生活垃圾焚燒發(fā)電廠的大氣環(huán)境影響評價

[摘要]以某生活垃圾焚燒發(fā)電廠為例，討論生活垃圾焚燒廠大氣環(huán)境影響評價的內容和要點。

[關鍵詞]垃圾焚燒大氣環(huán)境影響評價惡臭二噁英

隨著人民生活和城鎮(zhèn)化水平不斷提高，城市生活垃圾的處理量也越來越多，生活垃圾焚燒發(fā)電廠也越來越多。自1988年在深圳建立了國內第一座垃圾焚燒廠以來，目前全國各地建成投產、有代表性的垃圾焚燒廠有珠海、寧波、浦東、浦西、深圳鹽田、南山、蘇州蘇能、天津雙港、無錫惠聯(lián)、溫州永強等項目;我省從2000年以來也建成晉冮、福州紅廟嶺等垃圾焚燒發(fā)電廠。

生活垃圾焚燒發(fā)電廠的環(huán)境影響評價中環(huán)境空氣影響評價是該評價工作的重點之一。本文試以某縣生活垃圾焚燒發(fā)電廠的環(huán)評實例分析生活垃圾焚燒發(fā)電廠環(huán)境影響評價的重點。

1生活垃圾焚燒發(fā)電廠大氣環(huán)境影響評價的特點

生活垃圾焚燒發(fā)電廠對大氣環(huán)境可能帶來的主要環(huán)境污染問題是:

1.1 垃圾焚燒過程中產生的含有SO2、NO2、HCl、CO、煙塵、重金屬及二噁英等污染物的煙氣對周圍環(huán)境空氣的影響，其主要表現為高架點源的影響

垃圾焚燒過程中會產生SO2、NO2、煙塵、重金屬、HCl及二噁英類物質。垃圾焚燒中隨著煙塵一起飛出的重金屬;垃圾燃燒時產生的二噁英類污染物是垃圾焚燒過程中的特征污染物(其中二噁英是指含有二個或一個氧鍵連結二個苯環(huán)的含氯有機化合物。由于氯原子在1～9的取代位置不同，構成75種異構體多氯代二苯(PCDD)和135種異構體多氯二苯并呋喃(PCDF)——通?？偡Q為二噁英(Dioxin)，其中有17種(2、3、7、8位被氯取代的)被認為對人類和生物危害最為嚴重)。

1.2 垃圾存放時產生的不良氣味外溢對周圍環(huán)境的影響

1.3 垃圾運輸過程中對環(huán)境的影響

以上二種情況主要是惡臭污染物對環(huán)境的影響，呈面源或低架源對環(huán)境產生影響。惡臭污染物一般來源于垃圾中的含硫、含氮有機物。在細菌的代謝作用下，垃圾中含硫、含氮的有機物產生了惡臭的氣體，如H2S、硫醇及NH3等。

因此，對生活垃圾焚燒發(fā)電廠的評價主要表現在以上二個方面。

以下是某生活垃圾焚燒發(fā)電廠的大氣環(huán)境影響評價的內容和要點。

2案例工程概況

某縣生活垃圾焚燒發(fā)電廠位于某縣東垵固村，總投資26405.23萬元，用地面積5.2200公頃，建設總規(guī)模為日處理垃圾1000噸，分兩期建設，一期工程日處理垃圾600噸，二期工程達到日處理垃圾1000噸。一期工程選用2條350噸/日垃圾焚燒爐+余熱鍋爐+煙氣凈化生產線，加一臺12000KW汽輪發(fā)電機組;二期工程選用一條350噸/日垃圾焚燒爐+余熱鍋爐+煙氣凈化生產線，加一臺6000KW汽輪發(fā)電機組。年最大發(fā)電量125×106KW/h。該工程焚燒煙氣經半干法煙氣脫硫系統(tǒng)、布袋除塵器除塵后，煙氣中各污染物排放濃度可達到《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2001)相應標準要求。

3環(huán)境空氣影響預測與評價

根據“生物質發(fā)電項目環(huán)境影響評價文件審查的技術要點”要求，環(huán)境影響預測評價中，在國家尚未制定二噁英環(huán)境質量標準前，對二噁英環(huán)境質量影響的評價參照日本年均濃度標準(0.6pgTEQ/m3)評價。加強惡臭污染物環(huán)境影響預測，根據導則要求采用長期氣象條件，逐次、逐日進行計算，按有關環(huán)境評價標準給出最大達標距離，具備條件的也可按照同類工藝與規(guī)模的垃圾電廠的臭氣濃度調查、監(jiān)測類比來確定。

因此，在本項目生活垃圾焚燒發(fā)電廠大氣環(huán)境影響評價中進行以下工作:

3.1 污染氣象特征

由于生活垃圾焚燒發(fā)電廠具有有組織和無組織排放二部分，所以對污染氣象資料的要求也較高，一般應進行風場統(tǒng)計(地面風場、低空風場)溫度場統(tǒng)計，這是進行預測工作的基礎。

3.2 現狀監(jiān)測

垃圾發(fā)電廠的現狀監(jiān)測內容較多，除常規(guī)監(jiān)測外還要增加HCl 、Hg、Pb、Cd和二噁英類物質等污染物的監(jiān)測，由于二噁英類物質的監(jiān)測費用較高，經主管環(huán)保部門的同意可放在項目開工前進行。

3.3 污染源分析

由于各地的垃圾的成份相差很大，因此，污染源源強相差也很大。對改擴建廠一般可采用該廠竣工驗收的數據確定污染源源強;對新建廠一般采用類比法確定污染源源強;我省可以采用紅廟嶺垃圾發(fā)電廠環(huán)境保護竣工驗收時焚燒煙氣中污染物排放情況來確定源強，本案例確定的源強見表1。

表1 焚燒煙氣中主要污染物排放情況

重金屬指標排放量(kg/h)排放濃度(mg/m3)標準(mg/m3)

煙塵3.33～3.7030.030

SO22.93～3.4226.35260

HCl0.68～12.413.63～66.175

NO232.86～38.45296.0

CO1.67～1.9615

Hg1.63×10-3～9.94×10-30.036～0.0640.2

Pb2.78×10-3～8.69×10-30.041～1.011.6

Cd1.73×10-3～5.42×10-30.0064～0.0970.1

二噁英11.1～1.30ug/h0.1ngTEQ/Nm30.1ngTEQ/Nm3

3.4 環(huán)境空氣影響評價

3.4.1預測因子

預測因子選取SO2、NO2、煙塵(PM10)、HCl、Pb、Hg、Cd、H2S、NH3。

3.4.2預測內容

(1)正常排放情況下，根據當地氣象站資料，對評價區(qū)劃分為100m×100m的計算網格進行逐日逐時污染物濃度增量預測，計算以下結果:

SO2、NO2、HCl小時平均濃度、日平均濃度增量最大值分布;

SO2、NO2、PM10、Pb年平均濃度增量分布;

各關心點SO2、NO2、PM10日均濃度、HCl小時平均濃度預測結果;

(2)非正常排放情況下:

D類穩(wěn)定度，U=5.0 m/s，SO2、PM10下風向軸線小時平均濃度增量分布。

3.4.3預測模式及參數

預測模式采用“環(huán)境影響評價技術導則”推薦模式和擴散參數。

3.4.4預測結果分析

大氣環(huán)境影響預測結果

(1)SO2:正常排放:評價區(qū)內SO2小時平均濃度增量最大值為2.925 ug/m3，最大值出現在排氣筒西北面700m左右，占環(huán)境空氣質量二級標準(0.5mg/m3)的0.6%，疊加小時平均濃度現狀監(jiān)測最大值后仍滿足環(huán)境空氣質量標準;日均濃度增量最大值為0.998 ug/m3，最大值出現在評價區(qū)域的西南邊界，占環(huán)境空氣質量二級標準(0.15mg/m3)的0.7%，疊加日均濃度現狀監(jiān)測最大值后仍滿足環(huán)境空氣質量標準;年均濃度增量最大值為0.348 ug/m3，最大值出現在評價西南邊界，占環(huán)境空氣質量二級標準(0.06mg/m3)的0.6%。各敏感點的濃度都能滿足評價標準。

在非正常排放:D類穩(wěn)定度，U=5.0 m/s時，脫硫系統(tǒng)發(fā)生故障時，SO2排放量為18.88kg/h，歷時30分鐘，下風向小時平均濃度增量最大值為0.005mg/m3，距離為2174m，沒有超過評價標準(0.5 mg/m3)，對周圍環(huán)境影響不大。

(2)NO2(略)

(3)PM10

正常排放:評價區(qū)內PM10日均濃度增量最大值為0.199 ug/m3，最大值出現在評價區(qū)域的西南邊界，占環(huán)境空氣質量二級標準(0.15mg/m3)的0.1%，疊加日均濃度現狀監(jiān)測最大值后仍滿足環(huán)境空氣質量標準;年均濃度增量最大值為0.069 ug/m3，最大值出現在評價西南邊界，占環(huán)境空氣質量二級標準(0.1mg/m3)的0.1%。各敏感點的濃度都能滿足評價標準。

在非正常排放:D類穩(wěn)定度，U=5.0 m/s時，除塵系統(tǒng)發(fā)生故障時，PM10排放量為940kg/h，歷時30分鐘，下風向小時平均濃度增量最大值為0.249mg/m3，距離為2174m。

(4)Pb:評價區(qū)內Pb年均濃度增量最大值為0.531ng/m3，最大值出現在評價區(qū)西南邊界，占環(huán)境空氣質量二級標準(1.00ug/ m3)的0.1%。

(5)HCl:評價區(qū)內HCl小時濃度增量最大值為7.690 ug/m3，最大值出現在排氣筒西北面700m，占評價標準(0.1mg/m3)的7.7%，疊加小時平均濃度現狀監(jiān)測最大值后仍滿足環(huán)境空氣質量標準。各敏感點的濃度也都能滿足評價標準。

(6)二噁英

關于焚燒爐二噁英類污染物的排放問題，一般可以認為:若焚燒或反應溫度高于1100℃，煙氣停留時間不少于2s，則可以基本杜絕二噁英類污染物的產生。

根據工程可行性報告，工程設計中已考慮到此問題。該工程的焚燒爐二燃室的燃燒條件為850℃~1000℃，煙氣停留時間在2s以上，從而使易生成PCDD\\PCDF的有機氯化物能完全燃燒，或已生成的PCDD\\PCDF能完全分解。

此外二噁英主要附著在飛灰上，防止飛灰的漫排也可減少二噁英的排放。為防止漏風和出灰時產生飛灰，建議出渣口保證在密封水層下;灰渣遇水冷卻后，由出渣系統(tǒng)送出爐外，送往固化穩(wěn)定化車間做進一步處理后填埋。

采取以上措施后，焚燒爐排放的二噁英濃度可控制在0.5TEQ ng/m3(國際毒性濃度當量)，低于0.1 TEQ ng/m3的濃度要求限值。

4惡臭污染物影響分析

廠邊界評價標準采用《惡臭污染物排放標準》(GB14554- 1993)中二級排標準限值(即NH3:1.5 mg/ m3、H2S:0.06 mg/ m3)，周圍環(huán)境敏感點評價標準則采用《工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生設計標準》TJ36-79居住區(qū)一次最高允許濃度值(即NH3:0.2mg/ m3、H2S:0.01 mg/ m3)。

NH3在 F類穩(wěn)定度，風速為1m/s時，廠邊界處NH3濃度增量值最大，為0.111mg/m3，為評價標準(1.5mg/m3)的7.4%。當D類穩(wěn)定度，風速為5m/s時，廠邊界NH3處濃度增量為0.016 mg/m3，為評價標準的1.1%。

各關心點的NH3小時平均濃度最大增量為1.839 ug/m3，約占標準的0.9%。但受現狀監(jiān)測值超標的影響，各關心點的小時平均濃度預測值仍超標。

當F類穩(wěn)定度，風速為1m/s時，廠邊界處H2S濃度增量值最大，為0.011 mg/m3，為評價標準(0.06mg/m3)的18.3%。當D類穩(wěn)定度，風速為5m/s時，廠邊界NH3處濃度增量為0.002 mg/m3，為評價標準的3.3%。

H2S預測(略)。

5衛(wèi)生防護距離

衛(wèi)生防護距離計算按GB/T13201-91《制定地方大氣污染物排放標準的技術方法》規(guī)定進行，產生有毒有害氣體排放車間至居民區(qū)邊界之間的衛(wèi)生防護距離按下式測算:

式中，Cm:標準濃度限值，mg/m3;

L:工業(yè)企業(yè)所需衛(wèi)生防護距離，m;

r:有害氣體無組織排放源所在生產單元的等效半徑，m;

A，B，C，D:衛(wèi)生防護距離計算系數，無因次;

QC:有害氣體無組織排放量可以達到的控制水平，kg/h。

上式中H2S與NH3的標準濃度限值均取《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》TJ36-79的居住區(qū)中有害物質的一次最高容許濃度，分別為0.01 mg/m3、0.20 mg/m3。

垃圾池排放的H2S、NH3大小與溫度有關，30℃時的排放量相對15℃時的排放量高。從保守角度考慮，本評價計算取溫度較高時(30℃)的排放量:

QH2S=0.085kg/h，QNH3=0.765kg/h，垃圾池面積約936m2。

根據計算機模擬運算結果，LNH3=221m，LH2S=284m。根據技術要求規(guī)定，衛(wèi)生防護距離介于在100m~1000m之間時，級差為100m，取偏寬的一級，故該項目衛(wèi)生防護距離定為300m。

經現場調查，在此衛(wèi)生防護距離內無居民區(qū)。

6結語

6.1 本地區(qū)地處海邊，年平均風速較大，穩(wěn)定度以D類為主，擴散條件較好。

6.2 由于監(jiān)測點位于農村，部分NH3現狀監(jiān)測值超過《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》(TJ36-79)，最大超標倍數為0.43。其他監(jiān)測項目均滿足評價標準。根據現場調查分析，項目評價范圍內沒有明顯的二噁英產生源。

6.3 正常排放情況下，SO2、NO2、PM10、HCl、Pb等對周圍環(huán)境的影響均能滿足評價標準，H2S和NH3廠界外可以達到評價標準。

6.4 非正常工況時，由于該地區(qū)平均風速較大，SO2及PM10對周圍環(huán)境影響不大。

6.5 衛(wèi)生防護距離為:廠界外300m，在此衛(wèi)生防護距離內無居民區(qū)。

因此，在實施了報告書中提出的各項環(huán)保措施后，從大氣環(huán)境影響角度分析，本項目的建設是可行的。

參考文獻:

[1] 惠安縣生活垃圾焚燒發(fā)電廠環(huán)境影響報告書[R]. 福建省環(huán)境科學研究院， 2008.

[2] 龍巖市生活垃圾焚燒發(fā)電廠環(huán)境影響報告書[R]. 福建省化學工業(yè)科學技術研究所， 2008.