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“人造太陽”的技術,可處理醫療廢物?!

網站編輯:“人造太陽”的技術,可處理醫療廢物?! 發表時間:2020-03-16


       據生態環境部3月11日介紹,從1月20日以來,全國累計處理醫療廢物14.2萬噸。武漢市醫療廢物日產生量從40多噸上升至240多噸,生態環境部動員各方力量,組織移動處置設備支援武漢,提高醫療廢物處置能力。


談到醫療廢物的移動處置設備,核領域也有一家科研院所在做。乍聞其名可能詫異,它不是以引領國內“人造太陽”研究著稱嗎,怎么就和廢物處置聯系到了一起?讀完下文,便知究竟。


醫廢處理,核技術17年前就已入場

記核西物院等離子廢物處理技術的產業化之路


      據生態環境部3月11日介紹,從1月20日以來,全國累計處理醫療廢物14.2萬噸。武漢市醫療廢物日產生量從40多噸上升至240多噸,生態環境部動員各方力量,組織移動處置設備支援武漢,提高醫療廢物處置能力。


談到醫療廢物的移動處置設備,核領域也有一家科研院所在做。乍聞其名可能詫異,它不是以引領國內“人造太陽”研究著稱嗎,怎么就和廢物處置聯系到了一起?讀完下文,便知究竟。


一身好“武藝”


“核西物院研發的醫療廢物等離子體高溫裂解處理技術不同于傳統的焚燒處理技術,它是利用等離子體的高溫(5000~20000K)、高焓、能量集中等特性,快速徹底殺滅醫療廢物中的病毒細菌,而醫廢中的有機物則在等離子體高溫下分解為可燃性的氣體燃燒,無機物被高溫熔融后生成類玻璃體殘渣,徹底解決危險廢物的高效處置難題,不產生二次污染。該技術具有適用范圍廣、反應速度快、無二次污染等優勢,是替代傳統工藝處理醫療廢棄物的綠色環保技術。歐美日等發達國家已把該技術廣泛應用于工業、醫療廢物和生活垃圾的處理。”程昌明介紹說。


據悉,核西物院自上世紀80年代末開始進行等離子體在材料、能源、環保方面的研究。在環保領域,先后開展了等離子體處理造紙廢液、皂化廢液、醫療廢物的技術研發。自“十一五”開始,主要針對放射性廢物處理應用,研制了等離子體高溫焚燒試驗臺架,完成相關工藝研究,已具備熱試驗裝置研發能力。 

等離子體高溫焚燒實驗平臺

除了應用于放射性廢物、醫療廢物處理,等離子體技術特別適合于石棉、焚燒飛灰、電池、輪胎、化工淤泥、廢渣等固體危險廢物的處理,尤其對一些高毒性、重金屬廢物的固化處理具有獨特優勢。


“針對不同的處理對象,需要解決的關鍵核心問題在于處理工藝。等離子體可以提供氧化、還原以及惰性高溫氣氛,不同處理對象所采取的處理工藝可以是氣化、裂解、熔融固化等。”程昌明說。


而核西物院在廢物處理技術上的多年鉆研確也富有成效。截至目前,該院相關研究成果主要包括等離子體炬系統等離子高溫裂解熔融處理系統。其中,30~300kW系列直流電弧等離子體炬已工業化,處于國內領先水平,擁有相關專利5項。


“國內從事等離子技術研究的研究所和高校有很多,但我院在等離子體技術應用方面在國內是最全的。”程昌明說。


滿腔報國情


眾所周知,核西物院是國內“人造太陽”的專業戶,多年致力于核聚變研究,而等離子高溫熔融技術正是聚變領域的中間技術。


核西物院立足國家之需,志在遠方,在聚焦目標的同時,隨時隨地為祖國排憂解難。上世紀90年代,為了響應國家政策,該院開始探索將等離子技術應用于民用市場,最開始是在等離子體處理造紙廢液技術領域。隨著國內在環境治理工作方面的大力推進,核西物院根據市場需求,持續拓展等離子體技術在環保領域的應用。


早在2003年“非典”暴發之際,核西物院針對醫廢處理技術的成果轉化工作就啟動了。當時,核西物院與深圳市一家企業合作,由核西物院提供技術支持,對方提供資金并負責市場推廣,很快開發出了一種醫療廢物處理的小型焚燒爐產品。該產品屬于小型裝置,很適合在醫院使用。


當時,他們信心滿滿開啟了市場化之路,目標是全國(如有可能甚至走向國際)的醫院市場。該產品最初在深圳推廣了三年,并在當地一些醫院試點投入使用。


但由于經過一場“非典”大考,國家對醫廢處理非常重視,要求各個地級市建設醫廢處理中心。受后續“醫院的廢物不能自行處理,需統一由醫廢處理中心集中處理”等政策影響,等離子技術小型醫廢處理設備的產業化之路抱憾中止。


無法即刻請戰的苦衷


既然等離子醫療廢物處理技術優勢明顯,且十幾年前就已經把設備都造出來了,卻為何不即刻前往抗疫一線?


“目前技術是成熟的,但因為我們是科研機構,只有些實驗室里科研用的裝置,如冷實驗臺架,主要是做涉及放射性廢物處理的一個研究設施。而抗疫一線目前緊急需要的是小型可移動并且能夠批量提供的設備。而我們目前沒有批量可移動設備,如果現去制造設備,時間周期上可能不滿足防疫急需要求。”程昌明遺憾地說。


新冠疫情起始,一些投資公司曾和核西物院洽談過醫廢技術推廣事宜,一些醫院也有意了解核技術在醫廢領域的應用情況。但政府原則上還是不支持醫院自己處理醫療廢物,據2011年修訂的《醫療廢物管理條例》第十九條規定:醫療衛生機構應當根據就近集中處置的原則,及時將醫療廢物交由醫療廢物集中處置單位處置。而且醫療廢物作為危險廢物處置是需要資質申請的。


但在集中處置的大政策下,小型焚燒爐在醫廢處理市場上仍有可施展空間。


小型焚燒爐適合于不具備集中處置醫療廢物條件的農村醫療衛生機構。特別是應對重大突發事件或疫情、應急醫療衛生機構、自然災害發生地產生的醫療廢物,移動式小型焚燒爐在機動性方面具有獨特優勢。”程昌明對前景保持樂觀,“而且,等離子體技術同樣可以做大規模,實現處理能力10~30噸/天。在地方醫療廢物集中處置場使用等離子體技術,可以提高減容比和尾氣排放標準,是一項技術革新,更契合國家日趨嚴格的環保標準。目前我院針對大型處置設備工藝,已突破大功率等離子體炬、等離子體熔融爐等核心關鍵技術,完成可行性研究。”


針對此次疫情的醫療廢物處置,核西物院也正在集中力量開發移動式醫療廢物等離子體處理裝置。此裝置可應用于重大突發事件或疫情、應急醫療衛生機構、自然災害發生地產生的醫療廢物的快速高效無害化處理


不愁前路無“知己”


“普通的廢物處置方式如焚燒,處理不徹底,相比而言,等離子技術的處理過程及最終產物的安全性很高,排放指標遠遠高于國家標準。技術有優勢,當然處理成本也相對高一些。但我們要選準市場要求,選準處理對象。像一些危害性、毒性較大的廢物如化工淤泥、廢渣,甚至找不到有效的處理辦法。在這些領域,等離子廢物處理技術的未來市場更大。”程昌明說。


針對飛灰、電子垃圾等工業危險廢物,核西物院已完成處理工藝研究,具備工程樣機研發條件。而2019年該院針對含氟有機廢液研制的等離子體高溫裂解系統,現已完成系統調試實驗,交付業主使用。

含氟廢液等離子體裂解系統

目前,國內疫情方可控制,國外卻蔓延迅速。醫廢處理裝置可能會成為明日熱需設備。實際上,全國200個大、中城市醫療廢物處置能力已經趨于飽和狀態。對于疫情突發地區,醫療廢物會激增,地方醫廢處置中心短期無法滿足日產日清要求。未來為了應對像此次新冠疫情一樣的突發情況,處置能力的規劃必然要超前。“寧可備而不用,不可用而無備”。


醫廢處理設備規模化生產的社會效益不言而喻,而經濟效益上,根據目前危險廢物處置費用計算,按照一套20噸/天的等離子體處理系統,投資約5000萬元,3年可收回設備投資。


因此,針對醫廢處理領域,核西物院在上一次被動中止的產業化經驗基礎上,也在開展相關調研,考慮重新面向市場。但要實現產業化,核西物院目前還缺乏市場推廣方面的人才以及相應資金及配套政策方面的支持。


“這個行業前景十分巨大,我院也將仔細梳理等離子體技術,集中優勢團隊,抓住機遇,開發不同類型、不同應用場景的醫療廢物處置設備,加快產業化進程。”程昌明說。


除了等離子體高溫熔融技術,核西物院的低溫等離子體技術在表面工程領域已成功應用多年,還可開展高效等離子體快速滅菌消毒的技術探索。這對醫廢處理領域無疑也是一個福音。



核,可以照亮世界

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