Слайд 15

Слайд

Мы хотели бы Вам продемонстрировать презентацию на тему высокотемпературной переработке медицинских отходы (больниц и лечебно-профилактических учреждений)

Слайд

Итак, что мы знаем о медицинских отходах?

Одним из важнейших аспектов национальной безопасности в области охраны здоровья населения является обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия страны. Одной из важных задач в медицине является решение проблемы переработки, ликвидации и обезвреживания медицинских отходов. Количество образующихся отходов лечебно-профилактических учреждений (далее ЛПУ) составляет 2% от общего объёма всех отходов и имеет устойчивую тенденцию к интенсивному росту.

Под отходами ЛПУ в соответствии с санитарно-гигиеническими правилами понимаются все виды отходов, образующиеся таких учреждениях, как: больницы; поликлиники; диспансеры; и прочие медицинские учреждения.

Основные виды отходов ЛПУ, которые могут быть опасны в эпидемиологическом отношении: патологоанатомические отходы; биологические отходы; перевязочный материал; полимерные отходы, загрязненные биологическими жидкостями и опасными веществами; твердые бытовые отходы; пищевые отходы инфекционных отделений.

В 1979 году всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) отнесла медицинские отходы к группе опасных и указала на необходимость создания специальных служб по их переработке.

Слайд

Отходы, образующиеся в ЛПУ, классифицируются с точки зрения эпидемиологической и экологической опасности на пять классов:

Класс А – неопасные отходы ЛПУ

Класс Б – опасные (рискованные) отходы ЛПУ

Класс В – чрезвычайноопасные отходы ЛПУ

Класс Г – отходы ЛПУ, по составу близкие к промышленным

Класс Д – радиоактивные отходы ЛПУ.

Из пяти классов отходов наиболее опасны отходы класса Б (опасные) и В (чрезвычайно опасные). Отходы класса Д также чрезвычайно опасны, но это радиоактивные вещества, которые уничтожить невозможно и их обезвреживание осуществляется по методикам, используемым в атомной промышленности.

Слайд

В таблице 1 представлен пример морфологического и элементарного состава медицинских отходов отечественной больницы, рассчитанной на одновременное обслуживание І000 больных. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что около половины общего количества отходов составляют пищевые и отходы из адми­нистративно-хозяйственных помещений (бумага, картон), а с учетом текстиля на эти три фракции приходится более 90% всех отходов ЛПУ. Кроме этого, следует отметить значительное увеличение удельного веса полимерных материалов, составляющих в последние годы 10% и более в общей структуре медицинских отходов.

Слайд

Все это составляет так называемую пирамиду мусора. Калорийность отходов такой пирамиды – около 1000 ккал/кг при влажности до 30%. При такой влажности и калорийности еще возможно автономное горение. В большинстве случаев эти отходы бывают инфицированными и наиболее эффективными способами утилизации, с экологической и экономической точек зрения сегодня признаны методы высокотемпературного обезвреживания.

Именно такие способы уничтожения опасных медицинских отходов рекомендуют Всемирная организация здравоохранения и Российские санитарные правила.

Возможность превращения любых органических соединений, в том числе эпидемиологических и химически опасных, при высоких температурах в безвредные продукты реализуется только при обеспечении определенных технологических, конструктивных и режимных параметров процесса температурного уровня в печи-реакторе, удельной нагрузки по отходам, достаточного времени пребывания газов и частиц в высокотемпературной зоне и др.

Слайд

2 Чем же могут быть опасны медицинские отходы для человечества?

По данным представленным ООН от 25 до 33% от общего числа регистрируемых в мире заболеваний были напрямую связаны с невысоким качеством окружающей человека среды, причем в 18% случаев наступление преждевременной смерти вызвали неблагоприятные условия окружающей среды. И 1% из летальных исходов приходится на отрицательное воздействие бытовых и промышленных отходов.

Медицинские отходы являются основным источником поступления вредных химических, химико-биологических и биологических элементов в окружающую среду. Также эти виды отходов являются источником повышенной опасности для всех тех, кто с ними соприкасается. Обеззараживание медицинских отходов является обязательным в виду следующей причины. Врачам давно известно, что одной из основных причин распространения внутрибольничных инфекций является банальная вентиляция. А последствия того, когда на ветру горит мусорная свалка вместе с обсеменёнными патогенной микрофлорой медицинскими отходами, могут быть достаточно плачевными, поскольку в таком случае возбудители опасных инфекций смогут мгновенно распространиться на десятки километров вокруг.

Не может спасти от угрозы и захоронение отходов такого рода в землю, поскольку опасные микроорганизмы вымываются и попадают в грунтовые воды, а после того, как биорганика неминуемо загнивает и начинает разлагаться, то они вместе с выделяемыми при этом газами попадают на поверхность и в атмосферу.

Слайд

3. Утилизация медицинских отходов

Стоимость обезвреживания медицинских отходов в несколько раз превышала стоимость переработки ТБО. В мировой практике для их уничтожения применяется химико-механическая обработка, СВЧ-облучение, гамма-облучение, воздействие электронными пучками, химическая фиксация (бетонирование, остекловывание). Ряд методов находится в стадии экспериментальных исследований: облучение ультрафиолетовыми лучами, лазерное облучение, воздействие ударными импульсами (разряд, ультразвук, взрыв), озонирование отходов либо обработка кислородом в возбужденном метастабильном состоянии. Среди всех перечисленных методов наиболее широко используются высокотемпературные методы (огневой метод; пиролиз; плазменный метод; газификация).

Любой используемый метод по обезвреживанию медицинских отходов должен привести к их разрушению. Прежде всего, это касается разрушения жизнеспособных инфекционных организмов, фармацевтических препаратов, крови, биологических тканей и жидкостей, а также других органических материалов, которые могут иметь неприятный запах или привлекать животных и насекомых, способных быть разносчиками инфекций. Дополнительным является требование гибкости выбранной технологии, т.е. она должна справляться с любыми изменениями в составе или количестве отходов. Кроме того, выбранная технология должна обеспечивать предотвращение выбросов опасных вторичных веществ в атмосферу и их попадание в почву или водоемы.

Слайд

4. Способы высокотемпературной переработки медицинских отходов

Высокотемпературные системы работают при температурах, достаточных для обеспечения физических и химических изменений, ведущих к уничтожению медицинских отходов. Для очищения и уничтожения отходов, в этих системах используется горение, пиролиз и/или высокотемпературная плазма. Работают данные системы с температурами в диапазоне от 600 °C до более 5500 °C.

4.1 Первый способ сжигание медицинских отходов

Установки для сжигания медицинских отходов барабанная печь рисунок 1 должны соответствовать ограничениям температуры и выбросов. Как показано на рисунке, медицинские отходы поступают в первую камеру сгорания, работающую при температуре от 800 до 1000°C (на рисунке представлена в виде печи с кирпичной футеровкой), а далее во вторую камеру сгорания, работающую при контролируемой минимальной температуре 850°C (на рисунке она представлена в виде камеры дожигания), со временем выдержки газообразных продуктов сжигания, составляющим 2 секунды. Шлам поступает в устройство для его мокрого удаления (мокрого, чтоб избежать пыли), а дымовые газы удаляются сверху. При более высоких содержаниях хлора в отходах, образующегося из хлорорганических соединений (в основном, из ПВХ), температура второй камеры сгорания должна составлять более 1100°C. Перед очисткой, топочный газ должен охлаждаться. Это происходит в котле-утилизаторе (на рисунке не показан), восстанавливающем огромные объемы энергии из топочного газа, за счет которых производится горячая вода или пар (это зависит от структуры расположения).

Слайд

В состав отходосжигательной установки также входит оборудование для очистки отходящего газа (на рисунке не показано), сокращающее эмиссии в воздух. Это оборудование удерживает твердые частицы (пыль) и соединения, такие как хлороводород и сернистый газ, формирующиеся из соединений хлора и серы, присутствующих в отходах.

При сжигании происходит горение при высоких температурах в контролируемых условиях с целью преобразования отходов, содержащих инфекционные и патологические материалы, в инертные минеральные остатки и газы. В результате сжигания достигается значительное сокращение веса и объема.

Слайд

В передовых системах сжигания, дополнительное топливо используется только при запуске и отключении системы, а также в качестве контрольного пламени второй камеры сгорания. Преимущества и недостатки сжигания как формы обработки медицинских отходов показаны ниже:

Преимуществ: Принимается отходы больших размеров; Обработанные отходы принимают форму пыли или золы; Сокращение веса и объема до 80-90%; Возможность очистки больших количеств отходов; Полная стерилизация отходов; Регенерация энергии; Возможность автоматизации процесса.

Недостатки Высокая стоимость конструкции и относительно высокая стоимость эксплуатации и обслуживания; Необходимость квалифицированного персонала; Требуется очистки топочного газа; Потребление электричества, топлива и химикатов для очистки топочного газа; Остатки после очистки топочного газа являются опасными отходами.

Слайд

4.2 Другой способ утилизации медицинских отходов плазменная технология

В плазменной системе (рисунок 2) электрический ток пропускается через инертный газ (например, аргон) для получения плазмы с температурой до 6000 °C (на рисунке это плазмотрон). Медицинские отходы, через узел загрузки, подаются в шахту с плазмой и нагреваются до температуры 1300-1700 °C. Сверху выходит пирогаз, снизу находится блок приема шлака. Таким образом, уничтожаются все вредные микробы, а твердые материалы превращаются в расплавленный шлак и расплавленный металл (если он присутствует).

Слайд

Расплавленный материал можно разделить на шлак, который формирует стекловидный материал при охлаждении в воде. В газовой фазе будет намного больше металлов, особенно кадмия, хрома, никеля и свинца, которые оказывают повышенную нагрузку на систему очистки дымовых газов после его сжигания.

Высокие температуры плазменной дуги вырабатываются электрическим пучком. Требуемая мощность от 0.6 до 1 кВт на килограмм отходов. Кроме того, настройка плазменной дуги под разные нагрузки отходов очень ограничена. Для подачи электричества необходимо соединение высокой мощности (от 300 до 500 кВ при 5 или 10 кВ для объема 500 кг/ч). Более того, загружаемый материал необходимо измельчать, так как большие частицы не могут обрабатываться. Преимущества и недостатки этой формы обработки медицинских отходов показаны ниже:

Преимущества: Обработанные отходы неузнаваемы и выходят в виде металла или шлака; Максимальное снижение веса и объема; Полная стерилизация отходов; Восстановление металлов; Полностью инертный шлак.

Недостатки: Очень высокие затраты; Требуются высокие мощности; Высокая стоимость эксплуатации; Необходимо измельчение отходов; Требуется очень опытный персонал; Высокое потребление электричества, химикатов для очистки дымовых газов; После очистки большее содержание тяжелых металлов (вредные отходы).

Слайд

4.3 Следующий способ медицинских отходов газификация

Процесс газификации (принципиальная схема реактора представлена в виде рисунока 3) схож с процессом пиролиза (который, будет рассмотрен подробнее), за исключением того факта, что небольшие количества воздуха или кислорода вводятся в камеру обработки. Дополнительный воздух не способствует полному сгоранию, но его достаточно, чтобы высвободить больше энергии из отходов в первичной камере. Таким образом, температура в камере повышается до более высокого уровня (900-1100°C), в результате чего отходы превращаются в пепел, а не в уголь. Цель процесса газификации – выработать синтез-газ из органических частиц загружаемого материала. Требуемые компоненты – это оксид углерода и водород (CO и H2). Их формирование из углерода в загружаемом материале производится эндотермическим образом, поэтому необходимо «сжигать» часть углерода для получения диоксида углерода (CO2).

Слайд

Состав синтез-газа разнится, особенно если меняется влажное содержимое входного материала. Таким образом, процесс газификации требует постоянной подачи топлива с постоянными свойствами. В противном случае процесс будет нестабилен. Невозможно гарантировать правильную работу системы обработки отходов без гомогенизации (однородности) входного материала.

Более того, газификация как отдельное решение для обработки медицинских отходов объемом около 500 кг/ч не производит достаточного количества газа, способного экономически оправдать его использование.

4.3 Последний из рассматриваемых методов пиролиз медицинских отходов

Пиролиз – это термическое разложение органических и многих неорганических соединений. В узком смысле, разложение органических природных соединений при недостатке кислорода. В более широком – разложение любых соединений на составляющие менее тяжёлые молекулы, или элементы под действием повышения температуры.

Процесс (рисунок 4) осуществляется при температурах в диапазоне от 500 °C до 1000°C. Сверху загружаются медицинские отходы, снизу стоит горелка, топочные газы от которой поступают в рубашку и обогревают реактор. Газ, образующийся в результате пиролиза, сжигается и генерирует тепло, поддерживающее процесс пиролиза. Твердые материалы, состоящие из углеродов, металлов и пепла, выгружаются снизу реактора, зачастую разделяются для восстановления металлов.

Слайд 15

Данная технология пришла в сферу обработки отходов, но, в связи с высокими вложениями и сложностью эксплуатации, не стала общей практикой. Из-за сложной эксплуатационной схемы, данная технология может применяться только для обработки определенных материалов.

Таким образом, возможная экономия используемой энергии снижается, что необходимо учитывать. Пиролиз как полноценный способ обработки медицинских отходов не так распространен, хотя и теоретически возможен. Интересной частью пиролитической обработки является восстановление металлов из введенных материалов. В связи с низким содержанием металлов в отходах, данная функция экономически не целесообразна.