醫療廢物的處理處置技術
醫療廢物主要由廢紙、塑料、水竹、纖維、皮革、橡膠、手術切除物、玻璃器皿等組成。這些垃圾大部分是有機碳氫化合物,在一定溫度和充足的氧氣條件下,可以完全燃燒成灰燼。醫療廢物經過焚燒處理后,不僅可以使廢物的體積減少85~90%,從而大大減少了最終填埋的費用。并且焚燒技術已相當成熟,在醫療廢物的諸多處理方法中,只有焚燒法具備使垃圾穩定化、安全化、減量化的優點,是首推的醫療廢物處理的方法。
焚燒法有一百多年的歷史,較早的醫療廢物焚燒爐大多安裝在醫院內部,缺少必要的尾氣處理設施,排出的污染物有酸性氣體和二惡英等直接排入大氣。這種方式引起了國家有關部門的重視,制定了相應的嚴格的污染物排放標準。人們針對焚燒法所存在的問題進行了系統的、深入的、廣泛的研究,設計制造出先進的去除污染物的工藝系統和設備,經過多年研究發展,焚燒法日臻成熟,現在現代化大型焚燒廠的焚燒殘余物和氣體排放都能符合嚴格的排放標準。
焚燒法具有對醫療廢物適用范圍廣、廢物處理不需分揀和破碎、消毒殺菌徹底、徹底摧毀所有細菌病毒、使廢物中的有機物轉化為無機物、處理過程產生的污染物控制在標準范圍內,處理后的廢物減容減量比大、有關的標準規范齊全、技術成熟、安全可靠等多方面的優點,成為當今醫療廢物處理領域的主流技術,并且成為全世界處理醫療廢物所采用的主要方法。
由于還存在少量其他可焚燒的危險廢物包括廢藥物、農藥、感光材料、廢酸、廢堿等,此類廢物由于產生量小,產生單位自行處理成本太高,單獨建立集中處置場投資較大,運行成本較高,所以在焚燒爐的選擇上,選用以焚燒醫療廢物為主,也能焚燒其他可燃危險廢物的多功能焚燒爐,減少其他危險廢物對環境的影響。
熱解氣化焚燒爐的處理效果和處理成本均有較大優點,是一種主要用于處理醫療廢物等危險廢物的垃圾焚燒爐。具有燃燼率高,輔助燃料消耗量小,產生的煙氣量小,煙氣中污染物濃度低,后處理的負荷較小,粉塵夾帶很小等優點。
(一)熱解焚燒爐的優點
1.可以焚燒低熱值、高水分的醫療廢物;
2.廢物不需分揀、篩選、破碎即可直接入爐焚燒,機械化、自動化程度高,勞動強度小,不需添加任何輔助燃料;
3.經特殊設計的進料系統可使廢物在焚燒爐內實現均勻分布,且爐內合理的溫度使得廢物能夠在高溫下完全焚燒,又能使爐排安全可靠的運行;
4.醫療廢物等危險廢物在一燃室和二燃室分段進行,在一燃室中可能形成的二惡英及生成二惡英的母體在二燃室的高溫下全部分解氧化成為小分子的化合物,二燃室中不存在合成二惡英的條件;
5.由于采用控氣式熱解焚燒,一燃室煙氣夾帶的粉塵量很小,二燃室同時起到旋風除塵的作用,經尾氣處理后煙氣中的粉塵含量只有排放標準的幾千分之一。
6.減容量達到80-95%,且采用濕式排渣,工作現場無粉塵污染;
7.運行成本低廉,焚燒產生的熱能可以實現熱電聯供。
熱解-焚燒過程,是從燃燒機理入手,人為地把物料的熱解與熱解產物的燃燒分開來進行,即先使物料在中溫缺氧的環境中受熱裂解,將燃氣引出,使之與足夠的空氣充分混合之后,再在高溫燃燒室進行預混燃燒,這一過程使擴散混合條件大大的改善,燃燒反應很快完成,抑制了焦油、煙炱等不完全燃燒產物的生成,達到完全燃燒的目的。另外由于一次風速低,夾帶的飛灰量少,有利于煙氣凈化。
(二)熱解-燃燒過程的主要化學反應
1.固體廢物的熱解
由于固體廢物的種類繁雜,無法給出確切的熱解反應方式,對棉織物、紙、橡膠、塑料(包括含氯塑料)等,主要熱解產物為C、CO、H2、CnH2n+2、CnH2n、HCl、SOX等。
2.熱解產物的燃燒反應
熱解焦:
C+O2↑---CO2↑
2C+O2↑---2CO↑
熱解氣(燃氣):
2CO↑+O2↑---2CO2↑
2H2↑+O2↑---2H2O↑
2CnH2n+2↑+(3n+1)O2↑---2nCO2↑+(2n+2)H2O
2CnH2n↑+3nO2↑---2nCO2↑+2nH2O
熱解焚燒爐的幾個重要參數:
(1)焚燒溫度
焚燒溫度是指廢物中的有害成分在高溫下氧化,分解直至破壞達到的溫度。一般來說提高焚燒溫度有利于廢物有害物質的破壞并可抑制黑煙的產生,但溫度過高不僅加大燃料耗量,還增加了煙氣中氮氧化物的含量。因此,在保證銷毀率的前提下采用適當的溫度較為合理。所以一燃室、二燃室爐溫均控制在900-1100℃左右。
(2)滯留時間
滯留時間是指廢物中有害組分在焚燒條件下發生氧化、分解,最后完成無害化物質所需的時間,停留時間的長短直接影響焚燒的銷毀率。影響滯留時間的因素很多,如焚燒溫度、空氣過剩系數和空氣在爐內同廢棄物的混合程度。為保證廢物及產物全部分解,煙氣在二燃室內停留時間應>2.0秒。
(3)爐體材料
爐體應采用優質高鋁的耐火材料砌成,且具有耐腐蝕、耐高溫、高強度等優點,可以延長爐體的使用壽命減少耐火材料的維修次數,降低運行成本。
(4)有害物質銷毀率
銷毀率高,DRE>99.99%。
(5)擾動
為使廢物及燃燒產物全部分解,必須加強空氣與廢物、空氣于煙氣的充分接觸混合,擴大接觸面積,使有害物在高溫下短時間內氧化分解。焚燒爐應有完善的供風系統,且有足夠的風壓以加強系統與廢物和煙氣的混合程度。
(6)過剩空氣系數
廢物燃燒所需空氣量是由理論空氣量和過剩空氣量兩部分組成。兩者的總和決定了焚燒過程的氧氣濃度。爐膛中的氧氣濃度、廢物及煙氣同氧的混合程度嚴重影響著廢物的燃燒速度和燒凈率。空氣量過大會增大輔助燃料量、鼓風量、引風量以及尾氣處理規模,是不經濟的。反之,過量空氣量太小,則燃燒不完全,甚至產生黑煙,有害物質分解不徹底。一般保證焚燒爐出口煙氣中氧含量在5%~10%。

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