生活垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾池惡臭氣體控制

王乃天 孫亞峰

摘要：提出了兩種維持垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾池負(fù)壓值的計算排風(fēng)量的方法，針對焚燒爐一次風(fēng)吸風(fēng)量是否能滿足垃圾池負(fù)壓要求，提出了不同的垃圾池維持負(fù)壓的設(shè)計方案。

關(guān)鍵詞：垃圾焚燒發(fā)電；垃圾池；負(fù)壓；負(fù)壓計算；除臭

1 引言

臭氣總是與垃圾相伴而生。臭氣的外泄不僅會對工人的健康造成危害，還會對生態(tài)環(huán)境、企業(yè)聲譽產(chǎn)生一系列的負(fù)面影響。本文依托南海區(qū)某垃圾焚燒發(fā)電項目，對垃圾池防臭方案進(jìn)行探討。

2 項目簡介

本項目為南海區(qū)某垃圾焚燒發(fā)電三期項目，一期、二期已投產(chǎn)運營。建設(shè)地點在廣東省佛山市獅山鎮(zhèn)，總焚燒能力為1500t/d，焚燒垃圾主要來自于南海區(qū)城市生活垃圾。

3 垃圾池惡臭氣體來源

垃圾池內(nèi)儲存了大量的生活垃圾，其中有機物經(jīng)過微生物的厭氧消化反應(yīng)，被分解、轉(zhuǎn)化為各種惡臭氣味的污染物[1]，針對南海二期垃圾焚燒項目進(jìn)行現(xiàn)場檢測，其主要污染因子詳見表1。

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4 惡臭氣體控制方案

將垃圾池設(shè)計為全封閉式，并維持負(fù)壓運行已經(jīng)成為行業(yè)慣例。但如何保證垃圾池負(fù)壓為設(shè)計難點，筆者針對垃圾池負(fù)壓計算以及維持負(fù)壓的設(shè)計思路進(jìn)行了研究。

4.1垃圾池負(fù)壓計算方法

目前，設(shè)計中常用換氣次數(shù)法假定垃圾池滿足負(fù)壓要求。即假設(shè)垃圾池中垃圾填充至總體積的30%，對剩余的70%空間與其上部空間的總和進(jìn)行1次/h的換氣。

機械加壓送風(fēng)是利用送風(fēng)機供給防煙樓梯間等空間以室外新鮮空氣，并滿足以下條件：1.關(guān)門時維持這些空間一定的正壓值；2.開門時在門洞處保持對外部一定的風(fēng)速。與機械加壓送風(fēng)原理相似，垃圾池防止臭味外泄也需要滿足兩點要求：1.在關(guān)閉卸料大門時，整個垃圾池維持一定的負(fù)壓值。2.卸料大門開啟時，在門洞處保持一定的從卸料大廳吸風(fēng)風(fēng)速。因此可以引用機械加壓防煙送風(fēng)量的計算方法，作為垃圾池維持負(fù)壓值的計算公式。

加壓送風(fēng)量計算方法主要有兩種，壓差法和風(fēng)速法。

壓差法是指采用機械加壓的防煙樓梯間及其前室，在防火門關(guān)閉的條件下，為保證一定的正壓值，計算得到的送風(fēng)量。將壓差法概念引入到垃圾池除臭系統(tǒng)，可以認(rèn)為在卸料大門關(guān)閉的條件下，為保證垃圾池內(nèi)一定的負(fù)壓值，計算得到的排風(fēng)量。排風(fēng)量Ly（m3/h）[2]：

式中 △P—卸料大門兩側(cè)的壓差值；

b—指數(shù)，對于門縫及較大漏風(fēng)面積取2；

0.827—計算常數(shù)；

1.25—不嚴(yán)密處附加系數(shù)；

A—門縫隙的計算漏風(fēng)總有效面積，m2。

《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB51251-2017）中指出，前室與走道之間的壓差應(yīng)為25～30Pa；《醫(yī)院隔離技術(shù)規(guī)范》（WS/T311-2009）中指出，負(fù)壓病室的氣壓宜為-30Pa。筆者認(rèn)為防煙設(shè)計與隔離病房設(shè)計規(guī)定的壓差值均為保證室內(nèi)空氣不與外界產(chǎn)生影響的最低限值，可以將此壓差值規(guī)定為垃圾池除臭系統(tǒng)壓差值，即△P取30Pa。

風(fēng)速法是指采用機械加壓的防煙樓梯間及其前室，在防火門開啟的條件下，保持門洞處一定風(fēng)速所需的風(fēng)量。將風(fēng)速法概念也引入到垃圾池除臭系統(tǒng)，認(rèn)為在卸料大門開啟的條件下，為保證垃圾池內(nèi)一定的負(fù)壓值，計算得到的排風(fēng)量。排風(fēng)量Lv（m3/h）：

式中 F—每個門的開啟面積，m2；

v—開啟門洞處的平均風(fēng)速，取0.7～1.2m/s；

a—背壓系數(shù)，根據(jù)垃圾池密封程度取0.6～1.0；

b—漏風(fēng)附加率，取0.1～0.2；

n—同時開啟門的計算數(shù)量。根據(jù)廠房運行要求，取同時開啟門數(shù)量值。

針對南海區(qū)垃圾焚燒發(fā)電項目，應(yīng)用換氣次數(shù)法、壓差法和風(fēng)速法分別進(jìn)行排風(fēng)量計算。本項目垃圾池總體積為37712m3，上部空間為46125m3，換氣次數(shù)法計算總排風(fēng)量為72523m3/h。本項目共有3.8mX6.0m的卸料大門7座，假定大門門縫為2cm，則總漏風(fēng)面積為 ，壓差值△P取30Pa，指數(shù)b取2，壓差法計算排風(fēng)量Ly為55932m3/h。電動垂直提升門可認(rèn)為開啟面積為實際門洞面積，開啟門洞處的風(fēng)速取0.8m/s，背壓系數(shù)a取0.8，漏風(fēng)附加率b取0.2，同時開啟門數(shù)量n為2，計算排風(fēng)量Lv為196992m3/h。

對比三種計算方法可以看出，風(fēng)速法計算排風(fēng)量大于換氣次數(shù)法和壓差法計算的排風(fēng)量，因此應(yīng)以風(fēng)速法計算排風(fēng)量作為運行中的垃圾池防止臭氣外溢的排風(fēng)量。選取備用除臭設(shè)備時，可采用壓差法計算的風(fēng)量進(jìn)行選型，在滿足垃圾池臭氣不外溢的條件下，最小排風(fēng)量值意味著減少初投資及運行費用。

4.2垃圾池負(fù)壓設(shè)計思路

為維持垃圾池內(nèi)負(fù)壓狀態(tài)，將一次風(fēng)進(jìn)風(fēng)口引至垃圾池上空，從垃圾池內(nèi)吸風(fēng)助燃，消除垃圾池內(nèi)臭氣。南海垃圾焚燒發(fā)電項目一次風(fēng)吸風(fēng)量為317650m3/h，大于風(fēng)速法計算的排風(fēng)量，因此僅通過一次風(fēng)吸風(fēng)便可滿足垃圾池除臭要求。

對于某些項目，一次風(fēng)吸風(fēng)量可以滿足卸料大門關(guān)閉時負(fù)壓值，但無法保證卸料大門開啟時門洞風(fēng)速要求，則需要增設(shè)輔助吸風(fēng)除臭設(shè)備系統(tǒng)。筆者設(shè)計過某危廢處理項目，其一次風(fēng)吸風(fēng)量為54000m3/h，業(yè)主提出同時開啟卸料大門數(shù)n為3，3.6mX5.0m的卸料大門共7座，開啟門洞處的風(fēng)速取0.8m/s，背壓系數(shù)a取0.8，漏風(fēng)附加率b取0.2，風(fēng)速法計算排風(fēng)量Lv為233280m3/h。一次風(fēng)吸風(fēng)量無法滿足風(fēng)速法計算排風(fēng)量，因此增設(shè)一套間歇運行的除臭設(shè)備。當(dāng)卸料大門開啟時，連鎖除臭設(shè)備啟動，增加從垃圾池內(nèi)的吸風(fēng)量。

5 結(jié)語

本文通過引用機械加壓防煙送風(fēng)量的概念，提出兩種新的維持垃圾池負(fù)壓的計算方法。并且提出了當(dāng)一次風(fēng)吸風(fēng)量不滿足設(shè)計要求時增設(shè)輔助除臭設(shè)備的方案。

參考文獻(xiàn)

[1]李東偉，尹光志.廢水厭氧生物處理技術(shù)原理及應(yīng)用[M].重慶大學(xué)出版社，2006.

[2]陸耀慶等.實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊[M].中國建筑工業(yè)出版社，2008.

（作者單位：中國航空規(guī)劃設(shè)計研究總院）