垃圾焚燒電廠臭源分布及對(duì)策分析

陳 圓，洪 勇，李 英

(上?？岛悱h(huán)境股份有限公司，上海 201703)

1 引 言

隨著城市化進(jìn)程的不斷發(fā)展，城市生活垃圾也隨之不斷增加。目前城市生活垃圾處理方式主要有衛(wèi)生填埋、堆肥和焚燒發(fā)電。焚燒發(fā)電由于其占地面積小、處理快速、社會(huì)效益好等優(yōu)勢(shì)，逐漸成為一種主流的垃圾處理方式。依據(jù)垃圾焚燒發(fā)電工藝需求，垃圾在廠區(qū)存儲(chǔ)、發(fā)酵、脫水過程中會(huì)產(chǎn)生氨氣、硫化氫、甲硫醇、甲硫醚等惡臭物質(zhì)，對(duì)周圍空氣環(huán)境產(chǎn)生二次污染，形成了較差的職業(yè)衛(wèi)生環(huán)境，影響電廠運(yùn)行人員的健康及工作狀態(tài)，同時(shí)廠區(qū)內(nèi)的臭氣也是公眾對(duì)垃圾焚燒發(fā)電廠關(guān)注的重要指標(biāo)之一，從設(shè)計(jì)、運(yùn)營等方面做好垃圾焚燒發(fā)電廠臭氣綜合處理具有重要的意義。

2 垃圾焚燒發(fā)電廠臭氣特點(diǎn)

垃圾焚燒發(fā)電廠是利用垃圾焚燒產(chǎn)生的熱能通過余熱鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)組等系列設(shè)備轉(zhuǎn)化為電能。在發(fā)電廠運(yùn)行過程中，為了提高焚燒爐設(shè)備的熱效率，垃圾需要在垃圾坑內(nèi)經(jīng)過7天左右的脫水、發(fā)酵過程，這樣可以有效提高入爐垃圾的單位熱值進(jìn)而提高焚燒發(fā)電設(shè)備的整體熱效率。

一般而言垃圾焚燒發(fā)電廠主要以焚燒生活垃圾為主，而堆放在垃圾坑內(nèi)的生活垃圾在微生物的代謝作用下發(fā)生分解，其中的有機(jī)物分別轉(zhuǎn)化為H2S、NH3、CH3SH和揮發(fā)性有機(jī)酸等惡臭氣體。這些氣體揮發(fā)性較大，易擴(kuò)散在大氣中，而且部分氣體有毒、刺激性氣味大，垃圾惡臭物質(zhì)種類和濃度參考值詳見表1[1]。

表1 垃圾惡臭物質(zhì)種類和濃度參考值Tab.1 Reference value for the type and concentration of waste odors

垃圾發(fā)酵產(chǎn)生的氨、硫化氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲硫醚、三甲胺、二硫化碳等惡臭物質(zhì)會(huì)危害人體的呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等。因此，垃圾焚燒發(fā)電廠的臭氣控制需引起足夠重視，最大限度降低惡臭對(duì)人體、環(huán)境的影響。

根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范要求，廠區(qū)臭氣處理凈化夠其污染物濃度指標(biāo)達(dá)到《惡臭污染物排放指標(biāo)》(GB14554-1993)中規(guī)定的惡臭污染物廠界標(biāo)準(zhǔn)中的最低標(biāo)準(zhǔn)值?？紤]近期生態(tài)環(huán)境部已發(fā)布《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(征求意見稿)》，規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)待更新，本文不在敘述具體排放標(biāo)準(zhǔn)值。

3 垃圾焚燒發(fā)電廠臭氣源主要分布區(qū)域

3.1 垃圾坑：垃圾坑是全廠垃圾存儲(chǔ)、發(fā)酵的場(chǎng)所，在垃圾發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生大量的惡臭氣體，其是全廠臭氣的主要產(chǎn)生區(qū)域。

3.2 卸料大廳：卸料大廳是垃圾車輸送倒卸垃圾的一個(gè)平臺(tái)，垃圾車通過卸料門將垃圾倒入垃圾坑內(nèi)。垃圾車在卸料過程中存在垃圾和滲瀝液的散落，造成卸料大廳有大量惡臭氣體。

3.3 上料棧橋：上料棧橋作為垃圾車進(jìn)入主廠房卸料大廳的專屬通道，垃圾車在進(jìn)出卸料大廳過程中也會(huì)因?yàn)槔蜐B瀝液的散落而污染棧橋通道，造成棧橋通道內(nèi)也存在惡臭氣體。

3.4 滲瀝液溝道間：滲瀝液溝道間作為垃圾發(fā)酵產(chǎn)生的滲瀝液導(dǎo)出排放和收集的地方，此處的惡臭氣體較為嚴(yán)重且同時(shí)存在可燃性氣體甲烷。

1.2.1 RNA-seq數(shù)據(jù)獲取 人結(jié)腸癌細(xì)胞株SW1116瞬轉(zhuǎn)miR-1254模擬體后24 h，通過TRIzol?提取細(xì)胞全RNA，干冰保存送檢北京貝瑞和康公司測(cè)序。

3.5 焚燒間推料器處：推料器作為推送垃圾入焚燒爐的系統(tǒng)，此處也會(huì)存在惡臭氣體。

3.6 滲瀝液處理站：滲瀝液處理站作為全廠滲瀝液綜合凈化處理系統(tǒng)，其在凈化處理過程中會(huì)散發(fā)惡臭氣體，尤其是在滲瀝液調(diào)節(jié)池?fù)Q氣產(chǎn)生大量惡臭氣體。

4 垃圾焚燒發(fā)電廠臭氣強(qiáng)度分布

臭氣強(qiáng)度被認(rèn)為是衡量臭氣危害程度的尺度標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合目前國內(nèi)采用的臭氣強(qiáng)度分級(jí)方法，將臭氣強(qiáng)度分為6個(gè)等級(jí)，如表2所示[2]。

表2 與臭氣強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的臭氣濃度限值Tab.2 The concentration limit and intensity of the odour

根據(jù)以上臭氣強(qiáng)度等級(jí)表示方法，對(duì)垃圾焚燒發(fā)電廠全廠主要臭氣區(qū)域的臭氣強(qiáng)度進(jìn)行分類，如下圖所示。

5 垃圾焚燒發(fā)電廠臭氣控制措施

垃圾焚燒發(fā)電廠的臭氣控制措施主要從除臭和防臭兩方面進(jìn)行考慮，所謂除臭即通過物理吸附、化學(xué)洗滌、生物除臭等方案吸附或者降解惡臭氣體；防臭即通過控制和隔離的措施減少惡臭氣體的影響，防臭設(shè)計(jì)需工藝、通風(fēng)和建筑等各專業(yè)密切配合下進(jìn)行，針對(duì)不同功能區(qū)域特征采取不同的惡臭防制措施[3]。

5.1 垃圾坑

垃圾坑作為全廠最主要的惡臭氣體發(fā)生源，是全廠臭氣控制的重點(diǎn)區(qū)域。垃圾坑設(shè)計(jì)為一個(gè)相對(duì)封閉的空間，惡臭源主要是垃圾發(fā)酵產(chǎn)生的異味，為防止惡臭氣體通過卸料門或者縫隙外逸，垃圾坑通過機(jī)械排風(fēng)方式維持負(fù)壓以防止臭氣向垃圾坑外逸。對(duì)于垃圾坑的除臭方案有兩種情況：1、焚燒爐設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)的機(jī)械通風(fēng)除臭方案；2、焚燒爐設(shè)備故障或停爐時(shí)的機(jī)械通風(fēng)除臭方案。

第一種情況方案：根據(jù)垃圾焚燒工藝需求特性，利用一次風(fēng)風(fēng)機(jī)從垃圾坑上部吸風(fēng)口吸入含有臭氣的空氣，作為燃燒空氣從爐排底部送入焚燒爐，臭氣污染物在焚燒爐內(nèi)被燃燒降解，進(jìn)而使垃圾坑內(nèi)形成負(fù)壓狀態(tài)達(dá)到臭氣不外逸。例如，某工程一次風(fēng)機(jī)系統(tǒng)風(fēng)量約為73 161m3/h,換氣次數(shù)約為1.5次/h，目前實(shí)際運(yùn)行效果良好，能夠有效保證垃圾坑臭氣的外逸。此設(shè)計(jì)方案需結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在滿足垃圾車卸料垃圾的前提下，盡量減少垃圾卸料門開啟個(gè)數(shù)，以免影響垃圾坑內(nèi)負(fù)壓狀態(tài)(設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)約在20～30Pa之間)。

5.2 滲瀝液溝道間

考慮滲瀝液溝道間位于地下且為封閉長廊且內(nèi)有大量惡臭氣體和可燃性氣體，該區(qū)域設(shè)置機(jī)械送風(fēng)和機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)，送風(fēng)采用室外新風(fēng)，排風(fēng)將滲瀝液溝道間臭氣送至垃圾坑內(nèi)，再由一次風(fēng)機(jī)引入焚燒爐內(nèi)高溫焚燒。此區(qū)域設(shè)置平時(shí)及事故通風(fēng)系統(tǒng)，且建議設(shè)置2臺(tái)通風(fēng)機(jī)，平時(shí)正常情況下開啟1臺(tái)正常通風(fēng)，在可燃、有毒氣體濃度探頭報(bào)警時(shí)聯(lián)鎖啟動(dòng)第2臺(tái)通風(fēng)機(jī)以滿足事故狀態(tài)下通風(fēng)量的要求，單臺(tái)通風(fēng)機(jī)風(fēng)量按換氣次數(shù)6次/h考慮。為更好的維持滲瀝液溝道間的負(fù)壓，送風(fēng)量按排風(fēng)量的85%考慮。另外，溝道間兩端設(shè)置氣密間，減少臭氣流通外逸。

5.3 滲瀝液處理站

滲瀝液處理站一般建在垃圾焚燒發(fā)電廠內(nèi)，是全廠第二大惡臭氣體源，其工藝處理過程中產(chǎn)生的臭氣具備高溫燃燒處理的條件。因此，焚燒發(fā)電廠滲瀝液處理站的臭氣宜采用焚燒處理方式，滲瀝液處理站產(chǎn)生的臭氣通過設(shè)置在各區(qū)域的臭氣引風(fēng)機(jī)引入至垃圾坑，再通過一次風(fēng)機(jī)送入焚燒爐內(nèi)高溫焚燒降解。為了避免臭氣在風(fēng)管內(nèi)泄漏，建議將引風(fēng)機(jī)設(shè)置在主廠房內(nèi)，實(shí)行負(fù)壓輸送。

5.4 卸料大廳

卸料大廳設(shè)計(jì)為封閉形式且出入通道設(shè)置門斗和氣閘間等措施，防止臭氣外逸擴(kuò)散；其次，在卸料大廳和棧橋連接的大門設(shè)置空氣幕，利用強(qiáng)制空氣流動(dòng)來阻斷卸料大廳室內(nèi)外空氣流動(dòng)；再次，需定期沖洗卸料平臺(tái)，同時(shí)可考慮設(shè)置生物或者化學(xué)除臭系統(tǒng)，減輕卸料大廳臭氣污染。

5.5 上料棧橋

上料棧橋作為垃圾車進(jìn)入焚燒發(fā)電廠卸料平臺(tái)的唯一通道，建議將棧橋設(shè)置為封閉型，減少臭氣外逸，同時(shí)設(shè)置坡道沖洗水源，定期沖洗消除惡臭源。另外，棧橋設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮防滲、防泄、集中排水系統(tǒng)等來減少臭氣對(duì)環(huán)境的影響。

5.6 焚燒間推料器

焚燒間推料器處及其他臭氣源地點(diǎn)可考慮設(shè)置二次風(fēng)吸風(fēng)口，將焚燒間臭氣有序送入焚燒爐內(nèi)高溫燃燒降解。

5.7 中央控制室及參觀通道

對(duì)于中央控制室及參觀通道等長期有人員存在的區(qū)域需重點(diǎn)考慮防臭設(shè)計(jì)，此區(qū)域需設(shè)置新風(fēng)系統(tǒng)送入室外新鮮空氣，保持區(qū)域微正壓狀態(tài)，防止臭氣污染。此區(qū)域的相對(duì)正壓值順序?yàn)橹醒肟刂剖?參觀通道>廠房，即空氣的流動(dòng)方向?yàn)橹醒肟刂剖摇獏⒂^通道—廠房[4]。

5.8 其他臭氣控制措施

5.8.1 垃圾坑內(nèi)所有通往其他區(qū)域的門都設(shè)置雙層密封門且具有自閉功能，利用雙層門之間設(shè)置隔離緩沖，同時(shí)設(shè)置正壓通風(fēng)，維持氣密間微正壓，防止臭氣外逸；

5.8.2 規(guī)范垃圾池的操作管理，利用抓斗對(duì)垃圾不停地進(jìn)行攪拌翻動(dòng)，不僅可使進(jìn)爐垃圾熱值均勻，且可相對(duì)減少厭氧發(fā)酵時(shí)間，減少惡臭產(chǎn)生；

5.8.3 加強(qiáng)運(yùn)行管理來對(duì)臭氣進(jìn)行控制，如盡量減少全廠停產(chǎn)頻率、一次風(fēng)系統(tǒng)保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)、垃圾池密封化等；

5.8.4 垃圾坑土建結(jié)構(gòu)上采用特殊工藝處理，防止臭氣通過墻體、縫隙擴(kuò)散至室外，又防止?jié)B瀝液滲入土壤污染地下環(huán)境；

5.8.5 采用封閉式的垃圾運(yùn)輸車。

通過以上控制措施的良好實(shí)施，可以有效控制全廠臭氣的擴(kuò)散，并且維持全廠臭氣等級(jí)基本在0～2之間，能夠形成良好的職業(yè)衛(wèi)生環(huán)境。

6 結(jié) 語

對(duì)于垃圾焚燒發(fā)電廠的惡臭控制，關(guān)鍵在于臭氣源頭的有效控制，如垃圾坑負(fù)壓設(shè)計(jì)(一次風(fēng)系統(tǒng))、垃圾坑有效密封等；其次是利用良好的通風(fēng)設(shè)計(jì)、土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及有效的運(yùn)行管理等措施來降低臭氣外逸現(xiàn)象。本文僅分析總結(jié)了常規(guī)垃圾焚燒發(fā)電廠惡臭氣體來源及相應(yīng)的除臭防臭措施，為以后同類垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建設(shè)及運(yùn)營提供了參考。