浅谈生活垃圾焚烧发电项目环境风险评价的工作重点

陈潇江

江苏环保产业技术研究院股份公司

浅谈生活垃圾焚烧发电项目环境风险评价的工作重点

陈潇江

江苏环保产业技术研究院股份公司

以生活垃圾作为热源，进行焚烧发电，能够同时具备良好的经济效益和环境效益，而在对相关项目进行建设时，需要做好环境风险评价工作，对可能存在的环境风险问题进行分析，做好有效的预防工作。本文结合某生活垃圾焚烧发电厂的实例，对环境风险评价中的工作重点进行了分析和讨论，希望能够为工程项目的建设提供一些参考依据。

生活垃圾焚烧发电；环境风险评价；重点

1 前言

最近几年，我国的城市化进程不断加快，城市规模扩大，城市人口增加，也使得城市垃圾的处理成为了一个亟待解决的问题。就目前来看，对于城市垃圾的处理，采用的多是填埋或者焚烧的方式，这两种方式虽然操作简单。投资和运行费用较低，但是会造成较为严重的地下水、土壤和大气污染，需要积极探索新的垃圾处理模式。生活垃圾焚烧发电技术就是在这样的背景下产生和发展起来的。

2 工程概况

某生活垃圾焚烧发电厂位于城市主导风向的下风向，设计垃圾焚烧量为1400t/d，设置了2台处理能力为700t/d的机械炉排垃圾焚烧炉，配合2×9MW凝汽式发电机组。从保护环境减少污染的角度，设置了相应的烟气净化系统，采用了“半干法脱酸+活性炭吸附+SNCR脱硝+布袋除尘器”的组合工艺，对垃圾焚烧后产生的烟气进行净化处理。垃圾仓与渗滤液处理站产生的有害气体会送入到焚烧炉中充当助燃气体，如果焚烧率停炉检修，则有害气体会在经过垃圾仓上部的活性炭吸附除臭装置净化后，经由排风机排放到大气中。

3 环境风险评价的工作重点

3.1 风险识别

(1)设备风险。在垃圾焚烧过程中，存在潜在危险，一旦垃圾焚烧炉出现故障，使得炉内的温度无法达到一定的标准，则不完全燃烧会产生大量的有害气体，如果烟气在焚烧炉内停留的时间超过2s，同样会导致污染物的排放量的增大。对于焚烧剩下的灰烬，一般是罐车进行运输，如果罐车密封不严或者出现破损，则在运输过程中可能对周边环境造成污染[1]。

(2)物质风险。在生活垃圾焚烧发电厂中，处理的垃圾是常见的生活垃圾，在对垃圾进行清运的过程中，不会用到具有危害性的物质，而点火的燃料为0号轻柴油，用量很小，其对于环境的危害基本可以忽略，因此，在焚烧过程中，主要的风险物质是焚烧产生的烟气（包括CO、二噁英、重金属、氯化氢等）以及飞灰，烟气脱硝系统中采用的氨水也可能存在一定的风险。

(3)过程风险。通常来讲，生活垃圾焚烧发电项目的生产过程包括了垃圾清运、垃圾贮存、垃圾焚烧、余热发电、烟气净化、灰渣处理等，考虑到生活垃圾本身并不属于危险品，因此在前两个环节基本不存在环境风险，余热发电采用的是火电的原理，结合烟气净化以及灰渣处理，同样不容易产生环境风险事故。不过，在焚烧产生的烟气中，含有多种污染物质，如果处理不当，可能引发严重的环境污染事故，而垃圾渗滤液本身成分复杂，污染物众多，如果不能进行有效的处理，会给土壤和地表水环境带来巨大的破坏[2]。

3.2 源项分析

结合《环境影响评价技术导则大气环境》的相关规范，在非常工况下（设备检修、点火开炉、设备异常等），污染物的排放均属于非正常排放。而在当前我国对于环境污染问题的相关报道中，通常都会将垃圾焚烧烟气净化系统异常或者故障导致净化效率降低，继而引发的废气污染问题看做是环境风险故障，然后在环境风险评价中加入环境防护距离以及卫生防护距离等概念。而实际上，根据上述规范分析，这些事故应该属于非正常排放的范畴，不应该将之作为环境风险评价的最大可行事故，也不应该将卫生防护距离和环境防护距离纳入到环境风险评价的范畴。结合相关标准和规范，这里认为，生活垃圾焚烧发电项目的环境风险评价过程中，最大可信事故应该是有害物质泄漏事故及引发的火灾、爆炸等[3]。

3.3 风险评价

(1)非正常排放：以二噁英类物质为例，如果在运行过程中，垃圾焚烧设备出现故障和问题，可能会导致短时间内烟气中二噁英类物质排放量的增大，严重的甚至可能超出排放标准。在正常情况下，烟气中的二噁英排放浓度应该在0.1ngTEQ/m3以内，这里的非正常情况，一是布袋除尘器出现破损，正常情况下，布袋可在停炉检修时按使用周期成批更换。运行中布袋泄漏，在线监测仪可立即发现。布袋除尘器有多个独立仓位，每个独立仓位有几十个小布袋，可逐一隔离检查更换，不会造成烟尘超标。更换时，因需冷却，一般需1天时间，故障布袋一般在3-5只左右，每年大约不超过2次，由于故障较小，基本可以在1h内完成处理，并不会产生很大的危害；二是净化系统完全失效，包括干法除酸系统故障和活性炭喷射系统故障。干法除酸系统的喷射马达、喷头或联接器等有可能在运行中出故障，发生率每年大约1-2次，更换时间最多约在1小时以内，一般在20分钟左右，此时HCl会偏高。因后续处理系统还有活性炭吸附作用，因此酸性气体的去除效率会降低30%左右。由于多种原因，活性炭不喷或风机损坏，需更换备件或启用备用风机，一般在30分钟左右，最长不超过1小时。此种情况一年最多1-2次。但由于布袋过滤器表面积有活性炭反应层，对重金属、二噁英类等的吸附仍然有效，因此活性炭喷射系统短时间故障不会对重金属、二噁英类等有很大的影响，其去除效率会降低20%左右。

(2)焚烧炉爆炸：如果设备存在严重故障，或者操作不当导致炉内的压力和温度出现异常，则在极端风险状况下可能会出现焚烧炉爆炸事故，不仅会带来巨大的经济损失以及可能存在的人员伤亡，炉膛内溢出的未经处理的焚烧烟气中蕴含着浓度较高的二噁英类物质，对于周边区域大气环境会造成非常严重的大气污染。以该生活垃圾焚烧发电厂的一号锅炉为例，其在正常运行过程中，锅炉内的二噁英类物质浓度在5-8ngTEQ/m3左右，假设焚烧炉发生爆炸，则在爆炸发生的瞬间，气体溢出量约为990m3，结合相应的数据，对焚烧炉爆炸极端状况下二噁英的排放量进行计算，约为7920ngTEQ。依照相关标准，预测事故发生时污染物的浓度分布，结果表明，在爆炸发生约60s后，位于下风向点100m位置的二噁英浓度为0.39pgTEQ/m3，与现状监测最大背景值叠加，得到在保证健康的前提下，人体每天的摄入量最大不能超过22.97pgTEQ[4]。

(3)其他事故：在生活垃圾焚烧发电厂中，烟气净化系统中的脱硝处理环节需要利用氨水作为还原剂，而辅助燃烧系统则需要将轻柴油作为点火材料，依照消防安全管理及环境风险防范的具体要求，氨水储罐需要单独设置在烟气净化车间内，轻柴油储罐如果放置在室外，则需要设置相应的围堰以及消防器材。

不过，发电厂中的氨水和轻柴油本身的环境危害性就不大，加上储量少，基本不会引发相应的环境风险事故。

(4)废水收集：依照《水体污染防控经济措施设计导则》的相关固定，在生活垃圾焚烧发电项目中，应该设置能够储存事故废水的相关设施。从厂房垃圾渗滤液、一次消防废水、地坪冲洗废水等的收集需求进行综合考虑，应该在适当位置社会容积较大的事故应急池，确保在发生环境风险事故时，能够对废水进行收集和临时存储，待事故处理完成后，分批将事故废水导入到污水处理站进行处理，以减少事故废水对于周边土壤和水环境的影响。

3.4 风险防范

结合上述分析，在生活垃圾焚烧发电项目的运行过程中，存在着一些潜在的环境风险，而这些风险一旦爆发，可能造成严重的环境污染问题，同时也会影响周边居民的身体健康。对此，需要做好相应的风险防范工作，在项目建设和运行环节，制定切实有效的环境风险防范措施，编制完善的环境风险源，预防环境风险事故的发生。具体来讲，一是结合计算机技术，做好焚烧炉运行工况的在线监测，强化项目集中控制，结合DCS控制系统，在设备出现异常的第一时间做到自动报警，工作人员在接收到报警信息后，可以迅速制定相应的应对措施，减少故障造成的影响；二是在氨水储罐区和储油罐区设置围岩，严格依照《建筑设计防火规范》的要求进行厂区的平面布局以及防火间距的设置；三是确保污水处理系统具备容积足够的渗滤液调节池，确保在事故发生时能够对垃圾渗滤液以及事故污水进行收集，避免其随意排放；四是应该做好环境风险事故的应急预演，使得工作人员能够熟悉环境风险预案的内容和应急处理方法，在事故真正发生时能够从容应对[5]。

4 结语

总而言之，生活垃圾焚烧发电项目属于一种基于可持续发展的项目，可以将环境保护和能源回收有机结合起来，在实现生活垃圾减量化、无害化处理的同时，也可以在一定程度上缓解电能紧缺问题，符合循环经济的发展要求。在项目实施过程中，应该做好必要的环境风险评价，从风险识别、风险分析、风险评价和风险防范等角度，尽可能减少项目建设对于环境的负面影响，推动经济的可持续发展。

[1] 黄明.环境风险评价在垃圾焚烧发电项目环评中的应用——以成都九江垃圾焚烧发电厂为例[J].环境影响评价,2014(1):49～52.

[2] 盛周君,孙文潭,陈玉.生活垃圾焚烧发电项目环境风险评价工作重点探讨[J].低碳世界,2015(6):9～10.

[3] 谢刚,孔颢.基于AHP的BOT生活垃圾焚烧发电项目风险评价研究[J].中国科技纵横,2015(9):199～200.

[4] 吕连宏,罗宏,张征,等.生活垃圾焚烧发电厂的环境风险评价[J].环境工程,2010(2):114～117.

[5] 崔小爱.生活垃圾焚烧发电项目环境影响及保护对策研究[D].南京农业大学,2013.

10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.11.018