一种微波强化水分及蒸汽联合杀菌灭活装置及垃圾处理装置

1.本发明属于垃圾处理领域，具体涉及一种微波强化水分及蒸汽联合杀菌灭活装置及垃圾处理装置。


背景技术：

2.公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
3.医疗场所内部各房间的垃圾桶内的垃圾，需要专人定期收集，袋装密封，然后人工集中收集到医院垃圾集中收集点。但某些患者的飞沫、血液、人体组织、鼻咽分泌物及排泄物中都带有病毒，如新型冠状病毒(covid-19)感染作为呼吸系统疾病，相关产生的医疗垃圾和生活垃圾也都会被病毒污染，这些垃圾在收集、转移、处理等各环节中如果处置不当，不但可能因人们的不当接触造成直接的接触传播，还可能造成危害难控的气溶胶传播。带有病毒的口罩、纸巾、手套、纱布、衣物等，在丢弃、干燥、触动、倾倒等过程中，随时有可能形成细小颗粒以气溶胶形式进入空气，病毒在气溶胶内较长时间存活并扩大传播范围，气溶胶传播的不确定性很大，而且难以溯源，会大大增加疫情控制的复杂性。处理好垃圾问题是干预阻断病毒气溶胶传播的关键之一。
4.对携带病毒的医疗和生活垃圾最有效的处理方式应是就地、快速处理。如果能够及时完成垃圾的病毒灭活，就可以从垃圾这个重要源头阻断病毒的气溶胶传播，大幅降低该类垃圾在长距离转运过程中的病毒扩散风险；同时，如果能先实现医疗生活垃圾的无害化，也可以大大降低其转移处理的难度。
5.传统的病毒灭活方式，有紫外消毒法、蒸汽消毒法、药物消毒法、臭氧消毒法，紫外消毒法可有效杀死物体表面病毒，但是紫外无法穿透物料，导致物料内部病毒无法消杀；蒸汽消毒法在100℃下20～30min 可有效杀灭病毒，但处理时间较长，造成处理效率低下；药物消毒是将医疗废物浸渍消杀病毒，但是造成了液体废物的二次污染；臭氧消毒法处理时间较长，且设备体积较大，不适合少量废物的处理，是一种集中病毒灭活的方式。发明人发现：目前，医疗场所内部各房间定期收集的各类含病毒垃圾普遍存在无法及时处置、易形成二次污染、处理时间、长效率低等问题。


技术实现要素：

6.为了克服上述问题，本发明提供了一种微波强化水分及蒸汽联合杀菌灭活装置及垃圾处理装置。将定期收集的含病毒的废弃物袋装密封，向内部物料进行均匀雾化喷水；然后，利用密封袋内水分在微波快速作用下实现汽化产生水蒸气，在密封条件下能很好实现热量的汇聚，不容易产生热量散失，有助于塑造大尺寸物料整体高温加热的环境，而蒸汽会更快速地进入垃圾袋内的垃圾间的缝隙，从而强化蒸汽加热的传热传质过程和效率，提升物料整体加热效果，提升了样品的整体灭菌率，从而实现微波强化水分及蒸汽联合杀菌灭
活。处理后的物料适用于医疗机构内的垃圾集中收集点进行集中处置，实现了医疗场所废弃物的快速杀菌灭活，便于后续的转运、处理，然后送往指定医疗垃圾收集点，避免了垃圾在转运各环节可能出现的二次污染。
7.为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
8.本发明的第一个方面，提供了一种微波强化水分及蒸汽联合杀菌灭活装置，包括：箱体、液体注射装置、微波腔体、微波发射装置、气体冷凝净化装置；所述箱体上部设置有微波腔体，所述微波腔体侧面设置有微波发射装置，所述微波腔体前部设置有前开门，所述微波腔体上部设置有可上下伸缩的液体注射装置，所述微波腔体底部设置有下腔门；所述微波腔体上还设置有排气口，所述排气口与气体冷凝净化装置相连；所述箱体前部设置有进料口，下部设置有出料口。
9.基于微波强化水分及蒸汽联合杀菌灭活的理念，利用密封袋内水分在微波快速作用下实现高温汽化产生水蒸气，在密封条件下能很好实现热量的汇聚，不容易产生热量散失，有助于塑造大尺寸物料整体高温加热的环境，而蒸汽会更快速地进入垃圾袋内的垃圾间的缝隙，从而强化蒸汽加热的传热传质过程和效率，提升物料整体加热效果，提升了样品的整体灭菌率，从而实现微波强化水分及蒸汽联合杀菌灭活。处理后的物料适用于医疗机构内的垃圾集中收集点进行集中处置，实现了医疗场所废弃物的快速杀菌灭活，便于后续的转运、处理，然后送往指定医疗垃圾收集点，避免了垃圾在转运各环节可能出现的二次污染。
10.本发明的第二个方面，提供了一种微波强化水分及蒸汽联合杀菌灭活装置，包括：
11.将废弃物袋装密封，均匀雾化喷水，采用微波加热，水分在微波快速作用下汽化产生水蒸气，使病毒灭活，即得。
12.本发明对医疗垃圾进行微波病毒灭活处理，发现病毒平均灭活率达到90％以上，可快速高效完成医疗垃圾的病毒灭活处置。
13.本发明的第三个方面，提供了一种垃圾处理装置，包括：任一上述的微波强化水分及蒸汽联合杀菌灭活装置。
14.本发明的有益效果在于：
15.(1)针对目前医疗生活垃圾集中收集造成的接触传播、气溶胶传播的问题，本发明采用微波强化水分及蒸汽联合杀菌灭活，实现了病毒的传播途径的快速干预阻断。
16.(2)可实现集中收集医疗废物原位就地处置。可根据医疗机构的不同情况，采用分布式布置使用，无需对医疗垃圾进行干燥、破碎等预处理。可安装在病房、生活区域、病原微生物实验室，对产生的垃圾就地随时处理。
17.(3)本发明的结构简单、操作方便、实用性强，易于推广。
附图说明
18.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
19.图1为本发明中实施例1的装置结构图(微波发生器)。
20.图2为本发明中实施例1的装置结构图(微波发生器与紫外发射器相配合)。
21.其中，1.plc、2.液体箱、3.液体注射伸缩器、4.微波腔体、5.微波前开门、6.电器
箱、7.气体净化装置、8.微波发射装置、9.红外测温装置、10.下腔门、11.电动推杆、12.垃圾桶、13紫外发射器。
具体实施方式
22.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
23.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
24.为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件需要具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
25.术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
26.一种微波强化水分及蒸汽联合杀菌灭活装置，包括：箱体、液体注射装置、微波腔体、微波发射装置、气体冷凝净化装置；所述箱体上部设置有微波腔体，所述微波腔体侧面设置有微波发射装置，所述微波腔体前部设置有前开门，所述微波腔体上部设置有可上下伸缩的液体注射装置，所述微波腔体底部设置有下腔门；所述微波腔体上还设置有排气口，所述排气口与气体冷凝净化装置相连；所述箱体前部设置有进料口，下部设置有出料口。
27.在一些实施例中，所述液体注射装置与液体箱相连，以通过液体注射装置向袋装密封好的废弃物中注入热水或含强吸波介质的盐溶液。
28.在一些实施例中，所述进料口与前开门对应设置，以便于将袋装密封好的废弃物放入微波腔体内进行处理。
29.在一些实施例中，所述微波腔体上设置有红外测温装置，以红外测温测量包裹外温度，便于控制微波功率的大小。
30.在一些实施例中，所述下腔门通过电动拉杆控制开闭，及时将杀菌灭活后的废弃物排出，进行后续处理。
31.在一些实施例中，所述微波发射装置、液体注射装置、气体冷凝净化装置、红外测温装置、电动拉杆等分别与plc相连，以通过plc 实现自动化控制。
32.微波加热过程中，生成的蒸汽，通过气体冷凝净化装置冷凝后再由气体净化装置过滤出来的气体。
33.在一些实施例中，所述微波腔体的底部还设置有紫外线发生器，以与微波相互配合，更好地杀灭医疗废弃物表面的病毒和细菌。
34.本发明还提供了一种微波强化水分及蒸汽联合杀菌灭活方法，包括：
35.将废弃物袋装密封，注水，采用微波加热，水分在微波快速作用下汽化产生水蒸气，使病毒灭活，即得。
36.在一些实施例中，所述水为热水或含强吸波介质的盐溶液，以增强微波强化效果。
37.在一些实施例中，微波功率为500～1500w，微波处理的时间为 120～150s。
38.在一些实施例中，所述可溶性盐类为氢氧化钠，可成为新的热点，促进微波加热升温的同时，本身还具有一定的杀菌效果。
39.下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。
40.实施例1：
41.一种微波强化水分及蒸汽联合杀菌灭活装置，包括：箱体、液体注射装置3、微波腔体4、微波发射装置8、气体冷凝净化装置7；所述箱体上部设置有微波腔体4，所述微波腔体4侧面设置有微波发射装置8，所述微波腔体4前部设置有前开门5，所述微波腔体4上部设置有可上下伸缩的液体注射装置3，所述微波腔体4底部设置有下腔门10；所述微波腔体4上还设置有排气口，所述排气口与气体冷凝净化装置7相连；所述箱体前部设置有进料口，下部设置有出料口。
42.使用方法：将密封打包好的医疗垃圾从前侧门放入到微波腔体 4内，上方液体注射器3(尖端类似针头)伸入到塑料袋内，注射一定量的液体，然后开启微波，进行微波辐照，通过红外测温测量包裹外温度，以便控制微波功率的大小，开启气体冷凝净化装置7，可以及时吸附排出的水蒸气等气体。待辐照结束后，下腔门10通过电动推杆11往两侧下方开启，垃圾袋落入垃圾桶12内，此时病毒灭活处理完毕。
43.实施例2：
44.一种微波强化水分及蒸汽联合杀菌灭活装置，包括：箱体、液体注射装置3、微波腔体4、微波发射装置8、气体冷凝净化装置7；所述箱体上部设置有微波腔体4，所述微波腔体4侧面设置有微波发射装置8，所述微波腔体4前部设置有前开门5，所述微波腔体4上部设置有可上下伸缩的液体注射装置3，所述微波腔体4底部设置有下腔门10；所述微波腔体4上还设置有排气口，所述排气口与气体冷凝净化装置7相连；所述箱体前部设置有进料口，下部设置有出料口。
45.所述装置中还设置有紫外线发生器13，以与微波相互配合，更好地杀灭医疗废弃物表面的病毒和细菌。
46.实施例3：
47.以一袋医疗垃圾为例，医疗垃圾选择口罩，总质量为200g，放入微波腔体后，通过腔体顶部注射器，向袋内注射30ml液体，开启 1000w微波功率，通过红外测温，物料初温26℃，在第45s时，垃圾袋膨胀至最大，测得外表面温度为94℃，为最高温度，此后垃圾袋逐渐萎缩，表面温度也缓慢降低，在第90s时，垃圾袋表面温度为 64℃，随后物料表面温度维持不变，在120s时停止微波，物料下落至垃圾桶内。
48.检测步骤如下：
49.1)利用微波强化水分及蒸汽联合杀菌灭活装置，对有包膜的病毒(麻疹病毒)进行灭活测试。
50.2)将病毒接种到vero/slam细胞上，培养7天后离心 (3000rpm，30min)，并收集上清液作为病毒储液。病毒 (ccid50＝10-5.7/0.1ml)保存于-80℃，实验前于冰上融化，备用；
51.3)将200g口罩，高压灭菌，烘干，放入塑料袋中密封，备用；
52.4)在口罩样片上均匀涂抹50ul病毒悬液，向袋内注射30ml液体，开启1000w微波功率，通过红外测温，物料初温26℃，在第45s 时，垃圾袋膨胀至最大，测得外表面温度为94℃，为最高温度，此后垃圾袋逐渐萎缩，表面温度也缓慢降低，在第90s时，垃圾袋表面温度为64℃，随后物料表面温度维持不变，在120s时停止微波。
53.5)将口罩样片迅速放入20ml维持液的离心管中，离心管放入冰中，涡旋混匀，3000g、4℃离心5min；
54.6)病毒滴度测定采用空斑形成试验：将病毒液接种于单层 vero/slam细胞，病毒吸附3h后弃去液体，加入1.5％营养层琼脂糖，待凝固后37℃、5％co2培养箱培养72h，mtt染色处理，统计处理组与对照组的空斑数(pfus/ml)，计算灭活率为100％。
55.实施例4：
56.以一袋医疗垃圾为例，医疗垃圾选择口罩，总质量为200g，放入微波腔体后，通过腔体顶部注射器，向袋内注射30ml液体，开启500w微波功率，通过红外测温，物料初温26℃，在第55s时，垃圾袋膨胀至最大，测得外表面温度为86℃，为最高温度，此后垃圾袋逐渐萎缩，表面温度也缓慢降低，在第98s时，垃圾袋表面温度为59 ℃，随后物料表面温度维持不变，在120s时停止微波，物料下落至垃圾桶内。病毒灭活率为91.5％。
57.实施例5：
58.以一袋医疗垃圾为例，医疗垃圾选择口罩，总质量为200g，放入微波腔体后，通过腔体顶部注射器，向袋内注射30ml液体，开启 1500w微波功率，通过红外测温，物料初温26℃，在第39s时，垃圾袋膨胀至最大，测得外表面温度为97℃，为最高温度，此后垃圾袋逐渐萎缩，表面温度也缓慢降低，在第84s时，垃圾袋表面温度为 67℃，随后物料表面温度维持不变，在120s时停止微波，物料下落至垃圾桶内。病毒灭活率为99.9％。
59.对比例1
60.以一袋医疗垃圾为例，医疗垃圾选择口罩，总质量为200g，放入微波腔体后，开启1000w微波功率，通过红外测温，物料初温 26℃，在第60s时，测得外表面温度为59℃，为最高温度，随后物料表面温度维持不变，在120s时停止微波，物料下落至垃圾桶内。病毒灭活率为87.5％。
61.最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。