不同工艺垃圾焚烧发电项目职业病危害及防护效果比较

许灵通工程师 范寿海工程师 陈永军工程师 徐秋凉高级工程师

(1.浙江天蓝环保工程有限公司，浙江 杭州 310051；2.浙江省疾病预防控制中心，浙江 杭州 310051)

0 引言

随着人民生活水平的不断提高，生活垃圾日益增多，已成为当今社会发展的公害之一[1]。采用焚烧发电技术处理生活垃圾，不仅可实现高效清洁的效果(垃圾的减容率可达90%以上)，而且还可综合利用回收垃圾的能量。目前国内垃圾焚烧主流技术为炉排型焚烧技术(以下简称炉排炉)，同时存在一定量的流化床焚烧技术(以下简称流化床)[2]。炉排炉主要引进国外先进焚烧炉，技术完善、投资较高；流化床是国内于1998年成功开发的异重内循环流化床垃圾焚烧技术，并在浙江绍兴得以投运。相比炉排炉，流化床需要掺煤辅助燃烧，垃圾在入炉前需分拣出比重大或大直径的组分，燃烧不易完全，但投资相对炉排炉低，占有一定市场[3]。

垃圾焚烧过程产生多种职业病危害因素，主要来源于垃圾堆放发酵及垃圾焚烧工段，主要为硫化氢、氨、磷化氢、烟尘、刺激性或窒息性气体(一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等)[4-6]。炉排炉与流化床因焚烧处理工艺不同，其职业病危害因素产生的位置、种类，以及设置的职业病防护设施及防护效果均存在一定差异。为了解目前国内垃圾焚烧2种常见工艺项目职业病危害差异，对垃圾焚烧2种工艺项目采取职业卫生现场调查、工艺分析，对比分析垃圾焚烧2种工艺项目存在的主要职业病危害因素种类、岗位/环节及设置的职业病防护设施；通过职业病危害因素分析，检测评估2个项目职业病危害防护效果，为垃圾焚烧发电行业工艺改进、职业病防治提供科学依据。

1 对象和方法

1.1 研究对象

循环流化床焚烧工艺的垃圾焚烧发电项目1个：2017年改造投运，设计垃圾处理量为400t/d，设置1台400t/d垃圾焚烧炉和1台6MW纯凝汽轮发电机组。三段往复逆推式炉排炉工艺的垃圾焚烧发电项目1个：2017年新建投运，设计垃圾处理量为400t/d，设置1台400t/d垃圾焚烧炉和1台7.5MW纯凝汽轮发电机组。

1.2 方法

(1)职业卫生现场调查。运用职业卫生现场调查方法，收集企业基本情况、工艺流程、作业方式和工作制度，识别现场职业病危害因素，调查职业病危害防护设施等。

(2)工艺分析。收集2种工艺垃圾焚烧项目工艺流程，对2种工艺进行对比分析。

(3)职业病危害因素采样和检测。化学有害因素按照GBZ 159—2004《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》[7]的要求进行采样，按照GBZ/T 160—2004/GBZ/T 300—2017《工作场所空气有毒物质测定》[8-9]、GBZ/T 192—2007《工作场所空气中粉尘测定》[10-11]进行实验室检测与分析；物理因素根据GBZ/T 189—2007《工作场所物理因素测量》[12]进行检测分析。

(4)评估方法及参考标准。根据GBZ 2—2019《工作场所化学有害因素职业接触限值》[13-14]等标准，结合职业卫生现场调查资料，综合分析评估2种不同工艺垃圾焚烧技术职业病防护设施防护效果差异。

2 结果与讨论

2.1 工艺对比分析

垃圾发电项目工艺大致相同：垃圾在锅炉中燃烧，释放的热量加热锅炉中的水，使之成为高温高压的蒸汽，蒸汽推动汽轮机旋转并带动发电机产生电能，从而将燃料中贮存的化学能转化为热能、机械能，最终转换为电能；锅炉排放的烟气经脱销、脱硫、除尘后经烟囱排入大气；锅炉底渣以及除尘器下的灰经除灰渣系统送至灰渣场贮存或进行综合利用。

因2种焚烧炉型差异，2种垃圾焚烧发电项目工艺也存在一定差异，工艺流程对比，如图1。

图1 2种工艺流程对比图

从图1可以看出，2种工艺主要在燃料供应、焚烧炉以及灰渣处理上有一定差异，烟气处理及发电工艺相同，具体工艺流程对比分析，见表1。

表1 2种工艺对比分析

从表1可以看出，流化床相对更复杂：垃圾入库前需分拣粗大物、不可燃物，需掺煤助燃；焚烧炉膛体积较小，一、二次风机电费更高，无法反复拨动垃圾，燃烧不易完全；出渣口需人工定期疏通，对未燃烧大件炉渣需分拣，同时飞灰发生量更大，尾气处置费用更高。

相比而言，炉排炉更完善可靠，对垃圾的适应性较强，在国外已普遍得到广泛应用，在国内也应用广泛。流化床在国外应用较少，但其焚烧技术也较成熟，投入资金相对更低，是目前市场除炉排炉外，应用最多的技术。

2.2 职业病危害因素对比分析

生活垃圾来源丰富，成分复杂，主要包括厨余物、废纸、废塑料、废织物、废金属、废玻璃片、砖瓦渣土、粪便、废家具电器及庭院废物等。垃圾处理过程存在较多职业病危害因素，主要来源于垃圾堆放和垃圾焚烧2个环节。垃圾堆放产生的职业病危害因素主要包括硫化氢、氨、磷化氢等；垃圾焚烧产生的职业病危害因素主要包括烟尘、刺激性或窒息性气体，这些气体包括一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫和二噁英等。

因2种垃圾焚烧工艺差异，其存在的主要职业病危害因素种类、岗位/环节会有一定差异，通过职业卫生现场调查，对其职业病危害因素产生种类、岗位/环节进行调查分析结果，见表2。

表2 2种工艺职业病危害因素对比分析

从表2可以看出，相比炉排炉，流化床存在职业病危害因素的岗位/环节更多。流化床在燃料供应环节多出垃圾分拣和输煤2个区域，接触的危害因素种类相应增加；在灰渣处理环节，2种工艺产生的主要职业病危害因素种类相同，但灰渣处理方式不同，流化床出渣工直接接触，而炉排炉设置渣吊及密闭渣吊控制室，将人员隔离以降低危害接触。

2.3 职业病危害防护设施及防护效果分析

为了解2种垃圾焚烧工艺职业病防护设施的防护效果，通过职业卫生现场调查对2种工艺职业病的防护设施进行调查，采用职业病危害因素检测方法对2个工艺垃圾焚烧企业存在的职业病危害因素进行为期3天的采样检测，焚烧炉和飞灰处理均为密闭系统，人员均不直接接触，未进行检测；垃圾吊控制室和渣吊控制室密闭正压设施，未进行检测。现场检测结果，见表3。

从表3可以看出，相比炉排炉，流化床现场接触的危害物种类、岗位/环节更多，部分相同岗位接触危害物浓度更高，职业病防护设施防护效果更差。流化床的垃圾分拣区和输煤皮带区的工作人员直接接触磷化氢、硫化氢、氨以及煤尘，炉排炉无此工位；在卸料大厅和出渣口，测出流化床在这2个工位的毒物浓度明显高于炉排炉。

表3 2种工艺职业病防护设施及职业病危害因素检测结果比较

3 结论

通过对2种垃圾焚烧工艺项目进行职业卫生现场调查、工艺分析、职业病危害因素检测评估，得出以下结论：

(1)工艺对比：流化床工艺更复杂。垃圾入库前需分拣粗大物、不可燃物，需掺煤助燃；焚烧炉膛体积较小，无法反复拨动垃圾，燃烧不易完全；出渣口需人工定期疏通，对未燃烧大件炉渣需分拣，同时飞灰发生量更大，尾气处置费用更高。

(2)职业病危害因素对比：流化床存在职业病危害因素的岗位/环节更多。流化床在燃料供应环节多出垃圾分拣和输煤2个区域，接触的危害因素种类、岗位/环节相应增加；在灰渣处理环节，流化床出渣工直接接触矽尘，而炉排炉设置渣吊及密闭渣吊控制室，渣吊操作人员不直接接触危害因素。

(3)职业病危害防护设施及防护效果：流化床设置的职业病防护设施更简陋，职业病防护设施防护效果更差。流化床在垃圾分拣区和输煤皮带区工作人员直接接触磷化氢、硫化氢、氨以及煤尘，炉排炉项目无此工位；在卸料大厅和出渣口，测出流化床项目在这2个工位的毒物浓度明显高于炉排炉。

综合以上分析，流化床在工艺上更复杂；存在职业病危害因素的岗位/环节更多，设置的职业病防护设施更简陋，职业病防护设施防护效果更差。流化床可参考炉排炉，在出渣环节设置渣吊控制室，减少工人直接接触职业病危害因素。针对垃圾分拣区操作人员，建议设置全面通风系统以及喷洒除臭除菌药液降低操作区垃圾发酵产生的臭气和细菌浓度；输煤皮带加装防护罩，并在有落差处装设局部风罩减少巡检工人接触煤尘危害。