生活垃圾焚烧电厂防臭措施与除臭系统设计

李 朋

(上海康恒环境股份有限公司， 上海 201703)

引 言

近年来，由于垃圾焚烧电厂占地面积小、环保、节能、社会效益高，逐渐受到各国政府及环保企业的青睐。垃圾焚烧电厂在垃圾转运、存储和焚烧过程中对环境的影响，逐渐引起各环保企业及设计公司的重视。垃圾焚烧电厂合理设计，尤其防臭除臭系统设计，减少对环境的污染，具有更重要的社会价值。

目前国内大部分有关垃圾焚烧厂防臭、除臭相关文献仅停留在臭气分析、臭气来源，除臭系统的描述，除臭措施等理论方面的论述[1-2]，而真正对除臭系统设计、技术重点说明及实际项目应用分析相关文献很少。本文通过对垃圾焚烧厂不同区域的臭气特点，针对性总结防臭、除臭措施，并提出具体设计、计算方法以及项目应用案例。根据以往项目经验对垃圾焚烧厂除臭设计重点总结，从而有效解决垃圾焚烧电厂二次污染，对保护环境起到较好作用。同时，为以后垃圾焚烧发电厂除臭系统设计提供良好的参考和借鉴。

1 垃圾焚烧电厂防臭、除臭设计概述

生活垃圾焚烧电厂臭气具有产生源分散，臭气中污染物浓度低且分布不均匀的特点。为了对臭气进行控制，可从防臭和除臭两方面考虑，首先从源头控制，减小其排放量，然后采取措施，防臭、除臭两者相结合提高效果。对有人与无人区通过正负压控制，实现气流组织顺畅，减小污染源渗透和外溢；通过主动与就地控制相结合，建筑与暖通专业的高度配合等，实现多专业协同控制。同时，在设计中充分考虑系统的合理性及实用性，采用先进的科技及技术，最大限度达到恶臭污染控制。

1.1 臭气来源

生活垃圾在微生物的代谢作用下发生分解，其中的有机物分别转化为H2S、NH3、CH3SH和挥发性有机酸等恶臭气体。这些气体挥发性较大，易扩散在大气中，而且部分气体有毒、刺激性气味大。垃圾电厂臭气主要分布在以下4个区域：垃圾坑，渗沥液沟道间及渗沥液收集池，上料坡道、卸料大厅，渗沥液处理区域[3]。

1.2 防臭、除臭主要设计方法

垃圾焚烧电厂防臭、除臭设计需要同焚烧工艺、建筑设计等专业配合，根据垃圾发电厂的地形和功能要求，结合垃圾焚烧污染特点，采取适当的措施。对恶臭防治的主要措施包括防、堵、消、排等。垃圾焚烧除臭设计的主要原则包括如下两点[4]。

(1)分析确定各恶臭敏感区域的特性，针对污染点恶臭程度，敏感性等特点，采取不同方案。

(2)针对焚烧的运行与停机工况采取不同措施。

2 防臭分析及应用

生活垃圾焚烧电厂的恶臭污染主要采用控制和隔离的方法从源头对臭气进行防治并减小排放。表1根据控制原理，分析各种防控措施及应用。

表1 垃圾焚烧电厂防臭措施及应用Tab.1 deodorization measures and applications of waste incineration power plants

3 除臭工艺分析

生活垃圾所产生的恶臭主要成分为硫化物、低级脂肪胺等。防治方法主要有：吸附、吸收、生物分解、化学氧化、燃烧等。按治理的方式分成物理、生物、化学3类。

3.1 活性炭吸附除臭技术

活性炭除臭是较为成熟的物理除臭技术，设备分进风段、过滤段、出风段。臭气从进风段进入除臭箱体，经由滤筒吸附净化，达标后的空气由风机排入大气。活性炭除臭设备净化效率为60%～70%，结构紧凑占地面积小，耐腐蚀，耐老化性能好，且系统简单，初投资及运行成本低，操作、管理、维护简便。

3.2 天然植物液除臭技术

植物除臭剂的原材料含有天然植物提取液，经过先进的微乳化，使它可以与水相溶，成透明的水溶液。它不含酒精，非易燃易爆，非毒性，还可生物降解，不会产生二次污染。

3.3 离子除臭技术

高能离子除臭技术成熟高效。它具有占地面积小，能耗低，受环境影响小的优点。采用离子发生装置，能彻底、全面消除空气中的各种异味，杀灭空气中的细菌，去除有害物质。可在很短的时间里消除臭气分子，达到除臭目的。

4 除臭应用

垃圾焚烧电厂产生的恶臭气味，对人身心健康产生影响，降低人的情绪。为了减少恶臭对工作人员和周围居民的影响，需将恶臭控制在适当的范围内，并根据不同区域的恶臭特征和敏感性采取有效措施。

4.1 垃圾坑

垃圾焚烧电厂需设置垃圾坑进行垃圾存储，在处理过程中，会有大量恶臭气体产生。垃圾坑是最大的恶臭产生源头，焚烧炉运行和停炉两种除臭方式，是垃圾坑除臭的主要部分。

焚烧炉运行时，抽风机将垃圾坑中臭气吸出，送入负压的焚烧炉内，炉内的恶臭气体不断被燃烧、分解，垃圾坑负压，防止气体外溢[5]。焚烧炉停止运行或检修时的应急除臭系统一般采用活性炭作为吸附剂，臭气处理达标后排放。

4.1.1 应急除臭系统说明

垃圾坑应急除臭系统与垃圾坑排烟系统末端共用，在焚烧炉停炉及检修时，臭气经垃圾坑上方的风管及风口经过活性炭吸附达标后排至室外，火灾时运行消防系统。系统流程如图1所示。

图1 垃圾坑应急除臭系统流程图Fig.1 flow chart of emergency deodorization system of garbage pit

4.1.2 除臭风量计算

垃圾坑除臭风量主要由四部分组成，表2为垃圾坑应急除臭风量说明。

4.1.3 设备及材料说明

在对除臭系统风机选型时，需根据整个系统阻力计算，保证风机风量、压头满足系统要求，并综合考虑系统阻力特性及风机特性曲线，使风机在最高效率范围。同时，由于垃圾坑内有可燃及腐蚀性气体如甲烷等，因此风机需选用防爆型，电机外置；风管管道材料及阀门等均需选用防腐材料；由于本系统末端与消防系统共用，需考虑消防系统要求。

表2 垃圾坑除臭风量组成表Tab.2 composition of deodorization air volume of garbage pit

4.2 卸料大厅离子氧送风

垃圾卸料大厅面积大，车量进出频繁，极易污染。可设置成微密闭结构，并考虑微负压，也可采用水冲洗及离子氧送风等方式处理该区域的臭气，减少对人员影响。

4.2.1 系统说明

卸料大厅采用“离子新风系统”的除臭工艺，对空间内逸散的恶臭气体组分进行去除。离子风从靠近外墙内部侧送入卸料大厅后，由垃圾坑的负压，通过卸料门将大厅的臭气抽走。卸料大厅气流从离子出风口至大厅中心至卸料门洞负压逐渐增大，气流组织有序流向垃圾坑，从而保持大厅清爽环境。系统流程如图2所示。

图2 臭气治理工艺流程框图
Fig.2 Diagram of odor treatment process

4.2.2 风量计算

垃圾卸料平台层高较高(约10m)，室内空间大，占地面积广，换气次数对新风风量的影响很大。送风量过大，会导致房间内正压较大，房间内臭气外溢或实际送风量达不到设计值。卸料大厅换气次数目前没有规范明确，通常按照1～3次/h。杭州某项目为例，分两种情况换气分析比较。方案一采用全面通风，3次换气；方案二局部通风[6](人员活动有效空间换气)，2次换气，按照大厅人员活动区域在4m以下，风管靠墙安装5m高度，不影响车辆运行，同时风口侧吹，百叶偏向下方，送风范围在2～3m高度。风量设计、风机能耗及运行费用等如表3所示。

表3 卸料大厅除臭通风设计参数对比表Tab.3 comparison of design parameters of deodorization ventilation in discharge hall

从表3可见，在人员活动区考虑局部送风，可有效减少建筑面积，节省初投资和运行费用，达到事半功倍的效果，既满足通风效果又有明显的经济效益。

4.2.3 材料及说明

考虑气体有腐蚀性，风机采用玻璃钢材质，风管、风口、风阀采用碳钢(内、外涂刷防腐涂料)材质，离子箱体等采用304不锈钢材料。

4.3 渗沥液沟、渗沥液池

垃圾渗沥液池较为狭长，布置在地下，臭味很大。该区域有操作维修人员，其除臭通风非常重要，对人员健康、防止事故发生有重要意义。本区域设置机械送风、机械排风，并保持负压防止臭气外逸。送风来自室外洁净区，排风送至垃圾坑后由一次风机送至焚烧炉。

4.3.1 通风计算

渗沥液沟道间及泵房分平时通风与事故通风，平时通风量按照换气次数6次/h计算，事故通风量按照12次/h计算。渗沥液沟道间送、排风各设置两套系统，平时一套系统24h运行，另一套系统作为备用，同时与24h运行的系统一起作为渗沥液沟道间的事故通风系统。送风风量小于排风风量，保持渗沥液沟道间负压[7]。

4.3.2 材料及说明

送、排风机连锁，排风机选用防腐、防爆风机。当有工作人员进入渗沥液沟道或收集池工作时，需检测渗沥液沟道或收集池中有害物质的浓度。若有害物质浓度过高，开启备用送排风系统，在臭气浓度降低到人员可以进入的卫生标准后，工作人员做好有效防护措施后，方可进入，保证工作人员安全性。

4.4 除臭系统应用结论

4.4.1 除臭工艺设计需具有针对性，根据实际场所考虑。

4.4.2 除臭风量及系统直接影响能耗、运行费和设备占地面积。

4.4.3 除臭方式需从建筑、通风、运营等多方面综合考虑。

4.4.4 除臭工艺设计应考虑经济合理性，合理选择除臭工艺及设计参数，提高系统的安全性。

5 结 语

合理的垃圾焚烧电厂设计可以有效降低恶臭的产生，减少对周围环境的影响。对产生恶臭的不同区域采取具有针对性的技术措施，能够有效减少恶臭对人们的影响。采用适当的防臭、除臭方式，对加速垃圾焚烧电厂建设，提高社会效益和经济效益具有重大意义。