劉玉潔 許楊 廖正軍 曹慧

垃圾焚燒發(fā)電廠衛(wèi)生防護(hù)距離設(shè)置
——以重慶市第二垃圾焚燒發(fā)電廠為例

劉玉潔 許楊 廖正軍 曹慧

結(jié)合我國垃圾處理的發(fā)展趨勢及政策要求，對我國垃圾焚燒發(fā)電廠原有防護(hù)距離設(shè)置中存在的問題進(jìn)行了梳理，并以重慶市第二垃圾焚燒發(fā)電廠為例，在充分考慮廠區(qū)內(nèi)各臭氣源及處理措施的基礎(chǔ)上計算了不同情況下衛(wèi)生防護(hù)距離的設(shè)置距離。結(jié)果表明，臭氣的收集處理方式對衛(wèi)生防護(hù)距離影響很大。在采取較完善及有效的密閉處理措施后，其衛(wèi)生防護(hù)距離計算結(jié)果一般低于300 m，其邊界為主廠房及滲濾液處理車間邊界。

垃圾焚燒發(fā)電廠；惡臭；滲濾液處理站；垃圾坑；衛(wèi)生防護(hù)距離

《“十二五”全國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》（國辦發(fā)〔2012〕23號）、《國務(wù)院批轉(zhuǎn)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等部門關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市生活垃圾處理工作意見的通知》（ 國發(fā)〔2011〕9號）、《國家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》（國發(fā)〔2011〕42號）等各類規(guī)劃均明確鼓勵垃圾采用焚燒方式進(jìn)行處理，并提出“全國城鎮(zhèn)生活垃圾焚燒處理設(shè)施能力達(dá)到無害化處理總能力的35 %以上”。2011年，按生活垃圾清運量統(tǒng)計分析填埋、堆肥和焚燒處理比例分別占61.4 %、2.6 %（其中包括綜合處理廠數(shù)據(jù)）和15.9 %，其余20.1 %為堆放和簡易填埋處理[1]。因此垃圾焚燒發(fā)電在國內(nèi)還有較大的發(fā)展空間，但垃圾焚燒發(fā)電廠引起的環(huán)保問題也相對較多，主要針對二英類的健康影響及臭氣擾民兩方面。

張益、趙由才[2]認(rèn)為垃圾焚燒發(fā)電廠邊界以外500 m范圍內(nèi)應(yīng)避免集中居民區(qū)。呂連宏、羅宏[3]以秦皇島生活垃圾焚燒發(fā)電廠為例，認(rèn)為單純從計算結(jié)果來看，傳統(tǒng)方法衛(wèi)生防護(hù)距離的實際計算結(jié)果及二英類風(fēng)險計算結(jié)果均低于300 m，但國家明確規(guī)定環(huán)境防護(hù)距離不得小于300 m，因此確定的防護(hù)距離均為焚燒主廠房外300 m，吳旸[4]也在其碩士論文中認(rèn)為徐州某城市生活垃圾焚燒發(fā)電廠的環(huán)境防護(hù)距離在不考慮鍋爐爆炸等極小概率事件時設(shè)置90 m，在考慮極小概率事件時設(shè)置240 m。此外環(huán)發(fā)〔2008〕82號《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)生物質(zhì)發(fā)電項目環(huán)境影響評價管理工作的通知》建議新、改、擴(kuò)建的垃圾焚燒發(fā)電項目的環(huán)境防護(hù)距離不得小于300 m。

但原來的研究中對臭氣源及源強(qiáng)論述相對不足，也沒有考慮各個廠區(qū)的臭氣治理措施的差異，尤其是未考慮滲濾液處理區(qū)域的臭氣產(chǎn)生、治理及排放情況。本文以重慶市第二垃圾焚燒發(fā)電廠為例，充分考慮主廠房及滲濾液處理車間的臭氣產(chǎn)生、治理及排放情況計算該廠的衛(wèi)生防護(hù)距離并分析臭氣收集治理率對防護(hù)距離的影響。

1 重慶市第二垃圾焚燒發(fā)電廠項目概況

重慶市第二垃圾焚燒發(fā)電廠采用逆推式傾斜爐排爐和半干法煙氣處理技術(shù)（“SNCR脫硝＋半干法脫酸＋活性炭吸附＋布袋除塵器+尾氣在線監(jiān)測”），項目總投資約11億元人民幣，主體生產(chǎn)設(shè)備焚燒爐為4×600 t/d，處理進(jìn)廠生活垃圾2 933 t/d（97.7萬t/a），進(jìn)爐垃圾2 400 t/d（滲濾液按18 %計）。

1.1 廠區(qū)惡臭源

全廠主要產(chǎn)臭源為垃圾倉和卸料大廳，滲濾液處理站調(diào)節(jié)池、沉砂池、集水井、初沉池、污泥濃縮池、污泥脫水車間、生化池等，見表1～表2。

針對各臭氣源，企業(yè)采取垃圾接收大廳及垃圾坑保持負(fù)壓狀態(tài)（相對負(fù)壓15 Pa左右），防止臭氣外泄；滲濾液處理區(qū)的調(diào)節(jié)池、集水井、UASB池等頂部加蓋，為封閉結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部的惡臭氣體以自然流動的方式通過PVC管道連接到垃圾坑，與垃圾坑中的惡臭氣體一并作為一次進(jìn)風(fēng)燃燒處理。但生化池中的臭氣未進(jìn)行收集處理。焚燒爐停爐檢修期間，為防止垃圾坑內(nèi)可燃?xì)怏w聚集，垃圾坑內(nèi)設(shè)置可燃?xì)怏w檢測裝置。當(dāng)可燃?xì)怏w檢測超標(biāo)，或鍋爐停運檢修時，自動開啟除臭風(fēng)機(jī)將臭氣送入除臭間內(nèi)的活性炭除臭裝置（3臺）過濾并噴灑植物液除臭劑確保達(dá)標(biāo)后排入環(huán)境空氣中。

表1 廠區(qū)惡臭污染物源強(qiáng)表 單位：kg/h

表2 正常及非正常時惡臭污染物排放表 單位：kg/h

根據(jù)《重慶市第二垃圾焚燒發(fā)電廠項目環(huán)境影響報告書》（重慶市環(huán)境科學(xué)研究院，2009）、《重慶市第二垃圾焚燒處理廠項目三期工程環(huán)境影響報告書》（重慶市環(huán)境科學(xué)研究院，2011）、重慶市第二垃圾焚燒發(fā)電廠環(huán)境影響后評價報告》（重慶市環(huán)境科學(xué)研究院，2013）中的相關(guān)數(shù)據(jù)。考慮全廠4臺焚燒爐停運、除臭風(fēng)機(jī)和除臭裝置全部失效，垃圾倉、卸料大廳以及滲濾液處理站全部臭氣無組織排放，將H2S、NH3的排放源強(qiáng)作為其惡臭污染物無組織排放源強(qiáng)。

1.2 惡臭排放強(qiáng)度

全廠主要產(chǎn)臭源垃圾倉和卸料大廳都采用密封混凝土結(jié)構(gòu)，滲濾液處理站調(diào)節(jié)池、沉砂池、集水井、初沉池、污泥濃縮池、污泥脫水車間也采用加蓋密封的措施，將臭氣引入焚燒爐做燃燒空氣，理論上講垃圾倉、卸料大廳、滲濾液處理站加蓋水池的惡臭氣體基本不會外逸。鞠紅[5]、艾慶文等[6]在垃圾發(fā)電廠除臭設(shè)計及研究中也均未考慮外逸。但根據(jù)調(diào)查，實際運行過程中，由于垃圾卸料門頻繁開關(guān)或不關(guān)、臭氣輸送管道接口密封不嚴(yán)以及垃圾車卸料過程中，仍有微量臭氣外溢，正常情況下該部分惡臭氣體逃逸率考慮為10 %。而在垃圾焚燒爐停運的情況下，由于風(fēng)量的要求及除臭裝置的設(shè)計，活性炭除臭裝置的處理能力只能將50 %左右的臭氣進(jìn)行處理，此時惡臭氣體逃逸率考慮為50 %。

2 衛(wèi)生防護(hù)距離設(shè)置

根據(jù)我國現(xiàn)行的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，衛(wèi)生防護(hù)距離主要是針對不通過排氣筒或通過15 m 高度以下排氣筒的有害氣體無組織排放，對衛(wèi)生防護(hù)距離的定義為：產(chǎn)生有害因素的部門（車間或工段） 的邊界至居住區(qū)邊界的最小距離。目前除國家有明確規(guī)劃的行業(yè)外，其他有無組織廢氣產(chǎn)生的企業(yè)均按照GB/T 3840—1991 制定地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法中規(guī)定的公式計算相應(yīng)的衛(wèi)生防護(hù)距離。

2.1 衛(wèi)生防護(hù)距離計算

根據(jù)《制定地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法》（GB/ T 3840—1991）中推薦的衛(wèi)生防護(hù)距離估算方法計算，計算公式如下：

式中，Cm——標(biāo)準(zhǔn)濃度限值，mg/m3；

L——工業(yè)企業(yè)所需衛(wèi)生防護(hù)距離，m；

r——有害氣體無組織排放源所在生產(chǎn)單位的等效半徑，m。

根據(jù)該生產(chǎn)單位占地面積S(m2)計算，本次將垃圾倉及卸料大廳面積約6 500 m2、滲濾液處理站2 500 m2作為無組織排放源強(qiáng)。其余地塊基本無產(chǎn)臭源，所以不考慮。

Qc——工業(yè)企業(yè)有害氣體無組織排放量可以達(dá)到的控制水平，kg/h；

A、B、C、D——衛(wèi)生防護(hù)距離計算系數(shù)；根據(jù)工業(yè)企業(yè)所在地區(qū)近五年平均風(fēng)速與大氣污染源構(gòu)成類別表進(jìn)行取值，A=400、B=0.01、C=1.85、D=0.78。

無組織排放源計算參數(shù)及結(jié)果見表3。

根據(jù)《制定地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法》（GB/ T 13201—91）中要求“無組織排放多種有害氣體的工業(yè)企業(yè)，按Qc/Cm的最大值計算其所需衛(wèi)生防護(hù)距離；但當(dāng)按兩種或兩種以上的有害氣體的Qc/Cm值計算的衛(wèi)生防護(hù)距離在同一級別時，該類工業(yè)企業(yè)的衛(wèi)生防護(hù)距離級別應(yīng)該高一級”。根據(jù)表3計算結(jié)果，確定正常時垃圾倉、卸料大廳衛(wèi)生防護(hù)距離為200 m；滲濾液處理站衛(wèi)生防護(hù)距離為100 m。

在垃圾焚燒爐停運等非正常情況下，若臭氣逃逸率在50 %左右時，垃圾倉、卸料大廳衛(wèi)生防護(hù)距離為500 m；滲濾液處理站衛(wèi)生防護(hù)距離為200 m。

2.2 衛(wèi)生防護(hù)距離確定

從上述計算結(jié)果看，廠區(qū)的臭氣收集、處理效率對防護(hù)距離的最終確定影響較大，企業(yè)應(yīng)通過采取措施加強(qiáng)臭氣的收集與處理。由于垃圾焚燒爐停運等情況發(fā)生的可能性很小，因此按正常情況確定該廠的衛(wèi)生防護(hù)距離，此時最大防護(hù)距離為200 m，滿足環(huán)發(fā)〔2008〕82號中明確垃圾焚燒發(fā)電新改擴(kuò)建項目環(huán)境防護(hù)距離不得小于300 m的要求。結(jié)合環(huán)發(fā)〔2008〕82號，廠區(qū)最終的衛(wèi)生防護(hù)距離仍確定為以產(chǎn)臭構(gòu)筑物（垃圾倉、卸料大廳及滲濾液處理站）為邊界300 m范圍。

2.3 廠界實測結(jié)果

企業(yè)在試生產(chǎn)階段未對調(diào)節(jié)池、沉砂池、集水井、初沉池、污泥濃縮池等采取較完善的密閉處理措施，在此階段對廠界惡臭氣體進(jìn)行了監(jiān)測，之后在對調(diào)節(jié)池、沉砂池、集水井、初沉池、污泥濃縮池等采取完善的密閉措施后對廠界進(jìn)行了二次監(jiān)測，兩次監(jiān)測結(jié)果見表4，其中東南廠界及西南廠界為靠近污水處理車間一側(cè)。

表3 衛(wèi)生防護(hù)距離計算結(jié)果

表4 無組織排放惡臭氣體兩次監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計 單位：mg/m3

從實測結(jié)果來看，在密閉前，H2S、NH3能達(dá)廠界標(biāo)準(zhǔn)限值，但臭氣濃度超標(biāo)。在采取密閉措施后，其廠界濃度均小于《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 14554—93）中二級標(biāo)準(zhǔn)。因此也可以認(rèn)為采取密閉措施后廠區(qū)臭氣影響相對較小。

3 結(jié)語

（1）垃圾焚燒發(fā)電廠的衛(wèi)生防護(hù)距離設(shè)置與廠區(qū)內(nèi)臭氣的密閉處理措施密切相關(guān)，在采取較完善及有效的密閉處理措施后，其衛(wèi)生防護(hù)距離計算結(jié)果一般低于300 m，其邊界為主廠房及滲濾液處理車間邊界。

（2）實際垃圾坑、滲濾液處理車間的臭氣源強(qiáng)目前多采用類比數(shù)據(jù)，對結(jié)果可能有一定影響，今后在有條件的情況下應(yīng)對源強(qiáng)進(jìn)行類比監(jiān)測確定。

（3）從實際監(jiān)測結(jié)果看，在采取較完善的密閉措施后，廠界臭氣濃度能達(dá)《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 14554—93）中二級標(biāo)準(zhǔn)要求。

（4）為有效減輕垃圾焚燒發(fā)電廠對周邊的臭氣影響，企業(yè)本身的密閉效果很重要，建議在以后的環(huán)評中加強(qiáng)密閉效果分析及事故狀態(tài)下的收集處理保證措施分析，有條件的發(fā)電廠應(yīng)做到滲濾液處理站的全密閉（包括生化池部分）。

[1]中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會城市生活垃圾處理委員會. 我國城市生活垃圾處理行業(yè)2012年發(fā)展綜述[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2013,19(3):20-26.

[2] 張益，趙由才. 生活垃圾焚燒技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005:358. [3] 呂連宏，羅宏. 生活垃圾焚燒廠的環(huán)境防護(hù)距離計算方法探討[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2009,17(3):56-58.

[4] 吳旸.城市生活垃圾焚燒發(fā)電廠環(huán)境防護(hù)距離的研究[D].南京：南京信息工程大學(xué)，2009:49.

[5] 鞠紅. 垃圾焚燒發(fā)電廠防臭處理研究 [J]. 電力勘測設(shè)計，2005,12(3): 64-67.

[6] 艾慶文，李先旺，呂晨峰，等. 垃圾焚燒發(fā)電廠通風(fēng)除臭設(shè)計[J].暖通空調(diào)，2011,41(6):72-75.

X828

A

2095-6444-2014(01)-0056-04

廖正軍，重慶市環(huán)境科學(xué)研究院教授級高工，所長； 曹慧，重慶市環(huán)境科學(xué)研究教授級高工；劉玉潔，重慶市環(huán)境科學(xué)研究院高級工程師；許楊，重慶匯江環(huán)保工程有限公司。