Технологии обезвреживания опасных медицинских отходов

Термические обеззараживатели крайне редки: высокое энергопотребление, значительные затраты времени на нагрев отходов, а затем на их охлаждение - основные причины отсутствия спроса. Кроме того, все подобного рода установки требуют те или иные расходные материалы (баллоны с инертным газом, специальные емкости или пакеты для отходов).

Французская установка Sterigerm (рис.1) представляет собой аппарат для прессования отходов, помещенных в специальные оригинальные пакеты, при температуре 150оС. На выходе отходы представляют собой спрессованный диск, покрытый пластикатовой оболочкой. Разработаны 2 модели: с емкостью рабочей камеры 12 и 60 литров. Продолжительность цикла составляет 55 минут. Внешне очень симпатичная, установка не получила обширного распространения из-за высокой стоимости. Кроме того, постоянная необходимость в очень недешевых пакетах для отходов тоже не способствует повышению спроса.

Рис.1 Установка Sterigerm

На рынке  присутствует около десятка аппаратов  для обеззараживания небольших  количеств отходов, преимущественно  инъекционных шприцев с иглами. Несмотря на некоторые различия в дизайне, действуют они по одному и тому же принципу: отходы собираются в специальный оригинальный (обычно 5-литровый) одноразовый контейнер, который после заполнения помещается в аппарат и нагревается до температуры 180оС. Неплавкие отходы при этом не видоизменяются. Весь цикл занимает 2 - 2,5 часа. Типичный представитель такого рода устройств - SharpBlaster (Рис.2) - настольный аппарат, предназначенный для обеззараживания колюще-режущих отходов.[2]

Рис.2  Установка SharpBlaster

Санкт-Петербургское  ЗАО "Турмалин" производит отечественный термический обеззараживатель ТС (Рис.3). Отходы (6 - 7 кг), вручную загружаемые в рабочую камеру, нагреваются в среде углекислого газа до температуры около 200оС, в результате чего происходит гибель микроорганизмов. Производительность такой установки невелика - около 20 кг/час и широкого распространения она не получила: потребность в баллонах с углекислотой, сравнительно небольшая производительность в сочетании с серьезным весом (более тонны) и громоздкостью значительно снижают привлекательность этого оборудования.[2]

Рис.3 Термический обеззараживатель ЗАО "Турмалин"

     ООО «Фармстер»  представило на московский рынок установку измельчения и стерилизации (утилизации) больничных отходов «Экос».

Производительность установки «Экос» (45 кг за цикл) при пятидневной рабочей неделе в одну смену 8 часов позволяет обрабатывать отходы классов Б и В образующиеся в стационаре на 800 коек. Эксплуатационные затраты составляют 0,16 руб. кг или 0,1 руб./койко-день. Объем отходов ЛПУ классов Б и В после обработки уменьшается в 5 раз от первоначального, что снижает затраты на вывоз отходов на полигоны ТБО или на МСЗ.[1]

Установка легко интегрируется  в технологию сбора, хранения и удаления медицинских отходов, регламентируемую в РФ, и позволяет лечебно-профилактическим учреждениям технологично, с низкими эксплуатационными расходами, решить проблему эффективности обеззараживания и одновременного измельчения отходов до неузнаваемого вида.

Установку целесообразно  устанавливать в крупных ЛПУ  и организовать на ее базе центр  по обеззараживанию отходов ЛПУ  классов Б и В для нужд близлежащих ЛПУ и частных клиник. Такая организационная форма обращения с отходами ЛПУ классов Б и В позволяет органам здравоохранения решить проблему обеззараживания отходов на территории населенного пункта или города и решить проблему санитарно-гигиеничес- кой, эпидемиологической и экологической безопасности населения.

    Основным технологическим оборудованием установки «Экос» является стерилизатор типа «Т», предназначенный для переработки больничных отходов с полной стерилизацией и обезвреживанием содержащихся в них патогенных микроорганизмов. Данный стерилизатор позволяет обезвреживать медицинские отходы, превращая их в однородную сыпучую стерильную мелкодисперсную массу в виде стабильных гранул диаметром 2—3 мм, безвредных при контакте с ними, без запаха, легкоперевозимых и легко хранимых в обычных условиях.

 

Среди обрабатываемых материалов можно перечислить:

• колющие и режущие инструменты (шприцы, иголки, скальпели разового пользования)
• целлюлозу и синтетические материалы (бинты, прокладки, медикаменты из тканей различных видов, гигиеническая бумага, пластмассовая пленка);
• изделия из полимеров (зонды, трубки, катетеры материалы для диализа и пр.);

   хирургические отходы;

• отходы из инфекционных отделений;

  пищевые и упаковочные отходы.

 

  Открытие и закрытие загрузочного и разгрузочного люков установки механизировано.

При работе установки  обеспечивается автоматическое управление процессом измельчения и стерилизации, обеспечивающее необходимые параметры измельчения и режима стерилизации. Автоматическое управление продублировано ручным.

Цикл операций следующий:

• измельчение отходов механической обработкой;
• стерилизация измельченной массы в среде насыщенного пара при температуре 138 °С;

    В связи с вероятным наличием в больничных отходах инфицированных материалов и биологических культур уровень бактериологической активности (ОМЧ) много выше усредненной степени зараженности больничных отходов (10⁵). При рабочей температуре (138 °С) стерилизация позволяет достичь разрушения микроорганизмов.

Преимущества стерилизатора  по сравнению с другими подобными:

• стерилизация, а не только дезинфекция;
• эффективность стерилизации при любой степени бактериальной обсемененности;
• уменьшение конечного объема продукции;
• уменьшение конечной массы отходов;
• в процессе обработки не образуется токсические жидкости;
• в процессе обработки не образуются испарения и запахи;
• в результате получается сухая масса, не подвергающая гниению;
• не применяются дезинфицирующие растворы.

 

Принцип работы:

    Загрузка. В стерилизационную камеру подаются мешки, содержащие больничные отходы. Люк стерилизатора может открываться и закрываться оператором или автоматически, в зависимости от используемой модели стерилизатора.

    Измельчение. После закрытия люка камеры приводиться в действие расположенный в камере стерилизатора мощный шредер для измельчения отходов.

    Нагрев. Достигается сухим насыщенным паром до температуры 138 °С с одновременным повышением давления до 3,8 бар. Процесс нагревания контролируется с помощью имеющегося термометра.

   Стерилизация. Процесс стерилизации происходит при температуре 138 °С в течение 10 минут при давлении 3,8 бар.

   Охлаждение. Процесс охлаждения происходит распылением холодной воды в пространство между внутренними и внешними стенами камеры до температуры 80 °С, одновременным уменьшением давления до нормального.

    Слив. Происходит слив воды, применявшейся для охлаждения

    Вакууммирование. Удаляется пар оставшийся в камере.

    Разгрузка. Происходит выгрузка стерильных переработанных отходов в контейнер для сбора мусора.

 

Были проведены комплексные санитарно-гигиенические, микробиологические, вирусологические, паразитологические и другие исследования, которые  показали , что установка для измельчения и стерилизации (утилизации) больничных отходов типа «Экос» может использоваться и применяться в лечебно-профилактических учреждениях да обработки медицинских отходов. 06разующиеся в процессе переработки отходы ЛГТУ следует отнести к IV классу опасности (малоопасные).

 

 

 

4.2.Термическое уничтожение. Инсинерация.

   ЗАО «Турмалин» является ведущим предприятием в России и странах СНГ, осуществляющим разработку и серийный выпуск установок — инсинераторов для экологически безопасного термического обезвреживания бытовых, медицинских, биологических и промышленных отходов непосредственно в местах их образования.

    Данное оборудование сертифицировано, имеет разрешение Госгортехнадзора и Санэпиднадзора РФ на производство я щя- мененне на территории РФ. В настоящее время выпчсхаются установки производительностью от 20 до 8500 шее отходов в год. Различные модификации инсинераторов ИН-50 (Рис.4) поставлены заказчикам в Санкт-Петербурге и других городах России (от Калининграда до Находки) для применения на объектах здравоохранения, судебно-медицинской экспертизы, ветеринарной службы, пищевых и фармацевтических предприятий. железно- Дорожных служб, морских портов.

По своим  санитарно-экологическим и эксплуатационным характеристикам данное оборудование не только не уступает, но превосходит по многим показателям зарубежные аналоги. При этом его стоимость в 3 5 раза ниже, а эксплуатационные затраты на 15—20 % меньше.[1]

   Мировой  опыт эксплуатации инсинераторов покачал, что в ряде случаев их установка является практически безальтернативной из-за высоких экономических, экологических и санитарно-гигиенических параметров друг их методов.

    Отходы ЛПУ имеют особенность — повышенная инфекционная опасность! При их обезвреживании главный критерий: безопасность персонала и пациентов. Если безопасность нельзя гарантировать, то остается только метод высокотемпературного сжигания.

Экологические характеристики инсинераторов ИН-50 подтверждены многократными результатами токсиколог гигиенических испытаний, проведенных аккредитованными лабораториями, имеющими соответствующие сертификаты аппаратуру, а также Институтом токсикологии МЗРФ. НИИ гигиены профпатологии и экологии человека и Центра Госсанэпиднадзора в Санкт-Петербурге.

 

Рис.4 Отечественный инсинератор ИН-50 ЗАО «Турмалин».

Технологический процесс эксплуатации инсинераторов состоит из следующих этапов:       

- селективный сбор отходов;

     - контрольная сортировка,

     - сжигание отходов;

     - очистка дымовых газов;

     - выгрузка и вывоз зольного остатка.

Селективный сбор отходов производится непосредственно на местах их образования. Контрольная сортировка (при необходимости) производится перед загрузкой в камеру сжигания. Отходы, не подлежащие сжиганию, собираются в контейнер, и вывозятся на захоронение. Отходы, подлежащие сжиганию, собираются в полиэтиленовые мешки и доставляются к инсннераторному комплексу для сжигания.

    Установка для сжигания отходов — это 2-х или 3-х камерный агрегат, который обеспечивает сжигание отходов в количестве от 10 до 1000 кг отходов в час (в зависимости от модификации) при их средней калорийности 2500 ккал-кг. Установка работает под разрежением 2,0—2,5 мм вод. столба. Разрежение в камере сжигания позволяет максимально обезопасить обслуживающий персонал, что особенно важно в момент загрузки отходов.[2]

    Камера сжигания оборудована форсуночными агрегатами, работающими на дизельном или газовом топливе и обеспечивающими температуру в камере сжигания в пределах 800—1000 °С. В камере смешения происходит интенсивное перемешивание и насыщение дымовых газов кислородом воздуха, в камере дожигания — горение этой смеси до полного выгорания углеводородов и образования СО₂ и Н2О. Камера дожигания отходящих газов оборудована форсуночным агрегатом, обеспечивающим температуру в пределах 1100—1400 °С.[2]

Из камеры дожигания  отходящие газы поступают в водяной  теплообменник, где охлаждаются  до температуры 200—300 °С, нагревая циркулирующую  в теплообменнике воду от 40 °С до 90 °С, которая используется для нужд водо- и теплоснабжения.

Резкое (ударное) охлаждение дымовых газов способствует прекращению окислительных процессов и исключает вторичное образование диоксинов в случае сжигания галогеносодержащих отходов. В случае отсутствия теплообменника функцию ударного охлаждения дымовых газов осуществляет скруббер, в котором установлен водовоздушный смеситель.

Многочисленные анализы  состава бытовых и медицинских  отходов показали, что кроме основных составляющих элементов, таких как углерод, водород, кремний, металлы, присутствуют также такие элементы, как хлор, фтор, сера, азот и др.. которые в процессе горения образуют токсичные соединения в виде НС1, HF, SO2 NO_x. Нейтрализация данных соединений возможна в скруббере путем насыщения дымовых газов щелочными растворами с образованием солей и воды. Реакция нейтрализации кислых газов протекает под воздействием мелкодисперсного щелочного раствора, вводимого в поток дымовых газов.

Требуемая концентрация щелочного раствора поддерживается автоматически в сливном баке скруббера объемом 1 м³, путем его подпитки 10 %-ым раствором щелочи до величины (8,5—9) рН. Опыт эксплуатации инсинераторов показал, что при сжигании бытовых отходов для нейтрализации загрязняющих веществ в дымовых газах удельный расход сухой щелочи составляет 0.003 кг отходов.[1]

   Практически в  скруббере необходимо контролировать два параметра: рН и соленость раствора, которая возникает при растворении в воде солей NaCl, NaF, Na₂S0₃. Раствор солей не достигает насыщенного состояния, так как в скруббере построй, осуществляется водяная подпитка вследствие процесса насыщения воды. Фактически, критерием очистки скруббера являете уровень накопления твердого осадка в нижней части скруббера.

Окончательная очистка  дымовых газов от пыли осуществляется в лопаточном циклоне. Степень очистки (85—90 %). Очищенные дымовые газы поступают в дымосос и выбрасываются в дымовую трубу.[1]

В процессе сжигания периодически (3—4) раза в сутки происходит увлажнение и выгрузка зольного остатка с перегрузкой в контейнер для последующего вывоза на использование или захоронение.