周璇 王濤

摘? 要：由于城市早期建設(shè)的生活垃圾填埋場(chǎng)的容量日益飽和，當(dāng)前生活垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)逐漸成為垃圾填埋的替代技術(shù)。本文以某城市生活垃圾焚燒發(fā)電廠給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，介紹了垃圾焚燒發(fā)電廠給排水系統(tǒng)組成和實(shí)際工程設(shè)計(jì)中的一些注意事項(xiàng)，以期為相關(guān)設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：生活垃圾焚燒;現(xiàn)狀;給排水;工程設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2020）08-0000-00

1 國(guó)內(nèi)生活垃圾處理現(xiàn)狀

隨著我國(guó)居民消費(fèi)水平的提高，每天都有大量生活垃圾產(chǎn)生，以往這些生活垃圾經(jīng)收集后，大多送至偏遠(yuǎn)的垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行衛(wèi)生填埋。但隨著生活垃圾日益增多，城市周邊的填埋場(chǎng)容量已趨近飽和，很多城市面臨“垃圾圍城”的困境。于是，越來(lái)越多的城市開(kāi)始選擇垃圾焚燒處理技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)填埋技術(shù)。研究表明該新技術(shù)能有效實(shí)現(xiàn)垃圾無(wú)害化、減量化和資源化發(fā)展，其在發(fā)達(dá)國(guó)家的應(yīng)用已十分成熟。

我國(guó)垃圾焚燒技術(shù)起步較晚，但發(fā)展迅猛。我國(guó)從1987年建成投運(yùn)第一座生活垃圾焚燒發(fā)電廠[1]到2016年，已完成建設(shè)近300座[2]。近幾年，各地更是加快了建設(shè)步伐，僅2019年一年，全國(guó)擬在建大中小型項(xiàng)目就有約600個(gè)，預(yù)計(jì)2020年，產(chǎn)能可達(dá)59.1萬(wàn)噸/日。

2 項(xiàng)目概況

某城市生活垃圾焚燒發(fā)電廠，設(shè)計(jì)規(guī)模1200t/d，布置2臺(tái)600t/d機(jī)械爐排型焚燒爐，配置1臺(tái)30MW凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組。生活垃圾焚燒發(fā)電廠屬于火力發(fā)電廠，系統(tǒng)較復(fù)雜，其主要包括：垃圾接收及卸料、垃圾焚燒及熱能回收、余熱利用、煙氣凈化處理、灰渣輸送及處理、電氣及自動(dòng)化、化學(xué)水處理、給水排水、滲濾液處理、消防、除臭等系統(tǒng)。本文主要介紹給排水系統(tǒng)的組成及工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。

3 給排水系統(tǒng)

給排水系統(tǒng)本著“一水多用，梯級(jí)用水，提高水的重復(fù)利用率”的節(jié)水原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包括循環(huán)冷卻、工業(yè)給水、生活給水、消防給水、生活污水、工業(yè)廢水、雨排水、回用水以及滲濾液處理系統(tǒng)等。

3.1 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)

與常規(guī)發(fā)電廠類(lèi)似，一般采用帶冷卻塔的間冷開(kāi)式循環(huán)水系統(tǒng)。該項(xiàng)目設(shè)置2臺(tái)機(jī)械通風(fēng)冷卻塔和3臺(tái)循環(huán)水泵。系統(tǒng)排污水可通過(guò)專(zhuān)用的管道輸送至各沖洗水用水點(diǎn)，如垃圾卸料平臺(tái)及垃圾坑地面沖洗、煙氣處理系統(tǒng)、飛灰處理系統(tǒng)及廠區(qū)道路沖洗等。

3.2 生活給水、排水系統(tǒng)

一般垃圾發(fā)電廠人員較少，生活用水量不大。由于生活垃圾焚燒電廠多選址在偏遠(yuǎn)地區(qū)，部分項(xiàng)目附近沒(méi)有市政給水管網(wǎng)，需要打水井或利用其它經(jīng)過(guò)處理的水源。該項(xiàng)目生活水源為井水，因此具有來(lái)水不穩(wěn)定等問(wèn)題。為保證全廠生活用水的水壓水量，設(shè)置1套生活水箱、2臺(tái)變頻水泵及1套穩(wěn)壓罐，布置在綜合水泵房?jī)?nèi)（也有項(xiàng)目布置在垃圾發(fā)電主廠房?jī)?nèi)）。

3.3 生產(chǎn)給水、排水系統(tǒng)

該項(xiàng)目生產(chǎn)給水從附近湖泊取水，由于湖泊水質(zhì)較好，經(jīng)過(guò)一體化凈水器的“混凝、沉淀、過(guò)濾”后，可達(dá)到生產(chǎn)用水水質(zhì)。考慮到取水管路較長(zhǎng)，在凈水器后設(shè)置清水池，作為水量調(diào)節(jié)及事故儲(chǔ)存用。

3.4 消防給水系統(tǒng)

該項(xiàng)目的消防給水系統(tǒng)主要包括消防水池、消防水泵、室內(nèi)外消火栓、垃圾倉(cāng)專(zhuān)用消防水炮、油罐區(qū)消防系統(tǒng)等。由于消防水炮水量較大，為保證射程所需的較高壓力（設(shè)置2臺(tái)消防水炮，單臺(tái)消防水量30L/s，工作壓力1.0MPa），設(shè)置獨(dú)立的消防水炮滅火系統(tǒng)和消火栓滅火系統(tǒng)，并各自配套消防供水泵。

3.5 雨排水系統(tǒng)

全廠排水采取雨污分流，屋面及廠區(qū)道路雨水經(jīng)收集后排至室外雨排水管網(wǎng)。對(duì)易受污染的區(qū)域（垃圾車(chē)運(yùn)輸時(shí)易造成污染的道路、運(yùn)輸棧橋、地磅），收集前15min的初期雨水，用泵提升至滲濾液處理系統(tǒng)。

3.6 垃圾滲濾液處理系統(tǒng)

垃圾焚燒時(shí)，為提高垃圾的熱值，須將新鮮垃圾在垃圾坑中儲(chǔ)存3～5天，進(jìn)行發(fā)酵熟化，以瀝出垃圾中的水分，即垃圾滲濾液。滲濾液的產(chǎn)生量主要取決于垃圾的含水率，而含水率受地區(qū)、季節(jié)影響較大，一般南方高、北方低，春夏高、秋冬低。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)垃圾焚燒廠滲濾液產(chǎn)生量約為垃圾量的20%左右。考慮到滲濾液水量變化很大，一般滲濾液處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)考慮一定的系數(shù)。

該項(xiàng)目垃圾滲濾液處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模400t/d，處理工藝采用“UASB厭氧反應(yīng)器+二級(jí)A/O+UF超濾+NF納濾膜系統(tǒng)+RO反滲透膜系統(tǒng)”，膜系統(tǒng)產(chǎn)生的濃液，采用“混凝沉淀+DTRO”進(jìn)行進(jìn)一步濃縮。

4 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

相比常規(guī)的小型火力發(fā)電廠的給排水系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)，垃圾焚燒發(fā)電廠較復(fù)雜之處主要在于主廠房給排水、消防給水以及廠區(qū)給排水管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

4.1 主廠房給排水

為了降低水耗，電廠實(shí)行梯級(jí)用水。水質(zhì)要求高的系統(tǒng)采用生產(chǎn)給水，比如設(shè)備冷卻水（水環(huán)真空泵、空壓站、冷凍干燥機(jī)）、化水車(chē)間補(bǔ)水等，部分回用至循環(huán)水系統(tǒng);對(duì)于水質(zhì)要求較低的系統(tǒng)一般采用循環(huán)水排污水，比如爐排漏灰輸送機(jī)補(bǔ)水、除渣機(jī)補(bǔ)水、飛灰穩(wěn)定化車(chē)間用水、場(chǎng)地沖洗水（渣池、垃圾卸料平臺(tái)、石灰制備系統(tǒng)、垃圾坑、垃圾車(chē)尾部）等;由于循環(huán)水排污水水量大且穩(wěn)定連續(xù)，因此其基本能夠滿(mǎn)足用戶(hù)用水。以上用水點(diǎn)大多位于主廠房?jī)?nèi)，這導(dǎo)致管道布置相對(duì)復(fù)雜，因此宜盡量與工藝管道共用管架;管道布置時(shí)應(yīng)注意辨別用戶(hù)用水類(lèi)別，每個(gè)用水點(diǎn)應(yīng)設(shè)置標(biāo)志牌，防止人員誤飲誤用。

排水方面，部分車(chē)間沖洗水水質(zhì)較差，不應(yīng)外排，如石灰間、制漿車(chē)間、飛灰固化間，宜在車(chē)間內(nèi)設(shè)置排水溝收集沖洗水，沉淀后自行回用;部分區(qū)域（如卸料平臺(tái)）沖洗水需排入垃圾滲濾液收集池進(jìn)行后續(xù)處理。

滲濾液收集池主要收集主廠房垃圾坑滲出的滲濾液，以及污染區(qū)域（垃圾卸料平臺(tái)地面、垃圾上料斜橋及地磅）的沖洗水。收集池池底標(biāo)高低于垃圾坑。一般采用自吸泵將滲濾液輸送至滲濾液處理系統(tǒng)（也有項(xiàng)目采用潛污泵，但潛污泵極易損壞，很難維修重新使用）。

雨排水方面，垃圾焚燒發(fā)電廠一般屋面面積較大，須采用虹吸雨排水系統(tǒng)。在虹吸雨水斗供貨廠家對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行復(fù)核后，方可施工安裝。

同時(shí)，由于垃圾坑及垃圾卸料大廳均位于主廠房?jī)?nèi)，為防止臭氣流通，會(huì)采取一系列措施，比如保持垃圾池負(fù)壓，在有人的場(chǎng)所保持正壓，部分樓道設(shè)置雙重密封門(mén)等。在給排水管道布置上，要特別注意盡量避免穿過(guò)這些區(qū)域，如必須穿越時(shí)，需要預(yù)留套管，便于管道安裝時(shí)密封處理，避免現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)打孔破壞密封結(jié)構(gòu)。

4.2 主廠房消防給水系統(tǒng)

主廠房消防給水系統(tǒng)一般包括消防水炮滅火系統(tǒng)和消火栓滅火系統(tǒng)，有時(shí)需在部分區(qū)域設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。由于垃圾焚燒發(fā)電廠主廠房?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備多，消防給水管布置需結(jié)合工藝管道，避免碰撞;同時(shí)需仔細(xì)核對(duì)消火栓布置位置，保證滿(mǎn)足規(guī)范距離;由于垃圾焚燒發(fā)電廠部分區(qū)域裝修要求較高，消火栓應(yīng)采用暗裝，消防管道布置應(yīng)注意美觀。

4.3 廠區(qū)給排水

垃圾焚燒發(fā)電廠給排水管道雖然管徑不大，但種類(lèi)較多。由于廠區(qū)位置有限，管道布置需要綜合考慮，一般按照有壓管避讓無(wú)壓管、小管避讓大管的原則設(shè)計(jì)。在初步設(shè)計(jì)階段就應(yīng)布置好各類(lèi)主干管，優(yōu)化調(diào)整廠區(qū)布置;施工圖設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)仔細(xì)對(duì)照給排水系統(tǒng)圖，分清管道流體性質(zhì);注意及時(shí)與其他專(zhuān)業(yè)溝通，避免輸入資料缺漏影響設(shè)計(jì)進(jìn)度。

5 結(jié)語(yǔ)

出于城市發(fā)展的需要及土地資源短缺的限制，未來(lái)我國(guó)會(huì)建設(shè)越來(lái)越多的生活垃圾焚燒發(fā)電廠。本文僅從工程設(shè)計(jì)角度，提出關(guān)于給排水專(zhuān)業(yè)的一些建議和看法，以供廣大同仁參考。

參考文獻(xiàn)

[1]時(shí)璟麗，張成.垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J].可再生能源，2005（2）：63-66.

[2]陸瀾清.2017-2022年中國(guó)垃圾焚燒爐行業(yè)市場(chǎng)需求與投資規(guī)劃分析報(bào)告[R].北京：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，2017.

收稿日期：2020-07-03

作者簡(jiǎn)介：周璇（1989—），女，湖北赤壁人，碩士研究生，工程師，研究方向：污水處理及電廠給排水。