Плазменный пиролиз — это современная технология для безопасной утилизации медицинских отходов. Это экологически чистая технология, которая превращает органические отходы в коммерчески полезные побочные продукты. Интенсивное тепло, выделяемое плазмой, позволяет утилизировать все виды отходов, включая твердые бытовые отходы, биомедицинские отходы и опасные отходы, безопасным и надежным способом.
Медицинские отходы при контакте с плазменной дугой подвергаются пиролизу в CO, H2 и углеводороды. Эти газы сжигаются и производят высокую температуру (около 1200 °C). В процессе плазменного пиролиза горячие газы гасят от 500 до 70 °С, чтобы избежать реакций рекомбинации газообразных молекул, которые ингибируют образование диоксинов и фуранов.
Введение
Общественная обеспокоенность по поводу утилизации и обработки медицинских отходов привела к увеличению нормативных актов и судебных исков. Феноменальное увеличение количества медицинских отходов, образующихся в больницах, объясняется растущим использованием одноразовых изделий в качестве мер предосторожности против воздействия инфекционных заболеваний, таких как СПИД, и в целом увеличением медицинских учреждений и учреждений здравоохранения. Генераторы включены в больницы, клиники и медицинские исследовательские учреждения.
Практическое правило для производства медицинских отходов в богатых странах составляет 1 кг на кровать в смену в течение 8 часов. Больницы, другие медицинские учреждения и исследовательские учреждения в нашей стране производят миллионы тонн отходов каждый год.
Эти отходы часто смешиваются с твердыми бытовыми отходами, которые сбрасываются на свалки, где они могут способствовать загрязнению окружающей среды. Существует четыре основных способа обращения с больничными отходами: захоронение отходов, сокращение источников, переработка и сжигание.
Исторически свалка была наиболее предпочтительным способом утилизации медицинских отходов. Общественное противодействие и положительная корреляция с загрязнением подземных вод привели к тому, что этот вариант неуклонно пользуется популярностью. Во многих странах медицинские отходы больше не могут быть захоронены на свалках, если они не подвергнуты такой тщательной дезинфекции, которая не представляет опасности для здоровья человека. Это очень дорого.
Сжигание отходов на открытом воздухе никогда не может быть полным, при этом выживают небольшие количества многих органических и хлорированных органических соединений, а также патогенных микроорганизмов. Это приведет к рассеиванию опасных заболеваний. В настоящее время сжигание используется для уничтожения больничных отходов, особенно биомедицинских отходов и опасных химических отходов, путем сокращения их объема и уничтожения некоторых вредных компонентов.
Процесс имеет много недостатков, которые описаны ниже. Таким образом, утилизация больничных отходов экологически приемлемым способом является критической необходимостью. Экономика утилизации медицинских отходов также поражает. С этим связано увеличение стоимости безопасной утилизации, которое в США оценивается в 100–500 долларов за тонну. Рынок утилизации медицинских отходов оценивается в 1 миллиард долларов в год.
Медицинские отходы
Больницы, медицинские учреждения, родильные дома и дома престарелых, а также исследовательские учреждения производят большое количество опасных отходов. К ним относятся анатомические отходы человека (ткани, органы), кровь и жидкость организма, микробиологические отходы, отходы животного происхождения, высокоинфекционные отходы, выброшенные лекарства, одноразовые изделия и т. Д. В зависимости от загруженности больниц на каждую кровать образуется 700 г / сутки отходов. в больницах в Ахмедабаде (Индия).
Медицинские отходы были классифицированы на две категории:
(i) общие отходы, которые не являются потенциально опасными и не требуют специальной обработки и удаления, и
(ii) опасные отходы, которые требуют специальной обработки, обработки и удаления, как правило, в соответствии с конкретными правилами и инструкциями. Последние могут представлять потенциальную опасность для здоровья, безопасности или окружающей среды.
Существует три категории опасных отходов — химические отходы, инфекционные отходы и радиоактивные отходы. Инфекционные отходы, известные как отходы из красного мешка, включают материалы, которые считаются потенциально опасными для здоровья из-за возможного загрязнения патогенными микроорганизмами. Типичные компоненты медицинских отходов приведены в таблице 1.
Обработка больничных отходов
За исключением нескольких больниц, отходы в основном сбрасываются в открытое пространство, что позволяет сборщикам мусора собирать загрязненные шприцы, хлопок, пластик и т. д. Во многих больницах медицинские отходы сжигаются на свалках в открытой среде. Свалки, используемые для сброса загрязненных отходов и токсичных отходов от мусоросжигательных заводов, нередко плохо спроектированы и могут загрязнять грунтовые воды. Нефтяные и электрические мусоросжигатели используются для уничтожения отходов при низких температурах (~ 400–700 °C). Тревожным фактом является то, что обязательная вторичная обработка газов при 1100 °C проводится редко. Кроме того, многие небольшие больницы заключают контракты с частными агентствами на утилизацию своих отходов и даже не знают, правильно ли они уничтожены или нет. Микроволновые системы доступны в двух или трех местах.
Сжигание и его недостаток
Сжигание — это просто сжигание отходов в присутствии кислорода. Инсинераторы имеют значительные проблемы с контролем выбросов в атмосферу. В ходе обследования, проведенного в Дели, было установлено, что мусоросжигательные заводы работают при низких температурах (400–500 °C). Существует возможность выживания патогенных микроорганизмов, если сжигание является неполным или производится при низкой температуре. Поток воздуха, превышающий стехиометрическую потребность в сжигании, необходим для сжигания, чтобы улучшить процесс сжигания. Потребность в избыточном потоке воздуха ограничивает достижимую температуру. Из-за недостаточной температуры, генерируемой в рабочей камере, мусоросжигательные заводы производят чрезвычайно токсичные продукты, такие как фураны и диоксины. Это может вызвать загрязнение воздуха или токсичные загрязняющие вещества могут остаться в донной золе, в конечном итоге попадая на свалки.
Методы без сжигания
Автоклавы и гидроклавы обычно используются для стерилизации отходов, которые на более поздней стадии сжигаются в мусоросжигательной установке. Оба эти метода используют стерилизацию паром с прямыми и косвенными методами нагрева. Обработка загрязненных отходов и использование мусоросжигателя для полной утилизации делают эти процессы утомительными.
Микроволновая дезинфекция — это процесс без сжигания, который используется для стерилизации (дезинфекции) медицинских отходов. Затем стерилизованные отходы либо сбрасываются вместе с муниципальными отходами, либо обрабатываются мусоросжигательными заводами. Основным недостатком процесса является то, что сокращение объема отходов не так много. Микроволновая техника также требует больших инвестиций. Этот процесс также подвергает работников загрязненному измельчителю.
Таблица 1. Типичные компоненты больничных отходов
Oтходы | Вес (%) |
Бумажные и тканевые изделия | 50–70% |
Пластик | 20–60% |
Изделия из стекла | 10–20% |
жидкость | 1–10% |
Плазма как окончательный разрушитель
Плазменная дуга с использованием углеродных электродов была впервые использована в 1960-х годах в качестве источника интенсивного тепла. Короткий срок службы электродов был основным препятствием на пути успешного развития этой технологии.
В связи с быстрым развитием источников плазмы, плазменная технология была применена для уничтожения высокотоксичных соединений и для модификации огнеупорных соединений без вреда для окружающей среды. Обильное ультрафиолетовое излучение в термической плазме может дегидрогенизировать органический хлор. Реакторы могут перерабатывать газообразные, жидкие и твердые материалы. Рабочая лошадка технологии уничтожения отходов на основе плазмы — плазменная горелка.
Плазменные горелки являются источниками электрического разряда, причем плазма выводится в виде струи через отверстие в электроде и выходит за пределы катодно-анодного пространства. Присущие тепловой и электромагнитной нестабильности дуговой колонны стабилизируются принудительным потоком газа вдоль пути тока или взаимодействием с направляющей стенкой или внешними магнитными полями. Источники постоянного, радиочастотного и микроволнового излучения могут быть использованы для создания дуги.