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新型冠状病毒疫情发生期间,疫情发生地的医疗废物量急剧增加,许多城市的集中处置设备处于满负荷或超负荷运行状态[1],处置能力、收运能力都出现了不足现象,难以解决急剧增加的医疗废物处理处置需求[2]。特别在边远地区,由于其地理位置偏僻、经济落后、医疗机构分布不集中等因素,医疗废物集中处置设备难以覆盖,导致医疗废物难以得到安全高效及时处理处置[3]。可移动式医疗废物原位消毒处理技术因具有消毒效果好、自动化水平高、占地面积不大以及环境风险低等特点,已成为补齐医疗废物应急处置短板,尤其是在是地方临时新建就地或就近医疗废物应急处理设备的重要选择[4-5],可以补充地方医疗废物应急处置能力不足问题,以实现在最短时间和最小范围内杀灭病原微生物,从而降低医疗废物转运过程中的疾病传播风险,有效阻断疾病的传播[6-7]。但当前移动式原位处理设备相关行业对医疗废物原位消毒处理工艺及管理要求缺乏了解,且在处理效果方面缺乏有代表性的实践案例,不利于该类工艺技术的推广应用。本研究基于对3种典型医疗废物非焚烧消毒处理工艺设备、车载系统配置、消毒处理设备现场作业操作以及基于典型案例的处理效果对比评估,明确了典型消毒处理的工艺技术类型、关键参数、移动化制造、关键管理环节等关键问题,以期为医疗废物原位消毒处理设备的技术选择、工艺设计、现场运营和风险防控等提供参考。
移动式医疗废物原位消毒处理工艺和效果比较
Comparative study on the process and effect of mobile in-situ disinfection treatment facilities for medical waste
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摘要: 移动式医疗废物原位处理是解决医疗废物应急处置的重要技术选择,但目前针对移动式原位处理处理的工艺技术、实施效果以及相应的现场应对措施等缺乏系统研究。针对应急处理适用性、处理效果、成本等特性对典型医疗废物原位消毒处理工艺技术及设备进行了分析。微波、高温蒸汽、摩擦热3种原位消毒处理设备,具有占地面积小、集成化程度高、性能稳定的特点,适用于医疗废物原位就地处理,可有效阻断疾病的传播。本研究结果可为确定医疗废物应急处理策略及方法提供参考。Abstract: Mobile medical waste in-situ treatment is an important technical choice to solve the emergency disposal of medical waste, but the industry lacks a systematic understanding of the process technology, implementation effect and corresponding on-site countermeasures of mobile in situ treatment. In this study, typical medical waste in situ disinfection technology and equipment were analyzed according to the characteristics of emergency treatment applicability, treatment effect and cost.Microwave, high temperature steam, friction heat three kinds of in situ disinfection treatment equipment, with small footprint, high degree of integration, stable performance characteristics, suitable for medical waste in situ treatment, can effectively block the spread of diseases. The results of this study can provide reference for determining emergency treatment strategies and methods of medical waste.
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Key words:
- medical waste /
- steam /
- microwave /
- friction heat /
- mobile facilities /
- disinfection /
- emergency treatment
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表 1 医疗废物原位消毒处理工艺技术比较分析
Table 1. Comparative analysis of in-situ treatment and disposal technology of medical waste
对比项目 微波消毒 高温蒸汽消毒 摩擦热消毒 消毒原理 利用微波或微波与高温蒸汽组合作用杀灭医疗废物中病原微生物,使其消除潜在的感染性危害的处理方法[9]。 利用高温蒸汽杀灭医疗废物中病原微生物,使其消除潜在的感染性危害的处理方法[9]。 通过控制设备消毒室内特制的合金刀片叶轮,将医疗废物充分研磨打碎的同时产生摩擦热使之均匀加热,医疗废物中致病微生物发生蛋白质变性和凝固,令致病微生物死亡,实现医疗废物无害化的处理方法[10]。 适用范围 可处理《医疗废物分类目录 (2021年版) 》[11]中的感染性、病理例、损伤性3类医疗废物,但药物性、化学性医疗废物不能处置,需要采取焚烧、填埋或回收的方式处置[12]。 设备要求 密闭,耐高温,电磁防护。 密闭保温,耐高温高压。 密闭,耐高温,防噪音控制。 作业方式 连续 间歇 间歇 移动车载后规模范围 1~5 t·d−1 运行维护 运行要求低,成本低。 运行要求高,成本较高。 运行要求低,成本低。 技术优点 运行费用低、适应性强、二次污染少、不产生二恶英等污染物、易于操作管理。 技术缺点 不能处理药物性、化学性医疗废物。 适用场景 疫情及基层边远地区医疗废物消毒处理。 表 2 3种原位消毒处理设备及应用场所情况
Table 2. Three types of in-situ disinfection treatment facilities and application sites
技术类别 设备规格 设备运行地点 运行及测试时间 委托检测类别 微波消毒 移动式微波消毒作业车 (产品型号:LYC5150XXDF6) 成都市武侯区、成都市开发区、凉山彝族自治州、甘孜藏族自治州、资阳、广安、乐山、广元、巴中、宜宾、眉山。 运行时间:2022年7月、9月。
测试时间 (3次测试) :2022年6月、8月、9月。地方政府委托检测 高温蒸汽消毒 可移动式高温蒸汽消毒方舱 (产品型号:MWM-1000×3) 绵阳市、德阳市、南充市、泸州市、攀枝花市。 运行时间:2022年9月、11月。
测试时间 (3次测试) :2022年8月、11月。地方专项项目委托检测 摩擦热消毒 摩擦热原位消毒处理设备 (产品型号:NW15) 杭州市临安区青山湖街道社区卫生服务中心、临安区中医院等地。 运行时间:2021年全年。
测试时间 (3次测试) :2022年1月。企业自行委托检测 注:本研究涉及相关案例数据信息已获得用户的许可。 表 3 移动式医疗废微波原位消毒作业车技术参数
Table 3. Technical parameters of mobile medical waste in-situ microwave disinfection operation vehicle
技术指标 规格/参数 技术指标 规格/参数 处理量 5 t·d-1 (以每天工作16 h计) 箱体 防腐复合板 总功率 120 kW 上料架匹配垃圾桶 660/240 L 整车尺寸 9 780 mm×2 550 mm×3 990 mm 消毒系统配置 进料、破碎、微波消毒、出料、处置、清洗消毒、废气处理、废水处理、固体废物处理处置等单元。 能源种类 柴油 消毒运行参数控制 针对微波频率、消毒温度、消毒时间等符合相应要求。 排放标准 《轻型汽车污染物排放限值及测量方法 (中国第六阶段) 》 (GB 18352.6-2016) [16];
《重型柴油车污染物排放限值及测量方法 (中国第六阶段) 》 (GB 17691-2018) [17]表 4 医疗废物高温蒸汽原位消毒作业车技术参数
Table 4. Technical parameters of medical waste in-situ steam disinfection operation vehicle
表 5 医疗废物摩擦热原位消毒设备技术参数
Table 5. Technical parameters of in-situ friction heat disinfection vehicle
技术指标 规格/参数 技术指标 规格/参数 处理量 0.5 t·d−1 (以每天工作16 h计) 箱体 防腐复合板 总功率 120 kW 消毒系统配置 进料、破碎研磨、尾气处理、出料等单元。 整车尺寸 6 000×2 500×2 500 mm 消毒运行参数控制 消毒温度、消毒时间应符合相应要求。 能源种类 电 表 6 不同单位使用的微波原位消毒车消毒检测结果
Table 6. Sterilization Test Results of Disinfection Vehicles Used by Different Units
序号 检测日期 消毒时间 不同试验次数各载体的平均杀灭对数值 委托检测单位 指示菌种 1 2 3 1 2022.06.17 51 min 6.27 6.30 6.30 眉山市生态环境局 枯草杆菌黑色变种芽孢
(ATCC9372)2 2022.08.12 54 min 6.29 6.30 6.30 成都市环境应急指挥保障中心 3 2022.09.09 48 min 6.32 6.40 6.30 河南利盈专用车有限公司 表 7 不同用户使用的高温蒸汽消毒车消毒检测结果
Table 7. Disinfection test results of high-temperature steam disinfection vehicles used by different user
序号 检测日期 消毒时间 检验结果 委托检测单位 指示菌种 1 2022.8.16 45 min >4.00 绵阳市“移动式医疗废物处置车”项目 嗜热脂肪杆菌芽孢 (ATCC 7953) 2 2022.08.15 45 min >4.00 绵阳市“移动式医疗废物处置车”项目 3 2021.11.23 45 min >4.00 移动式医疗废物处置方舱 表 8 摩擦热原位消毒设备消毒检测结果
Table 8. Disinfection test results of friction heat in situ disinfection facilities
序号 检测日期 不同实验次数各染菌载体平均杀灭对数值 委托检测单位 消毒时间 指示菌种 1 2 3 1 2021.1.6 >4.00 >4.00 >4.00 浙江微盾环保科技股份有限公司 全程消毒时间≥30 min 枯草杆菌黑色变种芽孢 (ATCC 9372)
和嗜热性脂肪杆菌芽孢 (ATCC 7953)2 >4.00 >4.00 >4.00 3 >4.00 >4.00 >4.00 4 2021.1.7 >4.00 >4.00 >4.00 5 >4.00 >4.00 >4.00 6 >4.00 >4.00 >4.00 7 2021.1.17 >4.00 >4.00 >4.00 8 >4.00 >4.00 >4.00 9 >4.00 >4.00 >4.00 表 9 医疗废物原位消毒处理工艺污染物排放情况对比
Table 9. Comparison of pollutant emissions of three in-situ disinfection treatment processes for medical waste
技术类别 消毒温度/ ℃ 消毒时间/min 破碎机结构 废水排放 废气排放 减量减容效果 微波消毒 95 45 双辊式 极少 少 需要少许附加水蒸汽,减容不减重 高温蒸汽消毒 134 45 双辊式 相对较多 相对较多 需要附加水蒸汽,减容增重 摩擦热消毒 90 30 合金叶轮刀片 极少 少 加热过程水分蒸发,减容减重 表 10 3种原位消毒处理设备的供电要求
Table 10. Power supply requirements for three in-situ disinfection treatment processes
技术类别 接入变压器容量/kVA 运行安全防护 污染物排放控制难易程度 微波消毒 200 微波辐射防护 小 高温蒸汽消毒 500 避免高温蒸汽灼伤 相对较大 摩擦热消毒 200 防止金属类物质进入消毒设施,确保破碎效果。 小 表 11 3种原位消毒处理工艺能耗与物资消耗成本对比
Table 11. Comparison of energy consumption and material consumption cost of three in-situ disinfection treatment processes
技术类别 单日能耗
(电能) /kW·h日常物资消耗 单日能耗与物
资消耗成本微波消毒 约1 120 无 约1 120元 高温蒸汽消毒 约2800 防粘壁专用塑料袋
约120个 (500 L规格)约2 860元 摩擦热消毒 约1 820 无 约1 820元 表 12 原位消毒处理工艺参数配置要求对比
Table 12. Comparison of in-situ treatment process parameter configuration requirements
对比项目 微波消毒 高温蒸汽消毒 摩擦热消毒 消毒参数控制 采用单独微波消毒处理工艺时,微波频率应采用 (915±25) MHz或 (2450±50) MHz,消毒温度应≥95 ℃,消毒时间应≥45 min;采用微波与高温蒸汽组合消毒处理工艺时,微波频率应采用 (2450±50) MHz,压力≥0.33 MPa,消毒温度≥135 ℃时,消毒时间≥5 min[9]。 预真空度≥0.08 MPa,消毒处理温度≥134 ℃,消毒处理压力≥220 kPa (表压) ,消毒时间≥45min[9]。 刀片与医疗废物摩擦过程,机械能转化为热能,实现废物 360°无死角均匀摩擦受热,温度达到150 ℃后叶轮转速减慢,全程消毒时间≥30 min[10]。 系统配置 进料、破碎、微波消毒、出料、处置、清洗消毒、废气处理、废水处理、固体废物处理处置等单元。 蒸汽供给、进料、蒸汽消毒、破碎、压缩、处置、废气处理、废水处理、固体废物处理处置、出料等单元。 进料、破碎研磨、尾气处理、出料等单元。 车载式配置要求 能源供应 (可自带发电机组) 、舱体规格、舱体防水、系统防震、重心控制、轻量化等设计措施。 微生物消毒指标 嗜热脂肪杆菌芽孢和枯草杆菌黑色变种芽孢≥4.00[9] 嗜热脂肪杆菌芽孢 (ATCC 7953) ≥4.00[9] 嗜热脂肪杆菌芽孢和枯草杆菌黑色变种芽孢≥4.00[9] 污染物排放控制 非甲烷总烃限值20 mg·m−3,颗粒物执行《大气污染物综合排放标准》 (GB16297-1996) [20] 中颗粒物排放限值,臭气浓度执行《恶臭污染物排放标准》 (GB 14554-1994) 指标要求[21],可配套UV光解氧化催化+过滤+活性炭吸附多重净化工艺实现对气体进行灭菌除臭过滤净化。 毁型要求 毁型比较彻底,减容50%,符合要求。 毁型较好,减容50%,符合要求。 毁型彻底,减容70%,符合要求。 场地要求 在医院、卫生院或其他产生医疗废物的场所等,为原位消毒处理设备提供停放场地即可。 自动化及信息系统 围绕自动上料、消毒处理、尾气及废水处理等环节,实现自动化,有条件的实现信息化,做到全过程可监控。 注:1) 工艺参数调整及采用其他新工艺和技术时,应通过第三方机构的测试评价认定[9];2) 采用微波与高温蒸汽组合消毒处理工艺时,在消毒时间上会优于传统微波消毒,但基于国内暂未有单位针对该技术进行原位就地处理实践。 -
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