第14卷第3期環(huán)境衛(wèi)生工程Vol. 14 No. 340·2006年6月Environmental Sanitation EngineeringJune 2006醫(yī)療垃圾的熱解特性*王喬力,張于峰,馬洪亭,郭曉娟,張書廷(天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,天津300072)摘要:對幾種典型醫(yī)療垃圾處理方法進行了比較。重點介紹了熱解法處理醫(yī)療垃圾的原理和方法,研究了輸液管與手術(shù)手套、棉簽棍、羊腸線和黃連片按不同比例混合時的熱解特性。關(guān)鐿詞:醫(yī)療垃圾;熱解法;熱解特性中圖分類號:X799.3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 medical wastes with the pyrolysis were presented in detail, pyrolysis properties when transfusion tube is mixed with surgical glovescotton slender club, catgut and coptis tablets in different proportion respectively were researched.Key words: Medical waste; Pyrolysis method Pyrolysis characteristics醫(yī)療垃圾主要是指醫(yī)療機構(gòu)包括醫(yī)院和診所的醫(yī)務(wù)人員在為病人進行診斷、治療、衛(wèi)生處理表1醫(yī)療垃圾處理方法比較過程中或在醫(yī)學(xué)實驗活動中產(chǎn)生的廢棄物。醫(yī)療方法原理特點垃圾由于含有多種致病微生物,被國家環(huán)保局列工藝較簡單,投資少,處理量大,但需為危險廢物,必須按照有關(guān)規(guī)定對其進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微生物長期用;不滿足衛(wèi)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(wèi)生填埋的分解作用,使之理場不可避免的產(chǎn)生大量氣體(CH,蒼蠅等蟲害生,嚴重影響環(huán)境;填其危害具有潛在性、轉(zhuǎn)移性、遷移性和突發(fā)性等分解為無害的化合物NH3,H2S,N2,O2,H2,CO)和揮發(fā)性有機物。處理不當會釀成爆炸事故;且特點,醫(yī)療垃圾已經(jīng)成為醫(yī)院內(nèi)感染和環(huán)境污染填埋場滲瀝液極易污染地下資源的重要原因之蒸汽在高壓下具有溫度高、穿透力強可有效的殺滅醫(yī)療垃圾中的各種細幾種典型醫(yī)療垃圾處理方法的比較高溫(壓)蒸最常用的常溫滅菌、病毒,并避免形成二暖嘆等有害汽滅菌法-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可比擬反而會因為注人蒸汽冷凝有相當?shù)脑鲋氐膬?yōu)點。處理速度快,減容性好;可利用回收2熱解處理技術(shù)原理一種熱化學(xué)處理熱來生產(chǎn)蒸汽和發(fā)電,具有一定經(jīng)濟醫(yī)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;在垃圾焚燒過程中會產(chǎn)生可造可燃成分與空氣成二次污染的有害物質(zhì),如伴隨焚燒了解決垃圾在焚燒過程中產(chǎn)生二嘌嘆類問題而提焚燒法中氧進行燃燒反劇毒產(chǎn)物、PAH(多環(huán)芳香族化合物)、應(yīng),將其變?yōu)闊o機殘渣的過程PCB(多氯聯(lián)苯)及有害氣體(如HC,出的一種新的技術(shù)。熱解法是指在無氧或缺氧的HF,SO2等),加大了尾氣處理設(shè)備投條件下,高溫加熱有機物,是大分子裂解成為小資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)焦油無氧或貧氧條件下加熱到600~和少量炭狀殘余物,一般可燃的醫(yī)療垃圾廢棄物900℃,用熱能使與焚燒法相比溫度較低,無明火燃燒均采用熱解方式進行處理。熱解法化合物的化合鍵過程,重金屬等大都保持原狀在殘渣之中,可回收大量的熱能;具有二暱斷裂由大分子嘆產(chǎn)生的逆條件,較好地解決了垃圾的有機物轉(zhuǎn)化成3試驗設(shè)備和實驗方法小分子量的可燃焚燒技術(shù)的最大難題實驗設(shè)備為 SHIMADZU的DTG-60H差分熱氣體、液體燃料和焦炭的過程重分析儀。試樣在流量為40mL/min的高純氮氣下進行試驗,坩堝為A2O3坩堝,參比物為Al2O3min,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(yīng)過程中試樣的溫度均勻。放入試樣后,向熱分析天平爐內(nèi)通人氮氣,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。實驗收稿日期:2006-04-02的終溫設(shè)為900℃。樣品在坩堝內(nèi)混合均勻,目第3期王喬力,等醫(yī)療垃圾的熱解特性41的是為了在熱解過程中反應(yīng)充分。知,混合物在熱解初期主要是由輸液管的脫氯化試驗結(jié)果和討論氫反應(yīng)引起的1,且手術(shù)手套的存在對其有促進根據(jù)原料的性質(zhì),大致將其分為6類:塑料作用。類(輸液管、尿樣盒、一次性醫(yī)用手套)、橡膠在熱解后期,各種比例的混合物的TG曲線類(手術(shù)手套、導(dǎo)尿管)、生物質(zhì)類(棉簽棍、衛(wèi)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(羊腸線)、纖而且其出現(xiàn)的峰值也比手術(shù)手套晚,比輸液管維類(敷料內(nèi)芯)、混合類(醫(yī)用膠布、敷早,且輸液管的比例越大,DTG峰出現(xiàn)的越晚,料)、藥物類(黃連片)。因為橡膠類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中具有代表性的一類進行實驗。本實驗研究了塑4.2輸液管與棉簽棍混合料類中的輸液管分別與橡膠類中的手術(shù)手套、生圖2(圖中所示比例均為輸液管:棉簽棍)輸物質(zhì)類中的棉簽棍、蛋白質(zhì)類中的羊腸線、藥物液管和棉簽棍及兩者混合后的TG/DTG曲線。類中的黃連片按不同比例混合時的熱解特性。因為醫(yī)用膠布和敷料本身就為混合物,在文中不加000棉簽棍1:44以討論。據(jù)資料輸液管的主要成分是PVC,手術(shù)手輸液管棉簽棍套的原料是天然膠乳,棉簽棍的主要成分是半纖0.0000.00幅維素,羊腸線主要由膠原蛋白組成,藥片含有多DTG 1:4輸液管種草本或木本生物質(zhì),并且在藥品制作過程中做0.50過改性處理100.0000.00200.00400600.00800.004.1輸液管與手術(shù)手套混合溫度/℃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曲線示為輸液管和手術(shù)手套及兩者混合后的TG/DTG曲線。從圖2可以看出,單組分棉簽棍的DG峰的熱解溫度區(qū)間在各種比例混合物之間,在熱解初100,00014期,各組分混合物的TC曲線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(xiàn)輸液賞稍早于單組分輸液管,明顯早與單組分棉簽棍。DTG0.000當輸液管與棉簽棍的比例為3:2和2:3時,兩混手術(shù)手套3:2裘合物的TG及DrG曲線幾乎重合,而當棉簽棍與藏輸液管的比例為1:4時的TG曲線下降速度比其100.000它3種比例混合時均慢,且DTG曲線出現(xiàn)的峰值0.00200.00400.00600.00800.00溫度/℃比其它3種混合比例都晚,認為是棉簽棍促進了圖1輸液管和手術(shù)手套及兩者混合后的TG/DTG曲線輸液管的熱解。在熱解的后期,即在410℃左右棉簽棍幾乎由圖1可以看出,單組叫分手術(shù)手套的DTG不在變化,因為棉簽棍中含有木質(zhì)素6,也有人峰熱解溫度區(qū)域在輸液管的兩個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有出現(xiàn)與其一致的的結(jié)果。但各種比例混合物的峰值出現(xiàn)時間稍峰,從圖中還可以看岀,在熱解初期,兩種樣品早于輸液管,說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(xiàn)的時間也不一樣,熱解起催化作用。手術(shù)手套的比例越大,峰值出現(xiàn)的時間越早。各因此,在整個熱解過程中,棉簽輥對輸液管種比例的混合物的TG曲線均比手術(shù)手套下降的的熱解起促進作用。快。但它們各自的下降速度也不一樣,輸液管所4.3輸液管與羊腸線混合占的比例越大,TG曲線下降速度越快,由此可圖3(圖中所示比例均為輸液管:羊腸線)輸42·環(huán)境衛(wèi)生工程第14卷液管和羊腸線及兩者混合后的TG/DTG曲線。由于黃連片含有多種草本和木本生物質(zhì)1,在熱解的第一階段,從TG曲線可以看出,其成分復(fù)雜多樣,所以其熱解曲線非常復(fù)雜,呈單組分輸液管的下降速度均比各種比例混合物的現(xiàn)一系列的階梯狀的失重。在熱解初期,單組分快;在DTG曲線中各種比例的混合物其峰值的出藥品由于失水而出現(xiàn)明顯的DTG峰,而各種比例現(xiàn)均比單組分輸液管早,且羊腸線的比例越大,的混合物幾乎在相同的溫度區(qū)間出現(xiàn)了峰值,而峰值出現(xiàn)的時間越早(當輸液管:羊腸線=1:4和單組分輸液管卻沒有此峰,且黃連片所占的比例2:3時,其DTG曲線出現(xiàn)階梯狀失重現(xiàn)象,原因越大,峰值出現(xiàn)的時間越早,說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(xiàn)時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過程來看,在熱解的第一階段,輸分樣品的TG曲線幾乎平行,而在DTG曲線中液管與羊腸線相互促進使熱解發(fā)生在更低的溫度各種比例混合物的峰值出現(xiàn)時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(xiàn)的后期主要是輸液管的熱解起作用。時間越早,認為此時的峰主要是由輸液管引起的,且藥片促進了其熱解的發(fā)生。在460℃左100.000線0.50右,黃連片幾乎已熱解完畢,認為此時各種比例輸液管3:2的混合物的熱解主要是由輸液管引起水0.0000目5結(jié)束語DTG 1: 4羊腸線畫5.1熱解技術(shù)在處理醫(yī)療垃圾的過程中,是在輸液管氮氣環(huán)境下進行的,這就避免了二咄嘆的產(chǎn)生。100.0000.50都5.2對輸液管分別與手術(shù)手套、棉簽棍、羊腸線和黃連片按1:4、2:3、3:2及4:1混合時的熱0.00200.00400.00600.00800.00溫度/℃解現(xiàn)象進行分析,發(fā)現(xiàn)輸液管與另外一種樣品混圖3輸液箐與羊腸線及兩者泥合后的TG/DTG曲線合后均發(fā)生相互作用,這對以后研究其熱解機制打下了基礎(chǔ)。4.4輸液管與黃連片混合5.3熱解技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)資源化、無害化、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/DTG曲6參考文獻線[1]鄙鋼,袁興中,曾光明,等.醫(yī)療垃圾高壓蒸汽消毒器的設(shè)計[J.環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備,203,4(1):69-72片[2JJorge Emmanuel, phD, CHMM, PE. 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