某医疗废物处置中心焚烧处置设施性能测试研究

郝元峰 范海旺 韩凤云

摘 要：本文着眼于某企业医疗废物处置项目，使用AB热解焚烧炉焚烧装置对医疗废物进行处置。依据检测结果及环保处置设施运行情况，对其焚烧处置的效果进行评价，为医疗废物的无害化有效处置及环境监管部门的环境管理提供技术依据，为医疗废物的性能测试工作提供案例分析。

关键词：医疗废物，焚烧处置，性能测试

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.15.034

Study on Performance Test of Incineration Disposal Facility in a Medical Waste Disposal Center

HAO Yuan-feng1 FAN Hai-wang1 HAN Feng-yun2

（1. Shandong Bluetown Analysis and Test Co.， Ltd.； 2. Shandong Institute for Product Quality Inspection）

Abstract： An enterprise uses AB pyrolysis incinerator to dispose medical waste. The paper evaluates the effect of incineration disposal based on the test results and the operation of environmental protection disposal facilities， provides technical basis for harmless and effective disposal of medical waste and environmental management of environmental supervision department， and provides case analysis for the performance test of medical waste.

Keywords： medical waste， incineration disposal， performance test

某医疗废物焚烧处置中心建有一座日处理量为10 t/d的医疗废物处置系统（焚烧炉为热解气化AB炉2台），并配备相应的环保设施，年处理量为3600 t/360 d。该医疗废物处置项目处理的医疗废物主要来源于其所处市、县的医院产生的含有大量的致病菌和有毒有害物质的医疗废物（HW01）、废药物、药品（HW03）等。为了明确该医疗废物焚烧系统的处置效果，需开展焚烧装置性能测试工作。性能测试工作不仅为危险废物经营许可证的核发提供了重要技术支撑，还对医疗废物的无害化处置及环境监管部门的环境管理提供技术依据。

1 焚烧设施简介

该企业医疗废物焚烧系统采用双炉（AB炉）并联交互运行的形式，包括2个热解气化系统、高温气相二燃室（二燃室）、冷炉系统、供风系统、点火及辅助燃烧系统等几个部分组成。采用“SNCR+急冷半干除酸喷淋系统+消石灰/活性炭喷射脱酸+袋式除尘器+活性炭吸附” 的方式净化烟气有害物质[1]。

该焚烧系统是采用缺氧热解原理[1]，供给不足量的助燃空气，使医疗废物在一定温度范围内进行热解。热解后的烟气在二燃室内进行高温焚烧（≥850℃，使用柴油助燃），并确保停留时间≥2S，使烟气在炉内充分分解焚烧，确保分解效率超过99.9%后，进入余热利用系统进行余热的回收利用，使得高温烟气降至550℃左右。烟气从焚烧系统出来后进入到环保设施进行进一步的处理，达标后进行排放。为抑制二英的生成，该环保设施配备了急冷装置（烟气温度在1秒内迅速从550℃降至180℃，避免在200℃至500℃区间内二英的生成[2]和活性炭吸附装置[3]；为控制废气中氮氧化物的含量，采用SNCR装置来去除废气中的氮氧化物[4]；使用消石灰来吸收废气中产生的氯化氢等酸性气体[5]，从而使得废气能够达标排放。

2 入炉废物分析

该项目收集的医疗废物包括各医疗单位的诊疗室、检验室、手术室、病理解剖室、候诊室、处置室、病房带菌污物，剧毒违禁药品废弃物，理疗废弃物，检验、解剖后的残渣（血、尿、粪、痰、药）、手术残体残渣、废弃的医疗器具、护理后的废弃品、病人食物残渣等帶菌废弃物，是含有大量病原菌及有毒物质的垃圾。

对该处置中心的入炉废物按照物理特性进行分析，可以划分为可燃类和非可燃类两种，其中可燃类占比达到（83.76%）。包含：纸类（14.22%）、纤维布类（15.21%）、饭菜果皮类（4.61%）、塑料类（22.78%）、皮革橡胶类（18.00%）、其它（8.94%）；非可燃类占比达到（16.24%）。包含：金属类（1.36%）、玻璃类（14.88%）。

对焚烧的医疗废物的化学组成进行检测，检测结果见图1。

通过对医疗废物的物理特性和化学成分数据分析得出，医疗废物中可燃成分主要是塑料、橡胶、纤维布类、纸类等，其中可燃成分达到83%以上，且热值比较大，并且医疗废物可以自燃热解，产气量稳定。热解焚烧的方式处理医疗废物不仅能做到有害废物的减量化，还能有效地处理废物中致病菌等有毒有害微生物。因此，医疗废物采用热解焚烧的方式进行处理是非常适宜的。

3 性能测试工作内容

为掌握焚烧炉性能情况，达到经营许可证申领要求，需要对焚烧炉进行性能测试，确保焚烧系统污染排放能满足《区域性大气污染物综合排放标准》（DB37/2376-2019）表1重点控制区和《医疗废物处理处置污染控制标准》（GB 39707-2020）表1、表4标准要求。依据《危险废物（含医疗废物）焚烧处置设施性能测试技术规范》（HJ 561-2010）开展性能测试工作，对焚烧系统性能指标，设备运行参数及达标排放情况进行测试。主要测试内容如下：

（1）性能指标

包括焚烧炉温度、烟气时间、燃烧效率、重金属去除率等，限值见表1。

（2）设备运行参数

设备运行参数分为废物进料特性（废物进料、重金属进料及有机氯进料等的速率）、焚烧工艺参数（烟气急冷前氧含量、焚烧系统二燃室进出口处温度、烟气急冷之前烟气流量、烟气净化设施出口烟气流量和焚烧炉进料口处最小负压）及净化设备运行参数（急冷塔进出口温度、烟气净化设施入口气体温度、布袋除尘器的压差、碱性物及活性炭喷入速率）三类。

（3）烟气排放指标

测试内容包括《区域性大气污染物综合排放标准》（DB37/2376-2019）和《医疗废物处理处置污染控制标准》（GB39707—2020）中规定的相关大气污染物排放指标。

3.1 测试基质及物料投加

根据《危险废物（含医疗废物）焚烧处置设施性能测试技术规范》（HJ 561-2010）要求，本次性能测试期间所选焚烧基质为正常运行期间的医疗废物；废物中有机氯的含量通过加入四氯化碳来调配，从而测定氯化氢去除率；废物中重金属汞的含量通过加入重金属的化合物来调配，从而确定重金属去除率。

性能测试前对焚烧废物基体进行了检测，根据检测结果计算确定最低的药剂投加量，最终投加量均在上述计算结果的基础上增加不同的倍数，以满足性能测试的要求。

如何投加试剂是性能测试工作的第一步，由于该焚烧炉的主要采用的是双炉（AB炉）并联交互运行系统，在工作期间为全密封的状态，因此，无法在焚烧炉炉体上进行测试试剂的投加操作，为保障性能测试工作的进行，上述称量好的药剂混溶，通过计量泵匀速打入热解汽化炉与二燃室之间的物料口，再在废气处理设施进出口进行测量。

3.2 性能测试步骤

具体步骤如下：

第一步：进行常规指标（锡、锑、铜、锰、镍、铬、砷、铅、镉、铊、汞及其化合物、颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氯化氢、二噁英类等）的检测工作。每台检测一个周期。

第二步：首先进行工况调整（工况要求达到90%以上）和在线仪表核查等，使流动工况稳定，然后开始性能指标的检测（焚烧炉温度、烟气停留时间、燃烧效率、重金属去除率等），每台检测一个周期，AB炉共计检测一天。

根据化验结分析焚烧处置设施的运行情况是否符合标准。

4 测试结果

4.1 废物特征参数

因医疗废物的特殊属性，为防止人员直接或间接受病毒感染，基质检测选取未使用的隔离服、橡胶手套、无纺布、针管和瓜果皮等进行组合模拟医疗废物进行检测。测试内容包含有机氯、重金属、含硫量和发热量等，具体情况见表2。

在入厂测试前，按照上述测量结果进行药剂的配置。

4.2 系统性能指标测试

在医废焚烧系统的烟气净化设施进口和排放口测定烟气的流量和烟气中的氯化氢、重金属、颗粒物的浓度。依据《危险废物（含医疗废物）焚烧处置设施性能测试技术规范》（HJ 561-2010）中的相关计算公式对氯化氢检测结果进行分析处理。分析结果见表3。

4.3 烟气排放达标测试

该医疗废物处置中心焚烧处置设施开展了烟气排放指标检测，对测量数据进行了汇总整理分析。烟气排放指标检测结果见表4。

根据本次检测结果分析可知，该医疗废物处置中心焚烧处置设施烟气各项排放指标均能够满足上述标准要求。

4.4 设备运行参数

对医废焚烧系统生产线的设备运行参数分别进行了整理，包括焚烧炉温度、废物进料速率、重金属进料速率、各个工段烟气中的温度、急冷之前和烟气出口处的烟气流量以及焚烧炉负压等。设备运行参数见表5。

根据表5设备运行参数一览表中的数据可以看出：焚烧炉高温段温度均能高于850℃；半干急冷塔前后温度满足《危险废物集中焚烧处置工程建设技术规范》（HJ/T176-2005）要求；焚烧炉运行过程中能保证系统处于负压状态，可有效避免有害气体逸出。但是由于缺失布袋除尘器压差测量装置，无法进行布袋除尘器前后的压差的统一。

通过对比AB炉的运行参数可以看出，B炉在运行过程中投加的尿素的量较多，但是对医疗废物的焚烧效果没有显著的提高，因此，在运行过程中，需要优化尿素等环保耗材的使用，避免过量的使用，带来资源的浪费和环保成本的增加。

5 结 论

根据本次性能测试结果可知焚烧炉烟囱出口中的颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、二噁英类等达标排放指标的最大排放浓度，均满足相应的DB37/2376-2019《区域性大气污染物综合排放标准》表1重点控制区和GB 39707-2020《医疗废物处理处置污染控制标准》表4标准要求。

焚烧处置设施运行参数满足HJ561-2010《危险废物（含医疗废物）焚烧处置设施性能测试技术规范》工艺运行要求；A炉技术性能指标：燃烧效率（99.96%满足标准≥99.92%的要求）、高温段温度（高温段上游点1014.3～1168.2℃、高温段下游点926.0～942.3℃，均高于1100℃）、一氧化碳（测量小时均值7 mg/m3、24小时均值1.41 mg/m3，均小于小时均值100 mg/m3、24小时均值80 mg/m3标准要求）、烟气含氧量（测量值6.55%～6.89%，在6%～15%标准值区间范围内）、烟气停留时间（测量值2.7 s>2 s标准值）和热灼减率（测量值为2.8%<5%标准值）指标。B炉技术性能指标：燃烧效率（测量值99.9%满足标准≥99.9%的要求）、高温段温度（高溫段上游点1011.90～1182.60℃、高温段下游点875.90～946.70℃，均高于1100℃标准值）、一氧化碳（测量小时均值< 3 mg/m3、24小时均值1.41 mg/m3，均小于小时均值100 mg/m3、24小时均值80 mg/m3标准要求）、烟气含氧量（测量值6.83%～7.13%，在6%～15%标准区间范围内）、烟气停留时间（测量值2.7 s>2 s标准值）和热灼减率（测量值为4.2%<5%标准值）指标均能够满足GB 39707-2020《医疗废物处理处置污染控制标准》表1要求；A炉氯化氢去除效率为98.3%、颗粒物去除效率为97.4%、汞及其化合物去除效率为98.88%。B炉氯化氢去除效率为99.6%、颗粒物去除效率为97.3%、汞及其化合物去除效率为99.97%，污染治理设施整体运转较好。综上所述，本次性能检测期间该医疗废物处置中心焚烧装置工况负荷85%～90%情况下，医疗废物处置中心焚烧处置设施：设备运行参数、污染物排放指标和焚烧炉的技术性能指标均能满足相关标准的要求，性能测试结果满意。但是，在运行过程中需要加强对环保设施耗材的使用管理，合理配置相关资源。并且，在处理处置设施运行期间要加强对医疗废物接收区域、转运通道及其他接触医疗废物等场所的消毒。

参考文献

[1]罗阿群，刘少光，林文松，等.二噁英生成机理及减排方法研究进展[J].化工进展，2016，35（3）：910-916.

[2]武力平，刘赞，张军，等.一种医疗废物的安全处置设备-FSL系列热解焚烧炉[J].黑龙江环境通报，2005（4）：94-95+48.

[3]晏振辉.医疗废物焚烧烟气中二噁英控制技术研究[J].上海建设科技，2015（6）：65-69.

[4]王瑞日.SNCR炉内脱硝系统的原理与技术特性[J].广东化工，2018，45（1）：113-114+131.

[5]王磊，王闽颖.危险废物焚烧项目烟气脱酸经济与技术分析[J].工业炉，2022，44（2）：69-72.

作者简介

郝元峰，硕士，工程师，主要负责环境监测相关方面的工作。

范海旺，本科，工程师，主要负责环境监测相关方面的工作。

韩风云，硕士，工程师，主要负责环境监测相关方面的工作。

（责任编辑：袁文静）