李 朋

(上海康恒環(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(huì)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(yùn)、存儲(chǔ)和焚燒過程中對(duì)環(huán)境的影響，逐漸引起各環(huán)保企業(yè)及設(shè)計(jì)公司的重視。垃圾焚燒電廠合理設(shè)計(jì)，尤其防臭除臭系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減少對(duì)環(huán)境的污染，具有更重要的社會(huì)價(jià)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(duì)除臭系統(tǒng)設(shè)計(jì)、技術(shù)重點(diǎn)說明及實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用分析相關(guān)文獻(xiàn)很少。本文通過對(duì)垃圾焚燒廠不同區(qū)域的臭氣特點(diǎn)，針對(duì)性總結(jié)防臭、除臭措施，并提出具體設(shè)計(jì)、計(jì)算方法以及項(xiàng)目應(yīng)用案例。根據(jù)以往項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)對(duì)垃圾焚燒廠除臭設(shè)計(jì)重點(diǎn)總結(jié)，從而有效解決垃圾焚燒電廠二次污染，對(duì)保護(hù)環(huán)境起到較好作用。同時(shí)，為以后垃圾焚燒發(fā)電廠除臭系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供良好的參考和借鑒。

1 垃圾焚燒電廠防臭、除臭設(shè)計(jì)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(diǎn)。為了對(duì)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(duì)有人與無人區(qū)通過正負(fù)壓控制，實(shí)現(xiàn)氣流組織順暢，減小污染源滲透和外溢；通過主動(dòng)與就地控制相結(jié)合，建筑與暖通專業(yè)的高度配合等，實(shí)現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同控制。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中充分考慮系統(tǒng)的合理性及實(shí)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(gè)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(jì)方法

垃圾焚燒電廠防臭、除臭設(shè)計(jì)需要同焚燒工藝、建筑設(shè)計(jì)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(diǎn)，采取適當(dāng)?shù)拇胧?duì)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(jì)的主要原則包括如下兩點(diǎn)[4]。

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

(2)針對(duì)焚燒的運(yùn)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(duì)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(jí)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(jiǎn)單，初投資及運(yùn)行成本低，操作、管理、維護(hù)簡(jiǎn)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(huì)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(diǎn)。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(shí)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(duì)人身心健康產(chǎn)生影響，降低人的情緒。為了減少惡臭對(duì)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(chǔ)，在處理過程中，會(huì)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(yùn)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(yùn)行時(shí)，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(yùn)行或檢修時(shí)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(shí)，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(shí)運(yùn)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(jì)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(duì)除臭系統(tǒng)風(fēng)機(jī)選型時(shí)，需根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)阻力計(jì)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(shí)，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(duì)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(duì)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(jì)算

垃圾卸料平臺(tái)層高較高(約10m)，室內(nèi)空間大，占地面積廣，換氣次數(shù)對(duì)新風(fēng)風(fēng)量的影響很大。送風(fēng)量過大，會(huì)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(jì)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(xiàng)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(dòng)有效空間換氣)，2次換氣，按照大廳人員活動(dòng)區(qū)域在4m以下，風(fēng)管靠墻安裝5m高度，不影響車輛運(yùn)行，同時(shí)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(jì)、風(fēng)機(jī)能耗及運(yùn)行費(fèi)用等如表3所示。

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

從表3可見，在人員活動(dòng)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(yùn)行費(fèi)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(duì)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(jì)算

滲瀝液溝道間及泵房分平時(shí)通風(fēng)與事故通風(fēng)，平時(shí)通風(fēng)量按照換氣次數(shù)6次/h計(jì)算，事故通風(fēng)量按照12次/h計(jì)算。滲瀝液溝道間送、排風(fēng)各設(shè)置兩套系統(tǒng)，平時(shí)一套系統(tǒng)24h運(yùn)行，另一套系統(tǒng)作為備用，同時(shí)與24h運(yùn)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(shí)，需檢測(cè)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(jì)需具有針對(duì)性，根據(jù)實(shí)際場(chǎng)所考慮。

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

4.4.3 除臭方式需從建筑、通風(fēng)、運(yùn)營等多方面綜合考慮。

4.4.4 除臭工藝設(shè)計(jì)應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)合理性，合理選擇除臭工藝及設(shè)計(jì)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(jì)可以有效降低惡臭的產(chǎn)生，減少對(duì)周圍環(huán)境的影響。對(duì)產(chǎn)生惡臭的不同區(qū)域采取具有針對(duì)性的技術(shù)措施，能夠有效減少惡臭對(duì)人們的影響。采用適當(dāng)?shù)姆莱?、除臭方式，?duì)加速垃圾焚燒電廠建設(shè)，提高社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益具有重大意義。