城市生活垃圾焚燒處理污染防治方法探討

劉彥輝

（中國城市建設研究院有限公司，北京 100120）

城市生活垃圾焚燒處理污染防治方法探討

劉彥輝

（中國城市建設研究院有限公司，北京 100120）

隨著城市人口增加，生活垃圾產生量也日益增多，國內多個城市采取垃圾焚燒發電方式處理生活垃圾，極大程度緩解了“垃圾圍城”的局面。目前國內外對垃圾焚燒處理工藝系統優化的探討較多，少有對垃圾焚燒處理從業人員工作環境污染、危害及防護的專題論述。文章以北京市某項目為例，分析了垃圾焚燒發電過程中的污染源及危害因素，對職業病的防護設施設計進行了探討。

生活垃圾；焚燒發電；職業病防護

近年來，隨著城市人口增加，城市規模不斷擴大，生活垃圾的產生量也日益增多。通常所采取的垃圾填埋處理方式不僅已不能滿足要求，同時還會造成環境污染。垃圾焚燒發電作為一種快速減量的末端處理方式，極大程度緩解了城市對垃圾處理的迫切性，既可解決垃圾填埋處理所帶來的占地、二次污染等問題，又可產生一定的經濟效益，現已逐漸成為我國及世界各國倡導和推廣的節能環保技術。

與此同時，公眾對垃圾焚燒設施建設及其污染控制的關注度也在日益升溫。在垃圾焚燒發電項目中，對相關環節的防護設施設計應該給于重視，否則，也同樣會造成環境污染，并產生職業病危害。目前國內外對垃圾焚燒處理工藝系統優化的探討較多，少有對垃圾焚燒處理從業人員的工作環境污染、危害及防護的專題論述。本文針對生活垃圾焚燒發電過程中的污染源和職業病危害因素，結合工程實踐經驗，以北京市某生活垃圾焚燒處理工程項目為例，對職業病防護設施的設計問題進行了探討。

1 項目概況及主要工藝系統

北京市某生活垃圾焚燒中心項目，處理規模為1800t/d；垃圾設計低位熱值1∶7315kJ/kg（1750kcal/kg）；垃圾設計低位熱值2∶7194kJ/kg（1721kcal/kg）；低位熱值的設計范圍4600～9196kJ/kg（1100～2200kcal/kg）。

主要工藝系統∶垃圾接收及儲存系統、垃圾焚燒系統、余熱鍋爐系統、煙氣凈化系統、汽輪發電系統、灰渣處理系統、給排水系統、滲濾液處理系統、電力系統、儀表及自動控制系統等。

主要建構筑物∶綜合主廠房（包括上料坡道）、煙囪、循環水泵房及冷卻塔、中水處理站、滲瀝液處理站、油庫油泵房、物流門衛（地磅房）、人流門衛、綜合樓等設施。綜合主廠房為多層廠房，由卸料大廳、垃圾池、焚燒車間、煙氣凈化間、汽機除氧間、主控樓、輔助用房等組成，輔助用房包含化水車間、空壓機站、機修間、化驗室、備品間等。

主要工藝流程見下圖。

工藝流程圖

該項目采用3×600t/d機械爐排爐，設置蒸汽空氣預熱器，在垃圾低位熱值為4190kJ/kg（1000kcal/kg）時能將一次風預熱至230℃，以提高入爐熱量，維持正常燃燒；同時設置煙氣再循環系統，能夠有效抑制鍋爐出口的NOx值，焚燒殘渣熱灼減率≤3%。

配套余熱鍋爐為中溫中壓自然循環、單鍋筒水管鍋爐，蒸汽出口參數為4.0MPa、400℃，鍋爐給水溫度130℃，排煙溫度為190℃～210℃。MCR工況下單臺余熱鍋爐蒸發量56.22t/h。二次燃燒室內的煙氣在不低于850℃的條件下滯留時間不小于2s。

煙氣凈化采用“SNCR + 半干法（Ca(OH)2）+ 干法（NaHCO3）+ 活性炭噴射+布袋除塵 + 煙氣再加熱 + SCR”的煙氣凈化工藝。凈化后的煙氣由三管集束式鋼制煙囪排入大氣，外設混凝土套筒，煙氣在線監測室設在套筒底部。

為充分利用垃圾焚燒產生的能量，該項目安裝了2臺額定功率18MW（最大發電功率20MW）凝汽式汽輪發電機組以及2臺20MW發電機組。MCR工況下，3臺爐可向汽輪機提供約169t/h蒸汽供發電，按全年運行8000h計，年發電量約2.9×108kW·h，年上網電量約2.262×108kW·h。

焚燒爐點火及輔助燃燒采用0#柴油，廠內設置油庫油泵房。

垃圾焚燒后爐渣，爐排漏渣以及余熱鍋爐二、三煙道灰送至出渣機后排入渣倉，用渣吊定期裝汽車運走。反應塔和袋式除塵器下收集的飛灰通過輸送機送入飛灰貯倉，送往“北京某危廢綜合處理廠”處理。MCR工況下，該項目產生的飛灰量約為79.5t/d。

2 職業病防護設施設計

2.1 生產期職業病危害因素分析及防護設施設計

由于上述工藝在生產過程中可能會帶來一些污染和潛在的危害，如生產性粉塵、有毒氣體、穩態噪聲、高溫灼傷等，因此在工程設計階段，必須充分預測并考慮較為完善的防護設施和手段，最大程度降低危害，保護操作人員的安全和身體健康。

2.1.1 防塵

生產性粉塵種類及主要存在環節見表1。

表1 生產性粉塵種類及主要存在環節

針對上述粉塵種類及存在環節，設計上考慮以下措施∶焚燒爐、余熱鍋爐和除塵器采用負壓工作方式，反應塔及除塵器捕獲的飛灰用密封的輸送設備送到灰倉內，煙氣凈化系統所使用的粉末物料通過電動葫蘆或氣力輸送加入料倉，在活性炭倉、小蘇打倉、消石灰倉、飛灰倉物料排空口、倉頂排空口設置布袋除塵器，收集的粉塵經過濾后，通過排風機排至室外，除渣機水封式濕式作業，生活垃圾運輸車為封閉性，飛灰運輸使用罐車，避免塵土飛揚對工作環境造成污染。

2.1.2 防毒

生產過程中產生的有毒有害物質的種類及主要存在環節詳見表2。

表2 生產過程中產生的有毒有害物質的種類及主要存在環節

針對上述有毒物質種類及存在環節，工程設計階段考慮以下措施∶

（2）煙氣凈化

活性炭粉經計量裝置計量后，以壓縮空氣為動力經噴嘴送入脫酸反應塔和布袋除塵器之間的煙氣入口管道，吸附煙氣中的二英類物質，活性炭粉隨煙氣進入布袋除塵器（布除塵效率大于99.8%）。煙塵、霧化的石灰粉與煙氣中的SOx、HCl反應的生成物，及吸附重金屬顆粒、二英類有害物的活性炭粉，均被捕集到布袋除塵器濾袋上，除下的飛灰通過斗式提升機輸送至飛灰倉，再由罐車運至廠外。

（3）垃圾防臭

垃圾池通往主廠房的通道門前設置氣密室，向氣密室送風使室內保持正壓。卸料大廳進、出口處設置空氣幕，以防臭氣外逸。卸料大廳地面采取防滲措施，防止垃圾滲濾液滲入地面及水泥中。在卸料平臺的相應部位設置供水栓，用于清洗卸料時污染的地面，同時，設置一定的坡度使垃圾滲濾液及清洗污水排入垃圾池。垃圾進料設備及其連接部件采用密封措施。一次送風機的吸風口引至垃圾池內，使垃圾池保持微負壓，同時，垃圾堆放過程中產生的臭氣經風機送入爐膛焚燒處理。

垃圾池內設有滲濾液收集系統，滲濾液通過隔柵流至溝道，再流入收集池，收集池內的滲濾液由泵抽出，送至滲濾液調節池處理。滲濾液處理站產生臭氣的區域有兩處∶穿孔曝氣的中間水池、離心脫水機房，該處臭氣經收集后，進入生物濾池處理，滿足《惡臭污染物排放標準》（GB14554-93）。

城市生活垃圾的運輸采用密封、防滲漏的垃圾運輸專用車，對不利于操作人員健康的生產崗位，如垃圾加料等，采取遠距離遙控操作，設備盡可能密閉。

（1）酸堿防護

化學加酸堿區域設置監測報警裝置、強制通風設備、現場急救用品、洗眼噴淋裝置。應急洗眼噴淋裝置距離酸堿使用點不超過15米，且作業人員能在10秒內得到沖洗，沖洗用水應安全并保證是流動水，設置沖洗設備的地方應有明顯的標識。

（2）化學品庫防護

化學品倉庫應設置明顯的安全標志和標識，設置檢測報警裝置、事故通風設施和火災自動報警系統，電氣設備選擇防爆型。通道、出入口和通向消防設施的道路應保持暢通，疏散通道設置應急照明和疏散標志。化學品裝卸過程中，作業人員應穿相應的防護衣，帶防護手套、口罩等必需的防護用具。

2.1.3 防噪聲

生產過程中產生的噪聲均為穩態噪聲，主要產生環節見表3。

表3 噪聲主要產生環節

在工程設計階段，應盡量避免噪聲和采用措施在噪聲源進行降噪處理。首先應選用低噪聲的設備；在一次風機、引風機、點火燃燒器和輔助燃燒器風機的入口均安裝消聲器，余熱鍋爐氣包點火排氣管道上設置排氣消聲器；煙道、風道凡與設備連接處均采用軟連接，振動設備基礎裝有彈簧減振裝置；由于廠房高大，將空壓機站和一次風機設備布置在廠房±0.00m層，設備噪聲衰減較快；控制室及主控室設置雙層隔音門窗，頂棚采用吸聲材料；鍋爐的送、引風機裝設隔音保溫層，在汽輪發電機組外殼裝設隔音罩；根據功能分區，利用綠色植物吸聲降噪等。

2.1.4 防高溫

生產過程中產生高溫的主要環節見表4。

表4 高溫主要存在環節

余熱鍋爐出口過熱蒸汽管道設計溫度400℃，汽機主汽門前過熱蒸汽管道設計溫度390℃，鍋爐給水管道設計溫度130℃。上述設備和管道的表面溫度較高，應充分考慮防止高溫燙傷，所以在高溫表面敷設保溫層，其保溫層表面溫度不高于50℃，滿足規范設計要求。

2.2 個人職業病防護用品

根據《工作場所職業衛生監督管理規定》（國家安全生產監督管理總局令第47號）的要求，用人單位應當為勞動者提供符合國家職業衛生標準的職業病防護用品，并督促、指導勞動者按照使用規則正確佩戴、使用，不得以發放錢物替代發放職業病防護用品。同時，對使用防護用品的各工種定期進行培訓，保證接觸職業病危害因素的各作業崗位員工能及時、正確佩戴個人防護用品。

建設單位應依據《個體防護裝備選用規范》，根據工作環境和性質來確定作業類別，配備各工種個人防護用品如防塵口罩、耳罩、護目鏡、防護服、空氣呼吸器、勞動護膚劑等。對于檢修維修人員應提供應急用供氣式呼吸防護用品，對使用呼吸防護用品的各工種定期進行培訓。

2.3 應急救援設施設計

滲濾收集溝檢修通道、垃圾卸料平臺及垃圾吊車控制室等重要崗位安裝硫化氫等有毒氣體濃度監測報警器，工人巡檢時應佩戴有毒氣體濃度監測報警器；焚燒爐停爐檢修時，垃圾倉內設活性炭吸附式除臭裝置和除臭風機；檢修人員進入焚燒爐檢修前，必須先對爐內強制輸送新鮮空氣，并測定爐內的含氧量，待含氧量大于19%后方可進入。

2.4 職業衛生警示標識

對有可能產生職業病危害的作業崗位，在醒目的位置上應設置警示標識和警示說明。警示標識的設置是可以使勞動者對職業病危害產生警覺，并采取相應防護措施的圖形標識、警示線、警示語句和文字；警示說明應包括職業病危害的種類、后果、預防及急救措施等內容。

2.5 輔助衛生設施

作業人員可能接觸易經皮膚吸收引起中毒的劇毒物質如有機磷農藥等，依據《工業企業設計衛生標準》（GBZ1-2010）判定工作場所衛生特征等級為 1 級。車間衛生特征1級的車間應設浴室，浴室可由更衣間、洗浴間和管理間組成，不得設浴池。車間衛生特征 1 級的車間更/存衣室應分便服室和工作服室。工作服室應保持良好的通風。

該項目的綜合主廠房共五層，其中第一層、第五層設置有更衣室、淋浴間、衛生間等；第二層、三層、四層設置休息室、衛生間等。綜合樓的第一層設置休息室、更衣室、淋浴間、衛生間、餐廳、廚房等；第二、三層設置休息室、衛生間等。衛生間服務半徑50m，綜合主廠房以及綜合樓均可滿足使用要求。輔助衛生設施設置應依據《工業企業設計衛生標準》（GBZ1-2010）規定選用淋浴器及盥洗水龍頭的個數等，輔助用室具體參數設置見表5。

表5 輔助用室設置參數

3 職業病防護設施設計展望

隨著科學技術的發展，工廠自動化控制水平逐漸提高，工人的勞動強度大大降低。該項目已經實現全廠過程控制自動化，工藝過程控制采用DCS控制系統，并實現集中控制與常規儀表盤就地控制兩種控制方式，通過遠傳和就地控制，運行人員在控制室就可隨時掌握焚燒發電廠的運行情況，成為安全生產的可靠前提。

為了更加安全、舒適、環保、和諧地實現垃圾焚燒處理這項節能環保的公益事業，應不斷進行科學研究，吸取國際先進經驗，結合我國基本狀況和工程實際，總結并完善職業病防護設施設計。依據國家有關法律、標準、規范要求，在防塵、防毒、防噪聲及防高溫等各方面進一步優化設計，采取更加先進的防護手段，保障人身安全和健康，實現綠色和可持續發展。

白良成.生活垃圾焚燒處理工程技術[M].北京：中國建筑工業出版社，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