СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ
METHOD FOR DISPOSING OF HEALTH CARE WASTE

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно, к способу утилизации отходов здравоохранения, включающему раздельный сбор отходов по классам опасности на местах их образования в герметично упаковываемые коробки хранения и последующее их локализованное удаление в транспортных средствах для перевозки отходов к месту размещения, где их термически обезвреживают путем сжигания в вертикальной двухкамерной печи, связанной с магистралью последовательных операций нейтрализации отходящих газов.
Уровень данной области техники характеризует способ раздельного сбора, хранения и удаления отходов лечебно-профилактических организаций (ЛПО), которые в обязательном порядке подвергают реакционному обезвреживанию, предписанному протоколом «Санитарные правила и нормы» СанПиН 2.1.7.728-99, включающим следующие последовательные действия и операции:
- раздельный сбор отходов внутри медицинского подразделения в местах их первичного образования, в соответствии с их морфологией и классом опасности;
- транспортирование в унифицированных тележках и локальная перегрузка отходов в (меж-) корпусные стеллажи;
- временное хранение отходов на территории ЛПО;
- транспортирование отходов к месту их термического обезвреживания..
Сбор отходов класса А опасности осуществляют в оборотные контейнеры с применением одноразовых полимерных пакетов соответствующего белого цвета.
Отходы здравоохранения класса А опасности собирают в многоразовые баки, мойку которых дезинфицирующим раствором производят ежедневно.
Отходы классов Б и В опасности предварительно погружают в дезинфицирующий раствор заданной концентрации на время экспозиции, определяемое соответствующими рекомендациями.
Из пакетов после заполнения отходами на  объема выдавливают воздух и формируют горловину сборкой материала в жгут, который затягивают механической стяжкой.
Предназначенные для сбора в пакеты отходы по классу Б: иглы, металлические инструменты (колющие, режущие) и по классу В: органические и химические отходы собирают в одноразовые твердые упаковки, герметично закрываемые крышкой.
Открытый инструментарий (иглы, перья), прошедший дезинфекцию, собирают в твердую упаковку.
После заполнения и герметизации одноразовых пакетов на них наносят надпись с кодом подразделения ЛПО, названием учреждения, датой и фамилией ответственного за сбор отходов лица.
Укупоренные отходы в пакеты и одноразовые твердые упаковки в тележках раздельно по классам опасности транспортируют к месту временного хранения в межкорпусных контейнерах емкостью 120 л, причем отходы классов А и Б - на открытых площадках, а класса В - только в изолированном помещении подразделения.
Межкорпусные контейнеры маркированы и оснащены влагонепроницаемой крышкой и колесами для удобства перегрузки в закрытый кузов транспортного средства для перевозки отходов.
Транспортирование контейнеров с отходами здравоохранения на объект размещения (к месту их хранения и термического обезвреживания) осуществляют в закрытых кузовах автомобилей, в которых обеспечивается сохранность груза и безопасность перевозки.
При погрузке межкорпусных контейнеров в закрытый кузов автомобиля на предназначенное место на площадке хранения устанавливают порожний межкорпусной контейнер, дезинфекцию которого проводит на объекте термического обезвреживания отходов вывозящая организация.
Описанный способ характеризуется следующими недостатками.
Механическая стяжка горловины полимерных пакетов не обеспечивает герметичности укупорки опасных отходов, что приводит к загрязнению среды вокруг площадки внутридворового централизованного хранения отходов здравоохранения территории ЛПО и в кузове автотранспорта, следовательно, по всему пути перемещения от места образования отходов до места их термического обезвреживания на объекте размещения, что недопустимо.
При этом инфицированный воздух из пакета на операции укупорки для формирования жгута горловины принудительно вытесняется из твердых упаковок, что требует дополнительного оснащения кузова автомобиля средствами и различными устройствами крепления, удорожающими работы.
В действующих печах для сжигания отходов здравоохранения дополнительно расходуется топливо (газовое, мазутное горючее), что удорожает процесс, усугубляя потери энергии отбором тепла в печи на нагрев окисляющего воздуха, неполноту конечного дожигания продуктов горения.
Отсутствие системы эффективных очистки и нейтрализации отходящих газов, по определению, служит причиной повышенного содержания вредных и токсичных выбросов в атмосферу.
Отмеченные недостатки исключены в способе утилизации отходов здравоохранения по патенту RU 2392541 C1, F42G 5/00, 2010 г., который по числу совпадающих признаков и технической сущности выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному способу.
Известный способ включает раздельный сбор в местах образования отходов классов А, Б, В опасности в различающуюся по цвету герметично закрываемую тару хранения по цвету герметично закрываемую тару хранения в отдельном запираемом помещении.
Герметично укупоренную тару с разными отходами раздельно помещают в тележки для централизованного внутридворового хранения в закрываемом общем боксе, из которого коробки далее перемещают в оборудованный средствами вентиляции и ультрафиолетового облучения кузов автомобиля, транспортирующего отходы до объекта размещения, где их термически обезвреживают сжиганием в вертикальной печи, оснащенной средствами нейтрализации и очистки отходящих газов по «мокрой» технологии реакционного взаимодействия с технологическими жидкостями.
Сбор, хранение и транспортирование отходов осуществляют в одноразовых твердых упаковках в форме коробки, которая выполнена из ламинированного картона с термопластичным полимерным покрытием и снабжена идентификационным штрих-кодом.
Открытый торец коробки после наполнения отходами складывают по рифлям горловины, формируя крышку геометрического замыкания посредством сплавления стыков сформированной при этом крышки.
Торцевой стык крышки герметично заваривают посредством электронагревательного зажимного инструмента.
Закрытый кузов транспортного средства (автомобиля) оснащен электронным блоком связи с системой спутниковой навигации, контроля и управления, оборудован холодильником и ультрафиолетовым рециркулятором.
Термическое обезвреживание отходов проводят автотермическим сжиганием в вертикальной двухкамерной печи послойного окислительного пиролиза с воздушным дутьем в сопло разделительного свода.
Печь имеет автоматическую загрузку герметичных упаковок, механизм удаления золы и средства очистки отходящих газов, чем в комплексе обеспечена герметизация отходов здравоохранения от внешней среды в процессе хранения, транспортировки и сжигания, снижая вредную нагрузку на окружающую среду при утилизации, оптимизируя техпроцесс организованного сбора и утилизацию укупоренных отходов здравоохранения.
Продолжением отмеченных достоинств известного способа утилизации отходов здравоохранения являются присущие недостатки:
- неудовлетворительная логистика организации и управления унифицированным процессом раздельного сбора различных по классам опасности отходов здравоохранения с трудоемкой ручной перегрузкой укупоренных коробок с отходами из запираемого внутридворового бокса централизованного хранения в кузов автомобиля, а также из последнего - в боксы раздельного временного хранения укупоренными отходы на объекте размещения;
- послойное горение отходов на колосниках в режиме пиролиза характеризуется относительно низкой производительностью и неполным окислением продуктов горения, содержащих активные радикалы и сажевые остатки, что необходимо нейтрализовать и обезвредить внутри установки дополнительными средствами и реагентами;
- в вертикальной печи сжигания отходов не оптимизировано объемное распределение окисляющего воздуха по структурным ее элементам, в частности, в центральном сопле между камерами сжигания и верхней камерой дожигания, что происходит из-за переизбытка двухступенчатой кольцевой подачи воздуха внутрь сопла, в результате чего формируется аэродинамический затвор, препятствующий свободному проходу газообразных продуктов горения, которые запираются в камере горения, дестабилизируя и тормозя газодинамику процесса сжигания, а в камеру дожигания газообразные продукты горения через сопло прорываются с ускорением, где не завершается окисление продуктов горения, что в итоге увеличивает вредные выбросы в отходящих газах;
- неполнота окисления газообразных продуктов горения в вертикальной печи и неудовлетворительная очистка отходящих газов от твердых примисей в скруббере и на механических фильтрах сменных кассет определяет неэкологичность известного способа и усложняет технологическое обслуживание, при увеличении капитальных затрат производства;
- бытовые отходы здравоохранения, формируемые жизнедеятельностью в палатах пациентов ЛПО собирают и удаляют автономно от основных отходов здравоохранения по отдельной технологической цепочке, что трудоемко и не рационально.
Кроме того, ручная перегрузка коробок с отходами из внутридворового бокса в кузов транспортного средства для перевозки отходов и последующая разгрузка коробок с отходами, размещаемых в боксах временного хранения на объекте размещения, являются продолжительными и трудоемкими.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является оптимизация процесса раздельного сбора отходов здравоохранения, при производительной загрузке-выгрузке транспортного средства для перевозки отходов, а также механизация подачи упакованных в коробки отходов здравоохранения в двухкамерную вертикальную печь на сжигание, которое интенсифицировать за счет эффективного распределения подачи окисляющего воздуха по высоте печи, для повышения чистоты отходящих газов, включая дополнительную их очистку посредством многостадийной «мокрой» технологии, до степени экологической безопасности.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном способе утилизации отходов здравоохранения, содержащем раздельный сбор в местах образования в цветные полимерные пакеты с последующей их укладкой в укупориваемые картонные коробки хранения, которые имеют термопластичное ламинирование белого, желтого и красного окраса соответственно для хранения отходов классов А, Б, В опасности в запираемом помещении раздельно в тележках, при этом горловины коробок складывают по рифлям для соединения стыкуемого торца посредством проплавления электроинструментом, затем коробки с отходами, загруженные в тележки, перемещают к запираемому боксу на площадке внутридворового локального хранения, откуда коробки перегружают в оборудованный холодильником и ультрафиолетовым рециркулятором, изолируемый кузов транспортного средства для перевозки отходов, оснащенного электронным блоком спутниковой навигации и связи с центром управления и контроля маршрута транспортирования отходов до объекта размещения, где осуществляют термическое обезвреживание автотермическим сжиганием в вертикальной двухкамерной печи с воздушным распределенным дутьем, имеющей центральное сопло между камерами и средства очистки отходящих газов, причем транспортное средство на объекте размещения разгружают в боксы отдельного хранения отходов по классам опасности, при этом допускается совместное сжигание отходов классов Б и В, согласно изобретению, упакованные коробки с отходами по цветам раздельно помещают в стеллажные тележки, установленные во внутридворовом боксе, которые ротационно сменяют конформными тележками из кузова транспортного средства при его загрузке упакованными отходами, на объекте размещения стеллажные тележки, загруженные одноцветными коробками, перемещают в автономные боксы раздельного хранения, заполняя кузов транспортного средства порожными сменными стеллажными тележками из свободного их запаса, на утилизацию сжиганием стеллажные тележки с одноцветными коробками раздельно подают из боксов хранения для загрузки коробок в вертикальную печь, где обеспечивают режим объемного автотермического горения в среде положительного кислородного баланса в результате принудительной подачи воздуха, предварительно нагретого в проходном теплообменнике энергией отходящих из камеры дожигания газов печи, который дозировано распределяют в трубчатый перфорированный колосник, внутрь центрального сопла между камерами печи и по периметру его конфузора в камере дожигания, патрубок отходящих газов которой сообщают, через вытяжной вентилятор, выводящей на высоту трубу, с магистралью, через последовательно смонтированные во взаимосвязи проходными вертикальными колоннами очистки реакционным взаимодействием отходящих газов с технологической жидкостью, в частности, посредством последовательных встречного душирования, барботирования, конденсации на развитой поверхности, преимущественно колец Рашига, и агломерации взвешенных твердых частиц в слое водяного тумана.
Особенностью предложенного способа является то, что отходы здравоохранения, представляющие собой бытовые отходы жизнедеятельности пациентов в палатах их содержания в ЛПО, собирают в черные полимерные пакеты, которые укупоревают в ламинированные коробки черного цвета и хранят в отдельном помещении ЛПО, совместно с отходами классов А, Б, В, а на хранение в боксе внутридворовой площадки черные укупоренные коробки укладывают в отдельную ротируемую стеллажную тележку, причем на объекте размещения их помещают в отдельном боксе хранения, сжигая как автономно, так и совместно с отходами любых классов А, Б, В опасности.
Другой особенностью предложенного способа является то, что укупоренные коробки загружают на колосник камеры горения по гравитационному лотку через шиберную заслонку, синхронизированную с выгрузкой коробок из контейнера на подъемнике.
Отличительные признаки предложенного технического решения организационно усовершенствовали раздельный сбор отходов здравоохранения в ЛПО, проведение погрузочно-разгрузочных работ с использованием сменных ротируемых стеллажных тележек, при централизованном контроле заданной логистики транспортного средства для перевозки отходов к объекту размещения, где осуществляют эффективное их сжигание упакованными в коробках, и тонкую очистку отходящих из печи газов по многопереходной «мокрой» технологии, чем достигается высокопроизводительная экологически безопасная утилизация отходов здравоохранения.
При этом транспортирование отходящих газов по магистрали пониженного давления совмещают с теплообменом и последовательным взаимодействием с щелочной технологической жидкостью посредством встречного душирования, барботирования, конденсации на развитой поверхности и агломерации в слое водного тумана.
Сбор отходов разных классов опасности в маркированные одноразовые пакеты установленных цветов упорядочивает комплектование однотипных отходов здравоохранения в коробчатой таре изолированного хранения и транспортирования для утилизации сжиганием без сортировки, чему способствует визуализация пакетов различного цвета в соответствии с классом опасности оптимально распределенного по высоте печи упакованных отходов здравоохранения.
Дополнительное изолирование отходов в пакетах практически исключает сопутствующие испарение и газирование при сборе и хранении, минимизируя контакт медицинских работников с отходами.
Автоматический отбор части энергии отходящих газов в теплообменнике, где встречный поток воздушного дутья нагревают до температуры 220-250°С, соответственно повышает технологическую температуру в обеих камерах вертикальной печи для более эффективного сжигания отходов, минимизируя в отходящих газах содержание вредных и токсичных составляющих, чем снижают нагрузку на последующих операциях жидкостной нейтрализации газообразных выбросов в атмосферу.
Модернизация процесса объемного сжигания отходов в среде избыточного кислорода, оптимально распределенного воздушным дутьем по высоте печи, обеспечивает окисление образующихся газов до конечных продуктов химических реакций, а также включает нейтрализацию отходящих газов по «мокрой» технологии с использованием разных операций реакционного взаимодействия с щелочной технологической жидкостью: встречное душирование, барботирование, конденсация на развитой поверхности и агломерация твердых частиц в среде водного тумана.
Совмещение сквозного трубопровода, связывающего камеру дожигания вертикальной печи с выпускной вертикальной трубой, где посредством вытяжного вентилятора создают пониженное давление для принудительного магистрального движения отходящих газов по позициям жидкостной обработки и на выход в атмосферу.
Многоступенчатое объемное взаимодействие отходящих из печи газов с реакционной технологической жидкостью, которое осуществляют в разных по физическому действию последовательно вмонтированных в сквозной трубопровод устройствах, обеспечивает химико-физическую очистку газового потока во время его движения, что совокупно с частичным отбором тепловой энергии отходящих из печи горячих газов в противоточном теплообменнике, подогревая технологический воздух для распределенного дутья по высоте печи, формирует единый технологический поток, компактный и эффективный.
При этом технологический реакционный раствор используют в замкнутом цикле, отделяя фильтрацией и сепарированием твердую фазу аэрозоля отходящих газов, а предварительный нагрев в теплообменнике потока окисляющего воздуха пропорционально повышает температуру в печи, интенсифицируя процесс сжигания отходов, при сопутствующем получении продуктов конечного окисления, чем снижают содержание вредных веществ, которые далее нейтрализуют при автоматической обработке реакционной жидкостью.
При совместном сжигании в общей вертикальной печи отходов классов Б и В (возможно добавлять бытовые отходы) повышается производительность работ, упрощается производство и уменьшаются капитальные затраты процесса.
Оптимизированная по высоте печи подача окисляющего воздуха подогретым позволяет утилизировать часть тепловой энергии отходящих газов и обеспечивает подъем температуры внутри печи.
Распределение окисляющего воздуха по высоте печи (под колосник, в сопло между камерами и в диффузор верхней камеры дожигания) направлено на более эффективное полное сжигание отходов до конечных продуктов окисления.
Совмещение транспортирования отходящих из печи газов с технологическими процессами их нейтрализации и очистки минимизирует занимаемую производственную площадь и локализует объект размещения в целом.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков (синергетический эффект).
Сущность предложенного изобретения поясняется чертежами, которые не ограничивают объема притязаний совокупности признаков формулы, а служат лишь для иллюстрации способа.
На чертежах изображены:
на фиг. 1 - унифицированная стеллажная тележка;
на фиг. 2 - навесная полка для установки в стеллажной тележке;
на фиг. 3 - внутридворовая площадка ЛПО с запираемым боксом;
на фиг. 4 - транспортное средство для перевозки отходов здравоохранения;
на фиг. 5 - схема объекта размещения, где штрих-пунктирными линиями показан маршрут распределения разгруженных из кузова транспортного средства загруженных цветными коробками с укупоренными отходами по разным боксам их раздельного хранения по принадлежности, сплошными стрелочными линиями показаны функциональные взаимосвязи боксов раздельного хранения отходов, упакованных в коробки, которые уложены в стеллажные тележки, с позицией механизированной загрузки укупоренных коробок в печь их сжигания, а пунктирные стрелочные линии - путь движения порожних стеллажных тележек от печи под навес для накопления их запаса и далее на установку стеллажных тележек в кузов транспортного средства после его разгрузки;
на фиг. 6 - установка сжигания отходов.
По предложенному способу отходы здравоохранения в подразделениях ЛПО раздельно собирают в цветные полимерные пакеты (класса А в белые, класса Б в желтые, класса В в красные, бытовые отходы жизнедеятельности пациентов в палатах содержания - в черные) и затем укладывают их в ламинированные коробки соответствующего цвета, которые герметично заваривают по стыку торцов (ориентировано по рифлям сложенной в стык торцов горловины), образуя крышку, свариваемую по примыкающим торцам электронагреваемым инструментом.
Упакованные отходы в герметично заваренных цветных коробках хранят в отдельном запираемом помещении ЛПО, которые помещают внутри стеллажных тележек (фиг. 1), ориентировано устанавливая на ее навесных полках (фиг. 2).
Периодически стеллажные тележки, наполненные укупоренными отходами коробками перемещают к внутридворовой площадке (фиг. 3), где тележки размещают в боксе, который затем запирают для изолированного централизованного хранения коробок, сгруппированными по цвету.
При загрузке кузова транспортного средства для перевозки отходов (фиг. 4) освобождают его кузов от порожних сменных (ротируемых) стеллажных тележек, которые после операции погрузки отходов перемещают внутрь ЛПО, распределяя по отделениям. Транспортное средство весь путь движения из ЛПО до объекта размещения отходов контролируется пунктом управления и регистрации (условно не показан), по установленному маршруту, отслеживается посредством средств геолокации.
Объект размещения (фиг. 5) оборудован боксами 1, 2, 3 для раздельного хранения помещенных в стеллажные тележки одноцветных коробок с отходами соответственно классов опасности А, Б, В и боксом 4 для хранения бытовых отходов, которые в стеллажных тележках из кузова транспортного средства 6 выгружают и автономно устанавливают в соответствующих боксах 1-4 временного хранения.
После разгрузки кузов транспортного средства 6 комплектуют, предварительно санобработанными (условно не показан), порожними стеллажными тележками из запаса под стационарным навесом 5.
Для утилизации отходов сжиганием стеллажные тележки с коробками упакованных отходов последовательно из боксов 1-4 раздельно перемещают к установке 7 сжигания.
На позиции загрузки установки 7 сжигания (фиг. 6) одноцветные коробки укладывают в контейнер 8 подъемника 9.
На высоте загрузки коробки из опрокидываемого контейнера 8 перемещают в гравитационный лоток 10,где они устанавливаются на шиберной заслонке 11, которую затем автоматически отводят, освобождая проход, и коробки по наклонной части лотка 10 перемещаются в вертикальную печь 12, где устанавливаются на колоснике 13 ее камеры 14 горения.
Печь 12 предварительно вручную разжигают горючим материалом. Особенностью колосников 13 является то, что они выполнены из перфорированных трубок, сообщающихся с воздуховодом 15 принудительной подачи горячего воздуха, в результате чего происходит автотермическое активное горение в объеме отходов при средней температуре 1150°С.
Камера 14 горения посредством центрального сопла 16 сообщается с верхней камерой 17 дожигания, где окисление газообразных продуктов горения происходит в среде положительного кислородного баланса, создаваемого
принудительным дутьем горячего воздуха (с температурой примерно 250°С) из щелевых отверстий (условно не показаны) воздуховода 18, распределенных по периметру сопла 16.
Дополнительно горячий воздух подают дутьем из воздуховода 19 в конфузор 20 камеры 17 дожигания, в результате чего температура поднимает в среднем до 1250°С, обеспечив режим горения до конечных продуктов окисления.
Газообразные продукты горения (отходящие из печи 12 газы) отводят через патрубок 21, который магистрально связан с вытяжным вентилятором 22, создающим разряжение внутри установки 7 и который выводит чистые газообразные продукты в атмосферу через вытяжную трубу 23 на высоту для рассеяния.
Патрубок 21 связан с теплообменником 24, где воздух змеевика 25 нагревается до 300-320°С и далее мерно распределяется по воздуховодам 15, 18 и 19 для образования расчетного избытка кислорода по заданной высоте вертикальной печи 12.
Под теплообменником 24 отходящие газы реакционно взаимодействуют с технологической щелочной жидкостью (рН в диапазоне 11,8-12,6) в скруббере 26 встречным душированием, охлаждая отходящие газы до температуры 650-700°С.
Далее отходящие газы в автономно сменяемом барботере 27 струйно преодолевают слой рабочей жидкости, химически взаимодействуя и охлаждаясь до температуры 400-450°С.
Из барботера 27 отходящие газы поступают в колонну 28 конденсации жидкой фазы на развитой поверхности колец 29 Рашига, обеспечив снижение температуры до 200-250°С, и капельных стоков из генератора 30 водяного тумана (размер капель 30-50 мкм), где происходит агломерация взвешенных твердых частиц с образованием капель, стекающих вниз колонны 28.
Из колонны 28 экологически чистый аэрозоль с температурой 40-50°С по магистральному трубопроводу 31 вытяжным вентилятором 22 подают в вытяжную трубу 23 и далее из последней - на высоте в атмосферу.
Опытная проверка предложенного способа в оптимизированной последовательности технологических операций в промышленной установке (фиг. 6) в целом подтвердила эффективность нейтрализации отходов здравоохранения, причем существенные признаки предложенного способа совокупно не следуют прямо из постановки технической задачи, то есть не являются очевидными для специалистов по технологии экологической защиты окружающей среды.
Реализация способа по изобретению возможна при нормативно регламентировании протокола обязательных последовательных действий для ЛПО по сбору, хранению, перемещению и утилизации отходов здравоохранения локальным сжиганием в промышленной установке комплексного технологического потока, изготовление которого возможно на действующем в отрасли производстве.
Из вышесказанного можно сделать вывод о соответствии изобретения по настоящей заявке условиям патентоспособности.