08 八 环境保护和劳动卫生1026.docx
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08八环境保护和劳动卫生1026
第八章环境保护和劳动卫生
目录
8.1环境保护8-1
8.1.1总则8-1
8.1.2环境保护标准及规范8-1
8.1.3主要污染物分析及治理措施8-5
8.1.4环境管理及监测8-19
8.2劳动卫生8-21
8.2.1设计原则8-21
8.2.2劳动卫生标准及规范8-21
8.2.3主要危害因素分析及防范措施8-22
8.2.4职业卫生8-31
8.2.5安全监督及其他8-31
8.1环境保护
8.1.1总则
8.1.1.1按照建设项目中的环境保护设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用的“三同时”原则,确保焚烧厂各系统的建设和运营水平达到设计的要求,保证各个环节的污染控制目标,确保废水、废气、灰渣、噪声等达标排放。
8.1.1.2在达标的前提下,进一步减少污染物的排放浓度,特别是烟气中污染物及飞灰、渗沥液的排放,是焚烧发电厂二次污染控制的重点。
8.1.2环境保护标准及规范
根据生活垃圾焚烧处理工艺的特点以及国家的有关规定,采用的环境保护标准及规范包括但不限于:
Ø建设部、国家环保总局、科技部关于发布《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》的通知
Ø《建设部关于纳入国务院决定的十五项行政许可的条件的规定》
Ø《城市生活垃圾焚烧处理工程项目建设标准》2001,建设部
Ø《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》CJJ90-2002,建设部
Ø《生活垃圾焚烧污染控制标准》GB18485-2001,国家技术监督局
Ø《小型火力发电厂设计规范》GB50049-94
Ø《生活垃圾焚烧炉》GB/T118-2000,国家技术监督局
Ø《建筑设计防火规范》GBJ16-87(2001版)
Ø《污水排放综合标准》GB8978-1996
Ø《污水排入城市下水道水质标准》CJ3082-1999
Ø《生活杂用水水质标准》CJ25.1-89
Ø《生活杂用水标准检验法》CJ25.2-89
Ø《恶臭污染排放标准》GB14554-1993
Ø《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996
Ø《工业企业厂界噪声标准》GB12348-1990
Ø《城市区域环境噪声标准》GB3096
Ø《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87
Ø《危险废物填埋污染控制标准》GB18598
Ø《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2002
Ø《生产过程安全卫生要求总则》GB12801
Ø《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
Ø《火力发电厂与变电所设计防火规范》GB50229-96
Ø《火力发电厂建筑设计规范》DL/T5094-1999
Ø《火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程》DL5053-1996
Ø《火力发电厂环境保护设定规定(试行)》DLGJ102-91
Ø《火电厂大气污染排放标准》GB13223-1996
Ø《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2001
Ø《市政公用事业特许经营管理办法》
此外,还应符合相关工程建设标准强制性条文和地方标准强制性条文。
8.1.2.1烟气排放标准
由于本工程的特殊性和重要性,为了南京市可持续发展的要求,烟气排放采用欧盟1992标准和《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2001)的高者,而且CO,SO2,NOX,二恶英等指标比欧盟1992标准更严,以满足南京市现代化发展对环境保护的需要。
本工程确定的烟气排放指标如表8.1-1。
表8.1-1烟气排放指标
项目
单位
设计值
最大值
GB18485
欧盟92标准
正常运行条件下,布袋除尘器出口烟气中污染物的浓度
烟尘
mg/Nm3
10
30
80
30
CO
mg/Nm3
50
80
150
100
NOX
mg/Nm3
200
300
400
——
SO2
mg/Nm3
200
260
260
300
HCl
mg/Nm3
40
50
75
50
HF
mg/Nm3
2
2
2
2
Hg
mg/Nm3
0.1
0.1
0.2
0.1
Cd
mg/Nm3
0.1
0.1
0.1
0.1
Pb
mg/Nm3
1.0
1.6
1.6
——
其他重金属
mg/Nm3
5
6
——
6
二恶英类(TEQ)
ng/Nm3
0.05
0.1
0.1
1.0
TOC
mg/Nm3
20
20
——
20
说明:
(1)所有表中所提供的限定值是在正常工况下基于11%氧量干烟气基上换算出的,标准工况下干烟气,即273.15K,101.3Pa(A),换算成O2容积占11%。
(2)在任何1h之内,最大烟气浓度时间不超过5分钟。
8.1.2.2污水排放标准
(1)渗沥液排放标准
焚烧厂垃圾渗沥液出水水质达到《污水综合排放标准》GB8978-1996中的三级排放标准后排入厂外5公里处的城市污水管网。
表8.1-2渗沥液排放标准
序号
指标
进水水质mg/L
出水水质mg/L
1
PH
6~9
6~9
2
CODCr
70000
500
3
BOD5
30000
300
4
NH3-N
1400
25
5
悬浮物
12000
400
(2)其他污水处理标准
除渗沥液外,焚烧厂内产生的生活和生产污水经处理后排入厂外5公里处的城市污水管网,其水质应达到国家现行标准《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的最高允许排放浓度标准值。
8.1.2.3残渣控制标准
飞灰固化处理后的环保要求应满足危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别(GB5085.3-1996)的要求。
表8.1-3危险废物浸出毒性标准
序号
指标
值(mg/L)
1
Pb
3
2
Cd
0.3
3
Cu
50
4
Zn
50
5
Ni
10
6
Cr
10
7
Hg
0.05
8.1.2.4噪音控制标准
厂界噪声标准执行《工业厂界噪声标准》(GB12348)中的三类标准。
对建筑物的直达声源噪声控制,应符合现行《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ87)的有关规定。
即:
建筑物内的噪声级≤85dB(A)
围墙1米处噪声级限度:
Ø白天≤65dB(A)
Ø夜间≤55dB(A)
8.1.2.5臭气控制
本工程所散发的臭气污染物浓度满足《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)中二级新扩改建标准。
表8.1-4臭气污染物厂界标准值
序号
控制
指标
单位
一级
二级
三级
新扩改建
现有
新扩改建
现有
1
氨
mg/m3
1.0
1.5
2.0
4.0
5.0
2
三甲胺
mg/m3
0.05
0.08
0.15
0.45
0.80
3
硫化氢
mg/m3
0.03
0.06
0.10
0.32
0.60
4
甲硫醇
mg/m3
0.004
0.007
0.010
0.020
0.035
5
甲硫醚
mg/m3
0.03
0.07
0.15
0.55
1.10
6
二甲二硫
mg/m3
0.03
0.06
0.13
0.42
0.71
7
二硫化碳
mg/m3
2.0
3.0
5.0
8.0
10
8
苯乙烯
mg/m3
3.0
5.0
7.0
14
19
9
臭气浓度
——
10
20
30
60
70
8.1.3主要污染物分析及治理措施
本工程产生的污染物主要来自几方面:
垃圾焚烧过程中产生的烟气,垃圾堆放产生的渗沥液及生产、生活排出的污水,垃圾焚烧产生的炉渣、烟气处理收集的飞灰等;此外,垃圾堆放产生的恶臭以及厂内机械动力设备产生的噪声也对环境造成污染。
8.1.3.1废气处理
生活垃圾焚烧厂的废气主要来自垃圾在焚烧过程中产生的烟气,其中的主要污染物可以分为粉尘(颗粒物)、酸性气体(HCl、HF、SOx等)、重金属(Hg、Pb、Cr等)和有机剧毒性污染物(二恶英、呋喃等)等几大类。
本工程采用成熟的半干法烟气处理系统,石灰浆制备系统、旋转喷雾反应塔(反应吸收塔、旋转喷雾器及钢结构等组成)、反应生成物输送装置、布袋除尘器设备、活性碳喷射装置等组成,并配有自动控制及在线检测装置,控制排放措施。
净化后的烟气经烟囱排至大气。
(1)粉尘
1)产生源
主要由焚烧产物中的无机组分构成,粒度范围≤200m。
通常在余热锅炉出口处,烟气的含尘量约为1000~5000mg/Nm3。
2)治理措施
①焚烧炉、余热锅炉、反应塔和除尘器采用负压工作方式。
②采用布袋除尘器,设置在灰仓顶部,仓内空气过滤达标后用风机排出。
根据国内外生活垃圾焚烧厂烟尘处理的经验,布袋除尘器具有烟尘净化效率高、维修方便、净化效率不受颗粒物比电阻和原浓度的影响等优点,同时对有机污染物和重金属均有良好的处理效果,除尘效率大于99%。
③余热锅炉和布袋除尘器排出的飞灰用密封运输机械,除尘器收集的飞灰由斗链提升机送到灰仓内,在厂内固化处理。
采取上述措施后,可以保证工作场所空气中粉尘容许浓度不超过《工作场所有害因素职业接触限值》GBZ2-2002总尘时间加权平均容许浓度8mg/m3。
(2)酸性气体
1)产生源
HCl和HF主要由于垃圾中的氯或含氯塑料、树脂以及其它有机物在焚烧过程中产生的。
烟气中原始HCl含量为600~1200mg/Nm3,HF含量为1~20mg/Nm3;SOX主要是由垃圾中所含的硫化合物在焚烧过程中产生的,其中以SO2为主,在重金属的催化作用下,则会生成少量SO3,烟气中原始SOX含量约为100~600mg/Nm3。
2)治理措施
本工程采用半干法烟气处理系统工艺,“石灰浆半干式喷雾反应塔+活性碳喷射吸附+袋式除尘器”的组合方式。
在半干法反应塔中,HCl、HF、SO2同喷入的石灰浆液接触,进行传热传质反应,石灰浆中水分很快受烟气加热而气化,而烟气中的有害气体则被吸附在石灰表面,同石灰发生中和反应,生成盐类固体物质。
中和反应的充分程度同反应温度、接触时间、石灰粒径的大小等因素有关,只有维持了各种反应条件的最佳组合,才能获得有害气体的高净化率和最少的石灰耗量。
①反应塔中烟气与石灰浆反应的最佳温度为160~145℃,这个温度的下限值兼顾了烟气不结露的要求。
如果烟气的反应温度高于设定的最佳反应温度上限,则会自动向塔内喷水,使烟温下降到要求范围值。
水的喷入量根据反应塔出口处的烟气温度自动调节,可以很好地保护袋式除尘器。
②石灰浆的喷入根据烟囱烟气中HCl浓度(在线检测)自动调整,这可使消石灰的消耗量维持在最经济的水平。
③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碳。
(3)重金属
1)产生源
重金属包括汞、镉、铅、砷等,主要来自垃圾中的废电池、日光灯管、含重金属的涂料、油漆等。
汞和镉在烟气中不仅以烟气的状态存在,同时还以气体状态存在。
这是因为有些含有这种成份的化合物在燃烧过程中挥发所产生的。
当温度降低时,重金属混合物的挥发率将剧烈地降低,相应的其排放也将随之减少。
余热锅炉出口处烟气中汞含量为0.1~0.6mg/Nm3,其他重金属含量约为5~30mg/Nm3。
2)治理措施
焚烧后产生的高温烟气,经余热锅炉冷却后,再通过烟气处理装置,其出口温度进一步降低,加之在烟气处理装置中的吸附剂具有较大的比表面积,再配备高效的布袋除尘器就可以有效的清除烟气中的汞和镉。
一般来说,对汞的去除率约90%,对镉的去除率达95%。
而烟气中的铅是以烟尘的状态存在的。
因而铅主要由布袋除尘器来清除,也有少部分是被半干法的反应塔中的吸收剂所吸收而清除的。
对铅的清除率平均可达95%。
(4)二恶英和呋喃等有机物
1)产生源
垃圾在燃烧过程中还会产生二恶英类毒性很强的三环芳香族有机化合物,其已被世界卫生组织列为一级致癌物质。
多氯二苯并二恶英(PCDD)及多氯二苯并呋喃(PCDF)分别有75个和135个异构体,其中以2,3,7,7-四氯二苯并二恶英(2,3,7,8-TCDD)的毒性为最强。
二恶英及呋喃主要是含氯杀虫剂、除锈剂、塑料、合成树脂等成分的废弃物焚烧时产生的,其中剧毒物质含量甚微,是以气态或吸附在烟尘上存在于烟气中。
当烟气温度达到850℃,停留时间≥2S且O2>6%时即可分解成二氧化碳和水等物质。
另一方面,当烟气中的温度在250-400℃时有再生成二恶英的可能。
2)治理措施
①充分燃烧
结合南京市垃圾的情况,本工艺设置了蒸汽空气预热器可将助燃的空气温度提高;同时炉膛和第一通道的下半部敷设了绝热材料,并配以独特的前后拱和二次风组织进行扰动助燃,使燃烧的烟气与助燃空气充分混合,以保证烟气在大于850℃的温度下停留时间超过2秒,可使二恶英大量分解,这就是著名的3T原则。
根据美国EPA对二恶英等有毒有害物质生成的理论,二恶英等物质的分解随温度变化情况详见下图,由图中可见当烟气在大于850℃的温度下停留时间超过2秒时,二恶英的分解率达99.99%;另外,在焚烧炉侧墙设有辅助燃烧器(辅助燃料为0号轻燃气),布置在绝热炉膛的出口,当入炉的垃圾热值较低使得炉膛温度低于850℃时,该系统将自动投入,以保证二恶英的充分分解。
图8.1-1二恶英分解99.99%所需时间
②烟气处理
合理的烟气处理系统可有效地去除二恶英。
当烟气通过尾部烟气处理系统的活性碳喷射装置以及布袋除尘器的滤袋时,由于其滤袋上黏附的石灰粉层以及比表面积非常大的活性碳粉末,反应生成的二恶英将被吸附,并逐渐聚集于该粉尘层上,结果,二恶英即从烟气去除。
表8.1-5给出了配备烟气温度控制在200℃的半干式烟气处理系统的城市垃圾焚烧厂(全连续燃烧系统)中测得的二恶英数据实例。
在该处理系统中,在布袋除尘器入口处的PCDDs/PCDFs总当量(TEQ)为0.92至1.55ng/Nm3,而在出口处,该数值分别远低于0.03至0.04ng/Nm3。
由此可证明布袋除尘器具有脱除二恶英显著效率。
日本政府的控制标准是,在新建厂中TEQ应低于0.1ng/Nm3(氧气12%转化值),而试验结果满足二恶英排放控制允许值,且远低于该标准。
表8.1-5二恶英试验结果
烟气:
ng/Nm3,O2=12%,飞灰:
ng/g
测量点
A厂
B厂
C厂
烟气
飞灰
烟气
飞灰
烟气
飞灰
入口
出口
入口
出口
入口
出口
PCDDs
1
0.8
0.1
0.8
0.2
0.2
0.7
1.6
0.2
0.3
2
3.8
0.1
2.4
1.5
0.4
3.9
5.9
0.5
2.5
3
6.8
0.3
3.4
8.9
0.4
7.4
11.7
1.1
3.1
4
12.3
0.3
0.6
13.2
0.2
2.8
5.3
0.1
0.8
5
15.7
0.1
0.6
3.8
0.2
0.7
3.1
0.2
0.2
Σ
39.4
0.9
7.8
27.6
1.4
15.5
27.6
2.1
6.9
PCDFs
1
18.5
0.7
ND
20.8
0.8
1.4
8.3
2.5
3.6
2
14.7
0.4
0.1
9.0
0.1
0.3
6.1
0.1
0.1
3
15.3
ND
ND
35.1
ND
1.6
4.3
0.6
1.9
4
7.1
ND
ND
8.4
ND
0.8
0.8
0.1
0.3
5
7.2
ND
0.1
3.3
ND
0.2
0.1
ND
0.1
Σ
62.8
1.1
0.2
76.6
0.9
4.3
19.6
3.3
6.0
总当量
(TEQ)
1.22
0.03
——
1.55
0.04
——
0.92
0.03
——
注:
测量在布袋除尘器的入口和出口处进行。
飞灰是由布袋除尘器捕获的烟灰(烟气温度:
392℉)。
另外,烟气温度对去除二恶英有很大的影响。
二恶英是具有高沸点及低蒸汽压的化合物,因此,当烟气温度较低时,二恶英气体较容易转化为细颗粒。
由此可推定,在较低的气相温度条件下,布袋除尘器可更有效地脱除二恶英。
下表显示了在布袋除尘器中烟气温度从200℃降低至150℃的条件下,于另外的焚烧厂中(全连续燃烧系统)测得的二恶英数据变化实例。
表8.1-6低温条件下二恶英脱除试验结果
烟气:
ng/Nm3,O2=12%
装置
D
E
F
G
烟气温度(℃)
200
200
150
150
测量点
入口
出口
入口
出口
入口
出口
入口
出口
PCDDs
1
33.0
3.27
82.2
5.65
13.5
0.81
54.5
0.72
2
38.2
2.47
93.5
5.72
15.3
0.37
55.8
0.28
3
63.4
2.98
161
5.40
31.9
0.37
117
ND
4
59.0
1.74
161
2.92
35.3
0.28
37.4
0.77
5
54.3
1.00
138
0.81
22.9
0.20
44.7
0.82
Σ
248
11.5
636
20.3
119
2.03
309
2.59
PCDFs
1
134
2.28
191
5.60
32.8
0.69
30.1
0.59
2
91.5
1.47
155
2.17
18.6
0.45
8.73
0.06
3
252
2.54
462
4.36
46.2
0.25
29.4
ND
4
48.5
0.47
113
0.40
13.4
0.08
7.59
0.05
5
39.1
0.27
63.7
ND
7.77
0.07
9.54
ND
Σ
565
7.03
985
12.5
119
1.54
85.4
0.70
总当量(TEQ)
14.5
0.23
29.4
0.29
3.00
0.01
2.30
0.01
注:
测量在布袋除尘器的入口和出口处进行。
如上述结果所示,烟气温度从200℃降低至150℃后,在布袋除尘器出口处的二恶英浓度进一步降低。
在200℃操作温度下,出口处TEQ范围从0.23至0.29ng/Nm3,而在150℃操作温度下,该值极大地降至0.01ng/Nm3。
因此,采用喷水减温的方式进一步降低余热锅炉出口的烟气温度,使其达到150℃,对二恶英的去除非常有利。
虽然二恶英的浓度随焚烧炉的炉膛形状、操作方法及烟尘特性的波动等因素而变,然而,合理的烟气处理工艺及布袋除尘器的优化设计均可将二恶英的去除率控制在标准范围内。
通过以上措施,本工程二恶英排放量可以控制在0.05ng/Nm3以下。
(5)CO
1)产生源
一氧化碳(CO)是由于垃圾中的有机物不完全燃烧形成的。
国外某些焚烧厂以烟气中CO含量的高低作为衡量垃圾燃烧效率的一个指标,燃烧越完全,烟气中的CO浓度越低。
燃烧效率T=[CO2/(CO+CO2)]×100%
2)治理措施
在焚烧过程中通过炉排的运动对垃圾进行充分的翻动和混合,避免局部的缺氧造成CO的生成,同时在炉膛内喷入适量的二次空气与烟气混合,使CO和其它还原性气体(如NH3、H2、HCN等)在高温下进一步氧化,最终生成N2、O2、CO2、H2O、NOX。
(6)NOX
1)产生源
NOX主要是垃圾中含氮有机物、无机物在焚烧过程中产生的,燃烧空气中的N2对其影响较少,烟气中的NOX以NO为主,约占90~95%,NO2约占5~10%,还有微量的其他氮氧化物。
在余热锅炉出口处,烟气中的NOX的浓度一般为200~600mg/Nm3。
2)治理措施
NOX的防治应通过燃烧控制以抑制其产生。
实践证明,通过限制一次性助燃空气量从而有效控制燃烧过程中NOX的生成。
根据这一原理,本工程拟向国外引进焚烧炉技术,通过炉型设计及燃烧控制,保证烟气中NOX含量小于200mg/Nm3,远低于我国《生活垃圾焚烧污染控制标准》GB18485-2001所规定的400mg/Nm3。
本工程设置3根80米的烟囱,烟气排放达到标准。
8.1.3.2污水处理
本工程采用雨污分流制,清浊分流制。
本工程产生的污水主要有垃圾渗沥液、生活污水和生产废水。
垃圾渗沥液水量约占垃圾总量15%~22%,本项目垃圾渗沥液日产生量约为160~230吨,结合南京市生活垃圾特性,加上卸料平台冲洗水24t/d,考虑不可预见因素,确定本项目垃圾渗沥液处理站设计处理能力为300t/d。
(1)渗沥液的处理
根据垃圾焚烧厂渗沥液中污染物含量高,水质水量多变的特点,选择技术先进、工艺可靠、性价比高的工艺。
充分考虑节能降耗,降低运行费用,易于维护和运行管理。
具有较高的自动化管理水平,实现电脑中央监控。
充分考虑消除垃圾渗沥液处理时产生的臭气、飞溅和噪声等二次污染问题。
系统中产生的废气送至垃圾贮存区废气系统设备接口。
同时考虑消泡措施。
考虑用地场地现状,总图布置满足工艺流程要求,整齐美观、合理、节省占地。
垃圾渗沥液的处理方法包括物化法和生物法、土地法。
物化法主要有活性碳吸附、化学沉淀、化学氧化、化学还原、离子交换、膜渗析、气提及湿式氧化法等多种方法,在CODCr为2000~4000mg/L时,物化方法的CODCr去除率可达50%~87%。
生物法分为好氧生物处理、厌氧生物处理以及二者结合。
好氧生物处理包括活性污泥法、曝气氧化池、好氧稳定塘、生物转盘等。
厌氧处理包括上流污泥床、厌氧固定化生物反应器、混合反应器及厌氧稳定塘。
土地法包括慢速渗滤系统(SR)、快速渗滤系统(RI)、表面漫流系统(OF)、湿地系统(WL)以及地下渗滤处理系统(UG)等多种土地处理系统,主要通过土壤颗粒的过滤、离子交换吸附、沉淀及生物降解等作用去除渗沥液中的悬浮固体和溶解成分。
由于渗沥液的高负荷和复杂性,对处理工艺提出了特殊的要求。
过去国内外数十年的实践证明,单纯的生化措施不能适应渗沥液处理的要求。
近年来,随着膜技术在污水处理特别是垃圾渗沥液处理的工业化应用推广,膜技术在渗沥液处理工程中的应用日趋成熟,这为垃圾渗沥液的处理找到了一条有效的途径。
本工程将生化与膜处理相结合,采用厌氧与MBR工艺处理。
厌氧产生的沼气进行回收利用。
工艺流程图如图8.1-2所示。
垃圾焚烧区产生的垃圾渗沥液经专用的收集管汇入渗沥液调节池,渗沥液在池中得到均质均量。
从调节池中流出的渗沥液经不锈钢细格栅分离固体杂质后进入格网池,后用泵提升至涡凹气浮池。
经产生的微气泡吸附悬浮固体或者絮凝物,利用气浮体密度小于水的密度原理,使其浮上水面形成浮渣后去除,以达到去除悬浮物、大颗粒有机物等,然后用泵提升至厌氧反应器。
经厌氧反应处理后,进入物化处理池,调节污水的生化效果,调理后的出水进入A/O反应器。
A/O池充分实现去除有机物和脱氮的功能,而MBR系
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