热等离子体熔融固化模拟医疗废物的研究

更新时间：2014-02-07 11:44 来源：环境科学作者: 阅读：2003

摘要：利用直流双阳极等离子体实验装置熔融固化处理不同组成的模拟医疗废物。研究了医疗废物熔融过程中重金属的迁移特性、熔渣的重金属浸出特性以及实验系统对医疗废物的处理效果。结果表明,经熔融处理得到的熔渣均呈典型的玻璃质结构,微观结构紧密、光滑且无空隙;所采用的等离子体对医疗废物中重金属有很好的固化效果,固化率在68.5%~89.4%之间；重金属Cd的浸出浓度低于仪器最低检测限,无法检出,Ni、Cr、Zn、Cu和Pb在熔渣中浸出浓度均远低于国家规定的毒性浸出标准。说明热等离子体技术是一种处理医疗废物的有效手段。

关键词：热等离子体，玻璃固化，模拟医疗废物，重金属，毒性浸出试验

医疗废物具有直接或者间接感染性、毒性及其他危害性，已被列入“国家危险废物名录”。逐步严格的卫生管理规定和公众对传染病的日益关注，使得对医疗废物的无害化、减量化处置越来越重要。目前，医疗废物的无害化处理方式主要可以分为消毒法、填埋法和焚烧法及新兴的等离子体法、电弧炉处理法、微波-高温高压蒸汽处理法及液态合金处理法等。由于产生源的不同，医疗废物的种类有很多。医疗废物的种类对于处理技术的选择有着很重要的影响。比如，传统的焚烧法不适合用来处理不可燃废物，需要进行预处理，焚烧后的残余物需要进一步的处理后才能进行填埋，填埋场的负担不能得到有效地减轻。热等离子技术作为一种近年来在工业中得到广泛应用的技术，具有更高的温度和能量密度，在处理混合形式的废物时有着诸多优势，相对于其他处理方式，在减重、减容、消解有机污染物、重金属稳固化及处理周期方面具有明显优势，最终产物可以实现玻璃化进一步进行资源化利用，因此备受关注。

在美国、法国、日本和台湾，已经建成了一些基于热等离子体技术的处理装置，并已有商业化运行。热等离子体高温熔融炉能把垃圾高温热解、燃烧及灰渣在1400℃以上熔融2个过程结合起来，不但可以处理城市固体垃圾，而且还能有效地处理传统垃圾焚烧炉不能的处理的特种垃圾，同时还能有效抑制二噁英类毒性物质的形成，废物经热等离子体高温熔融后变成玻璃状固体。Tzeng等利用直流热等离子体实验装置对核废料进行无害化处理,得到具有高附加值的熔渣。Chu等利用非转移弧热等离子体对玻璃钢、刺网及废玻璃按不同比例混合的废物进行玻璃化处理，并进一步处理制取微晶玻璃。Chen等利用直流热等离子体实验系统对飞灰中的重金属和二噁英进行了有效固化和降解。Kim等利用热等离子体技术对按不同比例混合的飞灰和污泥进行了熔融固化。Chu等初步研究了100KW非转移弧热等离子体实验系统处理医疗废物的可行性，但对熔渣特性、重金属固化及迁移特性方面的研究较少。

本研究针对我国中等城市医疗废物的主要构成，模拟一定的医废组成，采用由本实验室自行开发研制的双阳极直流等离子发生器为核心的热等离子体高温熔融炉，对模拟医疗废物进行熔融处理，分析了熔渣的特性、重金属固化及迁移特性等，以评估其熔融减容化、无害化及资源化效果。

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