醫(yī)療固廢高溫蒸汽處理技術(shù)分析
《醫(yī)療固廢分類目錄》將醫(yī)療固廢分為大五類,即感染性固廢、損傷性固廢、病理性固廢、藥物性固廢和化學(xué)性固廢。其中感染性固廢、損傷性固廢和病理性固廢的危害主要表現(xiàn)為感染致病性;藥物性固廢和化學(xué)性固廢的危害主要表現(xiàn)為化學(xué)毒性。從高溫蒸汽處理醫(yī)療固廢的原理來看,醫(yī)療固廢高溫蒸汽處置技術(shù)可消除醫(yī)療固廢的感染致病性,但不能消除醫(yī)療固廢的化學(xué)毒性。因此,從處置原理角度出發(fā),該技術(shù)適用于處置感染性固廢、損傷性固廢和病理性固廢,不適用于處置藥物性固廢和化學(xué)性固廢。
1 單臺(tái)處理能力
醫(yī)療固廢高溫蒸汽集中處置規(guī)模介于3~10t/d之間,同時(shí)處置設(shè)備每天運(yùn)行時(shí)間不少于16h,因而,醫(yī)療固廢高溫蒸汽處置設(shè)備單臺(tái)處理能力為187.5~625kg/h。
2 殺菌率
醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)規(guī)定,利用高溫蒸汽進(jìn)行消毒滅菌處理時(shí),消毒水平的殺菌率應(yīng)不小于99.99%;滅菌水平的殺菌率應(yīng)不小于99.9999%。為衡量醫(yī)療固廢高溫蒸汽處置設(shè)備的殺菌效果,德國相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以嗜熱性脂肪桿菌芽孢作為指示菌種,殺菌率不應(yīng)小于99.99%;我國臺(tái)灣地區(qū)出臺(tái)的相關(guān)文件規(guī)定以嗜熱性脂肪桿菌芽孢作為指示菌種,殺菌率不應(yīng)小于99.999%;美國佛羅里達(dá)州和加拿大安大略省的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要達(dá)到深度消毒水平,以嗜熱性脂肪桿菌芽孢作為指示菌種,殺菌率應(yīng)不小于99.99%,要達(dá)到滅菌水平,以嗜熱性脂肪桿菌芽孢作為指示菌種,殺菌率要達(dá)到99.9999%。因此我國的高溫蒸汽技術(shù)從確保醫(yī)療固廢的處置效果出發(fā),同時(shí)兼顧處置費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)性,以嗜熱性脂肪桿菌芽孢作為指示菌種,要求殺菌率不小于99.999%。
3 壓力型處置設(shè)備真空形式規(guī)定
飽和蒸汽與醫(yī)療固廢的有效接觸是影響壓力蒸汽滅菌效果的一個(gè)重要方面。壓力型處置設(shè)備在滅菌前有效排出滅菌室內(nèi)的空氣,對(duì)飽和蒸汽與醫(yī)療固廢的有效接觸有重要影響,這是由于:
(1)滅菌室內(nèi)存在的空氣容易阻擋蒸汽與醫(yī)療固廢的接觸,影響滅菌效果;
(2)滅菌室內(nèi)的醫(yī)療固廢為成袋的堆積形式,若不采取機(jī)械強(qiáng)制抽氣方式,堆積物內(nèi)部空隙間的空氣就難以有效排出,滅菌效果就很難得到保證;
(3)成袋密封的醫(yī)療固廢在進(jìn)入蒸汽處置設(shè)備前是嚴(yán)禁破壞其包裝形式的。因此,采用預(yù)真空或脈動(dòng)真空的方式在處置過程中破壞包裝袋,可使其內(nèi)部的空氣得以排出,其中脈動(dòng)真空方式為多次抽真空,空氣排出效率更有保證。
綜上,高溫蒸汽技術(shù)要求壓力型處置設(shè)備必須采用預(yù)真空或脈動(dòng)真空形式排出滅菌室內(nèi)的空氣,并推薦采用脈動(dòng)真空方式抽真空。
4 滅菌溫度和滅菌時(shí)間
(1) 壓力型設(shè)備滅菌溫度與滅菌時(shí)間
同一種微生物在相同的介質(zhì)環(huán)境下,滅菌溫度越高,微生物死亡的時(shí)間就越短,即所需的滅菌時(shí)間就越短,滅菌效率就相應(yīng)越高。但滅菌處置對(duì)象為醫(yī)療固廢時(shí),并不是滅菌溫度越高越有利,原因如下:
1)進(jìn)入滅菌室的醫(yī)療固廢一般都是成袋的密封包裝物,要想達(dá)到較好的滅菌效果,就必須把包裝袋內(nèi)的氣體排凈,以免產(chǎn)生“冷島效應(yīng)”影響蒸汽傳熱效率。國外相關(guān)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,如果滅菌室內(nèi)溫度高于138℃,會(huì)使包裝袋過于收縮,造成袋內(nèi)的滲濾液和氣體難以排出而嚴(yán)重影響滅菌效果。如果在蒸汽滅菌前采取預(yù)粉碎措施破壞包裝,則可解決包裝袋收縮后氣體難以排出的問題。但筆者不建議壓力型蒸汽處置設(shè)備在蒸汽滅菌前對(duì)醫(yī)療固廢采取預(yù)粉碎措施,這是因?yàn)樵卺t(yī)療固廢沒有經(jīng)過滅菌的情況下,預(yù)粉碎所產(chǎn)生的帶菌粉塵具有高度危險(xiǎn)性。
2)醫(yī)療固廢中的塑料成分主要以一次性注射器、輸液管和血帶等為主,主要原材料為無毒聚氯乙。≒VC),屬熱敏性材料。有關(guān)資料顯示,當(dāng)溫度高于 100℃時(shí),PVC會(huì)開始分解出少量HCl氣體,溫度高于140℃時(shí),PVC會(huì)加快分解HCl氣體的速度,而分解出的HCl會(huì)對(duì)PVC的分解起到自動(dòng)催化作用,促使其進(jìn)一步的分解。因此為了避免產(chǎn)生大量HCl氣體,滅菌室內(nèi)的滅菌溫度不應(yīng)高于140℃。
3)滅菌溫度設(shè)定越高,相應(yīng)的設(shè)備技術(shù)要求就越高,設(shè)備投資也就越高,處置費(fèi)用也會(huì)增加。
綜上所述,滅菌室內(nèi)滅菌溫度最高不應(yīng)超過138℃。但由于滅菌室內(nèi)的溫度很難做到恒溫,所以實(shí)際的溫度場(chǎng)為溫度分布不均的梯度場(chǎng)。如當(dāng)滅菌室內(nèi)傳感器測(cè)點(diǎn)溫度為138℃時(shí),某些空間位置的溫度很可能就高于140℃,因此不宜直接將滅菌溫度設(shè)定為138℃,而應(yīng)將滅菌溫度設(shè)定為134℃,并要求處置設(shè)備滅菌室溫度波動(dòng)幅度不大于3℃。
飽和水蒸汽溫度為134℃時(shí),對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽絕對(duì)壓力為304.07kPa,相應(yīng)表壓為202.745kPa,考慮到處置對(duì)象為醫(yī)療固廢,而非人體直接接觸的物品,處置設(shè)備技術(shù)等級(jí)不必像醫(yī)用蒸汽滅菌設(shè)備那樣嚴(yán)格,所以對(duì)處置設(shè)備抽真空程度的要求不像醫(yī)用滅菌設(shè)備那么高。高溫蒸汽技術(shù)在規(guī)定滅菌室壓力時(shí),在確保處置效果的前提下,允許滅菌室抽真空程度最低不低于93%,即當(dāng)滅菌室內(nèi)滅菌溫度達(dá)到134℃時(shí),滅菌室內(nèi)氣體壓力應(yīng)為209.838kPa,因此滅菌溫度達(dá)到134℃時(shí),滅菌室內(nèi)氣體壓力應(yīng)不小于210kPa。
在134℃的滅菌溫度下,要達(dá)到滅菌效果通常所需時(shí)間不超過20min?紤]到處置設(shè)備處理能力較大時(shí),滅菌室裝載量較大,蒸汽穿透到醫(yī)療固廢包裝物內(nèi)部的時(shí)間較長(zhǎng),因此應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)滅菌時(shí)間,在134℃的滅菌溫度下滅菌時(shí)間應(yīng)不少于45min。
(2) 常壓型設(shè)備滅菌溫度和滅菌時(shí)間
由于常壓型處置設(shè)備的滅菌室不是密閉的,所以難以維持內(nèi)部蒸汽壓力為210kPa。為了彌補(bǔ)常壓下蒸汽滲透性較弱的缺點(diǎn),高溫蒸汽技術(shù)規(guī)定常壓型設(shè)備在對(duì)醫(yī)療固廢進(jìn)行滅菌前,需進(jìn)行破碎毀形,同時(shí)要求在蒸汽殺菌過程中要有攪動(dòng)裝置攪動(dòng)破碎后的醫(yī)療固廢,使醫(yī)療固廢與高溫蒸汽充分接觸,以達(dá)到規(guī)定的殺菌率。這種處置方式類似于醫(yī)療領(lǐng)域的流動(dòng)蒸汽消毒。常壓型處置設(shè)備滅菌室內(nèi)溫度通常為96℃~110℃,在常壓下較難維持滅菌室內(nèi)溫度始終大于100℃,但維持溫度在100℃水平是可以實(shí)現(xiàn)的,局部空間還可以實(shí)現(xiàn)大于100℃,因此該技術(shù)要求常壓型處置設(shè)備滅菌溫度應(yīng)不小于100℃。由于該技術(shù)滅菌溫度比壓力型處置設(shè)備的滅菌溫度要低,所以滅菌時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng),常壓型處置設(shè)備滅菌時(shí)間應(yīng)不少于60min。
5 抽真空程度
對(duì)于壓力型處置設(shè)備來說,高溫蒸汽技術(shù)要求在滅菌前需對(duì)滅菌室進(jìn)行抽真空,并依據(jù)抽真空方式的不同,對(duì)抽真空程度分別進(jìn)行了規(guī)定。
(1) 預(yù)真空方式
預(yù)真空方式抽真空所達(dá)到的真空度不應(yīng)低于0.095MPa(95kPa),即抽真空后允許滅菌室有分壓為6.325kPa的空氣殘留,抽真空程度約為 93.76%。滿足前面所述的允許滅菌室抽真空程度不低于93%的要求。當(dāng)滅菌室真空度滿足不低于95kPa的要求后,同時(shí)滅菌室內(nèi)氣體壓力達(dá)到該技術(shù)所要求的不小于210kPa時(shí),滅菌室內(nèi)氣體中飽和水蒸汽分壓將不小于203.675kPa,此飽和蒸汽壓力對(duì)應(yīng)的飽和水蒸汽溫度約為134.1℃,滿足了規(guī)定滅菌溫度不小于134℃的要求。
(2)脈動(dòng)真空方式
脈動(dòng)真空后的真空度取決于抽真空裝置的抽吸功率和脈動(dòng)次數(shù),高溫蒸汽技術(shù)不對(duì)抽真空裝置的抽吸功率和脈動(dòng)次數(shù)作強(qiáng)制性規(guī)定,但規(guī)定脈動(dòng)真空完成后滅菌室內(nèi)殘留空氣量不得超過原來的7%,即空氣抽除率大于93%。當(dāng)脈動(dòng)真空后滅菌室內(nèi)空氣抽除率達(dá)到93%、滅菌室內(nèi)氣體壓力不低于210kPa時(shí),滅菌室內(nèi)氣體中的飽和水蒸汽分壓將不低于202.907kPa,此分壓對(duì)應(yīng)的飽和水蒸汽溫度為134.1℃,滿足了規(guī)定滅菌溫度不小于134℃的要求。
綜上所述,在壓力型處置設(shè)備滿足該技術(shù)規(guī)定的抽真空程度后,可使滅菌溫度滿足不低于134℃的求。
6 尾氣處理
蒸汽處理過程中,可能會(huì)產(chǎn)生一定量的揮發(fā)性有機(jī)氣體(如汞蒸汽),并且氣體中可能會(huì)含有活的微生物或滅活的微生物。為減少這些氣體排放對(duì)周圍環(huán)境的危害和降低操作工人的勞動(dòng)風(fēng)險(xiǎn),所以處置設(shè)備必須配備尾氣凈化裝置。參考國外較為成熟的工藝方案,建議配備過濾裝置和活性炭吸附裝置。如果所處地區(qū)的醫(yī)療固廢成分會(huì)導(dǎo)致在蒸汽處理過程中大量VOC產(chǎn)生,建議考慮增設(shè)VOC化學(xué)氧化裝置。同時(shí)為改善操作環(huán)境,還應(yīng)考慮采取噴藥劑方式或設(shè)置脫臭裝置進(jìn)行除臭處理。
據(jù)有關(guān)資料顯示,繁殖型細(xì)菌大多大于1μm,而芽胞約為0.5μm或更小。為濾除氣體中的微生物,選擇的過濾材料應(yīng)能過濾掉0.5μm以上的微生物,過濾材料的過濾尺寸不得大于0.2μm,過濾效率不應(yīng)小于99.999%。同時(shí),由于過濾氣體溫度較高,過濾材料耐溫不應(yīng)低于140℃。
7 最終處置
經(jīng)高溫蒸汽處置并達(dá)到所規(guī)定的處置效果后的醫(yī)療固廢,其有害性已基本消除,可以作為普通的生活固廢進(jìn)行衛(wèi)生填埋或焚燒。具體處置方式應(yīng)依據(jù)當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)規(guī)定執(zhí)行。
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