Мобильная установка для дезинфекции медицинских отходов озоном
MOBILE PLANT FOR DISINFECTING MEDICAL WASTE BY OZONE

Область техники
Настоящее изобретение относится к области обработки отходов и в частности к области переработки и захоронения биомедицинских отходов.
Предшествующий уровень техники
Из существующего уровня техники известны различные системы для переработки биомедицинских отходов.
Известна мобильная установка по утилизации медицинских и биологических отходов [Пат. РФ на полезную модель №129601, опубл. 27.06.2013 г.], в которой на платформе автомашины или прицепа установлена печь для высокотемпературной утилизации отходов с топливным баком, оборудованная системами управления и контроля процессом горения и горючих газов и включающая первичную камеру сгорания топлива и отходов и сообщенную с ней по короткому патрубку вторичную камеру дожигания горючих газов, при этом каждая камера снабжена горелкой, а вторичная камера снабжена дымовой трубой.
Известна мобильная установка для сжигания органических отходов [Пат. РФ на изобретение №2482392, опубл. 20.05.2013 г.], содержащая установленный на шасси грузового автомобиля контейнер с торцевой задней дверью и погрузо-разгрузочным механизмом, внутри которого размещены печь с закрывающимся окном для загрузки отходов, система подачи воздуха и энергоносителя в камеру сгорания печи, система энергоснабжения, система управления процессом горения, камера дожигания, связанная с дымовой трубой, канал дымовых газов, соединяющий печь и камеру дожигания.
Недостатком данных установок является то, что дезинфекция отходов производится за счет сжигания отходов, что является весьма затратным, кроме того установки смонтированы на базе грузовика и при переработке отходов грузовик, на котором смонтирована установка, вынужден простаивать, что так же снижает эффективность процесса.
Известен способ и устройство для обработки биомедицинских отходов [Пат. EA 010188, опубл. 06.30.2008], содержащее контейнер загрузки отходов, измельчитель, камеру обработки, помещенную под измельчителем, при этом газообразный озон направляют в камеру обработки за счет чего происходит дезинфекция отходов.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является патент «Системы, компоненты и методы стерилизации медицинских отходов» [Пат. US 2015/0139854, опубл. 21.05.2015] в котором стерилизация отходов происходит при воздействии озона как действующего вещества, за счет чего медицинские отходы становятся пригодными к утилизации стандартными методами, при этом обработанные отходы заполняют контейнер, который в последствии транспортируется на свалку, где происходит разгрузка.
Недостатком данных систем является пониженная эффективность, т.к. основные элементы систем не мобильны (за исключением контейнера), и для их перевозки, установки на новом месте и запуска в работу требуется значительное время. Такие системы применимы для крупных медицинских учреждений, когда имеется большое количество отходов и простои оборудования минимальны. Однако известно, что количество крупных медицинских учреждений мало, а в то же время имеется большое количество малых и средних медицинских учреждений, для которых содержание такой системы неэффективно по причине того, что оборудование будет простаивать значительное время, но проблема утилизации медицинских отходов присутствует. Кроме того, известны жесткие требования к процессу организации сбора, временного хранения и транспортирования медицинских отходов:
- для сбора и хранения отходов необходимо наличие специальных емкостей и помещений, оборудованных в соответствии с требованиями санитарных норм и правил, наличие специального медицинского и морозильного оборудования, и т.д.;
- для транспортирования медицинских отходов необходимо наличие специального транспортного средства, используемого исключительно для этих целей, наличие у водителя средств защиты и т.д.
Все эти факторы требуют значительных затрат и существенно снижают эффективность процесса дезинфекции и утилизации медицинских отходов.
Сущность изобретения
Проблемой, решаемой настоящим изобретением, является проблема пониженной эффективности процесса дезинфекции и утилизации медицинских отходов озоном.
Надо отметить, что система сбора, временного хранения и транспортирования медицинских отходов строго регламентирована и должна включать следующие этапы:
1) сбор отходов внутри организаций, осуществляющих медицинскую и/или фармацевтическую деятельность;
2) перемещение отходов из подразделений и временное хранение отходов на территории организации, образующей отходы;
3) обеззараживание;
4) транспортирование отходов с территории организации, образующей отходы;
5) захоронение или уничтожение медицинских отходов.
Для повышения эффективности на этапах обеззараживания, транспортирования и захоронения отходов предназначена заявляемая установка.
Данная проблема решается за счёт того, что установка для дезинфекции медицинских отходов озоном выполнена мобильной, в виде единого модуля, конструкцией которого предусмотрена погрузка/разгрузка и транспортировка транспортным средством, при этом установка способна в течение короткого времени приводиться в рабочее состояние после выгрузки с автомобиля в месте расположения, оперативно подготавливаться к транспортировке, работая при этом автономно в месте расположения (для обеспечения работоспособности установки в месте расположения требуется только подключение электрокабеля).
Технический результат, достигаемый предлагаемым техническим решением, заключается в повышении мобильности установок по переработке и утилизации медицинских отходов озоном.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 показана мобильная установка для дезинфекции медицинских отходов озоном (вариант исполнения под мультилифт) в рабочем положении.
На фиг. 2 показана мобильная установка для дезинфекции медицинских отходов озоном (вариант исполнения под мультилифт), вид A.
На фиг. 3 показана мобильная установка для дезинфекции медицинских отходов озоном (вариант исполнения под мультилифт), сечение А-А.
На фиг. 4 показана мобильная установка для дезинфекции медицинских отходов озоном (вариант исполнения под мультилифт), расположение элементов внутри емкости.
На фиг. 5 показана мобильная установка для дезинфекции медицинских отходов озоном (вариант исполнения под мультилифт) в транспортном положении, загруженная на автомобиль.
На фиг. 6 показана установка для переработки медицинских отходов по патенту US 2015/0139854, опубл. 21.05.2015 г. (ближайший аналог).
Подробное описание изобретения
Переработка и утилизация отходов жизнедеятельности человека важна для сохранения баланса экосистемы нашей планеты.
При этом вопрос переработки и утилизации медицинских отходов особенно важен, так как медицинские отходы несут с собой патогенный фактор, опасный для человека.
Известно, что медицинские отходы в зависимости от степени их эпидемиологической, токсикологической и радиационной опасности, а также негативного воздействия на среду обитания подразделяются на пять классов опасности:
Класс А - эпидемиологически безопасные отходы,
Класс Б - эпидемиологически опасные отходы,
Класс В - чрезвычайно эпидемиологически опасные отходы,
Класс Г - токсикологически опасные отходы 1-4 классов опасности,
Класс Д - радиоактивные отходы.
Медицинские отходы классов Г и Д представляют собой незначительный процент от медицинских отходов. Утилизация медицинских отходов класса А не представляет сложности, т.к. такие отходы можно утилизировать на полигонах твердых бытовых отходов. Для утилизации отходов класса Б и В, составляющих значительную часть медицинских отходов, требуется использовать аппаратные способы обеззараживания с применением физических методов с изменением внешнего вида отходов, исключающего возможность их повторного применения.
Основные методы утилизации медицинских отходов класса Б и В:
1) Утилизация мусора в комбинированных устройствах - происходит обезвреживание остатков под одновременным действием излучений и водяного пара.
2) Химический метод - разложение в результате воздействия химических веществ.
3) Стерилизация производится с помощью паровых установок (автоклавов).
4) Термохимическое уничтожение - заключает в себя три этапа: измельчение, нагревание и дальнейшее обеззараживание.
Недостатком химического метода считается то, что он приводит к образованию токсичных остатков. Однако, применение озона в качестве активнодействующего вещества в таких установках позволил практически избавиться от этого недостатка, т.к. после завершения процесса обеззараживания (дезинфекции) отходов озон подвергается процессу деструкции при котором он разлагается, превращаясь в кислород. Известно, что озон обладает повышенной окислительной способностью что позволяет в установках по дезинфекции отходов достичь такой степени деструкции и дезинфекции отходов, какая позволяет проводить захоронение переработанных отходов на полигонах твердых бытовых отходов.
Сам процесс дезинфекции отходов озоном характеризуется пониженными энергозатратами при минимальном воздействии на окружающую среду, т.к. для протекания реакции достаточно поддерживать температуру в емкости, в которой происходит переработка, не ниже 0…5° при этом потребление электроэнергии установкой существенно ниже, чем при других способах. Это подтверждается работой установок для переработки медицинских отходов, изготовленных по патенту US 2015/0139854 (см. фиг. 6).
Однако, установки такого типа обладают пониженной мобильностью, т.к. конструктивные особенности исполнения установок предполагают наличие одного высокомобильного компонента - накопителя отходов, представляющего собой емкость, которая может присоединяться к установке во время накопления и дезинфекции отходов, и достаточно оперативно демонтироваться при вывозе переработанных отходов. На емкости имеются устройства, позволяющие проводить погрузочно-разгрузочные работы при транспортировке и захоронении отходов. Остальные функциональные части установки выполнены в стационарном варианте, не мобильны, и при перевозке установки в новое местоположение требуется проведение подготовительных, монтажных и пуско-наладочных работ, что весьма трудоемко. Установки для дезинфекции представляют собой стационарные объекты. Установка располагается в определенном месте (обычно это специализированное учреждение, осуществляющее переработку отходов). Медицинские учреждения по мере накопления свозят медицинские отходы к месту расположения установки для дезинфекции и сдают их на утилизацию, при этом отходы загружаются в бункер установки, измельчаются и доставляются в емкость в которой проходит процесс накопления отходов с последующей их дезинфекцией. После завершения процесса дезинфекции емкость вывозится на место утилизации, там освобождается от переработанных отходов, затем возвращается к месту расположения установки, монтируется в установку и вновь начинается процесс накопления отходов.
Основным отличием заявляемого технического решения от прототипа (патент US 2015/0139854) является то, что установка выполнена в виде единого модуля, конструкция которого позволяет проводить погрузку/разгрузку на транспортное средство и разгрузку в месте захоронения с помощью грузоподъемного оборудования, производить перевозку и оперативный запуск оборудования в работу на новом месте установки.
В дальнейшем, как пример реализации технического решения, мы рассмотрим один, но не единственный, вариант исполнения мобильной установки для дезинфекции медицинских отходов озоном.
На фиг. 1 показана. мобильная установка для дезинфекции медицинских отходов озоном (вариант исполнения под мультилифт) в рабочем положении.
Установка представляет собой единый модуль, все узлы которого установлены внутри несущей конструкции 3, представляющей собой сварной силовой каркас из квадратных стальных труб. К несущей конструкции 3 приварена загрузочная петля 11 под «мультилифт» 20 автомобиля 21.
Отходы помещаются в загрузочный контейнер 12, затем с помощью подъемно-опрокидывающего устройства 10 они попадают в приемный бункер 8 крышка 9 которого открыта.
Под своим весом отходы попадают в измельчитель 6, расположенный ниже, где происходит измельчение отходов, далее измельченные отходы попадают в шнек 24, который перемещает их в емкость 4, имеющую разгрузочную крышку 1, способную закрываться герметично и зафиксированную при накоплении и дезинфекции отходов запорным устройством 14, срабатывание которого происходит при воздействии гидроцилиндра запорного устройства 15 для работоспособности которого предназначена гидростанция 2. Емкость 4 может иметь датчики, сигнализирующие о ее наполнении отходами, например емкостные датчики. По мере заполнения емкости крышка 9 герметично закрывается и начинается процесс дезинфекции озоном, получаемым с помощью озоногенератора 5. Установка выполнена так, что при дезинфекции исключается попадание озона в окружающую среду и может иметь блок управления, реализующий различные известные алгоритмы дезинфекции, например, такой как в патенте ЕА 010188, при котором в емкость 4 подают озон определенной концентрации и выдерживают отходы определенные время для гарантированной дезинфекции, после чего проводят деструкцию озона. По завершении процесса дезинфекции озон поступает в деструктор 7, в котором озон известными методами разлагается в кислород. Автономность процесса дезинфекции поддерживается наличием зарядно-аккумуляторного блока 13. При транспортировке установка отсоединяется от электропитания в месте размещения, зацепляется за петлю 11 крюком «мультилифта» 20, установленного на грузовом автомобиле 21, загружается на грузовой автомобиль 21 и перемещается к новому месту установки, либо к месту утилизации.
При выгрузке переработанных отходов «мультилифт» поднимает один край, за который зацеплена установка, в положение для разгрузки, разгрузка начинается по сигналу из кабины грузового автомобиля 21, либо в автоматическом режиме при определенном угле наклона установки при наличии датчиков, показывающих изменение пространственного положения установки (например гироскоп), гидроцилиндр запорного устройства 15 воздействует на запорное устройство 14, происходит деблокирование разгрузочной крышки 1, затем гидроцилиндр разгрузочной крышки открывает разгрузочную крышку 1, происходит выгрузка переработанных отходов. После освобождения емкости 4 либо по сигналу из кабины автомобиля, либо в автоматическом режиме по сигналу датчиков, фиксирующих заполнение емкости 4, подается сигнал на закрытие разгрузочной крышки 1, крышка закрывается, гидроцилиндр запорного устройства 15 воздействует на запорное устройство 14, происходит блокирование разгрузочной крышки 1, «мультилифт» опускается, устройство готово к работе.
На фиг. 2 показана мобильная установка для дезинфекции медицинских отходов озоном (вариант исполнения под мультилифт), вид A.
На данном виде показано как могут размещаться узлы установки в габаритах несущей конструкции 3. По центру, перед емкостью 4, располагается загрузочный контейнер 12, за ним находится приемный бункер 8 и измельчитель 6, еще ниже располагается шнек 24, спереди, к несущей конструкции 3 приварена петля 11 для зацепа «мультилифтом» 20 грузового автомобиля 21, справа расположен озоногенератор 5 и подъемно-опрокидывающее устройство 10, слева виден редуктор измельчителя 22.
На фиг. 3 показана мобильная установка для дезинфекции медицинских отходов озоном (вариант исполнения под мультилифт), сечение А-А.
Данное сечение демонстрирует вид внутренней части установки. Отходы через приемный бункер 8 попадают в измельчитель 6, затем в шнек 24, сообщающийся с емкостью 4, при этом емкость 4 закрыта разгрузочной крышкой 1, открываемой при выгрузке гидроцилиндром разгрузочной крышки 23, к несущей конструкции 3 приварена петля 11.
На фиг. 4 показана мобильная установка для дезинфекции медицинских отходов озоном (вариант исполнения под мультилифт), расположение элементов внутри емкости.
Данный вид демонстрирует вид внутренней части емкости 4.
Из озоногенератора 5 озон поступает в трубопроводы подачи озона 18 и далее через инжекторы впуска озона 17 - в нижнюю часть емкости 4 и он поднимаясь вверх активизирует окислительные процессы в отходах, дезинфицируя их по мере завершения процесса. При пониженной температуре окружающего воздуха необходим подогрев содержимого емкости 4 до 0…+5°, что осуществляется с помощью греющего кабеля 19. При завершении дезинфекции осуществляется сбор озона с помощью трубопровода удаления озона 16 и направление его в деструктор 7 для разложения в кислород.
На фиг. 5 показана мобильная установка для дезинфекции медицинских отходов озоном (вариант исполнения под мультилифт) в транспортном положении, загруженная на автомобиль.
Водитель грузового автомобиля 21 опускает мультилифт 20, крюком которого зацепляет петлю 11 и затягивает установку на платформу грузового автомобиля 21. При прибытии на место захоронения отходов водитель поднимает мультилифт 20, при определенном наклоне установки происходит деблокирование разгрузочной крышки 1 запорным устройством 14, после чего разгрузочная крышка 1 открывается гидроцилиндром 23 и происходит выгрузка переработанных отходов. После выгрузки мультилифт 20 опускается, разгрузочная крышка 1 закрывается гидроцилиндром 23 и блокируется запорным устройством 14.
Установка грузится, транспортируется и разгружается известным способ, таким же, каким грузится, транспортируется и разгружается мусорный контейнер с устройством под мультилифт.
На фиг. 6 показана установка для переработки медицинских отходов по патенту US 2015/0139854, опубл. 21.05.2015 г. (ближайший аналог).
Установка имеет контейнер 340, который может грузиться и выгружать с применением грузового автомобиля с мультилифтом, однако остальные части установки не мобильны, устанавливаются стационарно и при их перемещении требуется значительное время на подготовку площадки, установку, настройку и запуск оборудования в работу.
Выполнение мобильной установки для дезинфекции медицинских отходов озоном в виде единого сборного модуля для запуска в работу которого необходимо только подключение электрокабеля, пригодного для транспортировки, погрузки и разгрузки без проведения дополнительных операций, например грузовым автомобилем с мультилифтом, позволяющего одним модулем организовать сбор медицинских отходов сразу в нескольких медицинских учреждениях за счет быстрой смены локации установки, позволяющего одним и тем же не специализированным транспортным средством обеспечивать транспортировку и разгрузку отходов в месте захоронения сразу для нескольких установок, - все это позволяет повысить эффективность процесса дезинфекции и утилизации медицинских отходов озоном и достичь технический результат, заключающийся в повышении мобильности установок по переработке и утилизации медицинских отходов озоном.