生活垃圾焚燒電廠防臭措施與除臭系統(tǒng)設(shè)計

李 朋

(上?？岛悱h(huán)境股份有限公司， 上海 201703)

引 言

近年來，由于垃圾焚燒電廠占地面積小、環(huán)保、節(jié)能、社會效益高，逐漸受到各國政府及環(huán)保企業(yè)的青睞。垃圾焚燒電廠在垃圾轉(zhuǎn)運、存儲和焚燒過程中對環(huán)境的影響，逐漸引起各環(huán)保企業(yè)及設(shè)計公司的重視。垃圾焚燒電廠合理設(shè)計，尤其防臭除臭系統(tǒng)設(shè)計，減少對環(huán)境的污染，具有更重要的社會價值。

目前國內(nèi)大部分有關(guān)垃圾焚燒廠防臭、除臭相關(guān)文獻(xiàn)僅停留在臭氣分析、臭氣來源，除臭系統(tǒng)的描述，除臭措施等理論方面的論述[1-2]，而真正對除臭系統(tǒng)設(shè)計、技術(shù)重點說明及實際項目應(yīng)用分析相關(guān)文獻(xiàn)很少。本文通過對垃圾焚燒廠不同區(qū)域的臭氣特點，針對性總結(jié)防臭、除臭措施，并提出具體設(shè)計、計算方法以及項目應(yīng)用案例。根據(jù)以往項目經(jīng)驗對垃圾焚燒廠除臭設(shè)計重點總結(jié)，從而有效解決垃圾焚燒電廠二次污染，對保護(hù)環(huán)境起到較好作用。同時，為以后垃圾焚燒發(fā)電廠除臭系統(tǒng)設(shè)計提供良好的參考和借鑒。

1 垃圾焚燒電廠防臭、除臭設(shè)計概述

生活垃圾焚燒電廠臭氣具有產(chǎn)生源分散，臭氣中污染物濃度低且分布不均勻的特點。為了對臭氣進(jìn)行控制，可從防臭和除臭兩方面考慮，首先從源頭控制，減小其排放量，然后采取措施，防臭、除臭兩者相結(jié)合提高效果。對有人與無人區(qū)通過正負(fù)壓控制，實現(xiàn)氣流組織順暢，減小污染源滲透和外溢；通過主動與就地控制相結(jié)合，建筑與暖通專業(yè)的高度配合等，實現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同控制。同時，在設(shè)計中充分考慮系統(tǒng)的合理性及實用性，采用先進(jìn)的科技及技術(shù)，最大限度達(dá)到惡臭污染控制。

1.1 臭氣來源

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。垃圾電廠臭氣主要分布在以下4個區(qū)域：垃圾坑，滲瀝液溝道間及滲瀝液收集池，上料坡道、卸料大廳，滲瀝液處理區(qū)域[3]。

1.2 防臭、除臭主要設(shè)計方法

垃圾焚燒電廠防臭、除臭設(shè)計需要同焚燒工藝、建筑設(shè)計等專業(yè)配合，根據(jù)垃圾發(fā)電廠的地形和功能要求，結(jié)合垃圾焚燒污染特點，采取適當(dāng)?shù)拇胧?。對惡臭防治的主要措施包括防、堵、消、排等。垃圾焚燒除臭設(shè)計的主要原則包括如下兩點[4]。

(1)分析確定各惡臭敏感區(qū)域的特性，針對污染點惡臭程度，敏感性等特點，采取不同方案。

(2)針對焚燒的運行與停機(jī)工況采取不同措施。

2 防臭分析及應(yīng)用

生活垃圾焚燒電廠的惡臭污染主要采用控制和隔離的方法從源頭對臭氣進(jìn)行防治并減小排放。表1根據(jù)控制原理，分析各種防控措施及應(yīng)用。

表1 垃圾焚燒電廠防臭措施及應(yīng)用Tab.1 deodorization measures and applications of waste incineration power plants

3 除臭工藝分析

生活垃圾所產(chǎn)生的惡臭主要成分為硫化物、低級脂肪胺等。防治方法主要有：吸附、吸收、生物分解、化學(xué)氧化、燃燒等。按治理的方式分成物理、生物、化學(xué)3類。

3.1 活性炭吸附除臭技術(shù)

活性炭除臭是較為成熟的物理除臭技術(shù)，設(shè)備分進(jìn)風(fēng)段、過濾段、出風(fēng)段。臭氣從進(jìn)風(fēng)段進(jìn)入除臭箱體，經(jīng)由濾筒吸附凈化，達(dá)標(biāo)后的空氣由風(fēng)機(jī)排入大氣?；钚蕴砍粼O(shè)備凈化效率為60%～70%，結(jié)構(gòu)緊湊占地面積小，耐腐蝕，耐老化性能好，且系統(tǒng)簡單，初投資及運行成本低，操作、管理、維護(hù)簡便。

3.2 天然植物液除臭技術(shù)

植物除臭劑的原材料含有天然植物提取液，經(jīng)過先進(jìn)的微乳化，使它可以與水相溶，成透明的水溶液。它不含酒精，非易燃易爆，非毒性，還可生物降解，不會產(chǎn)生二次污染。

3.3 離子除臭技術(shù)

高能離子除臭技術(shù)成熟高效。它具有占地面積小，能耗低，受環(huán)境影響小的優(yōu)點。采用離子發(fā)生裝置，能徹底、全面消除空氣中的各種異味，殺滅空氣中的細(xì)菌，去除有害物質(zhì)。可在很短的時間里消除臭氣分子，達(dá)到除臭目的。

4 除臭應(yīng)用

垃圾焚燒電廠產(chǎn)生的惡臭氣味，對人身心健康產(chǎn)生影響，降低人的情緒。為了減少惡臭對工作人員和周圍居民的影響，需將惡臭控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，并根據(jù)不同區(qū)域的惡臭特征和敏感性采取有效措施。

4.1 垃圾坑

垃圾焚燒電廠需設(shè)置垃圾坑進(jìn)行垃圾存儲，在處理過程中，會有大量惡臭氣體產(chǎn)生。垃圾坑是最大的惡臭產(chǎn)生源頭，焚燒爐運行和停爐兩種除臭方式，是垃圾坑除臭的主要部分。

焚燒爐運行時，抽風(fēng)機(jī)將垃圾坑中臭氣吸出，送入負(fù)壓的焚燒爐內(nèi)，爐內(nèi)的惡臭氣體不斷被燃燒、分解，垃圾坑負(fù)壓，防止氣體外溢[5]。焚燒爐停止運行或檢修時的應(yīng)急除臭系統(tǒng)一般采用活性炭作為吸附劑，臭氣處理達(dá)標(biāo)后排放。

4.1.1 應(yīng)急除臭系統(tǒng)說明

垃圾坑應(yīng)急除臭系統(tǒng)與垃圾坑排煙系統(tǒng)末端共用，在焚燒爐停爐及檢修時，臭氣經(jīng)垃圾坑上方的風(fēng)管及風(fēng)口經(jīng)過活性炭吸附達(dá)標(biāo)后排至室外，火災(zāi)時運行消防系統(tǒng)。系統(tǒng)流程如圖1所示。

圖1 垃圾坑應(yīng)急除臭系統(tǒng)流程圖Fig.1 flow chart of emergency deodorization system of garbage pit

4.1.2 除臭風(fēng)量計算

垃圾坑除臭風(fēng)量主要由四部分組成，表2為垃圾坑應(yīng)急除臭風(fēng)量說明。

4.1.3 設(shè)備及材料說明

在對除臭系統(tǒng)風(fēng)機(jī)選型時，需根據(jù)整個系統(tǒng)阻力計算，保證風(fēng)機(jī)風(fēng)量、壓頭滿足系統(tǒng)要求，并綜合考慮系統(tǒng)阻力特性及風(fēng)機(jī)特性曲線，使風(fēng)機(jī)在最高效率范圍。同時，由于垃圾坑內(nèi)有可燃及腐蝕性氣體如甲烷等，因此風(fēng)機(jī)需選用防爆型，電機(jī)外置；風(fēng)管管道材料及閥門等均需選用防腐材料；由于本系統(tǒng)末端與消防系統(tǒng)共用，需考慮消防系統(tǒng)要求。

表2 垃圾坑除臭風(fēng)量組成表Tab.2 composition of deodorization air volume of garbage pit

4.2 卸料大廳離子氧送風(fēng)

垃圾卸料大廳面積大，車量進(jìn)出頻繁，極易污染?？稍O(shè)置成微密閉結(jié)構(gòu)，并考慮微負(fù)壓，也可采用水沖洗及離子氧送風(fēng)等方式處理該區(qū)域的臭氣，減少對人員影響。

4.2.1 系統(tǒng)說明

卸料大廳采用“離子新風(fēng)系統(tǒng)”的除臭工藝，對空間內(nèi)逸散的惡臭氣體組分進(jìn)行去除。離子風(fēng)從靠近外墻內(nèi)部側(cè)送入卸料大廳后，由垃圾坑的負(fù)壓，通過卸料門將大廳的臭氣抽走。卸料大廳氣流從離子出風(fēng)口至大廳中心至卸料門洞負(fù)壓逐漸增大，氣流組織有序流向垃圾坑，從而保持大廳清爽環(huán)境。系統(tǒng)流程如圖2所示。

圖2 臭氣治理工藝流程框圖
Fig.2 Diagram of odor treatment process

4.2.2 風(fēng)量計算

垃圾卸料平臺層高較高(約10m)，室內(nèi)空間大，占地面積廣，換氣次數(shù)對新風(fēng)風(fēng)量的影響很大。送風(fēng)量過大，會導(dǎo)致房間內(nèi)正壓較大，房間內(nèi)臭氣外溢或?qū)嶋H送風(fēng)量達(dá)不到設(shè)計值。卸料大廳換氣次數(shù)目前沒有規(guī)范明確，通常按照1～3次/h。杭州某項目為例，分兩種情況換氣分析比較。方案一采用全面通風(fēng)，3次換氣；方案二局部通風(fēng)[6](人員活動有效空間換氣)，2次換氣，按照大廳人員活動區(qū)域在4m以下，風(fēng)管靠墻安裝5m高度，不影響車輛運行，同時風(fēng)口側(cè)吹，百葉偏向下方，送風(fēng)范圍在2～3m高度。風(fēng)量設(shè)計、風(fēng)機(jī)能耗及運行費用等如表3所示。

表3 卸料大廳除臭通風(fēng)設(shè)計參數(shù)對比表Tab.3 comparison of design parameters of deodorization ventilation in discharge hall

從表3可見，在人員活動區(qū)考慮局部送風(fēng)，可有效減少建筑面積，節(jié)省初投資和運行費用，達(dá)到事半功倍的效果，既滿足通風(fēng)效果又有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

4.2.3 材料及說明

考慮氣體有腐蝕性，風(fēng)機(jī)采用玻璃鋼材質(zhì)，風(fēng)管、風(fēng)口、風(fēng)閥采用碳鋼(內(nèi)、外涂刷防腐涂料)材質(zhì)，離子箱體等采用304不銹鋼材料。

4.3 滲瀝液溝、滲瀝液池

垃圾滲瀝液池較為狹長，布置在地下，臭味很大。該區(qū)域有操作維修人員，其除臭通風(fēng)非常重要，對人員健康、防止事故發(fā)生有重要意義。本區(qū)域設(shè)置機(jī)械送風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)，并保持負(fù)壓防止臭氣外逸。送風(fēng)來自室外潔凈區(qū)，排風(fēng)送至垃圾坑后由一次風(fēng)機(jī)送至焚燒爐。

4.3.1 通風(fēng)計算

滲瀝液溝道間及泵房分平時通風(fēng)與事故通風(fēng)，平時通風(fēng)量按照換氣次數(shù)6次/h計算，事故通風(fēng)量按照12次/h計算。滲瀝液溝道間送、排風(fēng)各設(shè)置兩套系統(tǒng)，平時一套系統(tǒng)24h運行，另一套系統(tǒng)作為備用，同時與24h運行的系統(tǒng)一起作為滲瀝液溝道間的事故通風(fēng)系統(tǒng)。送風(fēng)風(fēng)量小于排風(fēng)風(fēng)量，保持滲瀝液溝道間負(fù)壓[7]。

4.3.2 材料及說明

送、排風(fēng)機(jī)連鎖，排風(fēng)機(jī)選用防腐、防爆風(fēng)機(jī)。當(dāng)有工作人員進(jìn)入滲瀝液溝道或收集池工作時，需檢測滲瀝液溝道或收集池中有害物質(zhì)的濃度。若有害物質(zhì)濃度過高，開啟備用送排風(fēng)系統(tǒng)，在臭氣濃度降低到人員可以進(jìn)入的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)后，工作人員做好有效防護(hù)措施后，方可進(jìn)入，保證工作人員安全性。

4.4 除臭系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)論

4.4.1 除臭工藝設(shè)計需具有針對性，根據(jù)實際場所考慮。

4.4.2 除臭風(fēng)量及系統(tǒng)直接影響能耗、運行費和設(shè)備占地面積。

4.4.3 除臭方式需從建筑、通風(fēng)、運營等多方面綜合考慮。

4.4.4 除臭工藝設(shè)計應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)合理性，合理選擇除臭工藝及設(shè)計參數(shù)，提高系統(tǒng)的安全性。

5 結(jié) 語

合理的垃圾焚燒電廠設(shè)計可以有效降低惡臭的產(chǎn)生，減少對周圍環(huán)境的影響。對產(chǎn)生惡臭的不同區(qū)域采取具有針對性的技術(shù)措施，能夠有效減少惡臭對人們的影響。采用適當(dāng)?shù)姆莱?、除臭方式，對加速垃圾焚燒電廠建設(shè)，提高社會效益和經(jīng)濟(jì)效益具有重大意義。