生活垃圾焚烧厂协同处置医疗废弃物的技术研究

马津麟

（中城院（北京）环境科技股份有限公司，北京 100120）

1 研究背景

“十四五”规划提出到2025年底，全国城镇生活垃圾焚烧处理能力会达到每天80万t左右，即在“十四五”期间，中国每天将新增12万t的生活垃圾焚烧处理能力，远大于目前中国城镇生活垃圾无害化处理能力的缺口。虽然有些卫生填埋场会随着生活垃圾焚烧设施的启用而转变为飞灰以及应急填埋场，从而释放一定量的生活垃圾处理能力的缺口，但全国正在逐步推进生活垃圾分类收运、分类处理，大量规划和建设以堆肥、厌氧处理为主工艺的厨余垃圾处理处置设施。此外，中国目前多地的生活垃圾收运体系，尤其是农村垃圾的收运体系的建设尚未健全，因而可以预计未来几年，中国部分生活垃圾焚烧处理设施将面临处理能力不足问题，部分垃圾焚烧发电设施将处于长期低负荷运行的状态，不利于生活垃圾焚烧发电厂稳定运行与生活垃圾焚烧发电行业的可持续发展。

实际上中国现有部分生活垃圾焚烧处理厂已经面临入场垃圾不足的问题，而与此同时，中国目前尚有大量一般工业有机固体废弃物、市政污泥、餐厨垃圾及医疗废物等尚未得到妥善处置。这些废弃物中，许多均可采用焚烧的方式进行处置，尤其像医疗废弃物这种含有大量塑料的高热值有机固体废弃物。且在这几年来，生活垃圾焚烧厂协同处置其他有机固体废弃物的理念越来越受到认可，众多新建生活垃圾焚烧项目从可行性研究阶段就充分考虑将焚烧厂服务区域内的其他有机固体废弃物协同处置，充分发挥生活垃圾焚烧厂的潜力。

2 生活垃圾焚烧厂协同处置医疗废物的技术研究

医疗废物虽属于危险废物（HW01），但《国家危险废物名录》（2021年版）明确规定：感染性废物、损伤性废物和病理性废物（人体器官除外），按照HJ/T 276《医疗废物高温蒸汽集中处理工程技术规范（试行）》、HJ/T 228《医疗废物化学消毒集中处理工程技术规范（试行）》和HJ/T 229《医疗废物微波消毒集中处理工程技术规范（试行）》进行处理后，可以进入生活垃圾填埋场填埋或进入生活垃圾焚烧厂焚烧，对其运输过程和处置过程实施豁免管理。因此，在严格按照相关技术规范对医疗废物进行预处理后，这些类别的医疗废物可以进入生活垃圾焚烧厂协同焚烧处置，处置过程无需按照危险废物管理。

由于医疗废物是严禁跨行政区域运输和处理处置的，因此许多小城镇的医疗废物的待处理量不大。单独集中消毒处理既无法实现对医疗废物的减量化和资源处置，还会受到填埋库容有限等因素的限制。若单独设置医疗废物焚烧处理设施，设备投资大、占地大，且其烟气处理等工艺的运行成本高，整体医疗废物的处置费用高。因此，在医疗废物待处理规模较小时，适宜与生活垃圾焚烧厂协同处置，有利于降低成本。彭小龙[1]以广西某处理规模为10 t/d的医疗废物处置项目为例，将协同处置与医疗废物单独高温处置进行了经济对比分析，结果表明协同处置比单独处置时的项目收益率提高了约1%，项目投资回收期减少了1年。医疗废物与生活垃圾协同处置时，常采用的工艺流程为高温蒸汽集中处理+协同焚烧。由于医疗废物具有一定的感染性，故而需要在进入焚烧厂前，使用生活垃圾焚烧处理厂产生的饱和蒸汽对其进行消毒处理。同时，高温蒸汽处理所产生的冷凝液被收集消毒后，送至生活垃圾焚烧处理厂的渗沥液处理站与渗沥液协同处置或者消毒后，按照GB 18466—2016《医疗机构水污染物排放标准》的相关标准排放；高温蒸汽处理产生的废气送至垃圾坑与垃圾坑原有臭气一起被送至焚烧炉处置或者直接作为一次风被送至焚烧炉中处置。

医疗废物中氯元素质量分数远高于生活垃圾，张怀强[2]的研究表明一般医疗废物中含氯塑料的质量分数一般为8%～18%。肖志伟[3]的研究表明医疗废物中的氯元素主要来自于含氯塑料，含氯塑料中氯的质量分数为33%～56%，而其他组分中氯的质量分数均低于0.2%。彭小龙[1]的研究表明，中国人均生活垃圾产量为0.6～1.3 kg/d，医疗废物的人均产量为0.006～0.008 kg/d，约为生活垃圾平均产量的0.05%～1.3%。由于协同处置时，医疗废物与生活垃圾不可能完全混合均匀，因此部分时段中，医疗废物的掺烧比例会高于1.3%。当其掺烧比例约为5%时，烟气中氯元素变化会超过50%，即烟气中HCⅠ的质量浓度变化很可能会超过50%。虽然生活垃圾焚烧处理厂烟气处理设施处理HCⅠ的效率很高，处理HCⅠ的难度较低，但HCⅠ质量浓度大幅度变化还是会对烟气系统运行的稳定性产生一定的影响。此外，氯元素质量分数与二噁英的产生有一定关系。因此在协同处置医疗废物时，生活垃圾处理厂应密切关注烟气排放情况，加强对二噁英等非在线监测污染物的定期检测，并应尽量提高医疗废物与生活垃圾混合的均匀性，保证烟气可以稳定达标排放。

除常态化的协同处置外，在疫情期间，生活垃圾焚烧处理厂可以临时直接协同处置部分医疗废物。《国家危险废物名录》（2021年版）明确规定：重大传染病期间产生的医疗废物，按事发地的县级以上人民政府确定的处置方案进行运输和处置，对运输和处置过程实施豁免管理。生态环境部于2020-01-28印发的《新型冠状病毒感染的肺炎疫情医疗废物应急处置管理与技术指南（试行》提出以设区的市为单位，统筹应急处置设施资源，建立肺炎疫情医疗废物应急处置资源清单，并明确将可移动式医疗废物处置设施、危险废物焚烧设施、生活垃圾焚烧设施、工业炉窑等纳入肺炎疫情医疗废物应急处置资源清单。

医疗废物，尤其是疫情期间的医疗废物，多为使用后的一次性医疗耗材与器械（口罩、防护服、手套、注射器等），相对生活垃圾而言，其热值偏高。同时，协同处置医疗废物时，会因其含有酒精而容易引燃，也可能造成料斗回火。因此生活垃圾中的掺烧医疗废物的比例应受到限制。中国部分地区有应急状态下生活垃圾焚烧厂掺烧医疗废物比例的相关规定。例如上海市制定的DB 31/768—2013《生活垃圾焚烧大气污染物排放标准》中规定了在应急状态下，除化学性废物以外的医疗废物在经过技术论证并获相关管理部门批准后，可以与生活垃圾共同焚烧处理。医疗废物共焚烧处理量不应超过生活垃圾焚烧设施处理能力的5%。

在新型冠状病毒疫情期间，中国许多地区的生活垃圾焚烧处理厂临时直接协同处置了部分医疗废物，例如武汉市生活垃圾焚烧厂提供了100 t/d的应急医疗废物处理能力；山东省汕尾市按照1%比例协同焚烧医疗废物；山东省东营市、福建省莆田市、广东省珠海市和湖北省仙桃市等地均将医疗废物的协同处置比例控制在5%以下[4]。

在疫情状态下，生活垃圾焚烧处理厂直接协同处置医疗废物时，除需要控制掺烧比例外，还需要关注以下问题[4]：①由于应急期间，医疗废物未经高温蒸汽集中处理，而直接与生活垃圾协同焚烧，因此，应尽量在源头上对医疗废物进行分类，不能将感染风险极大的医疗废物送至生活垃圾焚烧厂直接协同处置。②需要对感染性医疗废物加强消毒处理工作。③生活垃圾焚烧处理设施在直接协同处理医疗废物的过程中，需要对上料程序进行调整。因为生活垃圾进入生活垃圾焚烧厂一般需要在垃圾池堆放发酵5～7 d才可入炉焚烧，而医疗废物的处理对及时性有较高的要求。《医疗废物集中处置技术规范》（试行）中规定：在重大传染病发生期间，医疗废物采用高温焚烧处置，运抵处置场所的医疗废物尽可能做到随到随处置，在处置单位的暂时贮存时间最多不得超过12 h。④直接协同处置医疗废物期间，生活垃圾焚烧厂应通过设立单独卸料口（如可通过检修电梯直接翻斗进料）、改用弯钩和网兜配套抓料（不用抓斗）、视频监控指导精细化投料等措施，尽量缩短其在垃圾料坑的停留时间，降低医疗废物包装破损可能性，尽量避免破袋所带来的二次污染。⑤需要严格对垃圾料坑实行“微负压”制度，垃圾池气体被收集后直接进入焚烧炉处置，以保证即使包装破损，其中的感染性物质也不会释放到环境中。⑥焚烧厂相关工作人员需穿着防护服，做好防护工作。

本文推荐了一些工程实践的具体做法，通常医疗垃圾经过常规高温蒸煮工艺+破碎后可直接进入垃圾储坑中，一般情况下可以单独放置在垃圾池的单独料坑中不和生活垃圾混合，当然也可以选择不设置垃圾料坑直接和生活垃圾混合，以此保证每批次进入垃圾受料斗的混合垃圾热值均匀为最佳进料方式。在应急情况下，医疗垃圾可以通过密闭的通道采用机械输送的方式直接进入垃圾受料斗，选择的机械输送装置应可以保证进料均匀，不使混合后的垃圾热值出现波动为佳。关于医疗垃圾的进料频次和单次进料量，本文建议以多次、少量、均匀为原则。在项目开始阶段，焚烧主厂房的布置就应该考虑医疗垃圾进料系统的布置和输送系统的便利性。掺烧医疗垃圾后，会造成混合垃圾热值提高，对提高产蒸汽量和发电量有好处，但是因为烟气中氯离子增加，对余热锅炉受热面的高温腐蚀产生一定的影响，建议采用堆焊等方式缓解余热锅炉受热面耐腐蚀的问题。烟气中酸性气体增加，在炉排材质的选择和耐火材料的选择方面应进行针对性调整。如对掺烧医疗垃圾生产的炉渣进行综合利用，协同处置后产生的炉渣必须经过浸出毒性检测合格后才可被综合利用。关于烟气净化工艺，目前实践项目采用的半干法+干法的传统工艺可以满足生活垃圾焚烧污染控制标准的要求。从投资和运营成本方面看，通过单独上一套医疗垃圾蒸煮工艺+单独上一套生活垃圾焚烧工艺比生活垃圾焚烧主厂房内配置一套医疗垃圾焚烧装置经济型较差，因此协同处置工艺采用焚烧主厂房内合理优化布置既可以节省项目投资也可以节约运行成本。

3 结语

本文阐述了生活垃圾焚烧处理厂协同处置医疗废物的意义与必要性，总结了其与政策的相符性，归纳了技术上的可行性与重难点，分析了其在经济上的优势，并提供了相关的实际工程案例做法。生活垃圾焚烧厂协同处置医疗废弃物不仅可以解决生活垃圾焚烧行业面临的局部地区入厂生活垃圾不足、处理能力过剩的问题；还可以有效解决区域内医疗垃圾的处理处置、减量化与资源化问题，且有利于无废城市的建设；与此同时，还可有效提高生活垃圾焚烧厂的经济效益，有利于生活垃圾焚烧发电行业的长期、可持续发展。因此，生活垃圾发电厂协同处置其他有机固体废弃物是生活垃圾焚烧发电行业的重要发展趋势之一。