與生活垃圾共同焚燒處理。醫療廢物共焚燒處理量不應超過生活垃圾焚燒設施處理能力的5%。

在新型冠狀病毒疫情期間，中國許多地區的生活垃圾焚燒處理廠臨時直接協同處置了部分醫療廢物，例如武漢市生活垃圾焚燒廠提供了100 t/d的應急醫療廢物處理能力；山東省汕尾市按照1%比例協同焚燒醫療廢物；山東省東營市、福建省莆田市、廣東省珠海市和湖北省仙桃市等地均將醫療廢物的協同處置比例控制在5%以下[4]。

在疫情狀態下，生活垃圾焚燒處理廠直接協同處置醫療廢物時，除需要控制摻燒比例外，還需要關注以下問題[4]：①由于應急期間，醫療廢物未經高溫蒸汽集中處理，而直接與生活垃圾協同焚燒，因此，應盡量在源頭上對醫療廢物進行分類，不能將感染風險極大的醫療廢物送至生活垃圾焚燒廠直接協同處置。②需要對感染性醫療廢物加強消毒處理工作。③生活垃圾焚燒處理設施在直接協同處理醫療廢物的過程中，需要對上料程序進行調整。因為生活垃圾進入生活垃圾焚燒廠一般需要在垃圾池堆放發酵5～7 d才可入爐焚燒，而醫療廢物的處理對及時性有較高的要求。《醫療廢物集中處置技術規范》（試行）中規定：在重大傳染病發生期間，醫療廢物采用高溫焚燒處置，運抵處置場所的醫療廢物盡可能做到隨到隨處置，在處置單位的暫時貯存時間最多不得超過12 h。④直接協同處置醫療廢物期間，生活垃圾焚燒廠應通過設立單獨卸料口（如可通過檢修電梯直接翻斗進料）、改用彎鉤和網兜配套抓料（不用抓斗）、視頻監控指導精細化投料等措施，盡量縮短其在垃圾料坑的停留時間，降低醫療廢物包裝破損可能性，盡量避免破袋所帶來的二次污染。⑤需要嚴格對垃圾料坑實行“微負壓”制度，垃圾池氣體被收集后直接進入焚燒爐處置，以保證即使包裝破損，其中的感染性物質也不會釋放到環境中。⑥焚燒廠相關工作人員需穿著防護服，做好防護工作。

本文推薦了一些工程實踐的具體做法，通常醫療垃圾經過常規高溫蒸煮工藝+破碎后可直接進入垃圾儲坑中，一般情況下可以單獨放置在垃圾池的單獨料坑中不和生活垃圾混合，當然也可以選擇不設置垃圾料坑直接和生活垃圾混合，以此保證每批次進入垃圾受料斗的混合垃圾熱值均勻為最佳進料方式。在應急情況下，醫療垃圾可以通過密閉的通道采用機械輸送的方式直接進入垃圾受料斗，選擇的機械輸送裝置應可以保證進料均勻，不使混合后的垃圾熱值出現波動為佳。關于醫療垃圾的進料頻次和單次進料量，本文建議以多次、少量、均勻為原則。在項目開始階段，焚燒主廠房的布置就應該考慮醫療垃圾進料系統的布置和輸送系統的便利性。摻燒醫療垃圾后，會造成混合垃圾熱值提高，對提高產蒸汽量和發電量有好處，但是因為煙氣中氯離子增加，對余熱鍋爐受熱面的高溫腐蝕產生一定的影響，建議采用堆焊等方式緩解余熱鍋爐受熱面耐腐蝕的問題。煙氣中酸性氣體增加，在爐排材質的選擇和耐火材料的選擇方面應進行針對性調整。如對摻燒醫療垃圾生產的爐渣進行綜合利用，協同處置后產生的爐渣必須經過浸出毒性檢測合格后才可被綜合利用。關于煙氣凈化工藝，目前實踐項目采用的半干法+干法的傳統工藝可以滿足生活垃圾焚燒污染控制標準的要求。從投資和運營成本方面看，通過單獨上一套醫療垃圾蒸煮工藝+單獨上一套生活垃圾焚燒工藝比生活垃圾焚燒主廠房內配置一套醫療垃圾焚燒裝置經濟型較差，因此協同處置工藝采用焚燒主廠房內合理優化布置既可以節省項目投資也可以節約運行成本。

3 結語

本文闡述了生活垃圾焚燒處理廠協同處置醫療廢物的意義與必要性，總結了其與政策的相符性，歸納了技術上的可行性與重難點，分析了其在經濟上的優勢，并提供了相關的實際工程案例做法。生活垃圾焚燒廠協同處置醫療廢棄物不僅可以解決生活垃圾焚燒行業面臨的局部地區入廠生活垃圾不足、處理能力過剩的問題；還可以有效解決區域內醫療垃圾的處理處置、減量化與資源化問題，且有利于無廢城市的建設；與此同時，還可有效提高生活垃圾焚燒廠的經濟效益，有利于生活垃圾焚燒發電行業的長期、可持續發展。因此，生活垃圾發電廠協同處置其他有機固體廢棄物是生活垃圾焚燒發電行業的重要發展趨勢之一。