книги / Снижение экологической нагрузки при обращении с отходами лечебно-профилактических учреждений
..pdfназываемый волноводом, который направляет энергию в специальную область (например, область микроволновой печи для приготовления пи щи или секцию обработки дезинфекционной установки).
Как правило, микроволновые системы включают отсек для дезин фекции или камеру, в которую микроволновая энергия направляется из микроволнового генератора (магнетрона). Обычно используются от 2 до 6 магнетронов с выходом энергии приблизительно 1,2 кВт каждый. Не которые системы сконструированы как системы периодического дейст вия, другие - как полуавтоматические. На европейском рынке альтерна тивных технологий для обезвреживания потенциально инфицирован ных и инфицированных опасных медицинских отходов успешно функционируют микроволновые системы следующих фирм: Medister, Sanitec, Sintion, Sterifant. В качестве примера можно рассмотреть систе му Sanitec.
Принцип действия. Эксплуатация микроволновой единицы (осно ванной на микроволновой системе Sanitec) осуществляется следующим образом:
Загрузка отходов', цветные мешки с отходами загружаются в тележ ки, которые подводятся к устройству подачи. Затем высокотемператур ный пар вводится в загрузочную воронку. В то время, когда верхняя от кидная створка загрузочной воронки открыта и воздух отводится через фильтр НЕРА, контейнер с отходами поднимается и опрокидывает со держимое в загрузочную воронку.
Измельчение отходов внутри установки: откидная створка загру зочной воронки закрывается, и начинается измельчение отходов: снача ла отходы предварительно измельчаются в загрузочной воронке с помо щью вращающейся лопасти, а затем с помощью шредера - на более мел кие части.
Микроволновая обработка: измельченные отходы поступают во вращающийся винтовой конвейер, где они подвергаются воздействию пара, нагретого с помощью четырех или шести микроволновых генера торов до температуры, равной 95-100 °С.
Время обработки: обработка отходов осуществляется минимум 30 мин.
Вспомогательный шредер для дополнительного измельчения отхо дов: обезвреженные отходы можно пропустить через второй шредер, что позволит раздробить их на более мелкие части. Этот шредер исполь зуется в случае обработки режущих п колющих фракций отходов. Вто
рой вспомогательный шредер можно использовать примерно через 20 мин после обработки отходов в микроволновой единице. Он распола гается на конце второго винтового конвейера.
Выгрузка отходов: обработанные отходы транспортируются с по мощью второго винтового конвейера или шнека, принимающего отходы из секции обработки, и выгружаются непосредственно в бункер-накопи тель или роликовый мусоросборник. Бункер-накопитель можно напра вить к компактеру (приспособлению для уплотнения) или непосредст венно на полигон.
Виды обрабатываемых отходов. Виды отходов, обычно обрабаты ваемые в микроволновых системах, идентичны тем, которые обрабатыва ются в автоклавах и ретортах: микробные культуры4 и смеси; колющие предметы; материалы, загрязненные кровью и небольшим количеством жидкостей; выделения; отходы операционных; лабораторные отходы (за исключением химических отходов) и так называемые мягкие отходы (сетки, бандажи, ткани, халаты, постельные принадлежности), образую щиеся при осмотре пациентов и уходе за ними. При наличии достаточного количества времени и надлежащих температур, а также механических сис тем, для того чтобы сделать отходы неопознаваемыми, технически возмож но также обработать анатомические отходы, но это исключается из этиче ских, юридических и других соображений.
Вмикроволновых системах не следует обрабатывать летучие
инизколетучие органические соединения, хемотерапевтические отходы, ртуть, другие опасные химические отходы и радиоактив ные отходы.
Выбросы, сбросы и отходы после обезвреживания. Исследования, проведенные группой лабораторий в штате Коннектикут (США), исследо вательской лабораторией в Лондоне (Великобритания) и научно-исследо вательским институтом в Лионе (Франция), показали, что при использова нии технологии Sanitec аэрозольные выбросы минимальны.
Если поток отходов не разделен должным образом и в камеру обработ ки попадают опасные химические соединения, то в атмосферу или в обра батываемые отходы будут попадать токсичные загрязняющие примоси и конденсат. В ходе независимых исследований NIOSH не было обнаруже но в воздухе рабочей зоны превышения допустимых пределов внешнего воздействия летучих органических соединений (ЛОС). Самый высокий уровень ЛОС был обнаружен для 2-пропанола: 2318 мг/м3
Микробиологическая инактивация. Микробиологические исследова ния отходов, обрабатываемых с помощью микроволн, показали, что для сле дующих испытываемых микроорганизмов: Bacillus subtilis, Pseudomonas aeruginosa, Staphilococcus aureus, Enterococcus faecalis, Nocardia asteroides, Candida albicans, Aspergillus fumigates, Mycobacterium bovis, Mycobacterium fortuitum и вирусов гепатита - не наблюдается никакого роста микроорганиз мов (соответствует 107 или выше). Другие исследования показали эффектив ность микроволновой дезинфекции во влажном состоянии и для других мик роорганизмов.
Краткий обзор процессов и технологий, основанных на использова нии СВЧ-излучения в микроволновой печи, представлен в табл. 3.2 [13].
На российском рынке также известны технологии обезвреживания отходов лучевыми методами, электромагнитными колебаниями и сверх высокими частотами! разработчики установки СВЧ - ООО «Обнинский центр науки и технологии», ГНЦ «Физико-энергетический институт»
иГНЦ НИФХИ им. Л.Я. Карпова, установки инфракрасного излучения
-Московский авиационный институт.
На установке «УОМО-1» (Россия, Обнинск) осуществляется обра ботка отходов сверхвысокочастотными (микроволновыми) электромаг нитными колебаниями (температура нагрева около 100 °С) с применени ем раствора сенсибилизатора. Установка «УОМО-1» согласно руково дству по эксплуатации предназначена для обеззараживания отходов в местах их первичного образования.
Преимущества и недостатки технологии. Микроволновая техно логия имеет следующие преимущества:
-поскольку во многих семьях имеются микроволновые печи, то экс плуатация этих приборов проста для персонала ЛПУ; они также просты для понимания и восприятия со стороны общества;
-эта технология принята или одобрена как альтернативная сжига нию технология, и несколько десятков установок уже много лет нахо дятся в эксплуатации;
-в случае обеспечения надлежащих мер предосторожности для ис ключения поступления опасных материалов в микроволновую установ ку, выбросы из микроволновых установок минимальны;
-сбросы сточных вод из устновки Scmitec отсутствуют;
-встроенный (внутренний) шредер сокращает объем отходов на 80 %;
Процессы и технологии, основанные на использовании СВЧ-излучения в микроволновой печи
Наименова
Технико-экономические ние Краткое описание технологического процесса Примечание
установки
показатели
Mediste |
В установках Medister типов 10, 60, 160 австрийской Производительность |
Капитальные |
|
|
компании Meteka происходит микроволновая обработ |
6-60 л/цикл, |
затраты |
|
ка отходов, позволяющая дезинфицировать различные время цикла 45 мин, |
10-70 тыс. евро |
|
|
виды инфицированных отходов |
/=110/121 /134 °С |
|
Sanitec |
Микроволновая система состоит из автоматической |
Производительность |
Капитальные |
|
системы загрузки, загрузочной воронки, шредера, |
100-480 кг/ч, |
затраты |
|
винтового конвейера, парогенератора, микроволно / = 95-100 °С, |
420-500 тыс. |
|
|
вых генераторов, разгрузочного шнека, вторичного время воздействия |
евро |
|
|
шредера и средств управления и контроля |
30 мин |
|
Наименова
Технико-экономические ние Краткое описание технологического процесса Примечание
установки
показатели
Sterifant 90/4 Отходы собираются в специально сконструирован Производительность ные, многоразовые, герметично закрывающиеся ре примерно 125 кг/ч, зервуары-накопители, изготовленные из поликарбо время воздействия ната. Резервуар-накопитель имеет зажимное уплот мин, няющее кольцо, размещенное сверху крышки, а бло / = 95-105 °С кировка при закрытии крышки обеспечивает герме тичное уплотнение. Заполненные и герметичные ре зервуарынакопители могут легко штабелироваться для каждого цикла.
10 резервуаров-накопителей помещаются в герметич ную камеру для обработки. Цикл начинается с работы 10 полых игл, расположенных снизу крышки контей неров, пунктирующих «затычки» крышки. Промыватель вокруг полых игл формирует уплотнение, подво дя каждый из этих 10 резервуаров-накопителей к сис теме, после чего начинается обработка отходов.
Капитальные
затраты:
70 391.4 тыс. евро (стационар
ная); 446.4 тыс. евро
(передвижная)
Наименова ние Краткое описание технологического процесса
установки
Вначале цикла обработки в каждый из резервуа ров-накопителей вводятся приблизительно 2 л воды и пара с температурой 140 °С; это осуществляется через полые иглы. Затем активизируется система, состоя щая из девяти микроволновых генераторов, и содер жимое резервуаров-накопителей нагревается до тем пературы более 105 °С, которая поддерживается атмо сферой насыщенного пара. В каждом из резервуа ров-накопителей сначала создается атмосфера вакуу ма, а затем нагнетается давление, что еще больше уве личивает эффективность технологической единицы.
Вконце цикла обработки камера автоматически от крывается. После этого резервуары-накопители пере мещаются к шредеру, расположенному сбоку уста новки. Содержимое резервуаров-накопителей посту пает в шредер автоматически. Измельченные отходы уплотняются под давлением 80 бар, а любая образую щаяся жидкость отводится в отдельный резервуар. Процесс дезинфекции продолжается примерно 70 мин
взависимости от характеристик отходов. Объем обра батываемых отходов сокращается на 80 %
Технико-экономические
Примечание
показатели
-технология автоматизирована и проста в эксплуатации;
-требуется один оператор.
Микроволновая технология имеет следующие недостатки:
-если в отходах находятся опасные химические соединения, то эти токсичные загрязняющие примеси выбрасываются в атмосферу или ос таются в отходах, что впоследствии приводит к загрязнению полигонов;
-вокруг микроволновой установки могут возникать неприятные за
пахи;
-вторичное измельчение, используемое для колющих предметов, отличается достаточно высоким уровнем шума;
-любой крупный твердый предмет, имеющийся в отходах, может повредить шредер;
-относительно высокие капитальные затраты.
Системы, основанные на использовании сухого жара. Каналь ные сушильные печи с циркуляцией топочных газов, представляю щие собой оенбвной конструктивный элемент системы дезинфекции сухим жаром, применяются для обезвреживания потенциально инфи цированных и инфицированных опасных МО, а также для стерилиза ции стеклянной посуды и других инструментов многоразового поль зования. В процессах сухого жара тепло применяется без добавления пара или воды. Вместо этого отходы нагреваются с помощью естест венной или принудительной конвекции и / или теплового излучения. Воздух, нагретый с помощью резистивного нагревателя или природ ного газа, циркулирует в камере вокруг отходов. В некоторых техно логиях горячие стенки камеры обеспечивают нагревание отходов благодаря теплопроводности и естественной конвекции. В других технологиях используется радиационный нагрев с помощью инфра красных или кварцевых нагревателей. Как правило, в процессах сухо го жара используются более высокие температуры и более короткое время обработки, чем в процессах, основанных на использовании па ра, но на практике требования к соотношению параметров «темпера тура - время обработки» зависят от свойств и размеров объектов, ко торые подвергаются обработке.
В качестве примера можно рассмотреть технологию, разработан ную для ЛПУ и предлагаемую фирмой КС Medi Waste, а также установку Demolizer (небольшое настольное устройство для отделений больниц, клиник, медицинских офисов и других мест, где образуются небольшие
количества отходов), представляющие собой два примера систем сухого жара, эксплуатируемых преимущественно в США.
Принцип действия. Принцип действия системы КС MediWaste за ключается в следующем:
Загрузка отходов: цветные резервуары (мешки) с отходами загру жаются в тележку, направляемую к подъемнику, который автоматиче ски открывает шлюзовое отверстие и перемещает отходы в загрузочную воронку шредера при поддержании отрицательного давления для мини мизации образования аэрозолей.
Измельчение отходов внутри установки: отходы измельчаются до от носительно однородного размера, равного приблизительно 19 мм, переме щаясь через сменный грохот и попадая в соответствующий резервуар.
Измерения и дозирование: вакуумный затвор контролирует количе ство отходов, поступающих в камеру. Он открывается автоматически, если камера пустая, позволяя новой партии отходов поступать на обра ботку. Камера эксплуатируется при отрицательном давлении.
Обработка отходов сухим жаром: после того как отходы измельче ны, они поступают в камеру, где подвергаются воздействию нагретого (примерно до 171 °С) воздуха, подаваемого на высокой скорости. Тем пература в камере сначала падает, но примерно через 4 мин снова повы шается.
Разгрузка / выгрузка отходов: в конце исходно заданного периода времени дверь камеры открывается, и отходы за несколько секунд уда ляются. Обработанные отходы попадают в компактор (приспособление для уплотнения), расположенный под камерой.
Уплотнение отходов и размещение на полигонах: сухие неопозна ваемые отходы уплотняются и помещаются в герметичные контейнеры, направляемые на полигоны.
Виды обрабатываемых отходов. Виды отходов, обрабатываемых в системе КС Medi Waste, подобны тем, которые обрабатываются в авто клавах или микроволновых печах: микробные культуры и смеси; колю щие предметы; материалы, загрязненные кровью и небольшими количе ствами жидкостей; выделения; отходы операционных; лабораторные от ходы (за исключением химических отходов) и так называемые мягкие отходы (сетки, бандажи, ткани, халаты, постельные принадлежности), образующиеся при осмотре пациентов и уходе за ними. Кроме того, в ка мере также можно обрабатывать жидкости, например кровь и выделения
больных. Технически возможно также обработать анатомические отхо ды, но это исключается из этических, юридических и других соображе ний. С помощью систем сухого жара не следует обрабатывать летучие и низколетучие органические соединения, хемотерапевтические отхо ды, ртуть, другие опасные химические и радиоактивные отходы.
Выбросы, сбросы и отходы после обработки. Отходящие газы из загрузочной воронки шредера фильтруются с помощью фильтра НЕРА и угольного фильтра для того, чтобы до разгрузки удалить из аэрозоля вредные соединения. Горячий воздух из камеры охлаждается в трубке Вентури, где также удаляются частицы пыли. Однако неприятные запа хи рядом с камерой все же могут присутствовать.
Технология не предусматривает сжигания. Поэтому выбросы в ат мосферу минимальны в том случае, если потоки отходов должным обра зом разделены для предотвращения попадания в камеру опасных хими ческих соединений.
Отходы после обработки - сухие и неопознаваемые. При использо вании измельчения и компактироваиия объем отходов сокращается при мерно на 80 %, и они могут быть размещены на полигонах для захороне ния отходов. Масса сухих обработанных отходов также сокращается в зависимости от количества влаги, которую они содержали.
Преимущества и недостатки технологии. Технология сухого жа ра имеет следующие преимущества:
- базовый проект камеры для обработки отходов является простым (он может быть описан, например, как устройство для получения поп-корна (жареной кукурузы). Он используется уже много лет в других сферах деятельности;
- если были приняты надлежащие меры предосторожности для ис ключения попадания опасных веществ в поток обрабатываемых отхо дов, то выбросы из системы сухого жара минимальны;
-с помощью этой технологии можно обрабатывать отходы с раз личной степенью влажности, включая кровь и жидкости организма;
-сточные воды отсутствуют;
-встроенный внутренний шредер и компактор (приспособление для уплотнения) сокращают объем отходов примерно на 80 %;
-технология автоматизирована и проста в использовании, для об служивания требуется только один оператор;
-комбинация фильтров (НЕРА, угольного фильтра и трубки Венту ри) сводит запахи к минимуму;
-обработанные отходы - сухие, неопознаваемые и спрессованные. Технология сухого жара имеет следующие недостатки:
-если в отходах находятся опасные химические соединения, то эти токсичные загрязняющие примеси выбрасываются в атмосферу или же остаются в отходах, загрязняя впоследствии полигоны;
-рядом с компактором (приспособлением для уплотнения) может ощущаться легкий запах;
-любой крупный металлический предмет может повредить шредер; - система КСMedi Waste является относительно новой технологией. Система КС MediWaste, разработанная фирмой Сох Sterile Products, Inc. (США) и позволяющая обеспечить быструю стерилизацию сухим жа ром, вместе с адаптированной технологией Torbed, разработанной фирмой Torftech (Великобритания), являются технологиями сухого жара, исполь зуемыми при обработке пищевых продуктов и др. Первый монтаж установ ки для обезвреживания медицинских отходов, работающей по технологии КС Medi Waste, был осуществлен в медицинском центре Mercy Health
Center в Ларедо, штат Техас (США).
Основным конструктивным элементом системы является воздухоне проницаемая камера из нержавеющей стали, в которую загружаются из мельченные медицинские отходы, затем подвергающиеся воздействию го рячего воздуха, подаваемого в нижнюю часть камеры с помощью насоса. Горячий воздух движется таким образом, что заставляет отходы турбу лентно вращаться вокруг вертикальной оси при тороидальном смешива нии. При этих условиях достигается высокий уровень теплопередачи. В пределах от 4 до 6 мин загруженные отходы превращаются в сухие не опознаваемые отходы, которые могут размещаться на полигонах.
3.1.2. Термическая технология, основанная на применении процесса протеинового лизиса во влажном жаре
Метод протеинового лизиса, разработанный специалистами фирмы Newsters.nl. (Италия), обеспечивает стерилизацию массы потенциально инфицированных и инфицированных опасных медицинских отходов (включая споры грибков) на клеточном уровне, разрывая их мембраны, что принципиально отличает этот метод от методов поверхностного воз действия, применяемых, например, в автоклавах. Технология объединя ет термические и химические процессы. Технология базируется на Меха-