淺談生活垃圾焚燒發(fā)電項目環(huán)境風險評價的工作重點

陳瀟江

江蘇環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術研究院股份公司

淺談生活垃圾焚燒發(fā)電項目環(huán)境風險評價的工作重點

陳瀟江

江蘇環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術研究院股份公司

以生活垃圾作為熱源，進行焚燒發(fā)電，能夠同時具備良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，而在對相關項目進行建設時，需要做好環(huán)境風險評價工作，對可能存在的環(huán)境風險問題進行分析，做好有效的預防工作。本文結合某生活垃圾焚燒發(fā)電廠的實例，對環(huán)境風險評價中的工作重點進行了分析和討論，希望能夠為工程項目的建設提供一些參考依據(jù)。

生活垃圾焚燒發(fā)電；環(huán)境風險評價；重點

1 前言

最近幾年，我國的城市化進程不斷加快，城市規(guī)模擴大，城市人口增加，也使得城市垃圾的處理成為了一個亟待解決的問題。就目前來看，對于城市垃圾的處理，采用的多是填埋或者焚燒的方式，這兩種方式雖然操作簡單。投資和運行費用較低，但是會造成較為嚴重的地下水、土壤和大氣污染，需要積極探索新的垃圾處理模式。生活垃圾焚燒發(fā)電技術就是在這樣的背景下產(chǎn)生和發(fā)展起來的。

2 工程概況

某生活垃圾焚燒發(fā)電廠位于城市主導風向的下風向，設計垃圾焚燒量為1400t/d，設置了2臺處理能力為700t/d的機械爐排垃圾焚燒爐，配合2×9MW凝汽式發(fā)電機組。從保護環(huán)境減少污染的角度，設置了相應的煙氣凈化系統(tǒng)，采用了“半干法脫酸+活性炭吸附+SNCR脫硝+布袋除塵器”的組合工藝，對垃圾焚燒后產(chǎn)生的煙氣進行凈化處理。垃圾倉與滲濾液處理站產(chǎn)生的有害氣體會送入到焚燒爐中充當助燃氣體，如果焚燒率停爐檢修，則有害氣體會在經(jīng)過垃圾倉上部的活性炭吸附除臭裝置凈化后，經(jīng)由排風機排放到大氣中。

3 環(huán)境風險評價的工作重點

3.1 風險識別

(1)設備風險。在垃圾焚燒過程中，存在潛在危險，一旦垃圾焚燒爐出現(xiàn)故障，使得爐內的溫度無法達到一定的標準，則不完全燃燒會產(chǎn)生大量的有害氣體，如果煙氣在焚燒爐內停留的時間超過2s，同樣會導致污染物的排放量的增大。對于焚燒剩下的灰燼，一般是罐車進行運輸，如果罐車密封不嚴或者出現(xiàn)破損，則在運輸過程中可能對周邊環(huán)境造成污染[1]。

(2)物質風險。在生活垃圾焚燒發(fā)電廠中，處理的垃圾是常見的生活垃圾，在對垃圾進行清運的過程中，不會用到具有危害性的物質，而點火的燃料為0號輕柴油，用量很小，其對于環(huán)境的危害基本可以忽略，因此，在焚燒過程中，主要的風險物質是焚燒產(chǎn)生的煙氣（包括CO、二噁英、重金屬、氯化氫等）以及飛灰，煙氣脫硝系統(tǒng)中采用的氨水也可能存在一定的風險。

(3)過程風險。通常來講，生活垃圾焚燒發(fā)電項目的生產(chǎn)過程包括了垃圾清運、垃圾貯存、垃圾焚燒、余熱發(fā)電、煙氣凈化、灰渣處理等，考慮到生活垃圾本身并不屬于危險品，因此在前兩個環(huán)節(jié)基本不存在環(huán)境風險，余熱發(fā)電采用的是火電的原理，結合煙氣凈化以及灰渣處理，同樣不容易產(chǎn)生環(huán)境風險事故。不過，在焚燒產(chǎn)生的煙氣中，含有多種污染物質，如果處理不當，可能引發(fā)嚴重的環(huán)境污染事故，而垃圾滲濾液本身成分復雜，污染物眾多，如果不能進行有效的處理，會給土壤和地表水環(huán)境帶來巨大的破壞[2]。

3.2 源項分析

結合《環(huán)境影響評價技術導則大氣環(huán)境》的相關規(guī)范，在非常工況下（設備檢修、點火開爐、設備異常等），污染物的排放均屬于非正常排放。而在當前我國對于環(huán)境污染問題的相關報道中，通常都會將垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)異常或者故障導致凈化效率降低，繼而引發(fā)的廢氣污染問題看做是環(huán)境風險故障，然后在環(huán)境風險評價中加入環(huán)境防護距離以及衛(wèi)生防護距離等概念。而實際上，根據(jù)上述規(guī)范分析，這些事故應該屬于非正常排放的范疇，不應該將之作為環(huán)境風險評價的最大可行事故，也不應該將衛(wèi)生防護距離和環(huán)境防護距離納入到環(huán)境風險評價的范疇。結合相關標準和規(guī)范，這里認為，生活垃圾焚燒發(fā)電項目的環(huán)境風險評價過程中，最大可信事故應該是有害物質泄漏事故及引發(fā)的火災、爆炸等[3]。

3.3 風險評價

(1)非正常排放：以二噁英類物質為例，如果在運行過程中，垃圾焚燒設備出現(xiàn)故障和問題，可能會導致短時間內煙氣中二噁英類物質排放量的增大，嚴重的甚至可能超出排放標準。在正常情況下，煙氣中的二噁英排放濃度應該在0.1ngTEQ/m3以內，這里的非正常情況，一是布袋除塵器出現(xiàn)破損，正常情況下，布袋可在停爐檢修時按使用周期成批更換。運行中布袋泄漏，在線監(jiān)測儀可立即發(fā)現(xiàn)。布袋除塵器有多個獨立倉位，每個獨立倉位有幾十個小布袋，可逐一隔離檢查更換，不會造成煙塵超標。更換時，因需冷卻，一般需1天時間，故障布袋一般在3-5只左右，每年大約不超過2次，由于故障較小，基本可以在1h內完成處理，并不會產(chǎn)生很大的危害；二是凈化系統(tǒng)完全失效，包括干法除酸系統(tǒng)故障和活性炭噴射系統(tǒng)故障。干法除酸系統(tǒng)的噴射馬達、噴頭或聯(lián)接器等有可能在運行中出故障，發(fā)生率每年大約1-2次，更換時間最多約在1小時以內，一般在20分鐘左右，此時HCl會偏高。因后續(xù)處理系統(tǒng)還有活性炭吸附作用，因此酸性氣體的去除效率會降低30%左右。由于多種原因，活性炭不噴或風機損壞，需更換備件或啟用備用風機，一般在30分鐘左右，最長不超過1小時。此種情況一年最多1-2次。但由于布袋過濾器表面積有活性炭反應層，對重金屬、二噁英類等的吸附仍然有效，因此活性炭噴射系統(tǒng)短時間故障不會對重金屬、二噁英類等有很大的影響，其去除效率會降低20%左右。

(2)焚燒爐爆炸：如果設備存在嚴重故障，或者操作不當導致爐內的壓力和溫度出現(xiàn)異常，則在極端風險狀況下可能會出現(xiàn)焚燒爐爆炸事故，不僅會帶來巨大的經(jīng)濟損失以及可能存在的人員傷亡，爐膛內溢出的未經(jīng)處理的焚燒煙氣中蘊含著濃度較高的二噁英類物質，對于周邊區(qū)域大氣環(huán)境會造成非常嚴重的大氣污染。以該生活垃圾焚燒發(fā)電廠的一號鍋爐為例，其在正常運行過程中，鍋爐內的二噁英類物質濃度在5-8ngTEQ/m3左右，假設焚燒爐發(fā)生爆炸，則在爆炸發(fā)生的瞬間，氣體溢出量約為990m3，結合相應的數(shù)據(jù)，對焚燒爐爆炸極端狀況下二噁英的排放量進行計算，約為7920ngTEQ。依照相關標準，預測事故發(fā)生時污染物的濃度分布，結果表明，在爆炸發(fā)生約60s后，位于下風向點100m位置的二噁英濃度為0.39pgTEQ/m3，與現(xiàn)狀監(jiān)測最大背景值疊加，得到在保證健康的前提下，人體每天的攝入量最大不能超過22.97pgTEQ[4]。

(3)其他事故：在生活垃圾焚燒發(fā)電廠中，煙氣凈化系統(tǒng)中的脫硝處理環(huán)節(jié)需要利用氨水作為還原劑，而輔助燃燒系統(tǒng)則需要將輕柴油作為點火材料，依照消防安全管理及環(huán)境風險防范的具體要求，氨水儲罐需要單獨設置在煙氣凈化車間內，輕柴油儲罐如果放置在室外，則需要設置相應的圍堰以及消防器材。

不過，發(fā)電廠中的氨水和輕柴油本身的環(huán)境危害性就不大，加上儲量少，基本不會引發(fā)相應的環(huán)境風險事故。

(4)廢水收集：依照《水體污染防控經(jīng)濟措施設計導則》的相關固定，在生活垃圾焚燒發(fā)電項目中，應該設置能夠儲存事故廢水的相關設施。從廠房垃圾滲濾液、一次消防廢水、地坪沖洗廢水等的收集需求進行綜合考慮，應該在適當位置社會容積較大的事故應急池，確保在發(fā)生環(huán)境風險事故時，能夠對廢水進行收集和臨時存儲，待事故處理完成后，分批將事故廢水導入到污水處理站進行處理，以減少事故廢水對于周邊土壤和水環(huán)境的影響。

3.4 風險防范

結合上述分析，在生活垃圾焚燒發(fā)電項目的運行過程中，存在著一些潛在的環(huán)境風險，而這些風險一旦爆發(fā)，可能造成嚴重的環(huán)境污染問題，同時也會影響周邊居民的身體健康。對此，需要做好相應的風險防范工作，在項目建設和運行環(huán)節(jié)，制定切實有效的環(huán)境風險防范措施，編制完善的環(huán)境風險源，預防環(huán)境風險事故的發(fā)生。具體來講，一是結合計算機技術，做好焚燒爐運行工況的在線監(jiān)測，強化項目集中控制，結合DCS控制系統(tǒng)，在設備出現(xiàn)異常的第一時間做到自動報警，工作人員在接收到報警信息后，可以迅速制定相應的應對措施，減少故障造成的影響；二是在氨水儲罐區(qū)和儲油罐區(qū)設置圍巖，嚴格依照《建筑設計防火規(guī)范》的要求進行廠區(qū)的平面布局以及防火間距的設置；三是確保污水處理系統(tǒng)具備容積足夠的滲濾液調節(jié)池，確保在事故發(fā)生時能夠對垃圾滲濾液以及事故污水進行收集，避免其隨意排放；四是應該做好環(huán)境風險事故的應急預演，使得工作人員能夠熟悉環(huán)境風險預案的內容和應急處理方法，在事故真正發(fā)生時能夠從容應對[5]。

4 結語

總而言之，生活垃圾焚燒發(fā)電項目屬于一種基于可持續(xù)發(fā)展的項目，可以將環(huán)境保護和能源回收有機結合起來，在實現(xiàn)生活垃圾減量化、無害化處理的同時，也可以在一定程度上緩解電能緊缺問題，符合循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展要求。在項目實施過程中，應該做好必要的環(huán)境風險評價，從風險識別、風險分析、風險評價和風險防范等角度，盡可能減少項目建設對于環(huán)境的負面影響，推動經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

[1] 黃明.環(huán)境風險評價在垃圾焚燒發(fā)電項目環(huán)評中的應用——以成都九江垃圾焚燒發(fā)電廠為例[J].環(huán)境影響評價,2014(1):49～52.

[2] 盛周君,孫文潭,陳玉.生活垃圾焚燒發(fā)電項目環(huán)境風險評價工作重點探討[J].低碳世界,2015(6):9～10.

[3] 謝剛,孔顥.基于AHP的BOT生活垃圾焚燒發(fā)電項目風險評價研究[J].中國科技縱橫,2015(9):199～200.

[4] 呂連宏,羅宏,張征,等.生活垃圾焚燒發(fā)電廠的環(huán)境風險評價[J].環(huán)境工程,2010(2):114～117.

[5] 崔小愛.生活垃圾焚燒發(fā)電項目環(huán)境影響及保護對策研究[D].南京農(nóng)業(yè)大學,2013.

10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.11.018