Где сжигание больничных отходов стоит на лестнице ВОЗ
Любое предложение по сжиганию больничных отходов упирается в один вопрос ещё до обсуждения оборудования: правильный ли это ответ для данных отходов и, если да, в какой компоновке? Обзор ВОЗ 2019 года по технологиям обработки инфекционных отходов и отходов с острыми краями из медицинских учреждений отвечает иерархией, а не каталогом. Он разносит технологии по трём уровням, и уровень определяется процессом, а не размером установки.
Уровни взяты из Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях, которая требует выбирать вариант, не образующий диоксинов и фуранов, всякий раз, когда есть равноценный. Именно поэтому лестница читается так, как читается: сначала идёт обработка, которая не сжигает отходы, затем сжигание, и первого уровня сжигание достигает только тогда, когда дымовые газы очищаются. Читать сжигание больничных отходов как позицию на этой лестнице полезнее, чем читать сравнение машин.
Три уровня и то, что их разделяет
На первом уровне то, что предпочитает конвенция: низкотемпературная обработка — автоклавы с паром под высоким давлением, микроволновые установки и трение, — химическое обеззараживание гипохлоритом натрия и сжигание, за которым следует очистка дымовых газов. Второй уровень — переходная позиция: технологии, описанные как промежуточные, которые следует улучшать, а не принимать окончательно, — автоклав гравитационного типа с автоматической пульсацией давления, двухкамерный инсинератор без очистки газов и однокамерная печь. Третий уровень — неконтролируемое сжигание, которое обзор рассматривает как практику, подлежащую устранению, а не как технологию, которую можно заказывать.
Из типов инсинераторов, применяемых в больницах, два на среднем уровне — это двухкамерная установка и однокамерная печь; первый уровень достигается только установкой с газовой цепочкой за ней. Оба типа инсинераторов для медицинских отходов на среднем уровне разделяют одно ограничение: между вторичной камерой сгорания и дымовой трубой не стоит ничего.
Обзор приводит и рабочую производительность каждого уровня.
- Сжигание с очисткой дымовых газов: от 50 до 3 000 кг/ч и выше.
- Двухкамерное сжигание без очистки газов: от 5 до 500 кг/ч.
- Однокамерное сжигание: от 5 до 50 кг/ч.
Первый уровень: что должна делать соответствующая требованиям установка сжигания
Варианты без сжигания сравниваются в статье о сжигании, автоклаве и микроволновой обработке; эта заметка остаётся с инсинератором. Сжигание достигает первого уровня только в одной форме: камера сгорания, уничтожающая органическую составляющую, за которой идёт цепочка, очищающая газ до того, как он дойдёт до трубы. Обзор делит это на первичные меры в печи и вторичные меры за ней.
- Выбросы диоксинов и фуранов не выше 0.1 нг I-TEQ на нормальный кубический метр при 11 % кислорода.
- Сточная вода, покидающая установку, ниже 0.1 нг I-TEQ на литр.
- Первичные меры: первичная камера при 850 °C, вторичная ступень при 1100 °C, вспомогательные горелки, достаточное время пребывания, кислород и турбулентность.
- Вторичные меры: цепочка очистки дымовых газов — пылеудаление, керамическая фильтрация, циклонный скруббер, электростатическое осаждение — плюс очистка сточных вод.
Обзор прямо говорит о том, как часто этот уровень достигается. Очень немногие малые и средние инсинераторы на рынке ему соответствуют, а высокотехнологичной установке нужна производительность не менее 100 000 тонн в год, прежде чем она станет экономически эффективной. Эта цифра описывает централизованный объект обработки, а не больницу, и потому обзор не развивает проект дальше. Половина спецификации, касающаяся горения, разобрана в статье о том, почему инсинераторы работают при 850 °C две секунды.
Второй уровень: двухкамерный инсинератор и его правило температуры
Двухкамерный инсинератор делит горение между двумя камерами. Первичная камера поддерживается на 850 °C или выше горелками на дизельном топливе или газе, а выделяющийся газ поступает во вторичную камеру сгорания, которая доводит его до 1100–1200 °C — полосы, которую обзор даёт для медицинских отходов, содержащих хлор. За этой вторичной камерой не стоит ничего: газ выходит неочищенным.
Обзор даёт рабочий диапазон уровня как от 5 до 500 кг/ч при расходе от 3 до 65 литров дизельного топлива в час, при питании 220, 230 или 240 В, на дизельном топливе или природном газе. Разобранный пример — загрузка 15 кг, сжигаемая за 60-минутный цикл примерно на 3 литрах дизельного топлива.
Установка не работает сама. Обзор указывает, что инсинератор такого типа с низкой автоматизацией зависит от обученного оператора, который следит за температурой в обеих камерах, скоростью загрузки и воздухом, подаваемым в каждую камеру. Это превращает единицу оборудования в обязательство по персоналу и обучению.
Перечисленные достоинства реальны: большое сокращение объёма и остаток, который уже нельзя опознать. Недостатки тоже: высокое воздействие на окружающую среду и здоровье, донная зола и летучая зола, которые сами являются потенциально опасными отходами, и указание, что такая компоновка не соответствует Стокгольмской конвенции. Золу этого уровня приходится обрабатывать как опасные отходы: отдельная ячейка полигона, капсулирование в монополигон или отдельная зольная яма.
Основание второго уровня: однокамерные, кирпичные и бочковые инсинераторы
Ниже двухкамерной установки стоит однокамерная печь, сложенная из огнеупорного кирпича и раствора с деталями из нержавеющей стали и обычно работающая на биомассе. Обзор оценивает её выбросы диоксинов и фуранов вплоть до 400 раз выше рекомендуемого значения, ссылаясь на исследование 2004 года, и даёт ей производительность от 5 до 50 кг/ч и срок службы менее пяти лет.
Её оправдание узкое: она приемлема там, где единственная альтернатива — неконтролируемый сброс. Список отказов в обзоре читается как график обслуживания, написанный по опыту.
- Эксплуатация без предварительного прогрева установки биомассой, из-за чего камера работает холодной.
- Перегрузка камеры сверх её загрузки.
- Дверные рамы и петли деформируются, и дверь перестаёт герметично закрываться.
- Колосники коробятся, ломаются или забиваются.
- Коррозия дымовой трубы и ослабшие растяжки.
- Трещины в кладке и в швах раствора.
Открытое сжигание — не уровень, на который больница может рассчитывать
Сжигание в яме и открытое сжигание занимают последнее место на лестнице. У них нет контроля горения, нет времени пребывания и нет газовой цепочки, поэтому ни один из параметров, вокруг которых построен первый уровень, выдержать нельзя, и обзор рассматривает их как практику, подлежащую устранению, а не как метод, который можно улучшить. Его список выбросов для сжигания вообще без очистки газов включает твёрдые частицы, уносимые как летучая зола; тяжёлые металлы, в том числе мышьяк, кадмий, хром, медь, ртуть, марганец, никель и свинец; кислые газы; оксид углерода; а также диоксины и фураны.
Два пункта в этом списке легко пропустить. Диоксины накапливаются в живой ткани и высокотоксичны при очень низких концентрациях. А в плохо спроектированных или плохо эксплуатируемых установках, как отмечает обзор, в остатке и в дымовых газах находили живые патогены.
Что лестница значит для больницы, покупающей инсинератор
Ничто в лестнице не мешает больнице эксплуатировать инсинератор. Она просит больницу назвать, к какому уровню этот инсинератор относится, — в закупочном документе и в следующем за ним плане обращения с отходами для больничного инсинератора, — и выстроить остальную часть плана вокруг этого ответа. Инсинераторы, применяемые в больницах, часто покупают по цифре производительности и по плану площадки, оставляя уровень неявным, а уровень — единственный пункт спецификации, который оборудование не сможет исправить позже.
Отсюда следуют три последствия. Персонал должен быть обучен и назван поимённо, потому что уровень зависит от человека, следящего за температурами и скоростью загрузки, а не от контура регулирования. У золы должен быть маршрут, потому что донная зола и летучая зола — опасные отходы и на втором уровне, и в однокамерных установках. И должен существовать мониторинг, потому что заявленный и никогда не измеряемый уровень — это заявление, а не система.
Стоит внимательно прочитать, как предложение называет уровень. Двухкамерная установка, заявленная как промежуточное решение для объекта без централизованной обработки, делает то, для чего она спроектирована; та же установка, представленная как соответствующая требованиям, приглашает замечание при проверке. Установки, построенные для этой задачи, изложены в спецификации инсинератора для медицинских отходов, вместе с конфигурациями газоочистки, которые следуют из действующего на объекте норматива по выбросам.
Частые ошибки
- Считать двухкамерную установку объектом по Стокгольмской конвенции. Обзор утверждает обратное, и контроль горения не меняет того, что из трубы выходит неочищенный газ.
- Читать вторую камеру как всю спецификацию. Уровень определяется печью и газовой цепочкой вместе, и газовая цепочка — это недостающая половина.
- Забывать про золу. Донная зола и летучая зола — потенциально опасные отходы, и маршрут их удаления нужно устроить до первой растопки.
- Эксплуатировать малую установку без предварительного прогрева или с перегруженной камерой. И то и другое снижает температуру, а холодная камера — источник цифр по выбросам.
- Выбирать между размерами только по килограммам в час. Эта цифра относится к отходам и к циклу, а не к строке каталога.
- Считать, что оператором может быть просто пара свободных рук. Обучение и мониторинг названы частью технологии, а не хорошей практикой вокруг неё.
Самопроверка перед тем, как больница выберет уровень
- Описаны ли отходы массой в сутки, категорией и содержанием хлора, а не словами «медицинские отходы»?
- Назван ли уровень письменно, и совпадает ли это с тем, как читает конвенцию орган на месте?
- Указаны ли и температура каждой камеры, и обработка газа после вторичной камеры, с цифрами, отнесёнными к источнику, а не к поставщику?
- Есть ли документированный маршрут вывоза донной и летучей золы с объекта, с названным принимающим предприятием?
- Есть ли один человек, отвечающий за обучение операторов, записи температур и паспорт золы?
- Осталась бы установка защитимой, если бы заявленные выбросы проверили, а не приняли на веру?
Больнице не обязательно достигать первого уровня, чтобы работать в защитимой системе, и на большинстве объектов централизованной установки обработки просто нет. Что больнице нужно знать — на каком уровне она находится, и сказать это. Компоновка камер, производительность и маршрут золы следуют из описания отходов, суточной массы и действующего на объекте норматива — подтверждённые с производителем для вашего потока отходов, а не взятые из общей таблицы.