城市生活垃圾焚燒處理污染防治方法探討

劉彥輝

（中國城市建設(shè)研究院有限公司，北京 100120）

城市生活垃圾焚燒處理污染防治方法探討

劉彥輝

（中國城市建設(shè)研究院有限公司，北京 100120）

隨著城市人口增加，生活垃圾產(chǎn)生量也日益增多，國內(nèi)多個(gè)城市采取垃圾焚燒發(fā)電方式處理生活垃圾，極大程度緩解了“垃圾圍城”的局面。目前國內(nèi)外對(duì)垃圾焚燒處理工藝系統(tǒng)優(yōu)化的探討較多，少有對(duì)垃圾焚燒處理從業(yè)人員工作環(huán)境污染、危害及防護(hù)的專題論述。文章以北京市某項(xiàng)目為例，分析了垃圾焚燒發(fā)電過程中的污染源及危害因素，對(duì)職業(yè)病的防護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討。

生活垃圾；焚燒發(fā)電；職業(yè)病防護(hù)

近年來，隨著城市人口增加，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，生活垃圾的產(chǎn)生量也日益增多。通常所采取的垃圾填埋處理方式不僅已不能滿足要求，同時(shí)還會(huì)造成環(huán)境污染。垃圾焚燒發(fā)電作為一種快速減量的末端處理方式，極大程度緩解了城市對(duì)垃圾處理的迫切性，既可解決垃圾填埋處理所帶來的占地、二次污染等問題，又可產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，現(xiàn)已逐漸成為我國及世界各國倡導(dǎo)和推廣的節(jié)能環(huán)保技術(shù)。

與此同時(shí)，公眾對(duì)垃圾焚燒設(shè)施建設(shè)及其污染控制的關(guān)注度也在日益升溫。在垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目中，對(duì)相關(guān)環(huán)節(jié)的防護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)應(yīng)該給于重視，否則，也同樣會(huì)造成環(huán)境污染，并產(chǎn)生職業(yè)病危害。目前國內(nèi)外對(duì)垃圾焚燒處理工藝系統(tǒng)優(yōu)化的探討較多，少有對(duì)垃圾焚燒處理從業(yè)人員的工作環(huán)境污染、危害及防護(hù)的專題論述。本文針對(duì)生活垃圾焚燒發(fā)電過程中的污染源和職業(yè)病危害因素，結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以北京市某生活垃圾焚燒處理工程項(xiàng)目為例，對(duì)職業(yè)病防護(hù)設(shè)施的設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了探討。

1 項(xiàng)目概況及主要工藝系統(tǒng)

北京市某生活垃圾焚燒中心項(xiàng)目，處理規(guī)模為1800t/d；垃圾設(shè)計(jì)低位熱值1∶7315kJ/kg（1750kcal/kg）；垃圾設(shè)計(jì)低位熱值2∶7194kJ/kg（1721kcal/kg）；低位熱值的設(shè)計(jì)范圍4600～9196kJ/kg（1100～2200kcal/kg）。

主要工藝系統(tǒng)∶垃圾接收及儲(chǔ)存系統(tǒng)、垃圾焚燒系統(tǒng)、余熱鍋爐系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、汽輪發(fā)電系統(tǒng)、灰渣處理系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、滲濾液處理系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、儀表及自動(dòng)控制系統(tǒng)等。

主要建構(gòu)筑物∶綜合主廠房（包括上料坡道）、煙囪、循環(huán)水泵房及冷卻塔、中水處理站、滲瀝液處理站、油庫油泵房、物流門衛(wèi)（地磅房）、人流門衛(wèi)、綜合樓等設(shè)施。綜合主廠房為多層廠房，由卸料大廳、垃圾池、焚燒車間、煙氣凈化間、汽機(jī)除氧間、主控樓、輔助用房等組成，輔助用房包含化水車間、空壓機(jī)站、機(jī)修間、化驗(yàn)室、備品間等。

主要工藝流程見下圖。

工藝流程圖

該項(xiàng)目采用3×600t/d機(jī)械爐排爐，設(shè)置蒸汽空氣預(yù)熱器，在垃圾低位熱值為4190kJ/kg（1000kcal/kg）時(shí)能將一次風(fēng)預(yù)熱至230℃，以提高入爐熱量，維持正常燃燒；同時(shí)設(shè)置煙氣再循環(huán)系統(tǒng)，能夠有效抑制鍋爐出口的NOx值，焚燒殘?jiān)鼰嶙茰p率≤3%。

配套余熱鍋爐為中溫中壓自然循環(huán)、單鍋筒水管鍋爐，蒸汽出口參數(shù)為4.0MPa、400℃，鍋爐給水溫度130℃，排煙溫度為190℃～210℃。MCR工況下單臺(tái)余熱鍋爐蒸發(fā)量56.22t/h。二次燃燒室內(nèi)的煙氣在不低于850℃的條件下滯留時(shí)間不小于2s。

煙氣凈化采用“SNCR + 半干法（Ca(OH)2）+ 干法（NaHCO3）+ 活性炭噴射+布袋除塵 + 煙氣再加熱 + SCR”的煙氣凈化工藝。凈化后的煙氣由三管集束式鋼制煙囪排入大氣，外設(shè)混凝土套筒，煙氣在線監(jiān)測室設(shè)在套筒底部。

為充分利用垃圾焚燒產(chǎn)生的能量，該項(xiàng)目安裝了2臺(tái)額定功率18MW（最大發(fā)電功率20MW）凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組以及2臺(tái)20MW發(fā)電機(jī)組。MCR工況下，3臺(tái)爐可向汽輪機(jī)提供約169t/h蒸汽供發(fā)電，按全年運(yùn)行8000h計(jì)，年發(fā)電量約2.9×108kW·h，年上網(wǎng)電量約2.262×108kW·h。

焚燒爐點(diǎn)火及輔助燃燒采用0#柴油，廠內(nèi)設(shè)置油庫油泵房。

垃圾焚燒后爐渣，爐排漏渣以及余熱鍋爐二、三煙道灰送至出渣機(jī)后排入渣倉，用渣吊定期裝汽車運(yùn)走。反應(yīng)塔和袋式除塵器下收集的飛灰通過輸送機(jī)送入飛灰貯倉，送往“北京某危廢綜合處理廠”處理。MCR工況下，該項(xiàng)目產(chǎn)生的飛灰量約為79.5t/d。

2 職業(yè)病防護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)

2.1 生產(chǎn)期職業(yè)病危害因素分析及防護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)

由于上述工藝在生產(chǎn)過程中可能會(huì)帶來一些污染和潛在的危害，如生產(chǎn)性粉塵、有毒氣體、穩(wěn)態(tài)噪聲、高溫灼傷等，因此在工程設(shè)計(jì)階段，必須充分預(yù)測并考慮較為完善的防護(hù)設(shè)施和手段，最大程度降低危害，保護(hù)操作人員的安全和身體健康。

2.1.1 防塵

生產(chǎn)性粉塵種類及主要存在環(huán)節(jié)見表1。

表1 生產(chǎn)性粉塵種類及主要存在環(huán)節(jié)

針對(duì)上述粉塵種類及存在環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)上考慮以下措施∶焚燒爐、余熱鍋爐和除塵器采用負(fù)壓工作方式，反應(yīng)塔及除塵器捕獲的飛灰用密封的輸送設(shè)備送到灰倉內(nèi)，煙氣凈化系統(tǒng)所使用的粉末物料通過電動(dòng)葫蘆或氣力輸送加入料倉，在活性炭倉、小蘇打倉、消石灰倉、飛灰倉物料排空口、倉頂排空口設(shè)置布袋除塵器，收集的粉塵經(jīng)過濾后，通過排風(fēng)機(jī)排至室外，除渣機(jī)水封式濕式作業(yè)，生活垃圾運(yùn)輸車為封閉性，飛灰運(yùn)輸使用罐車，避免塵土飛揚(yáng)對(duì)工作環(huán)境造成污染。

2.1.2 防毒

生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)的種類及主要存在環(huán)節(jié)詳見表2。

表2 生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)的種類及主要存在環(huán)節(jié)

針對(duì)上述有毒物質(zhì)種類及存在環(huán)節(jié)，工程設(shè)計(jì)階段考慮以下措施∶

（2）煙氣凈化

活性炭粉經(jīng)計(jì)量裝置計(jì)量后，以壓縮空氣為動(dòng)力經(jīng)噴嘴送入脫酸反應(yīng)塔和布袋除塵器之間的煙氣入口管道，吸附煙氣中的二英類物質(zhì)，活性炭粉隨煙氣進(jìn)入布袋除塵器（布除塵效率大于99.8%）。煙塵、霧化的石灰粉與煙氣中的SOx、HCl反應(yīng)的生成物，及吸附重金屬顆粒、二英類有害物的活性炭粉，均被捕集到布袋除塵器濾袋上，除下的飛灰通過斗式提升機(jī)輸送至飛灰倉，再由罐車運(yùn)至廠外。

（3）垃圾防臭

垃圾池通往主廠房的通道門前設(shè)置氣密室，向氣密室送風(fēng)使室內(nèi)保持正壓。卸料大廳進(jìn)、出口處設(shè)置空氣幕，以防臭氣外逸。卸料大廳地面采取防滲措施，防止垃圾滲濾液滲入地面及水泥中。在卸料平臺(tái)的相應(yīng)部位設(shè)置供水栓，用于清洗卸料時(shí)污染的地面，同時(shí)，設(shè)置一定的坡度使垃圾滲濾液及清洗污水排入垃圾池。垃圾進(jìn)料設(shè)備及其連接部件采用密封措施。一次送風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)口引至垃圾池內(nèi)，使垃圾池保持微負(fù)壓，同時(shí)，垃圾堆放過程中產(chǎn)生的臭氣經(jīng)風(fēng)機(jī)送入爐膛焚燒處理。

垃圾池內(nèi)設(shè)有滲濾液收集系統(tǒng)，滲濾液通過隔柵流至溝道，再流入收集池，收集池內(nèi)的滲濾液由泵抽出，送至滲濾液調(diào)節(jié)池處理。滲濾液處理站產(chǎn)生臭氣的區(qū)域有兩處∶穿孔曝氣的中間水池、離心脫水機(jī)房，該處臭氣經(jīng)收集后，進(jìn)入生物濾池處理，滿足《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-93）。

城市生活垃圾的運(yùn)輸采用密封、防滲漏的垃圾運(yùn)輸專用車，對(duì)不利于操作人員健康的生產(chǎn)崗位，如垃圾加料等，采取遠(yuǎn)距離遙控操作，設(shè)備盡可能密閉。

（1）酸堿防護(hù)

化學(xué)加酸堿區(qū)域設(shè)置監(jiān)測報(bào)警裝置、強(qiáng)制通風(fēng)設(shè)備、現(xiàn)場急救用品、洗眼噴淋裝置。應(yīng)急洗眼噴淋裝置距離酸堿使用點(diǎn)不超過15米，且作業(yè)人員能在10秒內(nèi)得到?jīng)_洗，沖洗用水應(yīng)安全并保證是流動(dòng)水，設(shè)置沖洗設(shè)備的地方應(yīng)有明顯的標(biāo)識(shí)。

（2）化學(xué)品庫防護(hù)

化學(xué)品倉庫應(yīng)設(shè)置明顯的安全標(biāo)志和標(biāo)識(shí)，設(shè)置檢測報(bào)警裝置、事故通風(fēng)設(shè)施和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，電氣設(shè)備選擇防爆型。通道、出入口和通向消防設(shè)施的道路應(yīng)保持暢通，疏散通道設(shè)置應(yīng)急照明和疏散標(biāo)志。化學(xué)品裝卸過程中，作業(yè)人員應(yīng)穿相應(yīng)的防護(hù)衣，帶防護(hù)手套、口罩等必需的防護(hù)用具。

2.1.3 防噪聲

生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的噪聲均為穩(wěn)態(tài)噪聲，主要產(chǎn)生環(huán)節(jié)見表3。

表3 噪聲主要產(chǎn)生環(huán)節(jié)

在工程設(shè)計(jì)階段，應(yīng)盡量避免噪聲和采用措施在噪聲源進(jìn)行降噪處理。首先應(yīng)選用低噪聲的設(shè)備；在一次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、點(diǎn)火燃燒器和輔助燃燒器風(fēng)機(jī)的入口均安裝消聲器，余熱鍋爐氣包點(diǎn)火排氣管道上設(shè)置排氣消聲器；煙道、風(fēng)道凡與設(shè)備連接處均采用軟連接，振動(dòng)設(shè)備基礎(chǔ)裝有彈簧減振裝置；由于廠房高大，將空壓機(jī)站和一次風(fēng)機(jī)設(shè)備布置在廠房±0.00m層，設(shè)備噪聲衰減較快；控制室及主控室設(shè)置雙層隔音門窗，頂棚采用吸聲材料；鍋爐的送、引風(fēng)機(jī)裝設(shè)隔音保溫層，在汽輪發(fā)電機(jī)組外殼裝設(shè)隔音罩；根據(jù)功能分區(qū)，利用綠色植物吸聲降噪等。

2.1.4 防高溫

生產(chǎn)過程中產(chǎn)生高溫的主要環(huán)節(jié)見表4。

表4 高溫主要存在環(huán)節(jié)

余熱鍋爐出口過熱蒸汽管道設(shè)計(jì)溫度400℃，汽機(jī)主汽門前過熱蒸汽管道設(shè)計(jì)溫度390℃，鍋爐給水管道設(shè)計(jì)溫度130℃。上述設(shè)備和管道的表面溫度較高，應(yīng)充分考慮防止高溫燙傷，所以在高溫表面敷設(shè)保溫層，其保溫層表面溫度不高于50℃，滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求。

2.2 個(gè)人職業(yè)病防護(hù)用品

根據(jù)《工作場所職業(yè)衛(wèi)生監(jiān)督管理規(guī)定》（國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令第47號(hào)）的要求，用人單位應(yīng)當(dāng)為勞動(dòng)者提供符合國家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的職業(yè)病防護(hù)用品，并督促、指導(dǎo)勞動(dòng)者按照使用規(guī)則正確佩戴、使用，不得以發(fā)放錢物替代發(fā)放職業(yè)病防護(hù)用品。同時(shí)，對(duì)使用防護(hù)用品的各工種定期進(jìn)行培訓(xùn)，保證接觸職業(yè)病危害因素的各作業(yè)崗位員工能及時(shí)、正確佩戴個(gè)人防護(hù)用品。

建設(shè)單位應(yīng)依據(jù)《個(gè)體防護(hù)裝備選用規(guī)范》，根據(jù)工作環(huán)境和性質(zhì)來確定作業(yè)類別，配備各工種個(gè)人防護(hù)用品如防塵口罩、耳罩、護(hù)目鏡、防護(hù)服、空氣呼吸器、勞動(dòng)護(hù)膚劑等。對(duì)于檢修維修人員應(yīng)提供應(yīng)急用供氣式呼吸防護(hù)用品，對(duì)使用呼吸防護(hù)用品的各工種定期進(jìn)行培訓(xùn)。

2.3 應(yīng)急救援設(shè)施設(shè)計(jì)

滲濾收集溝檢修通道、垃圾卸料平臺(tái)及垃圾吊車控制室等重要崗位安裝硫化氫等有毒氣體濃度監(jiān)測報(bào)警器，工人巡檢時(shí)應(yīng)佩戴有毒氣體濃度監(jiān)測報(bào)警器；焚燒爐停爐檢修時(shí)，垃圾倉內(nèi)設(shè)活性炭吸附式除臭裝置和除臭風(fēng)機(jī)；檢修人員進(jìn)入焚燒爐檢修前，必須先對(duì)爐內(nèi)強(qiáng)制輸送新鮮空氣，并測定爐內(nèi)的含氧量，待含氧量大于19%后方可進(jìn)入。

2.4 職業(yè)衛(wèi)生警示標(biāo)識(shí)

對(duì)有可能產(chǎn)生職業(yè)病危害的作業(yè)崗位，在醒目的位置上應(yīng)設(shè)置警示標(biāo)識(shí)和警示說明。警示標(biāo)識(shí)的設(shè)置是可以使勞動(dòng)者對(duì)職業(yè)病危害產(chǎn)生警覺，并采取相應(yīng)防護(hù)措施的圖形標(biāo)識(shí)、警示線、警示語句和文字；警示說明應(yīng)包括職業(yè)病危害的種類、后果、預(yù)防及急救措施等內(nèi)容。

2.5 輔助衛(wèi)生設(shè)施

作業(yè)人員可能接觸易經(jīng)皮膚吸收引起中毒的劇毒物質(zhì)如有機(jī)磷農(nóng)藥等，依據(jù)《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GBZ1-2010）判定工作場所衛(wèi)生特征等級(jí)為 1 級(jí)。車間衛(wèi)生特征1級(jí)的車間應(yīng)設(shè)浴室，浴室可由更衣間、洗浴間和管理間組成，不得設(shè)浴池。車間衛(wèi)生特征 1 級(jí)的車間更/存衣室應(yīng)分便服室和工作服室。工作服室應(yīng)保持良好的通風(fēng)。

該項(xiàng)目的綜合主廠房共五層，其中第一層、第五層設(shè)置有更衣室、淋浴間、衛(wèi)生間等；第二層、三層、四層設(shè)置休息室、衛(wèi)生間等。綜合樓的第一層設(shè)置休息室、更衣室、淋浴間、衛(wèi)生間、餐廳、廚房等；第二、三層設(shè)置休息室、衛(wèi)生間等。衛(wèi)生間服務(wù)半徑50m，綜合主廠房以及綜合樓均可滿足使用要求。輔助衛(wèi)生設(shè)施設(shè)置應(yīng)依據(jù)《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GBZ1-2010）規(guī)定選用淋浴器及盥洗水龍頭的個(gè)數(shù)等，輔助用室具體參數(shù)設(shè)置見表5。

表5 輔助用室設(shè)置參數(shù)

3 職業(yè)病防護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)展望

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工廠自動(dòng)化控制水平逐漸提高，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。該項(xiàng)目已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全廠過程控制自動(dòng)化，工藝過程控制采用DCS控制系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)集中控制與常規(guī)儀表盤就地控制兩種控制方式，通過遠(yuǎn)傳和就地控制，運(yùn)行人員在控制室就可隨時(shí)掌握焚燒發(fā)電廠的運(yùn)行情況，成為安全生產(chǎn)的可靠前提。

為了更加安全、舒適、環(huán)保、和諧地實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒處理這項(xiàng)節(jié)能環(huán)保的公益事業(yè)，應(yīng)不斷進(jìn)行科學(xué)研究，吸取國際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國基本狀況和工程實(shí)際，總結(jié)并完善職業(yè)病防護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)。依據(jù)國家有關(guān)法律、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求，在防塵、防毒、防噪聲及防高溫等各方面進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，采取更加先進(jìn)的防護(hù)手段，保障人身安全和健康，實(shí)現(xiàn)綠色和可持續(xù)發(fā)展。

白良成.生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

Probe into Prevention and Control Measures of Pollution in Incineration and Treatment of Urban Domestic Refuse

LIU Yan-hui
(China Academy of Urban Construction Co., Ltd, Beijing 100120, China)

Along with the increasing of urban population, the output quantities of urban refuse are increasing with each passing days. Many cities adopt refuse incineration and generation electricity modes to treat domestic refuse in our country and to relax the situation of “city encircled by refuse”. At the present time, a lot of discussions are laid on the system optimization of refuse incineration and treatment technology but little talks about the working environmental pollution, harm and safety of workers engaged in refuse incineration and treatment. By taking a certain project in Beijing as an example, the paper analyzes the pollution sources and harmful factors in the course of refuse incineration and generation electricity and discusses the safeguards` design of occupational diseases.

domestic refuse; incineration and generation electricity; safeguarding of occupational diseases

X799.3

A

1006-5377（2015）05-0047-05