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生活垃圾焚烧发电项目环境监理要点研究

来源:一二三四网
第43卷第3期2018年3月

ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT

环境科学与管理

Vol.43 No. 3Mar. 2018

文章编号:1674 -6139 (2018) 03 -0066 -06

生活垃圾焚烧发电项目环境监理要点研究

何浩东1,王维竹2

(1.中国水环境集团,四川成都610100;.成都创境环保工程有限公司,四川成都610041)

摘要:生活垃圾焚烧发电项目因适应城镇化快速发展进程,正在快速发展,市场前景很大。文章指出了做好 生活垃圾焚烧发电项目环保工作的重要性,分析了大气污染物、垃圾渗滤液和灰渣3种主要污染物的特点和环 境影响,并分别从项目施工期、运营期梳理出环境监理要点,提出该技术仍然存在的问题和不足。明确了环境 监理作为一项有效手段,在项目建设过程中对环境保护工作是非常有必要的。关键词:生活垃圾焚烧;大气污染物;环境监理中图分类号:705

文献标志码:

A

Key Points of Environmental Supervision of Municipal Solid Waste Incineration

He Haodong1,Wang Weizhu2

(1. China Water Environment,Chengdu 610100 ; China;

2. Chengdu Chuangjing Environmental Engineering Co. Ltd.,Chengdu 610041, China)

Abstract : Along with urbanization, the development of municipal solid waste incineration power generation projecelerating and the market prospect is very promising in the future. The necessity of making environmental protection work of mu­nicipal solid waste incineration power generation project is analyzed. It analyzed the main pollutants of air pollutants, landfillleachate and ash and their environmental impact,and sort out their environmental supervision points.Key words : municipal solid waste incineration ; air pollutant ; environmental supervision

刖目

作为维护公共安全、推进生态文明建设、提高政府治 理能力和加强城市规划建设管理工作的重点。据统

当前,随着中国城镇化进程加快,城市人口将大

计,2020年底全国设市城市垃圾焚烧处理能力占总处 理能力预计达50%以上,与当前垃圾焚烧占无害化处 理35%的比重,还有非常大的提升空间,生活垃圾焚 烧发电项目必将迎来前所未有的机遇。

但是,生活垃圾焚烧发电项目带来的环境问题 也不可忽视,需做好各项环境保护工作。环境监理 作为建设项目事中事后监督管理的一项有效手段, 对做好生活垃圾焚烧发电项目建设过程中环境保护 工作非常有必要。

量增加,城市生活垃圾产生量也将更大。同时,随着 城市化进程的推进,城市用地更为稀缺,垃圾填埋这 一传统生活垃圾处置方式已显得很不适用。生活垃 圾焚烧发电技术占用土地少,处理规模可快速提升, 能很好地解决垃圾填埋短板问题。2016年10月22 曰,住房城乡建设部、国家发展改革委、国土资源部 和环境保护部联合发布《关于进一步加强城市生活垃 圾焚烧处理工作的意见》(建城[2016]227号),明确 提出中国“十三五”期间要将垃圾焚烧处理设施建设

收稿日期:018-01 -18

作者简介:何浩东(1987 -)男,硕士,助理工程师,主要从事流域水

环境综合整治工作。

通讯作者:王维竹

1

1.1

环境管理的必要性

城市生活垃圾剧增、垃圾焚烧发电厂数量剧增

随着城镇化程度的推进,城市生活垃圾产生量

• 66 •

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也逐渐增长,2007年至2014年间,城镇垃圾清运量 年复合增速达到2. 3

%

。根

《国

家新型城镇化规

》,中

国城镇化率将在2020年达到60%,垃圾产

生量将超过1.95亿吨

。截

止2014年

,中

国生活垃 圾处理焚烧方式处理量占比为32. 51%

,预

计将来

还将是垃圾焚烧行业的高速发展时期,焚烧方式处 理量占比将在2018年底超过50%⑴

1.2

生活垃圾焚烧发电项目的环境影响大《关

于进一步加强城市生活垃圾焚烧处理工作

的意见

》(建

城[2016 ] 227号)指出,生活垃圾焚烧

发电项目核心区的建设内容为焚烧项目的主体工 程、配套工程、生产管理与生活服务设施,占地面积 按核心区周边不小于300米,产生的烟气,经过严格 的烟气净化系统处理后,通过烟囱排向大气的几项 污染物指标,必须要满足国家现行的《生

活垃圾焚

烧污染控制标准》(GB 18485 -2014),由此可见其

环境影响之大。

1.3

公众环保意识强、但存在盲目恐慌现象

生活垃圾在焚烧处理过程中,会产生大量的

污染性的烟气,主要成分有酸性气体、二噁

英、重

金属和粉尘等

。二噁

英毒性大

、难

挥发、降解难

, 有致癌作用,在180°C ~400°C

的温度区间易生成

且在705°

C以

上时会分解。重

金属主要源自垃圾

中所含的重金属化合物,在焚烧过程中这些物质 由固态变为气态,其中Hg以气态的形式存在于烟

气中

。Cd、Pb等

分子进入烟气后被氧化,并冷却凝

结成细颗粒物,而

Cr、Ni、Zn等分子蒸发后附着在

烟气中的粉尘上[2]。

垃圾焚烧发电厂除了排放含二噁英、

Hg、恶臭

等大气污染的烟气以外,产生的垃圾渗滤液中的有 机污染物浓度也很高,其中COD浓度可达20 000 ~ 60 000

mg/L,B0D5 浓度可达10 000 ~30 000 mg/L,

氨氮浓度可达1 000 ~ 3 000

mg/L,含盐量通常高达

10 000 mg/L

以上

,环

境影响非常显著

,致

使公众对

地方开建垃圾焚烧发电厂项目较为恐惧

。此

外,由

于垃圾焚烧发电厂以前均以政府为主导,缺少积极 正面的宣传报道,缺乏市场透明度,进一步导致公众

. 2018

盲目恐慌[3]。

2主要环境影响

生活垃圾焚烧发电项目主要的环境影响包括以

尾气为主的大气污染,以垃圾渗滤液为主的水污染, 以及以灰飞和炉渣为主的固体废弃物。2.1

大气环境影响

2.1.1 大气污染物

生活垃圾焚烧烟气中产生的大气污染物主要包 括颗粒物、酸性气体(HCl、N0x、S〇2、HF等)、重金属 和挥发性有机污染物(V0C),焚烧烟气治理措施是 根据垃圾焚烧过程产生的污染物组成、浓度及执行 的排放标准来确定的。

2.1.2 主要的大气污染控制方法

垃圾焚烧产生的烟气一般采用“炉内脱硝+半 干式、干式脱酸+活性炭吸附+布袋除尘”工艺。 经治理后外排烟气HCl、S〇2均能达到《生活垃圾焚 烧污染控制标准》(GB 18485 -2014)排放标准。2.1.2.1重金属治理

垃圾焚烧产生废气中挥发状态的重金属污染 ,

在温度

时 自

、 在 灰

面凝结或被吸附,从而被布袋除尘器收集去除,因此

烟气 化 统的温度

金属 的

化效果越好。2.1.2.2二噁英治理

城市生活垃圾中含有氯元素、有机质很多,因此 锅炉出口的烟气中常含有二噁英类物质(PCDD、 PCDF),控制措施包括:源头控制含氯垃圾进入焚烧

炉;控制烟气在炉膛内的停留时间和温度,使垃圾充 分燃烧;控制进入除尘器入口的温度低于200°C,防 止焚烧后再合成;采用活性碳+布袋净化除去二噁 英类物质。焚烧过程在再燃室烟气温度^850°C,停 留时间為2 s的运行操作条件。喷射的活性碳的比 表面积大于1 000 m2/g,颗粒细度为250目,活性碳 喷射量控制在0. 025 ~ 0. 28 kg/t垃圾,经处理后外 排烟气中重金属和二噁英平均浓度能达到欧盟 2 000排放标准要求。中国和欧盟生活垃圾焚烧污

• 67 •

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染控制标准对照见表1

名称

1

中国和欧盟

2000标准烟气排放限制对照表

(

污染物项目

GB

国家标准

18485 -2014)0. 05

欧盟 2000/76

0. 050. 050.5

/EC

重金属

二噁英类

Hg计)(mg/m3 )

镉、铊及其化合物(以Cd + Ti计)(mg/m3 )

其他重金属(mg/m3 )

(ngTEQ/m3)

汞及其化合物(以

0.1

1.00.1

0.1

2.1.2.3恶臭治理

恶臭物质的净化方法一般有燃烧法、氧化分解 法、吸收法、吸附法和生物处理法。进厂垃圾在垃圾 坑中停放,在堆放过程中,会产生硫化氢、硫醇等有 窒息性的恶臭和有毒物质,为了减少垃圾坑臭气外 逸污染环境,在垃圾坑上部设一次吸风口,焚烧炉一 次风机抽取坑中的臭气供焚烧炉燃用,使垃圾坑区 域处于负压状态,避免臭气外逸。

当焚烧炉正常运行时可满足垃圾坑的负压状 态,坑内臭气不会向外逸散影响周围环境,抽入焚烧 炉的垃圾坑恶臭气体经焚烧后致臭物质彻底分解。 因此,垃圾焚烧工艺也是一种既经济,净化效果又好 的除臭工艺;当焚烧炉非正常运行时(如焚烧炉停 炉检修期间),为防止垃圾坑内可燃气体聚集,垃圾 坑内设置可燃气体检测装置。当可燃气体检测超 标、或锅炉停运检修时,自动开启除臭风机将臭气送 入除臭间内的活性碳除臭装置过滤并喷洒除臭剂, 确保达标后排入环境空气中。在渗滤液收集间设置 通风装置,将渗滤液处理过程中产生的恶臭气体排 至垃圾池统一处理,收集间内保持负压,防止臭味

集去除。除酸的药剂采用消石灰Ca(0H)2,通过让 Ca(0H)2微粒表面直接和酸气接触,产生中和化 学反应,生成无害的中性盐颗粒,随后被除尘器连 同烟气中粉尘和未参加反应的吸收剂一起捕集。 虽然气态的重金属如汞蒸汽、镉蒸汽也能部分地 被Ca(OH) 2表面吸附,为达到较高的净化效率, 在反应塔的出口向烟气中喷入活性炭。消石灰吸 附HCl等酸性气体并起中和反应的最佳温度为 160°C左右,而从余热锅炉出来的烟气温度往往高 于这个温度,为增加反应塔的除酸效率,需通过换 热器或喷水调整烟气温度,因此可采用喷水降温 塔来实现降温。2.1.2. 5

其他大气污染物控制

其他大气污染物主要包括烟尘和氮氧化物。烟 尘控制一般可采用静电分离、过滤、离心沉降及湿法 洗涤等几种形式。氮氧化物治理工艺按照是否使用 催化剂可分为选择性非催化还原法(SNCR)和选择性 催化还原法(SCR)两种,两种工艺各有其运行方式, 也各有优缺点。SNCR还原NO的化学反应效率取决 于烟气温度、高温下停留时间、还原剂注入的类型和 数量、混合效率以及N〇的含量等[3_5],脱硝效率可 达80%。SCR脱硝系统选用催化剂是关键,需考虑经 济性、不产生二次污染和运行维护等因素,且要求催 化剂具有活性高,抗硫性、抗水性好、寿命长等。2.2垃圾渗滤液的环境影响

生 水大致

5

, 生

水处理 统

的生的

2.1.2.4烟气除酸

烟气除酸工艺主要有干法、半干法、湿法三大 类,其中干法除酸可以有两种方式,一种是干式反应 塔,干性药剂和酸性气体在反应塔内进行反应,然后 一部分未反应的药剂随气体进入除尘器内与酸进行 反应;另一种是在进入除尘器前喷入干性药剂,药剂 在除尘器内和酸性气体反应。干法除酸在烟气净化 工艺流程中通常置于除尘设备之前,因为注入石灰 后在反应塔中形成大量的颗粒物,必须由除尘器收 • 68 •

垃圾渗滤液,垃圾卸料大厅等所产生的地面冲洗污 水、洗车污水,生活污水、废水处理系统自身排水。 渗滤液的水质的污染物种类繁多,主要包括氨、氮和

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各种溶解态的阳离子、重金属、酚类、可溶性脂肪酸 及其它有机污染物。污染物浓度高,变化范围大,氨 氮浓度最高可达数千毫克每升,造成渗滤液中的

序号

工艺名称

可降低

C/N比失调,生物脱氮难以进行,可生化性很差,导 致垃圾渗滤液处理难度大大提高。垃圾渗滤液处理 工艺分析对比见表2。

2

垃圾渗滤液处理工艺分析对比

工艺特点

对比分析

运行费用相对较低、处理效 率高,不会出现化学污泥等 造成二次污染,但不能单纯 使用

1

生化处理法

厌氧处理系统

COD和BOD,但不能降低氨氮,处理后

的污水不宜直接排放,适宜偏酸性的环境(pH

值一般在5. 5 ~ 7. 0),填埋场运行到一定年限后 作用会降低

技术比较成熟,可有效地降低

BOD5、COD和氨

生物处理使用普遍,采用高 负荷,大生物量生化工艺可 以减少场地

和反硝化(缺氧) 氮,还可以去除另一些污染物,如铁、锰等金属, 硝化(好氧)

好氧生物处理

但处理工艺占地面积较大,并且难以达到脱氮 要求,污泥处理与处置的工艺较为复杂,费用较 高,单纯的传统好氧生物处理工艺出水水质难 以达到要求

2

3

化学 化

COD和部分的有毒物质,化学氧化过程产生h再处置的剩余物

那些 生 解的 COD、 金属

用来氧化去除那些被生物不能或难以降解的

般不不适用于单独处理渗沥液

4

絮凝、沉淀等,但会产生大量的化学污泥,且含盐量高,氨一般不使用

可去除污水中的有机物,但运行费用较高,且使

5

物化处理

用过的活性炭使用后会成为固体剩余物,造成次污染

不做单独的处理手段,可作 为出水要求极高的后续处理

6

技术

包括超滤、纳滤和反渗透等,优点是出水水质较 好,可以达到较高的排放要求

市场前景较大

MVC蒸发工艺处理渗沥液具有启动快,耗能小,

7

蒸发处理

浓缩液比例低,占地面积小等优点,但冷凝液中 含有挥发性烃、挥发性有机酸和氨等污染物要进一步处理方可达标,处理成本相对较高

,h

较高

2.3灰渣的环境影响

灰渣是生活垃圾焚烧产生的重要污染物,主要 包括2部分:一部分是炉渣,是在炉膛下收集;另一 部分是飞灰,为布袋除尘器在烟气中捕集到的颗粒 物质。炉型不同,灰渣产量不一样,炉排炉炉渣产量 为焚烧量的15% ~ 25%,飞灰产量却低于4% [6];流 化床炉渣产生量为焚烧量的3%左右,飞灰产量约 15%。若炉渣中的重金属达标,可直接进入生活垃 圾填埋场进行填埋处置,或去除大部分金属后,作为 建材使用[7]。飞灰中因含有从烟气中吸附的二噁 英,且重金属含量较高,有一定毒性,属于危险废物, 需固化后转运至有危废处置资质的单位进一步 处置[8_9]。

3环境监理要点

3.1施工期环境监理要点

(1)

扬尘防护:定期洒水降尘,在主要产尘作业

点安装防尘网;及时清除路面尘土;进离场路口硬化 处理,运输车辆设置清理泥土及车辆清洗设施;所有 运送建筑垃圾车辆密闭运输。

(2) 厂界。

(3)

建筑弃渣处置:弃渣按当地环卫部门要求 噪声防治:混凝土拌和等作业点尽量远离

及时清运至指定的建筑废弃物堆放场地;临时堆方 应避开沟渠,遮盖堆置。

(4) 废水:在施工废水排放点建简易沉沙凼,施

• 69 •

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工废水回用。施工期产生的生活污水经处理后用作 农肥,不外排;做好垃圾贮坑、渗滤液处理系统的防 渗等隐蔽工程。

(5)生态恢复及水土保持措施:施工时要注意 保护植被,对损毁的植被及时补种和恢复;建筑垃圾 及时清运;及时对施工场地进行恢复。3.2运营期

3.2.1 环境保护措施监理要点

(1)

区内的排水系统,全厂范围内只允许设一个废水排 放口

、一个清水排放口 []。

(3)

建立采用半干法喷雾除酸系统故障防范措

施和活性炭喷射系统故障防范措施、布袋除尘器泄 漏故障防范措施、除

(4)

二噁

英系统故障防范措施

加强焚烧烟气处理工序的安全措施,防止

烟气处理系统出现异常,自动报警系统可自动报警

(5)

设置足够容积的垃圾渗滤液事故调节池

恶臭控制措施[10]:①采用封闭式的垃圾运 用于

垃圾渗滤液处理系统发生故障时渗滤液暂存(

输车,运输路线远离环境敏感点;②卸料大厅进出口 设置风幕;③垃圾贮坑与卸料平台间设置自动卸料 密封门,并采用负压操作,防止臭气外逸;定期喷洒 灭菌、灭臭药剂;垃圾贮坑顶部设置带过滤装置的一 次风和二次风抽气口;④垃圾储坑采用微负压操作; ⑤渗滤液处理系统厌氧池采用密闭构筑物,并将产 生的沼气通过引风机直接送至焚烧炉焚烧处理[11]。

(2) 按照“雨污分流、清污分流”的原则建设厂

类别废水

6)

预防泄漏,建造储罐区防护堤(围堰)和装

置防漏外逸地沟和事故收集池

(

)按要求在有毒气体或可燃气体可能泄漏的

位置,设置有毒气体或可燃气体检测仪器[12]。

(8)项目厂界外300米环境防护距离内无环境 敏感目标,厂界外 〇〇〇米范围不得规划新建学校医院、居民住宅等环境敏感目标3.2.2

1

环境保护设施监理要点

3

生活垃圾焚烧发电项目环保适用标准

标准名称污水综合排放标准污水排人城市下水道水质标准

水 量标准

生活垃圾焚烧污染控制标准

欧盟标准

大气污染

排 标准

标准号

主要污染物

pH、化学需氧量、悬浮物、铜、镉、汞、铅、砷、六价铬等

氨氮、总磷

地下水焚烧炉排放烟气

pH、高锰酸盐指数、氟化物、铜、汞、砷、铅、镉、六价铬等

n〇、so2、co、氯化氢、汞、镉、铅等

烟尘和二噁英类化 、

、氯

GB 8978 -1996

GB/T 31962-2015GB/T14848 -93GB 18485 -2014GB 16297 -1996GB 14554 -93GB 12348 - 2008

无组织排放

噪声

氨、硫化氢、甲硫醇、臭气厂界噪声等效()声级

臭污染 排 标准工业企业厂界噪声标准

(3)

A

(1) 设置垃圾渗滤液处理系统,垃圾渗滤液和

安装烟气在线监测仪器,S〇2、NOx、CO、

清洗废水经厂区的渗滤液处理系统,满足。

(2)

HC1、HF、烟尘等在线监测指标均能满足《固定污染 (HJ /T76 -2001)中规定的允许误差要求,其他各

项污染物指标监测标准见表3。

(4)

生活垃圾焚烧发电项目噪声源主要为余热

焚烧炉烟气需按照脱硝、除尘、活性碳喷射 源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》

吸附二噁英等烟气治理设施,并按规定设置一定高 度的排气筒。

料、

贮坑

生的恶臭气体,采取设施密闭设计、垃圾贮坑和垃圾 输送系统负压运行、垃圾渗滤液处理构筑物加盖密 封等措施,并将上述环节产生的恶臭气体经预热后送入焚烧炉燃烧。• 70 •

锅炉蒸汽排空管、高压蒸汽吹管、汽轮发电机组、风 机、空压机、水泵、冷却塔和垃圾运输车等,各设备的 噪声声压级在7

5~110

dB(A)之间。采取厂区合理

布局,采用隔声屏、隔音室、低噪声设备、消声器等降

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噪措施。

3.2.3 环境管理监理要点

(1) 编制突发环境事件应急预案。(2)

须添加水泥

(4) 检修及启动焚烧系统时产生的烟气处理(5) 监测设备的联网,准确记录运行数据

建立环境管理体系,制定相关环保规章制

参考文献:

[1 ]北极星节能环保网.2016年中国垃圾发电行业现状 资料齐全,设立专门的环境管理机构,配有专职环保

分析及投资规划发展研究预测■ http://huanbao. bjx. com. cn/ 管理人员。

news/20160607/740172. shtm1[ EB/OL].(3) 按照国家或地方有关规定建设规范化排污

度、环保设施操作规程和岗位责任制,环境保护档案 口,厂区外设置了显示屏,公布公示炉内燃烧温度、 CO、含氧量、S〇2、烟尘、NOx、HC1等监测指标。

(4)

调查施工期间和生产运行期间有无扰民情

况和污染事故等情况发生。

(5)

产生的炉渣、飞灰等固体废弃物处理、应办理相应的环保手续及委托处理、处置合同或协 议,特别是飞灰等危险废物要严格执行危险废物转 移联单手续,委托有资质的单位进行处置[13]。

4结论

生活垃圾焚烧发电项目整体来讲,工艺成熟,运

行可靠,相对垃圾填埋场等垃圾处置方式来讲,节约 用地,且处理量可快速提升,是一种较适宜中国城镇 化快速发展现状所选择的生活垃圾处理工艺,未来 具有较大发展前景。做好生活垃圾焚烧发电项目建 设过程和运营中的环境保护工作很重要,监督重点 包括:施工期垃圾贮坑、渗滤液处理系统的防渗等隐 蔽工程,运营期的除二噁英系统和垃圾渗滤液处理 系统、在线监测系统、防护距离和应急预案等。此 外,生活垃圾焚烧发电技术仍然存在以下几个问题 有待进一步改善或解决。

(1)

采用纳滤和反渗透膜进行深度处理,生约25%浓液,浓液回喷到焚烧炉焚烧;

(2) 保障活性炭的性能;

()飞灰添加螯合剂和水泥固化处理,是否必

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• 71 •

].中

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