醫療垃圾的熱解特性

第14卷第3期環(huán)境衛生工程Vol 14 No. 3·40·2006年6月Environmental Sanitation EngineeringJune 2006醫療垃圾的熱解特性*王喬力,張于峰,馬洪亭,郭曉娟,張書(shū)廷(天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,天津30072)犒要:對幾種典型醫療垃圾處理方法進(jìn)行了比較。重點(diǎn)介紹了熱解法處理醫療垃圾的原理和方法,研究了輸液管與手術(shù)手套、棉簽棍、羊腸線(xiàn)和黃連片按不同比例混合時(shí)的熱解特性。關(guān)鍵詞:醫療垃圾;熱解法;熱解特性中圖分類(lèi)號:X79.3文獻標識碼:A文章編號:1005-8206(2006)03-0040-03Pyrolysis characteristics of Medical WastesWang Qiaoli, Zhang Yufeng, Ma Hongting, Guo Xiaojuan, Zhang Shuting(School of Environmental Science and Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072)Abstract: The typical treatment methods of medical waste were compared, the principle and the methods of disposing meical wastes with the pyrolysis were presented in detail, pyrolysis properties when transfusion tube is mixed with surgical gloves,cotton slender club, catgut and coptis tablets in different proportion respectively were researcheKey words: Medical waste; Pyrolysis method; Pyrolysis characteristics醫療垃圾主要是指醫療機構包括醫院和診所的醫務(wù)人員在為病人進(jìn)行診斷、治療、衛生處理表1醫療垃圾處理方法比較過(guò)程中或在醫學(xué)實(shí)驗活動(dòng)中產(chǎn)生的廢棄物。醫療方法原理特點(diǎn)垃圾由于含有多種致病微生物,被國家環(huán)保局列工藝較簡(jiǎn)單,投資少,處理量大,但需為危險廢物,必須按照有關(guān)規定對其進(jìn)行妥善處將垃圾埋入地下,要較大的填埋面積和大量的運輸費通過(guò)徽生物長(cháng)期用;不滿(mǎn)足衛生要求,造成臭氣四溢、理,不允許與普通生活垃圾混雜隨意處置。又因衛生填埋的分解作用使之蒼蠅等蟲(chóng)害萼生,嚴重影響環(huán)境:填其危害具有潛在性、轉移性、遷移性和突發(fā)性等分解為無(wú)害的化埋場(chǎng)不可避免的產(chǎn)生大量氣體(cH,合物NH2,H2S,N2,O2,H2,CO)和揮發(fā)性有機物。處理不當會(huì )釀成爆炸事故;且特點(diǎn),醫療垃圾已經(jīng)成為醫院內感染和環(huán)境污染填埋場(chǎng)滲瀝液極易污染地下資源的重要原因之一。蒸汽在高壓下具有溫度高、穿透力強幾種典型醫療垃圾處理方法的比較高溫(壓)蒸最常用的常溫滅菌、病毒,并避免形成二喂嘆等有害汽滅菌法-3菌方法副產(chǎn)品,但不能使廢棄物減容減量,如表1所示,熱解法具有其它方法無(wú)可比擬反而會(huì )因為注人蒸汽冷凝有相當的增重的優(yōu)點(diǎn)。處理速度快,減容性好;可利用回收2熱解處理技術(shù)原理種熱化學(xué)處理熱來(lái)生產(chǎn)蒸汽和發(fā)電,具有一定經(jīng)濟醫療垃圾熱解處理技術(shù)是近幾年世界各國為方法是使垃圾中效益;在垃圾焚燒過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生可造焚燒法可燃成分與空氣成二次污染的有害物質(zhì),如伴隨焚燒中氧進(jìn)行燃燒反排放的煙塵、重金屬塵粒、二嘆等了解決垃圾在焚燒過(guò)程中產(chǎn)生二咪嘆類(lèi)問(wèn)題而提應,將其變?yōu)闊o(wú)機劇毒產(chǎn)物、PAH(多環(huán)芳香族化合物)PCB(多氯聯(lián)苯)及有害氣體(如HCl出的一種新的技術(shù)。熱解法是指在無(wú)氧或缺氧的殘渣的過(guò)程HF,SO2等),加大了尾氣處理設備投條件下,高溫加熱有機物,是大分子裂解成為小把有機廢棄物在分子直至變?yōu)闅怏w,最終成為可燃氣、液態(tài)焦油無(wú)氧或貧氧條件和少量炭狀殘余物,一般可燃的醫療垃圾廢棄物90℃,用熱能使與楚燒法相比漏度較低,無(wú)明火燃燒均采用熱解方式進(jìn)行處理。熱解法化合物的化合鍵過(guò)程,重金屬等大都保持原狀在殘渣斷數,由太繪子嘆產(chǎn)生的逆條件,較好地解決了垃圾3試驗設備和實(shí)驗方法小分子量的可燃焚燒技術(shù)的最大難題實(shí)驗設備為 SHIMADZU的DTG-60H差分熱氣體、液體燃料和焦炭的過(guò)程重分析儀。試樣在流量為40mL/min的高純氮氣下進(jìn)行試驗,坩堝為Al2O3坩堝,參比物為A2O3min,加入熱天平試樣粒度為0.5mm左右,目的粉末。對所有試樣,均采用升溫速率B為20℃/是為了使反應過(guò)程中試樣的溫度均勻。放入試樣后,向熱分析天平爐內通入氮氣,將其吹掃20*基金項目:國家自然科學(xué)基金項目(50378062)min左右,目的是為了將其中的空氣排盡。實(shí)驗收稿日期:2006-04-02的終溫設為900℃。樣品在坩堝內混合均勻,且中媒化第3期王喬力,等醫療垃圾的熱解特性41·的是為了在熱解過(guò)程中反應充分。知,混合物在熱解初期主要是由輸液管的脫氯化4試驗結果和討論氫反應引起的,且手術(shù)手套的存在對其有促進(jìn)根據原料的性質(zhì),大致將其分為6類(lèi):塑料作用。類(lèi)(輸液管、尿樣盒、一次性醫用手套)、橡膠在熱解后期,各種比例的混合物的TG曲線(xiàn)類(lèi)(手術(shù)手套、導尿管)、生物質(zhì)類(lèi)(棉簽棍、衛均比單組分手術(shù)手套下降的慢,比輸液管的快,生紙、紗布、脫脂棉)、蛋白質(zhì)類(lèi)(羊腸線(xiàn))、纖而且其出現的峰值也比手術(shù)手套晚,比輸液管維類(lèi)(敷料內芯)、混合類(lèi)(醫用膠布、敷早,且輸液管的比例越大,DTG峰出現的越晚,料)、藥物類(lèi)(黃連片)。因為橡膠類(lèi)和合成纖因此我們認為在熱解后期,輸液管對手術(shù)手套的維類(lèi)基本為合成高分子聚合物,所以我們選擇其熱解起抑制作用S。中具有代表性的一類(lèi)進(jìn)行實(shí)驗。本實(shí)驗研究了塑42輸液管與棉簽棍混合料類(lèi)中的輸液管分別與橡膠類(lèi)中的手術(shù)手套、生圖2(圖中所示比例均為輸液管:棉簽棍)輸物質(zhì)類(lèi)中的棉簽棍、蛋白質(zhì)類(lèi)中的羊腸線(xiàn)、藥物液管和棉簽棍及兩者混合后的TG/DrG曲線(xiàn)。類(lèi)中的黃連片按不同比例混合時(shí)的熱解特性。因為醫用膠布和敷料本身就為混合物,在文中不加1000棉簽棍1:4以討論。0.50a據資料叫輸液管的主要成分是PVC,手術(shù)手匚輸液管套的原料是天然膠乳,棉簽棍的主要成分是半纖e0.00棉簽棍0.00DTG 1:4輸液管維素,羊腸線(xiàn)主要由膠原蛋白組成,藥片含有多4:種草本或木本生物質(zhì),并且在藥品制作過(guò)程中做水城爾過(guò)改性處理100.0004.1輸液管與手術(shù)手套混合0.00200.00400.00600.00800.00溫度/℃圖1(圖中所示比例均為輸液管:手術(shù)手套)所圖2輸液管和棉簽棍及兩者混合后的TG/DTG曲線(xiàn)示為輸液管和手術(shù)手套及兩者混合后的TG/DTG曲線(xiàn)從圖2可以看出,單組分棉簽棍的DTG峰的熱解溫度區間在各種比例混合物之間,在熱解初100.000142:3期,各組分混合物的TG曲線(xiàn)下降速度均比單組分輸液管和棉簽棍下降快,且各組分的峰值出現輸液管稍早于單組分輸液管,明顯早與單組分棉簽棍。g000/m0.00當輸液管與棉簽棍的比例為3:2和2:3時(shí),兩混于術(shù)手套樓3:袋合物的TG及DTG曲線(xiàn)幾乎重合,而當棉簽棍與輸液管的比例為1:4時(shí)的TG曲線(xiàn)下降速度比其100.000它3種比例混合時(shí)均慢,且DTG曲線(xiàn)出現的峰值0.00200.00400.00600.00800.00溫度/℃比其它3種混合比例都晚,認為是棉簽棍促進(jìn)了輸液管的熱解。圖1輸液管和手術(shù)手套及兩者混合后的Tc/DTG曲線(xiàn)在熱解的后期,即在410℃左右棉簽棍幾乎由圖1可以看出,單組分手術(shù)手套的DG不在變化,因為棉簽棍中含有木質(zhì)素0,也有人峰熱解溫度區域在輸液管的兩個(gè)DTG峰之間,但認為是棉簽棍中的半纖維素對焦炭的產(chǎn)生起作用是在各種比例的混合物均沒(méi)有出現與其一致的的結果。但各種比例混合物的峰值出現時(shí)間稍峰,從圖中還可以看出,在熱解初期,兩種樣品早于輸液管,說(shuō)明在熱解后期棉簽棍對輸液管的的混合比例不一樣,峰值出現的時(shí)間也不一樣,熱解起催化作用。手術(shù)手套的比例越大,峰值出現的時(shí)間越早。各因此,在整個(gè)熱解過(guò)程中,棉簽輥對輸液管種比例的混合物的TG曲線(xiàn)均比手術(shù)手套下降的的熱解起促進(jìn)作用?？?。但它們各自的下降速度也不一樣,輸液管所43輸液管與羊腸線(xiàn)混合占的比例越大,TG曲線(xiàn)下降速度越快,由此可圖3(圖中所示比例均為輸液管:羊腸線(xiàn)輸x·42·環(huán)境衛生工程第14卷液管和羊腸線(xiàn)及兩者混合后的TG/DTG曲線(xiàn)由于黃連片含有多種草本和木本生物質(zhì),在熱解的第一階段,從TG曲線(xiàn)可以看出,其成分復雜多樣,所以其熱解曲線(xiàn)非常復雜,呈單組分輸液管的下降速度均比各種比例混合物的現一系列的階梯狀的失重。在熱解初期,單組分快;在DG曲線(xiàn)中各種比例的混合物其峰值的出藥品由于失水而出現明顯的DTG峰,而各種比例現均比單組分輸液管早,且羊腸線(xiàn)的比例越大,的混合物幾乎在相同的溫度區間出現了峰值,而峰值出現的時(shí)間越早(當輸液管羊腸線(xiàn)=1:4和單組分輸液管卻沒(méi)有此峰,且黃連片所占的比例2∷3時(shí),其DrG曲線(xiàn)出現階梯狀失重現象,原因越大,峰值出現的時(shí)間越早,說(shuō)明混合物的此峰不祥)。在熱解的第二階段,輸液管的比例越主要是由黃連片的失重引起。大,其峰值出現時(shí)間越接近單組分輸液管。因此在305℃左右,各種比例混合物及兩種單組從熱解的整個(gè)過(guò)程來(lái)看,在熱解的第一階段,輸分樣品的TG曲線(xiàn)幾乎平行,而在DTG曲線(xiàn)中液管與羊腸線(xiàn)相互促進(jìn)使熱解發(fā)生在更低的溫度各種比例混合物的峰值出現時(shí)間稍稍早與單組分下,兩者之間發(fā)生了強烈的相互作用;在熱解的輸液管,且黃連片所占的比例越大,峰值出現的后期主要是輸液管的熱解起作用。時(shí)間越早,認為此時(shí)的峰主要是由輸液管引起的,且藥片促進(jìn)了其熱解的發(fā)生。在460℃左00羊腸線(xiàn)右,黃連片幾乎已熱解完畢,認為此時(shí)各種比例輸液管求的混合物的熱解主要是由輸液管引起。8腳水0.0005結束語(yǔ)DTG 1: 45.1熱解技術(shù)在處理醫療垃圾的過(guò)程中,是在2:3羊腸線(xiàn)“輸液管搽氮氣環(huán)境下進(jìn)行的,這就避免了二嗯嘆的產(chǎn)生。0.505.2對輸液管分別與手術(shù)手套、棉簽棍、羊腸線(xiàn)和黃連片按1:4、2:3、3:2及41混合時(shí)的熱0.00200.00400.00600.00800.00溫度/℃解現象進(jìn)行分析,發(fā)現輸液管與另外一種樣品混圖3輸液臂與羊腸線(xiàn)及兩者混合后的TG/DTG曲線(xiàn)合后均發(fā)生相互作用,這對以后研究其熱解機制打下了基礎。4.4輸液管與黃連片混合53熱解技術(shù)能夠實(shí)現資源化、無(wú)害化、減量圖4(圖中所示比例均為輸液管:黃連片)所化,因此其具有廣闊的發(fā)展前景。示為輸液管和黃連片及兩者混合后的TG/DTC曲6參考文獻線(xiàn)]鄢鋼,袁興中,曾光明,等.醫疔療垃圾高壓蒸汽消毒器的設計[J.環(huán)境污染治理技術(shù)與設備,2003,4(1):69-72[2 ]Jorge Emmanuel, phD, CHMM, PE Non-incineration medical waste treal-100.000連片ment technologies[J]. 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