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王丽，钟日刚，陈德珍，等。 生活垃圾焚烧炉医疗废物应急处置对炉渣和烟气排放的影响研究[J]. 环境卫生工程, 2021, 29(6): 1-7.

王丽，钟荣格，陈大志，等。 城市生活垃圾对灰分和烟气影响的研究[J]. , 2021, 29(6): 1-7。

本文要点

医疗废物可能含有较高浓度的氯和重金属。 如何确定进入焚烧炉的实际混合比例，既能满足排放标准，又不影响焚烧炉渣的利用？ 目前相关规范并没有给出一个比例来指导实际操作。 此外，医疗废物可能携带传染性病毒等，应急处理仍涉及操作和管理风险。 因此，本次研究在源头控制、防疫安全、全程监管的基础上，从保障人员、设施、生态环境安全的角度，对医疗应急处置进行了现场试验。与生活垃圾焚烧炉混合的垃圾。 在实际操作中获取真实参数，确定合理的混合比例，指导实际工作。

引言和结论

对生活垃圾焚烧炉中医疗废物掺混进行了实验研究，对比分析了0～4%（wt）不同比例医疗垃圾掺混对焚烧炉运行工况的影响，特别是对浸出特性的影响炉渣中的重金属。 并根据烟气污染物排放的影响来确定合适的混合比例。 研究结果表明，当医疗废物掺入量≤4%（wt）的生活垃圾焚烧时，垃圾焚烧炉内应急处置医疗废物不会影响焚烧炉的温度、炉渣的重金属浸出量。 ，以及烟气排放指标。 造成明显影响。

图解指南

研究方法

生活垃圾采样按照CJ/T 313-2009生活垃圾采样分析方法进行，采样点在垃圾池内。 医疗垃圾主要来自社康医院垃圾池固定区域，在与生活垃圾混合前进行采样。 由于该检测是在COVID-19疫情期间进行的，出于安全考虑，采集的医疗废物样本先称重，然后进行高压蒸汽灭菌。 分析前的细菌。 表1和表2给出了试验过程中某一时刻采集的医疗废物和生活垃圾样品的成分和性质。

这项研究是在深圳的一个垃圾焚烧发电厂进行的。 焚烧厂采用深圳环保-往复式炉排炉，单台容量225t/d，共2台。 余热锅炉额定蒸发量18t/h，额定蒸汽参数4.0MPa/400℃，配备6.5MW汽轮发电机组。 烟气净化处理工艺采用SNCR+半干法反应塔+干法脱酸+活性炭喷吹+布袋除尘系统+SCR脱硝工艺，符合更为严格的深圳地方标准SZDB/Z 233-2017深圳生活垃圾高于欧盟标准加工设施操作实践。 混合测试在#2炉上进行。

参考疫情期间生活垃圾焚烧相关报道，医疗垃圾混合焚烧时，直接送至焚烧厂，通过专用投料门卸料。 卸完后，按照设定比例将相应数量的生活垃圾放入垃圾池固定区域。 、使用称重抓斗将医疗垃圾与生活垃圾充分混合。 此时医疗垃圾还没有破袋，然后放入垃圾焚烧炉的料斗中。 该方法保证了试验时混合比例为设定值。 试验是在焚烧炉的额定条件下进行的。 设定了三种医疗垃圾混合比例，即医疗垃圾占生活垃圾的2%、3%和4%（重量）。 每个试验工况持续至少2天，以确保底部渣样为本次应急处理工况的渣样。 试验过程中，锅炉出力保持不变，因此炉膛热负荷基本保持不变。 根据生活垃圾测试的热值和两类垃圾的投料量，即可计算出医疗垃圾的热值。

为保证采集的渣样是医疗垃圾焚烧并混合后的渣样，混合垃圾入炉4小时后在出渣机上采集渣样。 采样按照CJ/T 531-2018生活垃圾焚烧灰烬采样进行。 进行样品和测试。 每个配比取8个炉渣样品，运行期间采样间隔为4 h。 4个比例（含0个比例）共32个炉渣样品。 随后按照HJ/T 299-2007固体废物浸出毒性浸出方法、硫酸法和硝酸法对炉渣样品进行毒性浸出测试。 炉渣热着火减量按照HJ 1024-2019《固体废物热着火减量测定重量法》测定。 每小时记录烟气排放数据，并取小时平均值。 采用单因素方差分析（F检验）分析医疗废物掺入量对炉渣中重金属浸出浓度是否有显着影响。 注意多重比较表中的显着性水平P。 P≤0.01表示差异极显着，P在0.01~0.05之间表示数据存在显着差异，P≥0.05表示数据之间不存在显着差异。 烟气排放数据为测试期间的平均排放值，并进行显着性分析。

结果与讨论

这里主要关注医疗废物掺混对焚烧炉炉温和焚烧能力的影响。 图1显示了各配比前后炉温和脱硝剂用量的每小时变化。 当混合比例为2%和3%（wt）时，前12小时为日常运行工况，后12小时为混合后的代表性工况； 当掺混比例为4%（wt）时，前8小时为日常运行工况，后8小时为混合燃烧后的代表性工况。 上述每小时温度是根据不同医疗废物添加情况计算的平均值。 结果如图2所示。图2还显示了炉中焚烧的实际废物量。 可以看出，日常运行中炉内温度较高，平均达到982.72℃。 医疗废物混合燃烧后，炉温略有下降。 这可能是由于送风量的变化随着医疗垃圾混合比例的增加而增加。 但不同混合比例下操作温度变化不大，没有明显差异。 总体而言，工作温度在正常波动范围内，高于850℃。

从图2还可以看出，日常运行时进入炉的焚烧量较高，平均达到8.772 5 t/h。 医疗废物掺混后入炉焚烧量略有减少。 这是因为锅炉输出在运行期间保持不变。 因此，热负荷基本保持不变，而医疗垃圾热值较高（表1），因此混合后机械负荷有所降低。 在2%混合比的情况下，焚烧量变化不大，仅减少了1.4%； 添加3%和4%医疗垃圾后，炉内焚烧量分别减少6.6%和6.7%。 显着性分析表明，掺混条件下，处理量变化的显着性为P<0.05，说明医疗废物掺混对炉内焚烧量有一定影响。 即当3%和4%的医疗垃圾混合时，垃圾焚烧量有所减少，保证热负荷不变。 由于机械负荷减少，炉排阻力减少，因而通风量增加，导致温度下降。

表3为不同医疗废物掺混比例的炉渣的平均热着火率。

如表3所示，生活垃圾日焚烧炉渣的平均热着火率为2.56%，而与医疗废物混合的炉渣范围为2.18%~2.43%，略低于原始炉渣。 这是因为医疗废物的热值较高。 高，可促进炉渣中碳的燃尽。

图3（a）显示了不同比例医疗废物掺入的渣中重金属的浸出情况。 可见医疗废物的掺入对Cu、Ba的浸出有较为明显的影响。 随着医疗废物掺入比例的增加，Cu的浸出量显着降低，由1.6 mg/L降至0.33 mg/L。 Ba浸出量下降趋势较为明显，由12.82 mg/L降至0.64~0.89 mg/L。 这是由于生活垃圾成分复杂且分类不够充分造成的。 一些成分如粉尘、玻璃、砖块、陶瓷、金属废料等会严重影响炉渣中Ba元素含量，但这些成分在医疗废物中并不存在，因此Ba的浸出浓度显着降低。 与医疗垃圾掺混后的渣中Zn含量也低于原渣中的Zn含量，但医疗垃圾不同掺混比例下Zn含量变化不大，在0.1~0.2 mg/L范围内波动。 龙等人。 研究了中国城市垃圾中重金属的分布情况，指出餐厨垃圾、灰烬、塑料和纸张占垃圾总量的55.1%~99.5%，这些垃圾成分中Cu、Zn含量占55.1%~99.5占垃圾总量的%。 体积的76.3%和82.3%。 医疗废物的这些成分相对较少，因此Cu和Zn的含量略有减少。 与医疗垃圾混合燃烧后，其他重金属的浸出浓度较小，未发生明显变化。 炉渣中含量较丰富的重金属顺序为：Ba>Zn>Cu。 但其浸出浓度远低于GB 5085.3-2007危险废物鉴别标准的浸出毒性鉴别限值。

图3(b)显示了炉渣中浸出浓度较低的6种重金属。 统计时未检出的重金属含量按检出限的1/2处理。 除Cr6+外，生活垃圾中还混有医疗垃圾。 烧后炉渣中重金属含量较小且变化不大，部分部分尚未达到检出限。 根据医疗废物焚烧处理要求，医疗废物一般分为九类：含氯塑料、不含氯塑料、橡胶、织物、纸张、棉竹、玻璃、金属等。 塑料可以使医疗废物具有更高的热值，使其更容易在焚烧炉中燃烧。 当医疗废物混合比例较小时，Cr6+含量基本保持不变。 随着医疗废物混合比例的增加，Cr6+的浸出浓度增加。 这是因为一方面Cr6+可能被医疗废物带入，另一方面医疗废物也可能带入Cr6+。 较高的热值有利于促进焚烧的完全进行。 同时，医疗废物掺混量对焚烧炉运行工况的影响部分所述的通风量的增加，导致氧化气氛加强，在氧气充足的情况下促进了Cr的氧化供应。 ，炉渣中的Cr6+浓度可能会增加。

生活垃圾焚烧渣中重金属含量波动较大。 对医疗废物单独焚烧渣中重金属的零星研究表明，医疗废物焚烧渣中的重金属含量在底垃圾焚烧渣中的含量范围内。 由图3和表4可知，与医疗垃圾掺混后的炉渣重金属浸出浓度在其他焚烧厂仅焚烧生活垃圾得到的炉渣重金属浸出浓度范围内。 显着性分析表明：不同比例的医疗垃圾掺配主要对生活垃圾焚烧渣中重金属Cu、Zn、Pb、Ba、Cr6+、As的浸出浓度有影响，而对其他重金属的浸出没有明显影响。金属； 而除Cr6+以外的其他重金属的浸出浓度反而下降。 对于Cr6+来说，当掺混比例为2%时，与不掺混时没有显着差异。 当掺混比例增加到3%和4%时，虽然Cr6+的浸出浓度有所增加，但仍远低于5 mg/L的限值。 。 因此，医疗废物与医疗废物混合对生活垃圾焚烧渣的重金属浸出特性没有显着影响。

炉渣主要用作建筑材料，并掺有4%或更少的医疗废物。 从重金属浸出情况来看，其使用基本不受影响。 因此，《巴塞尔公约》还建议医疗废物可放入生活垃圾焚烧炉处置以进行应急处理。

医疗废物不同混合比例下的CO排放量如图4所示。

从图4可以看出，生活垃圾热处理焚烧日常运行烟气中CO含量较低，平均为1.72 mg/m3，远低于排放标准的限值。 医疗废物掺混后烟气中CO含量显着增加。 当掺混比例为3%时，平均CO含量达到13.78 mg/m3，是日常运行工况下的8倍，但仍远低于标准值。 虽然上限偏差为7.33 mg/m3，但仍低于排放限值。 掺混比为2%和4%时，烟气中CO含量分别增加，分别是日常工况的3.8倍和2.2倍，但明显低于掺混比3%工况。 显着性分析发现，P < 0.05，表明医疗废物混合对焚烧烟气中CO含量有显着影响，且呈增加趋势。 这是因为医疗废物的热值较高。 即使相应地调整送风量，由于局部热负荷高、高温区域停留时间缩短，CO 也可能增加。

医疗废物的典型Cl含量为1.1%~2.1%，生活垃圾的Cl含量为0.2%~0.8%。 但表2数据显示，医疗废物中Cl含量虽然较高，但并未达到上述水平。 这可能与医疗废物的来源和采样有关。 从图5可以看出，日常运行时烟气中HCl平均含量为3.32 mg/m3。 医疗废物与生活垃圾混合后，烟气中HCl含量略有降低。 这可能是由于饲料波动造成的。 在2%掺合比下，烟气中HCl含量变化不大，仅为3.30 mg/m3，与日常运行工况下的含量基本一致，但石灰用量增加，如图6所示。当掺混比例为3%和4%时，HCl浓度显着下降，相应的石灰消耗量也减少。 这可能与生活垃圾成分的波动有关，因为混合试验持续8天，生活垃圾的成分和医疗垃圾的成分都可能发生变化，这也表明垃圾成分的波动其本身可能掩盖一小部分医疗废物被焚烧的影响。

图5显示，日常运行中生活垃圾焚烧烟气中SO2浓度虽有波动，但水平很低，平均含量为5.27 mg/m3，远低于排放限值。 医疗垃圾混合后，与HCl相比，虽然变化规律不完全一致，但也呈现下降趋势。 作为酸性气体，其变化原因与HCl类似。

图7显示，日常运行焚烧烟气中NOx排放量为60.18 mg/m3，完全满足排放标准。 医疗废物掺混后NOx含量总体略有下降。 其中，2%掺混比大幅下降至55.18 mg/m3，下降8.3%。 这主要是因为此时系统脱硝剂消耗量最大，如图6所示。显着性分析表明，医疗垃圾掺混对NOx排放影响不大，数据没有显着性差异。 这是因为NOx的浓度与脱硝剂的消耗量和温度有对应关系。 一方面，图2显示了混合后的炉温。 有轻微下降。 另一方面，从图6可以看出，烟气脱硝剂的消耗量有所增加，最终使得NOx排放水平基本稳定。

综上所述

为指导生活垃圾焚烧炉医疗废物应急处理运行，本研究开展了生活垃圾焚烧炉混合医疗废物的实验研究。 掺混比例不超过4%（wt）并保持余热锅炉的蒸发速度。 主要考察了不同条件下对焚烧温度、炉渣重金属浸出量和烟气排放的影响。 得到以下主要结论：

1）当掺混比例不超过4%时，炉温略有下降，但总体稳定。

2）当掺混比例不超过4%时，焚烧渣的重金属浸出特性普遍得到改善； 然而，当掺​​混比例为3%和4%时，炉渣中Cr6+浸出浓度有所增加，但其总体浸出水平仍然很低。 仅Cr6+浸出量的增加并不影响其最终处置途径。 结合其他炉渣浸出毒性指标，可以进一步表征炉渣的用途。

3）医疗垃圾混合焚烧后，CO排放有所增加，但仍达标。 酸性气体HCl/SO2排放浓度有所下降，NOx排放水平基本稳定。

撰文：原作者