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醫療廢物（medical waste），是指醫療衛生機構在醫療、預防、保健以及其他相關活動中產生的具有直接或者間接感染性、毒性以及其他危害性的廢物。醫療廢物具有極強的傳染性、生物毒性和腐蝕性，未經處理或處理不徹底的醫療廢物任意堆放，極易造成對水體、土壤和空氣的污染，對人體產生直接危害。醫療廢物處理問題已成為全世界關注的熱點，國際上視醫療廢物為“頂級危險”和“致命殺手”，我國也在《危險垃圾名錄》中將其列為1號危險垃圾[1]。因此，加強對醫療廢物規范化的管理和無害化處理，無論是從保護環境還是從疾病預防和控制都具有極其重要的意義。但是，在我國醫療廢物的處置才剛剛開始，同世界發達國家相比，尚存在很大差距。為了改變目前處置技術及管理上的落后狀況，應逐步完善醫療廢物法規，盡快研究制定醫療廢物安全化處理方案。
1醫療廢物處理技術研究進展
各國日益嚴格的醫療廢物管理法規、醫療廢物處理產業的巨大市場，都促進了醫療廢物處理技術的研究和推廣應用。因此，圍繞醫療廢物的研究內容日趨豐富。近年來，國內外學者不僅對某種單一的醫療廢物處理技術進行過研究，而且對幾種處理技術也進行過分析比較。趙縣防等[2]介紹了目前國內外幾種醫療廢物處理技術的各項指標，分析得出了焚燒法具有多方面的優點，找出了目前國內外首推的醫療廢物處理技術，并對此工藝的尾氣凈化技術進行了對比及選擇。劉鋒等[3]對各種醫療廢物處理技術的原理、工藝、處理效果和應用前景進行了探討。陳紅盛等[4]針對我國醫療廢物處理現狀，通過對目前國內外醫療廢物處理技術的比較，列出了國內外醫療廢物的主要處理技術的技術參數和優缺點，探討了我國醫療廢物處理技術的應用前景。韓弘等[5]從醫療廢物處理中存在的問題入手，介紹了中國當前的醫療廢物管理和處理的現狀。通過綜合比較焚燒處理、高壓蒸汽滅菌處理、化學處理、微波處理、等離子處理幾種醫療廢物處理技術，綜合評定了各種處理工藝的優缺點，為工藝的選擇和確定提供支持。最后，針對中國醫療廢物處理的情況，提出如何選取醫療廢物處理方式的建議。周豐等[6]從醫療廢物的產生量、特性和處理要求出發，定性分析了各類處理技術的優缺點和適宜性，并初步篩選出4類可行技術：高溫處理法、高壓蒸汽滅菌法、微波滅菌法和化學消毒法。結合我國處置現狀、經濟水平、政策導向和國際趨勢等因素，基于層次分析法（AHP）建立了“4層-13指標-4方案”層次決策模型，對4項處理技術進行了定量評估，并以杭州市醫療廢物安全處置項目為例進行驗證，其結果顯示高溫處理法是此項目的最佳選擇，并對所建立的醫療廢物安全處理技術優選體系進行了總結。朱能武[1]在介紹了幾種醫療廢物的處理技術后，對各種醫療廢物處理技術的適用性作了對比分析，最后認為雙回轉窯高溫焚燒爐對廢物的適用性最廣。胡建杭等[7]詳細介紹了現有醫療廢物處理技術的特點，根據我國的實際情況和各種處理處置技術的比較結果，提出了對醫療廢物實行集中焚燒處理的建議以及未來醫療廢物處理技術的發展趨勢。LibertiL等[8]分析了意大利傳染性醫院廢物管理優化、選擇措施，并對醫療廢物的產生量和特性進行了研究。
筆者嘗試對目前國內外醫療廢物處理技術進行全面系統的分析，并對其技術參數和優缺點進行比較，根據醫療廢物的處理目標和選擇處理技術的因素做出最優選擇，以期為我國醫療廢物的管理和處理在技術上提供一定的參考。
2醫療廢物處理技術比較
2.1常用醫療廢物處理技術簡介及比較
醫療廢物的處理技術在我國還處于摸索階段，優選方法仍不夠成熟。目前相關的處理技術大體分為3類[9]：①高溫處理法，如焚燒法、熱解法和汽化法；②替代型處理法，如化學消毒法、高溫高壓蒸汽滅菌法、干法熱消毒法、微波處理法和安全填埋法；③創新型技術，如等離子技術、放射技術（本文不考慮）。各種常用的醫療廢物處理技術優缺點比較見表1[4]。
表1幾種常用醫療廢物處理技術的優缺點比較
2.2.2電弧爐處理技術
電弧爐是以電弧加熱的批次式反應爐，其燃燒溫度約為1650~3300℃，停留時間約8~10min[13]。
電弧爐的電極棒透過交變電流產生強大磁性攪拌作用，廢棄物與鋼液能充分混拌，廢物在極高溫情況下被裂解氧化成CO2和H2O，從而傳染性病菌能在極短的時間內被完全破壞。醫療廢物含有不可燃的針頭、注射器、玻璃瓶和可燃物這2大類，將其置于鐵質容器后直接投人電弧爐中將其熔化，其中可燃性廢物能迅速而有效燃燒，玻璃等不可燃物形成殘渣浮在鋼水表面，而針頭、器械等金屬廢物與電弧爐中其他金屬一起熔化成鋼水。電弧爐技術最早在日本被用于處理醫療廢物。
2.2.3輻照技術
輻照處理技術是利用電子束殺滅微生物和細菌。電離輻射源（如Co60）激發出來的電子與處理對象分子結構中的電子發生相互作用，所積累的能量可以破壞有機化合物的化學鍵，從而將微生物加以裂解破壞。但是輻照技術不能用來處理放射性物質，還需要加強對操作人員的防護。
2.2.4液態合金處理法
該技術是將Sn，Bi等特殊的低熔點合金加熱到400℃左右，使合金成為液態，然后將醫療廢物投入液態合金金屬中，在殺死細菌和病毒的同時可以實現水分的蒸發，而揮發出來的氣體被加熱至800℃，將其中揮發性有機物完全燃燒后排出煙氣[14]。
2.3醫療廢物處理技術的比較結果分析
從表1可以看出，高壓蒸汽消毒技術和焚燒技術幾乎對各種醫療廢物都適用，但采用高壓蒸汽滅菌技術時，醫院必須購置較大的專用高壓釜，而且還會產生揮發性有毒化學物質。化學消毒法常用于傳染性液體廢物的消毒，但用于大量的廢物消毒有一定的難度。焚燒技術處理范圍廣，能有效破壞醫療廢物中的傳染性物質和有毒物質，但產生二噁英等有害物質，需采用適宜的爐型并配備先進的煙氣凈化裝置。
新型的微波滅菌、干熱處理、電漿噴槍、輻射處理、電熱去活化、液態合金處理、玻璃膏固化等技術在國內尚很少采用，在國外也屬于不成熟技術，難以施行。筆者認為熱解法相對來說適用范圍廣、熱解回收率高、產生二噁英等污染少，具有較好的經濟效益，下面將以較大的篇幅介紹該法。
3熱解法簡介
熱解（pyrolysis）法是利用垃圾中有機物的熱不穩定性，在無氧或缺氧的條件下對之進行加熱蒸餾，使有機物產生熱裂解，經冷凝后形成各種氣體、液體和固體，從中提取燃料油、油脂和燃料氣的過程。
3.1熱解反應式
熱解反應可以用下面的通式表示： 
熱解本身是一個復雜且同時發生多種化學反應的過程。反應過程中將出現有機大分子的裂解（cracking）反應、有機分子的異構（isomerzation）反應和去氧去氮（deoxygenation and denitrogenation）過程[15]。
以上是對熱解過程的一般性描述，它們并不能確切表明在熱解過程中發生的化學反應，因為在固體廢物中，絕大部分炭不是自由狀態存在的。另外，熱解產物在熱解過程中還要發生一系列二次反應。醫療廢物是一個混合物，不同物質的熱解溫度不相同，熱解行為也不相同。
熱解產物的產率取決于原料的化學結構、物理形態和熱解的溫度和速度。Shafizadeh等對纖維素的熱解過程進行了較為詳細的研究后，提出了用圖1描述纖維素的熱解和燃燒過程。
圖1纖維素的熱解和燃燒過程示意
纖維素分子狀態下迅速加熱升溫，隨機生成氫一氧化碳、二氧化碳、水、甲烷等可燃性揮發組分以及其他低分子有機物，這些熱解組分與部分存在的氧發生燃燒反應，進一步生成二氧化碳和水。
3.2熱解方式
熱解過程由于供熱方式、產品狀態、熱解爐結構等方面的不同，熱解方式也各異。按熱解的溫度不同，分為高溫熱解、中溫熱解和低溫熱解；按供熱方式分為直接加熱和間接加熱；按熱解爐的結構分為固定床、移動床、流化床和旋轉爐等；按熱解產物的聚集狀態可分為氣化方、液化方式和炭化方式；按熱解和燃燒反應是否在同一設備中進行，熱解過程可分為單塔式和雙塔式；還可按熱解過程是否生成爐渣分為造渣型和非造渣型。
3.3技術特點
1）把直接熱解法與間接熱解法有機地結合，用直接熱解獲得的低熱值燃氣供給間接熱解時所需的熱能，從而解決了用空氣代替用純氧作催化劑產生的熱解氣的使用和間接熱解所需熱能問題。
2）設置混合氣體反應裝置，充分利用垃圾熱解剩余物—垃圾殘炭和垃圾熱解時產生的混合氣，將混合氣與殘炭收集在反應裝置內進行再次反應，使其生成更多的一氧化碳、氫氣、甲烷等可燃氣，這樣既增加了燃氣產量，提高了燃氣質量，又減少了垃圾殘渣和污水的產生與排放。
3）將還原二氧化碳技術與氣化技術及熱解技術相結合，解決了煙氣排放問題，可使二噁英含量降至0.087ng/m3，為直接燃燒的千分之一以下，為國家排放標準（0.5ng/m3）的20%左右，甚至比歐洲最嚴格標準（0.1ng/m3）還低。）采用逐級推進破碎式進料方式，將不分揀的垃圾破碎，把垃圾前處理工序放在爐內進行，使污染降至最低。這種逐級推進破碎式進料方式，解決了目前國內外尚未解決的熱解爐連續進料與工作問題（目前國內外熱解爐都為間歇運行），使熱解爐的工作效率提高了幾倍甚至幾十倍。
3.4熱解處理工藝流程
對醫療廢物處理采用熱解、氣化、還原二氧化碳等技術結合方式（見圖2）。 
圖2醫療廢物熱解處理工藝流程
這過程分3個階段完成：
1）固體廢物熱解階段：醫療廢物在高溫、缺氧、壓力等條件下，有機物分子鏈開始斷裂，產生出含有甲烷、一氧化碳、氫氣、焦油、水蒸汽等混合氣體。其余轉化為殘炭。
2）混合反應階段：在混合氣體反應裝置內，通過特殊的工藝過程使混合氣體中的焦油、水蒸汽、殘炭等轉化為可燃氣，二氧化碳在此還原為一氧化碳。
3）可燃氣體凈化階段：經熱解反應罐和混合氣體反應裝置產生的可燃氣，經過冷卻、過濾等凈化處理后，即產生新的清潔可燃氣，可達到工業用氣標準和民用氣標準。
3.5與焚燒法比較
熱解法和焚燒法是2個完全不同的過程。首先，焚燒是一個放熱過程，而熱解需要吸收大量熱量。其次，焚燒的主要產物是二氧化碳和水，而熱解的產物主要是可燃的低分子化合物：氣態的有氫氣、甲烷、一氧化碳；液態的有甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有機物及焦油、溶劑油等；固態的主要是焦炭或炭黑。另外，焚燒產生的熱量大的可以用于發電，產生熱量小的只可供加熱水或產生蒸汽，適于就近利用，而熱解的產物是燃料油及燃料氣，便于貯藏和遠距離輸送。根據以上分析，高溫熱解具有以下3個特點：
1）醫療廢物熱解法所焚燒的是裂解氣與裂解焦，裂解氣中的可燃氣體作為熱解焚燒的燃料，其運行成本大大低于常規焚燒法。另外，熱解法所需的空氣系數較小，產生的煙氣量大大減少，所需的煙氣凈化裝置也較小，因此總體費用比常規焚燒法低。
2）傳統的焚燒處理法，由于是富氧燃燒，很容易產生二噁英。熱解法是在缺氧和除去氯等酸性氣體條件下進行的，大大抑制了二噁英的生成，所以熱解法比傳統焚燒法的二噁英生成量要大為減少。
3）該法適用范圍廣，對生活、醫療廢物不需要預處理，不需要分類，直接投入爐內進行處理即可。
4結語
上文介紹的各種技術目前都已不同程度地應用于醫療廢物的處理。不同的處理技術對各類醫療廢物處理適宜性也有所差異[16]。因此，選擇適當的醫療廢物處理技術取決于各種各樣的因素，其中醫療廢物的處理技術的選擇與廢物的特征息息相關，同時也決定了其處置成本。適當的處理方案除了應當達到醫療廢物處理技術層面上所規定的四個目標（穩定化、安全化、減量化和難以辨認）外，還應基于以下考慮，包括：①醫療廢物的性質及固有的危險；②處理能力、消毒效果和廢物的減容率；③排放廢物及對環境和人體的影響；④工作人員的職業健康和安全；⑤處理、運行及其它成本；⑥處理技術的易操作性和可靠性；⑦需要的配套設備和基礎設施；⑧處理設備排放裝置對當地和整個環境的總體影響。根據以上分析，可以看出，醫療廢物熱解處理技術為垃圾處理多樣化提供了一條新的途徑，符合減量化、無害化、資源化的固體廢物處理的發展方向。該技術具有能源回收率高、產生二次污染小、綜合經濟效益好等優點，研究成果屬于國內首創。該項目已研制了比較完善的醫療廢物熱解處理和熱解氣回收成套設備，其設計合理，自動化水平高，占地面積少，設備運轉正常，具備工程應用及市場轉化條件，具有廣闊的推廣應用前景。該系統采用廢棄物自身產生的熱解氣體實現能量循環，降低能耗和處理成本，具有較好的經濟效益。5參考文獻
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