книги / Обращение с отходами лечебно-профилактических учреждений. Управление отходами

Обращение с отходами лечебно-профилактических учреждений. Управление отходами.

_______________________Я. И. Вайсман, Е, В. Кельберг, В. Н. Коротаее, А . С. Зомарее

Необходимо отметить, что эти системы пока находятся в опыт­ ной эксплуатации, а используемое в них оборудование для сбора, упа­ ковки и транспортирования отходов пока серийно не выпускается.

Разработаны промышленные установки для термического уничтожения МО - инсинераторы серии ИН-50-«ОВЕН». Данная серия инсинераторов (ИН-50) разрешена Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия чело­ века, Федеральной службой по экологическому, технологическому

иатомному надзору для применения в медицинских учреждениях

ивнесена в Государственный реестр изделий медицинского назначе­ ния и медицинской техники.

Установка решает следующие задачи: обеспечение безопасно­ сти персонала и пациентов ЛПУ; уничтожение инфицированных отходов в месте образования, исключая их хранение и транспорти­ ровку через населенные пункты; минимизацию финансовых затрат на их обезвреживание и ликвидацию.

Сбор отходов осуществляется в отделениях ЛПУ в одноразо­ вые герметичные емкости и пакеты с различной цветовой и тек­ стовой маркировкой, которые доставляются на специальных тележ­ ках непосредственно к инсинератору. В процессе контролируемого высокотемпературного сжигания отходов их объем сокращается на 90-95 %, образуется малотоксичная зола, используемая для строи­ тельных нужд.

Для сжигания отходов разработаны и успешно эксплуатиру­ ются несколько типов инсинераторов: ИН-50.02 - 20 кг отходов/ч, ИН-50.1 - 50 кг отходов/ч, ИН -50.2- 100 кг отходов/ч, ИН -50.4- 150 кг отходов/ч.

Двухступенчатая схема контролируемого высокотемператур­ ного сжигания отходов и дожигания газообразных продуктов в сово­ купности с 2-сгупенчатой системой газоочистки скруббером и цикло­ ном обеспечивает высокую степень очистки пылегазовых выбросов. Дополнительно комплекс может быть укомплектован термоката­ литической системой очистки отходящих газов и «санитарным» скруббером для улавливания тяжелых металлов. Топливо-дизельное или природный газ. Инсинератор имеет автоматическую систему регулирования температуры, которая позволяет оптимизировать рас­ ход топлива.

41

Гпава 2. Технологические схемы обращения с медицинскими отходами

Подача отходов в инсинератор производится механизирован­ ным горизонтальным загрузочным устройством. Объем загрузки определяется типом инсинератора. Количество золы, в зависимости от состава отходов, составляет 5-10 % исходной массы отходов. Зольный остаток (1У-й класс опасности) может быть использован на строительные нужды.

Система очистки продуктов сгорания: продукты сгорания из камеры дожигания инсинератора поступают в скруббер, предназна­ ченный для снижения температуры отходящих газов и «мокрой» очистки продуктов сгорания. Пылеуловителем из отходящих газов удаляется не менее 93 % твердых частиц. Отходящие газы, очи­ щенные до нормативных требований, через дымовую трубу выпус­ каются в атмосферу.

Достоинства и преимущества инсинераторов: обезврежива­ ние отходов производится без вывоза за пределы территории ЛПУ; утилизация тепла для использования на собственные нужды; широкая морфология сжигаемых отходов; уменьшение объема отхо­ дов до 95 %; эффективная система газоочистки; замкнутая циркуля­ ция системы газоочистки.

Современная схема обращения с отходами ЛПУ должна решать следующие основные задачи: персонал ЛПУ легко, просто и безопас­ но осуществляет обращение с МО; удаление отходов ЛПУ происхо­ дит без задержек, оперативно и надежно; технология сбора отходов в отделениях ЛПУ обеспечивается специальным медицинским обору­ дованием и расходными материалами, предусматривающими герме­ тизацию отходов в специальной таре, исключающей контакт отходов с персоналом.

Наиболее эффективным методом обезвреживания и ликвида­ ции отходов ЛПУ является сжигание в малогабаритных автономных комплексах, которые устанавливаются на территории ЛПУ. Управ­ ляемое сжигание при высоких температурах является самым завер­ шенным и гарантированным методом ликвидации отходов.

При этом исключается транспортировка инфицированных отходов через населенные пункты к месту их уничтожения. Сис­ тема сбора МО базируется на одноразовых специальных пакетах, одно- и многоразовых контейнерах, соответствующих классу опас­ ности отходов, накапливаемых в отделениях ЛПУ и доставляемых к установке по обезвреживанию. Однако стоимость установки

42

Глава 2. Технологические схемы обращения с медицинскими отходами

Различают два основных метода проведения дезинфекции: физи­ ческие и химические (рис. 2.3).

Обеззараживание

Рис. 2.3. Виды обеззараживания

В настоящее время в мировой практике при обезвреживании отходов ЛПУ применяются термические методы, химико-механи­ ческая обработка, гамма-облучение [1, 8, 12, 13, 17, 31, 69, 71, 95]. Выбор метода обезвреживания и его эффективное применение зави­ сят от мощности и профиля ЛПУ, морфологического состава и объема образования отходов, их эффективной первичной сортировки, эконо­ мических возможностей, экологической обстановки, наличия центра­ лизованных объектов по обезвреживанию отходов. Выбор средств обеззараживания определяется видами микроорганизмов.

Термическая обработка является самым простым способом обработки отходов, содержащих патогенные микроорганизмы. Температурный оптимум, при котором инактивация вегетативных форм микроорганизмов бывает наиболее эффективной, 50°-90 °С. При температуре 100 °С погибает подавляющее большинство мик­ роорганизмов. Термическая обработка отходов применяется давно, используется чаще других методов, но имеет свои особенности: не­ обходимость высокоэффективной очистки пылегазовых выбросов; удаление золы и шлаков, содержащих соли тяжелых металлов; отно­ сительно высокие капитальные и эксплуатационные затраты; высокая энергоемкость.

К термическим методам относятся газификация, огневой, пиро­ лиз, СВЧ-облучение, обработка инфракрасным излучением, лазерная обработка, автоклавирование отходов, электротермическая обработ­ ка, плазменные методы [8,9,12].

44

Обращение с отходами лечебно-профилактических учреждений. Управление отходами.

___________________ Я. И. Вайсман, Е. В. Кельберг, В. Н. Коротаее, А. С. Зомарев

Газификация предназначена для переработки твердых, жидких

ипастообразных отходов с получением горючего газа, золы и шлака. Газификацию осуществляют на воздушном, паровоздушном и паро­ кислородном дутье в механизированных шахтных газогенераторах с вращающимися колосниковыми решетками и твердым шлакоудалением; в газогенераторах с псевдоожиженным слоем; в шахтных газо­ генераторах с фурменной подачей дутья и жидким шлакоудалением.

Процесс газификации пригоден для переработки ограниченно­ го числа отходов - дробленых, сыпучих, газопроницаемых. Крупно­ габаритные твердые отходы, плавящиеся при низких температурах

иподобные им трудно перерабатывать методом газификации. Огневой метод заключается в сжигании (окислении) горючих

иогневой обработке негорючих отходов высокотемпературными (более 1000°С) продуктами сгорания топлива. При этом токсичные компоненты подвергаются окислению, термическому разложению

идругим химическим превращениям с образованием СО2, Н2О, N2

итвердых остатков - окислов металлов, солей. При нарушении режимов огневого обезвреживания или несоответствии сжигаемых отходов принятой технологии и аппаратурного оформления про­ цесса могут получаться опасные пылегазовые выбросы, содержа­ щие недожог, >Юх, ЗОг, НС1, токсичную пыль, аэрозоли металлов,

атакже золы и шлаки с опасными загрязняющими компонентами. Огневой процесс реализуется в определенном режиме при соот­

ветствующей температуре в камере сгорания, составе и дисперсности отходов, удельной нагрузке рабочего объема камеры и т.д.

Специфика состава отходов ЛПУ определяет конструкцию топочных устройств, которые должны обеспечить интенсивное пере­ мешивание отходов в процессе горения для свободного доступа воз­ духа (шуровка); поддержание достаточно высоких температур в объеме камеры сгорания, гарантирующих надежное воспламенение и устойчи­ вое горение; организованное дожигание летучих продуктов неполного сгорания в топливном объеме.

В конструкциях печей вместо колосниковой решетки может при­ меняться керамическое (или специальное огнеупорное) днище (под)

сотверстиями (дюзами), например, для печей кипящего слоя, пиролиз­ ных камер и т.д. Механическая шуровка (переталкивание отходов

сперемешиванием) в топочном пространстве осуществляется специ­ альными толкателями, возвратно-поступательным перемещением колосниковой решетки в целом либо движением ее элементов.

45

Гпава 2. Технологическиесхемыобращениясмедицинскимиотходами

В некоторых отечественных печах для сжигания отходов ЛПУ применяют одно- и двухступенчатые неподвижные колосниковые решетки, движение слоя отходов по которым осуществляется под воздействием шуровки или силы тяжести. Обычно эти печи двухка­ мерные. В одной камере отходы сжигают в слое на колосниковой решетке, а в другой - производится дожигание газообразных горю­ чих компонентов.

Печи с подвижными колосниковыми решетками и независимо подвижными колосниками, а также с валковыми решетками при де­ централизованной схеме удаления отходов ЛПУ не применяются, так как они при требующейся для решения этих задач малой мощно­ сти нерентабельны. Весьма эффективны печи барабанного типа, в которых шуровка и перемещение слоя сжигаемых отходов осуще­ ствляются за счет вращения цилиндрической топки относительно оси вращения, которая наклонена под небольшим углом к горизон­ тальной плоскости, нерентабельны при небольшой производитель­ ности в условиях малых и средних больничных комплексов.

Установки огневого децентрализованного уничтожения отходов ЛПУ в западноевропейских странах практически не применяются, так как для их работы в экологически безопасном режиме необходимо иметь довольно дорогостоящий блок очистки пылегазовых выбросов. При соблюдении жестких экологических требований такие установки обычно не могут конкурировать по экономическим показателям

сцентрализованными установками.

Впоследние годы в западноевропейских странах (Австрия, Гер­ мания, Дания, Великобритания, Франция, Финляндия) для огневого уничтожения отходов ЛПУ применяются специальные централизо­ ванные установки. В Германии, Дании и других странах для этих задач используют мусоросжигательные заводы.

Ввосточноевропейских странах, где экологические требования не соблюдаются в должном объеме, в настоящее время применяются децентрализованные огневые установки для уничтожения отходов ЛПУ без блока очистки отходящих газов.

Так, при обследовании работы установки по огневому уничто­ жению медицинских отходов в городской больнице г. Варна (Болга­ рия) летом 1996 г. нами было установлено, что отходящие газы без очистки выбрасываются через дымовую трубу высотой 20 м. Жилые 3-5-этажные дома расположены на расстоянии не менее 100 м.

46

Обращение с отходами лечебно-профилактических учреждений. Управление отходами.

______________________ Я. И. Вайсман, Е В. Кельберг, В. Н. Коротаев, А. С. Зомарев

Установка работала на дизельном топливе. Морфология сжигаемых отходов типична для ЛПУ - упаковка, органические отходы хирур­ гических операционных, перевязочные материалы, системы для пе­ реливания крови, одноразовые шприцы, ампульное стекло, пищевые отходы. Приборы контроля качества отходящих газов не использо­ вались. По словам персонала больницы, жалоб населения прилегаю­ щих жилых домов на неприятные запахи, наличие в отходящих газах сажи, золы нет.

ВЯпонии, как и в других странах, неэффективное управление МО стало сейчас социальной проблемой, и правительство разраба­ тывает мероприятия по обращению с ними [12, 84]. Многие медицин­ ские центры уже ввели систему раздельного сбора для инфекционных отходов, предоставляя их профессиональным компаниям по перера­ ботке отходов.

Огневое обезвреживание инфекционных отходов активно используется в Японии на разнообразных сжигательных заводах. Согласно отчету токийского городского управления, несмотря на то, что у 88 % больниц Токио имеются собственные установки по сжига­ нию отходов, 53 % этих установок не используется по причине того, что большинство людей, живущих рядом с больницами, жалуются на черный дым и сажу из труб. Сами больницы также обеспокое­ ны загрязнением воздуха.

Впоследние годы в МО увеличилось содержание полимеров

истарые типы небольших сжигательных установок не могут полно­ стью обезвредить отходы с высоким содержанием пластика без выбро­ сов токсичных газов. Университетский госпиталь в Киото вынужден отделять пластиковые отходы от горючих отходов, для того чтобы эффективно использовать сжигательную установку и снизить обра­ зование токсичных газов.

Опыт Австрии, Швейцарии и Германии показывает, что цен­ трализация позволяет заметно повышать рентабельность пыле- и газо­ улавливающих систем и внедрять новейшие устройства для очистки воздуха и окружающей среды. При условии проектирования цен­ трализованных заводов по уничтожению отходов могут быть при­ менены новые, дорогостоящие технологии, обеспечивающие наи­ более эффективное уничтожение отходов, утилизацию части отхо­ дов и т.п.

47

Гпава 2. Технологические схемы обращения с медицинскими отходами

Однако в России централизованные мусоросжигательные заво­ ды, по оценкам специалистов, не будут появляться в необходимых количествах в ближайшие 10 лет в связи со сложившимся экономи­ ческим положением. Для крупнейших ЛПУ в период до появления централизованных установок выходом может быть создание неболь­ ших установок, расположенных на территориях больниц, клиник и т.д. Такие установки могут обслуживать как один крупный больничный комплекс, так и несколько небольших больниц. Вместе с тем, рост тарифов за обезвреживание МО сформировал рынок оказания таких услуг и сделал сбор, транспортировку и обезвреживание МО весьма рентабельным бизнесом. Это определяет растущий интерес потенци­ альных инвесторов к оказанию услуг по обращению с МО, и в ряде городов созданы фирмы по обезвреживанию МО. Так, в г. Перми весьма эффективно работает фирма «ЦУМО» (ООО Центр управ­ ления МО), которая оказывает услуги по сбору, транспортировке и обезвреживанию МО на высокоэффективной установке терми­ ческого обезвреживания.

В качестве примера современной технологии огневого центра­ лизованного уничтожения отходов ЛПУ можно привести завод, включающий трехгорновую печь фирмы «Огапбоп» (Великобритания) [12]. Мощность завода составляет 100 т МО в сутки. Для исключения недожога и повышения эффективности процесса горения в печи пре­ дусмотрены две вторичные стадии дожита при температуре свыше 1000 °С. Печь работает в рациональном режиме, имеет высокоэф­ фективный блок очистки пылегазовых выбросов. Весь процесс уничтожения отходов, начиная с их сбора, находится под контро­ лем качества в соответствии с требованиями международных стан­ дартов. Соответствие этим стандартам обеспечивается путем со­ блюдения технологического режима при работе завода, ведении внутренней документации, высокой компетентности персонала, периодической отчетности, систематической инспекции и проверок. Процедура уничтожения МО на заводе ведется в соответствии с тре­ бованиями стандартов Великобритании. Отходы от сжигания (шлак, зола) регулярно анализируются и, при их соответствии установлен­ ным требованиям, направляются в места для захоронения.

Существенным недостатком прямого огневого уничтожения отходов ЛПУ является образование значительных количеств летучей золы, сажи и аэрозолей тяжелых металлов в дымовых газах. В этой

48

Обращение с отходами лечебно-профилактических учреждений. Управление отходами.

_____________________ Я. И. Вайсман, Е. В. Кельберг, В. Н. Коротаее, А. С. Зомарев

связи в последние годы получили развитие установки для обезвре­ живания отходов ЛПУ методом пиролиза. В этих установках приме­ няется как окислительный (термическое разложение отходов в пиро­ лизной камере при их частичном сжигании), так и сухой пиролиз (термическое разложение без доступа воздуха). Газообразные про­ дукты разложения отходов из пиролизной камеры смешиваются с продуктами сгорания топлива или отходов и поступают в терморе­ актор, где сжигаются при повышенной температуре около 1200 °С и времени пребывания около 2 секунд. При сжигании газов пиролиза

втермореакторе в дымовых газах оказывается меньше загрязняющих веществ, что снижает нагрузку на системы газоочистки и приводит

куменьшению выброса загрязняющих веществ (особенно токсичных)

ватмосферу.

Известны и пользуются спросом коммерческие установки пиролитического обезвреживания отходов ЛПУ австрийской фир­ мы «8сЫе81е ОтЬЬ-Коуа1» (типа 0-5-14,24), а также установки фирмы «Тгапзройа» (Чехия) с высокой степенью очистки отходящих газов согласно европейским стандартам. Обезвреживание отходов дос­ тигается за счет разделения процессов пиролитического термораз­ ложения и сжигания, что позволяет с большей эффективностью осуществить сжигание. При сжигании в пиролизной камере сво­ дится к минимуму количество твердых летучих образований, а разде­ ление термического процесса на отдельные элементы дает воз­ можность более глубокой и быстрой регулировки технологии. Это обеспечивает возможность сжигания отходов с различным содер­ жанием горючих составляющих без снижения санитарной надеж­ ности процесса обезвреживания.

Одновременно с пиролизным обезвреживанием отходов ЛПУ появились технические разработки и действующие установки по обезвреживанию отходов с использованием высокотемпературного сжигания с помощью плазмы дугового разряда постоянного тока

[9, 12]. Использование плазмы дуги позволяет до минимума сокра­ тить минеральные остатки, превращая их в нейтральную стекловид­ ную массу. Кроме того, повышение температуры приводит к высо­ кой степени разложения токсичных веществ, снижению количества летучей золы, повышению степени дехлорирования газовых выбро­ сов в атмосферу и снижению подвижности солей тяжелых металлов в шлаках.

49

Глава 2. Технологические схемы обращения с медицинскими отходами

В Европе известны несколько подобных установок для сжига­ ния отходов ЛПУ - в Пон-де-Кне (Франция), в Мите (Швейцария), в Москве (Россия) АО «Плазма-Тест». В Великобритании в универ­ ситете города Глазго имеется небольшая плазменная установка с ре­ актором для сжигания отходов ЛПУ. В США (г. Хандсвилл, штат Алабама) компанией РЕАТ на экспериментальном стенде проведены испытания плазменной технологии, показавшие ее высокую эффек­ тивность с точки зрения санитарно-эпидемиологической безопасно­ сти продуктов переработки отходов.

Как в Европе, так и в США на установках этого типа изучаются термодинамика системы, механизм деструкции различных компонен­ тов отходов, исследуется кинетика химических реакций. Проводимые исследования помогают решить вопросы, связанные с технологией охлаждения ишаков, оптимизацией стоимости установок и минимиза­ цией энергозатрат.

Плазменный метод уничтожения отходов ЛПУ, несмотря на очевидные преимущества высокотемпературного процесса, пока проходит стадию экспериментальной доработки. Коммерческие уста­ новки проходят испытания в реальных условиях эксплуатации и еще не потеснили на рынке традиционные огневые и пиролизные уста­ новки. Это связано с высокими экономическими затратами, слож­ ностью регулирования электрооборудования и управления техноло­ гическим процессом [8,9].

Снижение энергозатрат может быть достигнуто за счет сочета­ ния традиционной технологии огневого сжигания с последующей переплавкой зольно-шлакового остатка с помощью плазменного мето­ да. Выходной шлак после расплава с помощью плазменной струи остекловывается, превращаясь в гигиеническом и экологическом отношениях в безопасный продукт. Так, во Франции разработана уста­ новка ошлаковывания золы из печей для сжигания отходов в электродуговой газовой плазме.

В России в ряде научных и научно-производственных органи­ заций ведутся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию технологий переработки твердых отходов на базе технологий переработки железорудного сырья. Сущность этих технологий заключается в сжигании отходов в ваннах с шлаковым расплавом. Отходы загружаются через приемное отверстие печи в шлаковую ванну. Наведение шлаковой ванны осуществляется либо

50