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摘 要随着我国经济的快速发展，进境国际航行船舶数量成倍增长，同时《国际防止船舶造成污染公约》（MARPO）的强化实施，船舶垃圾的 PSC 检查进一步得到了加强，下船陆上处理的生活垃圾(包含泔水和动植物废弃物)大量增加。由于国际航行船舶常年来往于世界各地，各口岸环境不同，船用动植物产品来源复杂，一般在购买国未经严格检疫，没有产地和注册厂家限制，质量和携带疫情状况各不相同，部分产品来自于疫区或本身携带检疫性、危险性有害生物，船舶航行期间产生的泔水和动植物废弃物携带检疫性、危险性有害生物的风险极大。因此口岸动植物废弃物智能化消毒设备的研发迫在眉睫。 关键词：口岸动植物废弃物；送料及处理装置；消毒设备 |
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Design of Intelligent disinfection of animal and plant wastes at port and pesticide equipment
ABSTRACT
With the rapid development of China#39;s economy, the number of international sailing ships has multiplied, and the International Convention for the Prevention of Pollution from Ships (MARPO) has been strengthened, the PSC inspection of ship litter has been further enhanced, and the domestic rubbish (including swill and animal and plant waste) has increased greatly. As international sailing ships travel all year round the world, different port environment, marine animal and plant products from complex sources, generally in the purchase of the country without strict quarantine, no place of origin and registered manufacturers restrictions, quality and carry the situation of the epidemic are not the same, some products from the infected areas or their own carrying quarantine, dangerous harmful organisms, The risks of swill and animal and plant waste carrying quarantine and dangerous pests during the voyage of ships are very high. Therefore, the port animal and plant waste intelligent disinfection equipment research and development imminent.
Key words：animal and plant wastes at port；disinfection; feeding and handling equipment
1、课题研究目的和意义
随着我国经济的快速发展，进境国际航行船舶数量成倍增长，同时《国际防止船舶造成污染公约》（MARPO）的强化实施，船舶垃圾的 PSC检查进一步得到了加强,下船陆上处理的生活垃圾(包含泔水和动植物废弃物)大量增加。由于国际航行船舶常年来往于世界各地，各口岸环境不同，船用动植物产品来源复杂，一般在购买国未经严格检疫，没有产地和注册厂家限制，质量和携带疫情状况各不相同，部分产品来自于疫区或本身携带检疫性、危险性有害生物，船舶航行期间产生的泔水和动植物废弃物携带检疫性、危险性有害生物的风险极大。多个口岸局的调查表明，进境船舶带虫率一般30% 到90%，携带水果、生肉等禁止进境物的船舶占40%左右，谷斑皮蠢、矮腥黑穗病菌、印度腥黑穗病菌、咖啡核象甲、马铃薯金线虫、香蕉穿孔线虫等检疫性有害生物也时有截获。同时，对进境船舶进行的细菌学抽样调查表明，船上鱼、牛肉、猪肉、鸡肉等动物产品细菌种类和含量较多,泔水和动植物废弃物及其容器、存放地等细菌污染严重，条件致病菌较多。[1]此外，除个别口岸配置有专门的垃圾处理设施外，目前多数口岸对泔水和动植物废弃物均采取“船上喷药处理--专门企业收集下船--环卫企业清运处理”的处置模式，存在处理不及时、方法不合适、效果难评估、效果不达标等工作质量隐患，甚至会出现不处理就清运的现象。因此，泔水和动植物废弃物本身的风险和 检疫处理工作质量的隐患可能会造成港口污染。[2]
本课题开展的口岸动植物废弃物（含泔水）智能化消毒（除害）设备和检疫处理监管模式研究，首先是有针对性研制落实泔水和动植物废弃物检疫处理等相关标准和规范的配套设备，消除口岸检疫处理监管中存在的工作隐患，有效阻止国外动植物疫情的传入。其次，通过口岸设施设备的配置和处理效果的验证，强化“定点处理”环节，探索研究泔水和动植物废弃物检疫处理的模式，推进形成“船上喷药处理--专门企业收集下船—口岸定点除害处理--环卫企业清运处理”的处置模式。再次，通过引入信息化、智能化技术，实现处理过程的远程监管和处理数据自动化监测，减少检验检疫工作的行政成本。最后，简单易操作、好清运的设备可以替代发酵池等已有的老旧设施，实现处理和清运的便捷化，减少码头和处理单位的人力、物力的支出。
2、国内外研究现状
2.1国外研究现状分析
人类早在公元1世纪就开始有组织得进行灭菌，当时多采用焚烧和高压蒸汽的方式，但到了1880年才发明了高压蒸汽锅，此后随着人们多次遭受全球性疾病的威胁，人们才认识到灭菌技术的发展与人类的健康和生存有极大的关系。[3]从上个世纪初开始，随着国际港口贸易的日益繁荣，欧美等国相继意识到了口岸废弃物可能带来的危害，在经历了多次外来物种入侵后，针对口岸动植物废弃物的处理开始被提上日程。[4]
图1废弃物燃烧装置
- 投料门 2、异形炉排 3、排烟器 4、第二燃烧室 5联接管 6、第二燃烧室
图1为一种国外早期常用的废弃物燃烧装置。[5]本装置运用了气化燃烧方法，300—500℃的温度下，控制炉体内的氧气含量，从而发生氧化还原反应，产生大量的一氧化碳、一氧化氮等可燃气体，加大温度后，这些气体发生二次气化、分解为二氧化碳、氮气和水蒸气，有效的解决了传统燃烧方式产生的有毒气体和污染问题。[6]
2.2国内现状分析
2.2.1口岸废弃物消毒处理的主要内容
根据中华人民共和国出入境检验检疫行业标准（SN/T 1216-2003）出入境船舶废弃物消毒规程[7]
口岸动植物废弃物的主要内容是船舶废弃物（船舶在营运生产过程中产生的生活垃圾、炉渣以及船上损耗报废的工具和机器零件）。[8]从形式上分为固体废弃物（食物残渣、生活垃圾、其他有机废弃物）；液体废弃物（排泄物、污水、泔水）。消毒的目的是杀灭或清除传播媒介上的病原微生物，使其达到无害化的处理。
2.2.2消毒处理
有机废弃物的消毒：用含氯消毒剂溶液喷洒、用过氧化物消毒剂溶液喷洒、用醛类消毒液浸泡、焚烧。
无机废弃物的消毒：用含氯消毒剂溶液喷洒、用过氧化物消毒剂溶液喷洒。[9]
2.2.3效果判定
对来自疫区的废弃物 ——细菌的杀灭率大于等于99.99%，判定为消毒合格；细菌的杀灭率小于99.99%，判定为不合格
对来自非疫区的废弃物——细菌的杀灭率大于等于70%为合格，细菌杀灭率小于70%判定为不合格
2.2.4研究现状
通过查新表明，国内外的口岸动植物废弃物（含泔水）消毒除害设施设备主要有两类，一类是大型的设施，如，垃圾焚烧发电、污水处理厂等，设施投入大，建设环境要求高，中小口岸财力弱，建不了或者环境不许可建立；一类是小型设施或设备，如喷雾器、发酵池等，喷雾器作业简单，只能对废弃物表面实施喷雾，难于取得良好消毒除害效果；简单发酵池大多仅能进行批量发酵，时间长，劳动强度大，效率不高，处理效果也不太理想。[10]
图1 一种便利式口岸动植物废弃物消毒处理装置
- 第一垃圾处理桶2、第二垃圾处理桶 3、压缩空气罐 4、消毒药剂罐
5、水箱 6、供气阀 7、单向阀 8、即热式热水器 9、水泵药泵 10、水药气管
2014年河北严春临[11]发明了一种医疗废弃物消毒粉碎装置，创造性得将高温蒸汽处理装置和粉碎装置结合起来，同时完成了机构的粉碎与高温灭菌，且与电加热相比，蒸汽灭菌的消毒效果更好。本装置优点在于高温灭菌仓设有排气口，排气口设置有压力阀，可将压力阀预设一定的阈值，高温灭菌结束后，压力阀适当开启并通过排气口进行排气。但本装置也存在一定的缺陷：进料口的口径限制了废弃物的尺寸；蒸汽杀菌过程中废弃物的堆叠可能导致消毒不彻底，引入搅拌装置会更好；不能处理硬度较大的废弃物，否则可能存在打刀的问题，造成刀片的崩坏；干湿分离度差，不利于后续处理。
2015年甘英俊[12]等人申请的一项新型专利提出了一种便利式口岸动植物废弃物消毒处理装置[13]（图1），本装置垃圾处理桶（图2），推拉手柄以及垃圾车装卸挂钩符合标准垃圾桶的尺寸，可以由垃圾清运车钩吊挂钩清倒垃圾，可标准化操作垃圾处理桶底部有电加热装置，用于提高垃圾处理桶内温度，保障处理效果。本装置最大的优点在于可一次处理多个垃圾处理桶，便于根据场地、废弃物储量进行及时调整,灵活高效。[14]
考虑到口岸动植物废弃物与医疗废弃物处理的相似性，可以借鉴医疗废弃物处理比较成熟的专利设备。
同年国内一家公司发明了海卓科高温蒸汽处理技术（图3）[15]，在一双层密封桶内设置机械臂，同时起到破碎和进出料的作用，双层设计使得热能得到极大节约，并且实现了出料后的干湿分离。进料出料采用同一套装置。高温蒸汽和机械臂协同作用，高温消毒的同时起到破碎作用，消毒彻底，受热均匀。与之前的消毒设备相比，此设备实现了进料出料的自动化，消毒除害过程中无废气，废水产生，而且连续处理废弃物有利于充分利用热能。
目前广泛使用的医疗废弃物灭菌除害技术还有脉动真空杀菌技术[16]，脉动真空灭菌器（图4）利用饱和蒸汽在冷凝时放出大量热量，使得废弃物处于高温、潮湿状态，采用机械强制脉动真空的空气排除方式，经过多次抽真空多次注入蒸汽交替作用将内室空气强制排空，彻底消除灭菌室的冷点，使空气排出量达到99%，完全排除温度死角，确保彻底的灭菌效果;真空抽湿，将灭菌内室抽至真空泵极限真空的负压，再经过132—134摄氏度的高温烘干。但本装置存在的问题是：在抽真空过程中，抽出的气体可能存在病毒以及微生物，如果不对其进行处理，会造成二次污染。[17]
图2 垃圾处理桶细节图 图3 一种医疗废弃物处理装置
1灭菌仓 2 进气口 3 进料口4第一出料口 5粉碎装置 6刀轴7 导料管 8导料图
图4脉动真空消毒处理装置
1高温蒸汽处理单元（含废液、废气处理单元和进料单元）2 破碎单元3自动摆渡单元
4自动控制单元5蒸汽供给单元6周转箱清晰消毒单元7冷库
3、发展趋势
随着口岸动植物废弃物消毒及除害设备的持续发展，此类装置具有如下的发展趋势：
- 研制出具备自动配药、给药、加热、搅拌、出料、浓度检测和在线检测等全自动功能的智能化口岸动植物废弃物（含泔水）消毒除害装置、管理系统和监管系统。
- 废弃物杀菌率高，干湿分离度好。
- 进料出料全部自动化进行，对操作人员的依赖减少，具有连续长时间处理大量口岸动植物废弃物的能力。
- 能源、资源极大节约，污染小。
参考文献
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[3] 梁文, 黄周生. 国际航行船舶动植物检疫查验现状及改进建议[J]. 检验检疫科学, 2007(Z1):110-112.
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[7] SN/T 2753-2011 进口废物原料检验检疫场所建设规范[S].
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[9] 孙长江, 王泉斌. 舰船医疗废弃物处理技术[J]. 船海工程, 2016(02):55-57.
[10] 孙娜娜. 生物废弃物监管体系初探[D]. 中国海洋大学, 2011.
[11] 严春临. 一种医疗废弃物的消毒粉碎装置: 2015-02-25.
[12] 马建华, 金光耀, 黄建军. 一种便利式口岸动植物废弃物消毒处理装置: 2015-12-16
[13] 马建华, 金光耀, 黄建军. 一种热水式口岸动植物废弃物消毒处理装置: 2015-12-16.
[14] 马建华, 金光耀, 甘英俊. 一种电加热式口岸动植物废弃物消毒处理装置: 2015-12-16.
[15] 张晓婷. 医疗垃圾的热解特性与装置研究[D]. 石家庄铁道大学, 2011.
[16] 王劲松, 左琴, 刘佐民, 等. 脉动真空灭菌器的工作原理、影响灭菌效果的因素分析及常规监测[J]. 医疗装备, 2015(09):11-13.
[17] 孙永平. 脉动真空灭菌器的原理及故障处理[J]. 医疗装备, 2012(10):68-69.
资料编号：[82970]
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