城市生活垃圾焚烧处理污染防治方法探讨

刘彦辉

（中国城市建设研究院有限公司，北京 100120）

城市生活垃圾焚烧处理污染防治方法探讨

刘彦辉

（中国城市建设研究院有限公司，北京 100120）

随着城市人口增加，生活垃圾产生量也日益增多，国内多个城市采取垃圾焚烧发电方式处理生活垃圾，极大程度缓解了“垃圾围城”的局面。目前国内外对垃圾焚烧处理工艺系统优化的探讨较多，少有对垃圾焚烧处理从业人员工作环境污染、危害及防护的专题论述。文章以北京市某项目为例，分析了垃圾焚烧发电过程中的污染源及危害因素，对职业病的防护设施设计进行了探讨。

生活垃圾；焚烧发电；职业病防护

近年来，随着城市人口增加，城市规模不断扩大，生活垃圾的产生量也日益增多。通常所采取的垃圾填埋处理方式不仅已不能满足要求，同时还会造成环境污染。垃圾焚烧发电作为一种快速减量的末端处理方式，极大程度缓解了城市对垃圾处理的迫切性，既可解决垃圾填埋处理所带来的占地、二次污染等问题，又可产生一定的经济效益，现已逐渐成为我国及世界各国倡导和推广的节能环保技术。

与此同时，公众对垃圾焚烧设施建设及其污染控制的关注度也在日益升温。在垃圾焚烧发电项目中，对相关环节的防护设施设计应该给于重视，否则，也同样会造成环境污染，并产生职业病危害。目前国内外对垃圾焚烧处理工艺系统优化的探讨较多，少有对垃圾焚烧处理从业人员的工作环境污染、危害及防护的专题论述。本文针对生活垃圾焚烧发电过程中的污染源和职业病危害因素，结合工程实践经验，以北京市某生活垃圾焚烧处理工程项目为例，对职业病防护设施的设计问题进行了探讨。

1 项目概况及主要工艺系统

北京市某生活垃圾焚烧中心项目，处理规模为1800t/d；垃圾设计低位热值1∶7315kJ/kg（1750kcal/kg）；垃圾设计低位热值2∶7194kJ/kg（1721kcal/kg）；低位热值的设计范围4600～9196kJ/kg（1100～2200kcal/kg）。

主要工艺系统∶垃圾接收及储存系统、垃圾焚烧系统、余热锅炉系统、烟气净化系统、汽轮发电系统、灰渣处理系统、给排水系统、渗滤液处理系统、电力系统、仪表及自动控制系统等。

主要建构筑物∶综合主厂房（包括上料坡道）、烟囱、循环水泵房及冷却塔、中水处理站、渗沥液处理站、油库油泵房、物流门卫（地磅房）、人流门卫、综合楼等设施。综合主厂房为多层厂房，由卸料大厅、垃圾池、焚烧车间、烟气净化间、汽机除氧间、主控楼、辅助用房等组成，辅助用房包含化水车间、空压机站、机修间、化验室、备品间等。

主要工艺流程见下图。

工艺流程图

该项目采用3×600t/d机械炉排炉，设置蒸汽空气预热器，在垃圾低位热值为4190kJ/kg（1000kcal/kg）时能将一次风预热至230℃，以提高入炉热量，维持正常燃烧；同时设置烟气再循环系统，能够有效抑制锅炉出口的NOx值，焚烧残渣热灼减率≤3%。

配套余热锅炉为中温中压自然循环、单锅筒水管锅炉，蒸汽出口参数为4.0MPa、400℃，锅炉给水温度130℃，排烟温度为190℃～210℃。MCR工况下单台余热锅炉蒸发量56.22t/h。二次燃烧室内的烟气在不低于850℃的条件下滞留时间不小于2s。

烟气净化采用“SNCR + 半干法（Ca(OH)2）+ 干法（NaHCO3）+ 活性炭喷射+布袋除尘 + 烟气再加热 + SCR”的烟气净化工艺。净化后的烟气由三管集束式钢制烟囱排入大气，外设混凝土套筒，烟气在线监测室设在套筒底部。

为充分利用垃圾焚烧产生的能量，该项目安装了2台额定功率18MW（最大发电功率20MW）凝汽式汽轮发电机组以及2台20MW发电机组。MCR工况下，3台炉可向汽轮机提供约169t/h蒸汽供发电，按全年运行8000h计，年发电量约2.9×108kW·h，年上网电量约2.262×108kW·h。

焚烧炉点火及辅助燃烧采用0#柴油，厂内设置油库油泵房。

垃圾焚烧后炉渣，炉排漏渣以及余热锅炉二、三烟道灰送至出渣机后排入渣仓，用渣吊定期装汽车运走。反应塔和袋式除尘器下收集的飞灰通过输送机送入飞灰贮仓，送往“北京某危废综合处理厂”处理。MCR工况下，该项目产生的飞灰量约为79.5t/d。

2 职业病防护设施设计

2.1 生产期职业病危害因素分析及防护设施设计

由于上述工艺在生产过程中可能会带来一些污染和潜在的危害，如生产性粉尘、有毒气体、稳态噪声、高温灼伤等，因此在工程设计阶段，必须充分预测并考虑较为完善的防护设施和手段，最大程度降低危害，保护操作人员的安全和身体健康。

2.1.1 防尘

生产性粉尘种类及主要存在环节见表1。

表1 生产性粉尘种类及主要存在环节

针对上述粉尘种类及存在环节，设计上考虑以下措施∶焚烧炉、余热锅炉和除尘器采用负压工作方式，反应塔及除尘器捕获的飞灰用密封的输送设备送到灰仓内，烟气净化系统所使用的粉末物料通过电动葫芦或气力输送加入料仓，在活性炭仓、小苏打仓、消石灰仓、飞灰仓物料排空口、仓顶排空口设置布袋除尘器，收集的粉尘经过滤后，通过排风机排至室外，除渣机水封式湿式作业，生活垃圾运输车为封闭性，飞灰运输使用罐车，避免尘土飞扬对工作环境造成污染。

2.1.2 防毒

生产过程中产生的有毒有害物质的种类及主要存在环节详见表2。

表2 生产过程中产生的有毒有害物质的种类及主要存在环节

针对上述有毒物质种类及存在环节，工程设计阶段考虑以下措施∶

（2）烟气净化

活性炭粉经计量装置计量后，以压缩空气为动力经喷嘴送入脱酸反应塔和布袋除尘器之间的烟气入口管道，吸附烟气中的二英类物质，活性炭粉随烟气进入布袋除尘器（布除尘效率大于99.8%）。烟尘、雾化的石灰粉与烟气中的SOx、HCl反应的生成物，及吸附重金属颗粒、二英类有害物的活性炭粉，均被捕集到布袋除尘器滤袋上，除下的飞灰通过斗式提升机输送至飞灰仓，再由罐车运至厂外。

（3）垃圾防臭

垃圾池通往主厂房的通道门前设置气密室，向气密室送风使室内保持正压。卸料大厅进、出口处设置空气幕，以防臭气外逸。卸料大厅地面采取防渗措施，防止垃圾渗滤液渗入地面及水泥中。在卸料平台的相应部位设置供水栓，用于清洗卸料时污染的地面，同时，设置一定的坡度使垃圾渗滤液及清洗污水排入垃圾池。垃圾进料设备及其连接部件采用密封措施。一次送风机的吸风口引至垃圾池内，使垃圾池保持微负压，同时，垃圾堆放过程中产生的臭气经风机送入炉膛焚烧处理。

垃圾池内设有渗滤液收集系统，渗滤液通过隔栅流至沟道，再流入收集池，收集池内的渗滤液由泵抽出，送至渗滤液调节池处理。渗滤液处理站产生臭气的区域有两处∶穿孔曝气的中间水池、离心脱水机房，该处臭气经收集后，进入生物滤池处理，满足《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）。

城市生活垃圾的运输采用密封、防渗漏的垃圾运输专用车，对不利于操作人员健康的生产岗位，如垃圾加料等，采取远距离遥控操作，设备尽可能密闭。

（1）酸碱防护

化学加酸碱区域设置监测报警装置、强制通风设备、现场急救用品、洗眼喷淋装置。应急洗眼喷淋装置距离酸碱使用点不超过15米，且作业人员能在10秒内得到冲洗，冲洗用水应安全并保证是流动水，设置冲洗设备的地方应有明显的标识。

（2）化学品库防护

化学品仓库应设置明显的安全标志和标识，设置检测报警装置、事故通风设施和火灾自动报警系统，电气设备选择防爆型。通道、出入口和通向消防设施的道路应保持畅通，疏散通道设置应急照明和疏散标志。化学品装卸过程中，作业人员应穿相应的防护衣，带防护手套、口罩等必需的防护用具。

2.1.3 防噪声

生产过程中产生的噪声均为稳态噪声，主要产生环节见表3。

表3 噪声主要产生环节

在工程设计阶段，应尽量避免噪声和采用措施在噪声源进行降噪处理。首先应选用低噪声的设备；在一次风机、引风机、点火燃烧器和辅助燃烧器风机的入口均安装消声器，余热锅炉气包点火排气管道上设置排气消声器；烟道、风道凡与设备连接处均采用软连接，振动设备基础装有弹簧减振装置；由于厂房高大，将空压机站和一次风机设备布置在厂房±0.00m层，设备噪声衰减较快；控制室及主控室设置双层隔音门窗，顶棚采用吸声材料；锅炉的送、引风机装设隔音保温层，在汽轮发电机组外壳装设隔音罩；根据功能分区，利用绿色植物吸声降噪等。

2.1.4 防高温

生产过程中产生高温的主要环节见表4。

表4 高温主要存在环节

余热锅炉出口过热蒸汽管道设计温度400℃，汽机主汽门前过热蒸汽管道设计温度390℃，锅炉给水管道设计温度130℃。上述设备和管道的表面温度较高，应充分考虑防止高温烫伤，所以在高温表面敷设保温层，其保温层表面温度不高于50℃，满足规范设计要求。

2.2 个人职业病防护用品

根据《工作场所职业卫生监督管理规定》（国家安全生产监督管理总局令第47号）的要求，用人单位应当为劳动者提供符合国家职业卫生标准的职业病防护用品，并督促、指导劳动者按照使用规则正确佩戴、使用，不得以发放钱物替代发放职业病防护用品。同时，对使用防护用品的各工种定期进行培训，保证接触职业病危害因素的各作业岗位员工能及时、正确佩戴个人防护用品。

建设单位应依据《个体防护装备选用规范》，根据工作环境和性质来确定作业类别，配备各工种个人防护用品如防尘口罩、耳罩、护目镜、防护服、空气呼吸器、劳动护肤剂等。对于检修维修人员应提供应急用供气式呼吸防护用品，对使用呼吸防护用品的各工种定期进行培训。

2.3 应急救援设施设计

渗滤收集沟检修通道、垃圾卸料平台及垃圾吊车控制室等重要岗位安装硫化氢等有毒气体浓度监测报警器，工人巡检时应佩戴有毒气体浓度监测报警器；焚烧炉停炉检修时，垃圾仓内设活性炭吸附式除臭装置和除臭风机；检修人员进入焚烧炉检修前，必须先对炉内强制输送新鲜空气，并测定炉内的含氧量，待含氧量大于19%后方可进入。

2.4 职业卫生警示标识

对有可能产生职业病危害的作业岗位，在醒目的位置上应设置警示标识和警示说明。警示标识的设置是可以使劳动者对职业病危害产生警觉，并采取相应防护措施的图形标识、警示线、警示语句和文字；警示说明应包括职业病危害的种类、后果、预防及急救措施等内容。

2.5 辅助卫生设施

作业人员可能接触易经皮肤吸收引起中毒的剧毒物质如有机磷农药等，依据《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010）判定工作场所卫生特征等级为 1 级。车间卫生特征1级的车间应设浴室，浴室可由更衣间、洗浴间和管理间组成，不得设浴池。车间卫生特征 1 级的车间更/存衣室应分便服室和工作服室。工作服室应保持良好的通风。

该项目的综合主厂房共五层，其中第一层、第五层设置有更衣室、淋浴间、卫生间等；第二层、三层、四层设置休息室、卫生间等。综合楼的第一层设置休息室、更衣室、淋浴间、卫生间、餐厅、厨房等；第二、三层设置休息室、卫生间等。卫生间服务半径50m，综合主厂房以及综合楼均可满足使用要求。辅助卫生设施设置应依据《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010）规定选用淋浴器及盥洗水龙头的个数等，辅助用室具体参数设置见表5。

表5 辅助用室设置参数

3 职业病防护设施设计展望

随着科学技术的发展，工厂自动化控制水平逐渐提高，工人的劳动强度大大降低。该项目已经实现全厂过程控制自动化，工艺过程控制采用DCS控制系统，并实现集中控制与常规仪表盘就地控制两种控制方式，通过远传和就地控制，运行人员在控制室就可随时掌握焚烧发电厂的运行情况，成为安全生产的可靠前提。

为了更加安全、舒适、环保、和谐地实现垃圾焚烧处理这项节能环保的公益事业，应不断进行科学研究，吸取国际先进经验，结合我国基本状况和工程实际，总结并完善职业病防护设施设计。依据国家有关法律、标准、规范要求，在防尘、防毒、防噪声及防高温等各方面进一步优化设计，采取更加先进的防护手段，保障人身安全和健康，实现绿色和可持续发展。

白良成.生活垃圾焚烧处理工程技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.

Probe into Prevention and Control Measures of Pollution in Incineration and Treatment of Urban Domestic Refuse

LIU Yan-hui
(China Academy of Urban Construction Co., Ltd, Beijing 100120, China)

Along with the increasing of urban population, the output quantities of urban refuse are increasing with each passing days. Many cities adopt refuse incineration and generation electricity modes to treat domestic refuse in our country and to relax the situation of “city encircled by refuse”. At the present time, a lot of discussions are laid on the system optimization of refuse incineration and treatment technology but little talks about the working environmental pollution, harm and safety of workers engaged in refuse incineration and treatment. By taking a certain project in Beijing as an example, the paper analyzes the pollution sources and harmful factors in the course of refuse incineration and generation electricity and discusses the safeguards` design of occupational diseases.

domestic refuse; incineration and generation electricity; safeguarding of occupational diseases

X799.3

A

1006-5377（2015）05-0047-05