第十三章清洁生产.docx
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第十三章清洁生产
第十三章清洁生产
《中华人民共和国清洁生产促进法》明确规定，所谓清洁生产，是指不断采取改进设计，使用清洁的能源和原料，采用先进的工艺技术与设备，改善管理、综合利用，从源头消减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。
清洁生产要求实现可持续的经济发展，即经济发展要考虑自然生态环境的长期承受能力，使环境与资源既能满足经济发展要求的需要，又能满足人民生活的现实需要和后代人的潜在需求；同时，环境保护也要充分考虑到一定经济发展阶段下的经济支持能力，采取积极可行的环境政策，配合与推进经济发展进程。
这种新环境策略要求改变传统的环境管理方式，实行预防污染的政策，从污染后被动治理变为主动进行预防规划，走经济与环境可持续发展的道路。
清洁生产是将污染预防的方针持续应用于生产过程、产品和服务中，以减少对人群的危害。
因此，将清洁生产纳入环境影响评价工作中，使环境影响评价内容更加完善，在预防和控制污染方面发挥更大的作用。
本项目生活垃圾、和经干化预处理的污泥、灭菌预处理的医疗垃圾采用焚烧处理，由于我国垃圾焚烧发电技术起步较晚，目前尚没有垃圾焚烧、污泥处理、医疗垃圾焚烧处置的清洁生产标准和具体指标要求。
针对本项目的特点，在本次清洁生产评价中，对生产过程中的生产工艺、设备、污染治理措施及节约用水等方面进行清洁生产水平的定性分析。
13.1清洁生产全过程分析
13.1.1原材料及产品
垃圾焚烧厂所使用的原材料是由项目性质所决定的，提高原材料清洁水平的途径一是从源头抓起，实行生活垃圾、医疗垃圾分类收集和集中处理；二是生产控制，通过采用先进的设备和生产工艺，通过合理的操作流程达到控制减少二次污染的产生及净化尾部烟气。
我国《医疗废物分类目录》将医疗废物分为5种类型，即：
感染性废物、病理性废物、损伤性废物、药物性废物、化学性废物；采取“高温蒸汽灭菌+焚烧”工艺，仅能处置感染性废物和损伤性废物两类（以下称为医疗垃圾）。
污泥干化处理后，含水率≤30%；医疗垃圾经高温蒸汽灭菌处理（对嗜热性脂肪杆菌芽孢达99.99%），达到GB18485-2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》中的第6条“入炉废物要求”后，两者分别与生活垃圾混合，送入生活垃圾焚烧炉焚烧处理。
采取焚烧的方法，可使垃圾减容85%以上，同时利用余热发电，既解决了城市垃圾填埋对土地的占用及由此而引起的环境污染问题，而垃圾焚烧产生热量，提供机组发电产生电能，电能除实现焚烧厂自用电外，剩余电量向电网供电；同时利用垃圾焚烧产生的高温蒸汽对医疗垃圾进行灭菌处理，干化污泥，实现热能、电能、生物质能的良性循环，在实施垃圾减量化、无害化的同时，实现了资源化。
本项目的实施，有利于促进莆田市的循环经济发展、节能减排，改善市容环境卫生，符合国家及福建省有关政策导向和可持续发展的要求。
无论从产品的角度还是从资源的综合利用来看，本项目均符合清洁生产的要求，属环保节能项目。
13.1.2生产工艺和生产设备
（一）生产工艺与设备
（1）主要生产工艺
垃圾焚烧发电是利用城市生活垃圾作为主要原料，垃圾焚烧产生的烟气热量被未饱和水吸收，成为具有一定压力和温度的过热蒸汽，过热蒸汽驱动汽轮发电机组，热能被转换为电能。
垃圾焚烧发电是国家发展改革委2011年3月发布的《产业结构调整指导目录（2011年本）（2013修正）》中的鼓励类产业，是实现垃圾无害化、减量化、资源化的有效手段。
本项目采用炉排式焚烧炉对城市生活垃圾进行焚烧，此设备运用了目前比较成熟和先进的垃圾焚烧技术。
医疗垃圾采用高温蒸汽灭菌处理，作为医疗垃圾焚烧处理技术的补充，已开始在国内逐步应用，具有一定的技术、经济优势，对于有序推进我国医疗废物安全处置具有十分重要的意义。
利用生活垃圾焚烧提供的蒸汽为热源，对污泥水分进行蒸发干化，处理后能自持燃烧的污泥按10%比例混入生活垃圾一起焚烧。
（2）生产设备
本项目医疗垃圾灭菌处理采用的高温蒸汽灭菌消毒系统，包括从进料到高温蒸汽灭菌柜、废液处理、尾气处理、破碎毁形及出料输送等全部工艺设备，采用PLC控制，并对工艺参数、运行状态及其它电气参数的采集、控制、报警和联锁；保障装置安全，提高医疗废物处理后排放物的各项指标，是一种清洁型、经济型医疗垃圾处理系统。
高温蒸汽灭菌柜，为压力型设备，该类设备由于蒸汽压力可以上升至较高的值，因而蒸汽容易渗透入医疗废物内部，处理效果容易保证。
属于主流技术设备。
污泥干化采用的超圆盘干燥机，以蒸汽间接换热方式，通过搅拌物料使水分更快蒸发，产生的水蒸汽聚集在超圆盘上方的穹顶里，经尾气引风机排出，通过除尘和冷凝两级处理后，排入污水收集系统，排入污水处理厂深度处理。
生活垃圾焚烧炉是垃圾燃烧的主要设备，根据建设部、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》【建城（2000）120号】第六条第6.2款“垃圾焚烧目前宜采用以炉排炉为基础的成熟技术，审慎采用其它炉型的焚烧炉。
禁止使用不能达到控制标准的焚烧炉。
”的规定，公司选用二段式炉排焚烧炉，主要先进性能表现为：
①运行可靠性好，故障率低；②台处理能力较大；③烟气排放量较低，相应减少了烟气净化系统的投资规模；④不需要垃圾预处理；⑤热面磨损小；⑥不需混煤燃烧，灰渣产量低。
为国家鼓励推荐的炉排炉技术。
本项目选用的机械炉排焚烧炉，是一种成熟的技术，它具有适合我国垃圾高水分、低热值的优点此外，可以适应4000～8500kJ/kg范围的垃圾。
在日本，大型城市垃圾焚烧厂基本采用机械炉排炉；在欧洲90％以上的焚烧厂同样采用机械炉排焚烧炉。
从环境保护、经济、技术和社会等方面比较，机械炉排焚烧炉都优于流化床焚烧炉。
本项目选择机械焚烧炉工艺是适合的。
通过比对《生活垃圾焚烧厂评价标准》（CJJT137-2010），参照《莆田市圣元环保电力有限公司清洁生产审核报告》（本垃圾焚烧厂一、二期工程、2013），本项目的工程建设水平处于国内较高水平。
（二）污染控制
（1）垃圾运输
为了减少垃圾运输对沿途的影响，采用带有垃圾渗出水储槽的垃圾密封运输车装运垃圾；污泥采用密封运输车装运。
定期清洗垃圾、污泥运输车，医疗垃圾运输车每次运送完毕，都应在本厂内消毒、清洗。
做好运输道路及其两侧的保洁工作；缩短垃圾运输车在敏感点附近滞留的时间；同时，垃圾运输车配备必要的通讯工具，供应急联络用；并对对运输司机加强安全教育和技术培训。
（2）垃圾受料系统
垃圾贮池、医疗垃圾暂时贮存库、污泥存储仓均设计为密闭且微负压的构筑物，以保证该类构筑物内的污染气体不外泄，并能将污染气体引入垃圾焚烧炉内焚烧处理，避免该类构筑物内的污染气体外逸污染环境。
（3）废气污染控制
本项目选用先进的“半干法＋活性炭吸附＋袋式除尘+SNCR脱硝”烟气净化工艺，每台焚烧炉配置一套烟气净化系统及一套烟气在线监测装置。
烟气净化系统由石灰浆制备系统、喷雾干燥反应塔、活性炭喷入装置、袋式除尘器、SNCR脱氮装置组成，以除去烟气中的酸性气体、重金属、二噁英类和飞灰，降低氮氧化物的排放量，烟气通过引风机送至100m高的烟囱排放至大气。
喷雾干燥反应塔净化效率可达90～95%，布袋除尘器除尘效率高达99.5%，脱硫效率85%以上，可以大大减少烟尘的排放，另外布袋除尘器吸附的尘粒对二噁英有一定吸附作用；往烟道中喷入活性炭，可去除二噁英等有害物质；SNCR脱氮装置，以氨水为还原剂。
采取上述措施后，垃圾焚烧烟气中污染物排放浓度可控制在《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2014）排放限值范围内，做到达标排放。
医疗垃圾处理车间中的“医疗垃圾暂存库”、“清洗消毒间”臭气经过“过滤器和吸附器”装置处理后，排入垃圾贮坑，引入生活垃圾焚烧炉内焚烧处理；高温蒸汽灭菌柜处理医疗垃圾过程产生的抽真空换气、湿热蒸汽尾气，通过灭菌柜自带的尾气处理系统（过滤器和吸附器专利处理模块）除菌处置，达到《环境空气质量标准》（GB3095-1996）控制指标要求后排入垃圾贮坑。
污泥干化处理过程产生的干燥机尾气经旋风除尘和冷凝后，产生的不凝尾气温度降至40℃以下，与湿污泥接收和储存系统产生的臭气进行混合，经变频送风机将废气作为二次进风送入垃圾焚烧炉焚烧，不外排。
（4）高烟囱排放烟气
本项目焚烧炉烟气采用一座安装在矩形钢筋砼壁板结构支承架内的100m高的钢烟囱高空排放，有效利用环境空气的稀释作用，使烟气污染物充分扩散，减轻了对空气环境的污染，污染物最大落地浓度占相关标准比率较小，对周边环境的影响较小。
（5）废水污染控制
本项目主要污水有：
生活垃圾渗滤液、垃圾运输车辆及厂内垃圾运输道路冲洗污水等高浓度废水；以及医疗垃圾处理车间废水、污泥处理车间废水、生活污水等低浓度废水。
上述高浓度废水，排入厂区渗滤液处理站，采用“前处理+ABR厌氧生物反应+反硝化+硝化+内置MBR膜+NF（纳滤）”工艺预处理达标（表1.5.9）后，由管道送到莆田市秀屿区污水处理厂处理，渗滤液处理的浓缩液回喷垃圾贮坑处理。
医疗垃圾处理车间灭菌处理产生的废液，由灭菌系统自带的废液收集处理单元处理，清洗废水经车间内废水处理站处理，各污染物分别达到GB8978-1996《污水综合排放标准》、GB18466-2005《医疗机构水污染物排放标准》、CJ343-2010《污水排入城镇下水道水质标准》限值（详见表1.5.9）要求后，2类尾水混合，排入秀屿区污水处理厂进一步处理。
污泥处理车间废水、生活污水、地面冲洗水等低浓度废水，经预处理达到GB8978-1996《污水综合排放标准》中的三级排放标准后，排入莆田市秀屿区污水处理厂处理。
（6）噪声污染控制
降低噪声首先从设备制造着手，其次，再从建筑布置与设计上采取措施。
本项目尽可能选用低噪声设备，并将高噪声设备集中布置在厂房内，分别不同情况采取隔声、消声、减振及吸声等综合控制措施，使作业场所和环境噪声达到标准要求。
为减少厂区内粉尘和噪声对环境污染，并且美化环境，改善职工的工作条件，本项目设计中对厂区进行绿化，因地制宜选择树种，对厂区大道和各建筑物周边进行绿地建设，在办公楼与车间之间较大的地块集中布置绿化，并作为防护隔离带，以达到防尘、降噪、美化环境的目的。
（7）无组织排放源控制
本项目可能产生恶臭污染的垃圾贮池、医疗垃圾暂时贮存库、污泥存储仓均为封闭结构，并采用抽气形成微负压，确保了臭气不外溢，同时，将污染气体引入垃圾焚烧炉内焚烧处理，不外排。
渗沥液储存池为一座封闭的结构，正常工况下，恶臭气体不外排。
垃圾渗滤液处理站产生恶臭气体的构筑物（调节池、厌氧池、污泥池）均考虑加盖密闭，使恶臭气体不外溢，并将恶臭气体通过风机引入净化塔，采用的植物喷淋液喷淋除臭处理，达到GB14554-93《恶臭污染物排放标准》排放标准限值后排入大气。
（8）固体废物处置
飞灰经水泥、螯合剂稳定化处理成固化块、检测达标后进行卫生填埋。
干化污泥、高温灭菌后的医疗垃圾以及厂区生活垃圾、渗滤液处理站剩余污泥等，送入厂内垃圾贮池，掺入生活垃圾送焚烧炉焚烧。
炉渣由由专业厂家承包收集，作为建材辅料综合利用；除尘器废布袋等危废送有处理资质的单位集中处理。
13.1.3常规污染物排放水平分析
根据《生活垃圾焚烧厂评价标准》（CJJT137-2010）的要求，参照莆田市生活垃圾焚烧发电厂一、二期工程《竣工环保验收监测报告》（闽环站2013-C047）的污染物排放监测结果，对比国内同行业的污染物的排放水平，本项目污染物排放水平分析结果见表13.1.1：
表13.1.1焚烧发电厂三期（后阶段）项目污染物排放水平分析
序号
污染物
污染物排放水平（mg/m3）
评价
本项目
*国内企业
现行国标GB18485-2014
欧盟标准
1
烟尘
26~27
5～50
30
10
可达标排放
2
SO2
40
10～200
100
50
达标排放，国内较先进水平。
3
NOX
130~290
50～350
300
200
达标排放
4
HCl
60
1.0～50
60
10
达标排放
5
Hg及其化合物
（3.4~7.8）×10-5
0.005～0.05
0.05
0.05
达标排放，Hg浓度较低
6
Cd、铊及其化合物
（1.4~6.8）×10-4
0.01～0.02
0.1
0.05
达标排放，Cd浓度较低
7
Pb、砷等及其化合物
（2.32~10）×10-3
0.1～0.5
1.0
0.5
达标排放，Pb浓度较低
8
CO
17~18
10～50
100
/
达标排放，CO浓度较低
*摘自《莆田市圣元环保电力有限公司清洁生产审核报告》
本期扩建项目对主要污染物采取的处置措施、力度不小于原一、二期工程，污染物排放要求不低于原一、二期工程，可以预见，本项目的污染物排放水平不低于原一、二期工程排放水平，则本项目污染物排放基本可达国内较先进水平。
13.2节能措施与能耗分析
本期扩建项目焚烧炉为机械炉排炉，处理垃圾能力为600t/d.台。
在设计工况下，一次风加热后温度为220℃，二次风加热后温度166℃，大大降低了烟气加热所消耗的能源。
焚烧残渣热灼减率≤5%，也可减少垃圾燃烧不完全所损失的热能。
余热锅炉为中压自然循环、单锅筒水管锅炉，设置有过热器、蒸发器以及省煤器，采用悬吊式结构。
蒸汽出口参数为4.0MPa（g）、400℃，锅炉给水温度130℃，锅炉排烟出口温度为190℃~200℃。
余热锅炉清洁状态时热效率为81.5%，可最大限度的回收垃圾焚烧后的余热。
净化后的烟气经高100m的烟囱排出。
13.2.1节能措施综述
1、主要设备选用国家有关部门推荐的国内或国外的优质、高效的节能型产品，选用的炉排焚烧炉，焚烧锅炉效率可达到80%，蒸汽轮机采用国内先进成熟的制造技术，以保证优质和高效，一次风机、二次风机、引风机等大容量用电设备采用变频调速以降低能耗。
2、对外表面温度高于50℃的设备和管道均给以保温，减少系统热损失，提高全厂热效率。
3、合理选材：
所有热力设备及热管道，如焚烧炉、排气烟道、余热锅炉、汽轮机、除氧器及水箱、连续排污扩容器、蒸汽管道，主给水管道等等，均采用良好的绝热保温材料和足够厚度的保温层以及可靠的保护层，以减少管道散热带来的能量损失。
4、采用合理的流速计算、选择管道规格，避免过高的流速造成能量的损失及水泵耗电量。
汽水管道、设备安装严密，采用优质蒸汽疏水器，防止在生产过程中蒸汽的损失。
5、医疗垃圾高温灭菌处理、污泥干化污泥处理能源消耗主要为蒸汽、电能，均可由本项目改扩建的生活垃圾焚烧发电系统中引出；干化污泥、灭菌后的医疗垃圾送入焚烧炉焚烧发电，实现生物质能、热能、电能的能量循环。
6、各建筑物按照国家部委发布的建筑节能设计标准进行设计，空调房间的墙体及屋面采取保温措施，并选用国家推荐的优质保温材料，以减少建筑物的散热损失。
7、过滤器前、后设置压差报警装置，当过滤器前后压差达到高限时及时报警，以便更换或检修，避免因阻力过高降低设备的运转效率。
8、能源检测、计量器具按照GB17167-2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》的要求设置。
9、在中央控制室设置全厂能源集控中心，建立节能数据处理分析系统和信息平台。
10、对水、电、蒸汽、和压缩空气等分系统分别设置流量计量及积算仪表外，并将各参数分别传输至全厂能源集控中心，进行集中监控、统一调度及管理。
13.2.2能耗分析
本期扩建项目日处理生活垃圾600吨、医疗垃圾5吨、污泥300吨，各系统生产运行时间不少于8000小时，每年处理生活垃圾60万吨、医疗垃圾1825吨、污泥99000吨，在生产过程中运行需要消耗一定量的水、电、蒸汽、轻柴油等能源，各种能源的消耗量如下：
表13.2.1能源消耗量汇总表（年）
序号
能源种类
单位
各系统年消耗量
参考折标系数
年耗能量
（吨标准煤）
生活垃圾
医疗垃圾
污泥干化
1
轻柴油
t/a
96
1.4571
kgce/kg
74.15
2
水
104m3
50.89
0.67
1.34
0.0857kgce/t
195.58
3
蒸汽
t/a
4015
97761.6
0.0943kgce/kg
9597.5
4
自用电量
19%
104kW•h
1361.4
29.2
424.4
0.1229
kgce/kwh
2230.64
年能源消耗总量（吨标准煤）
12013.39
本期扩建项目按焚烧处理20万吨垃圾计，综合能耗为:
轻柴油0.48kg/t、水2.55kg/t、电68.07kW•h/t、蒸汽1001kg/t（医疗垃圾+污泥干化）。
本期扩建项目能源生产收入来自电能，为充分利用垃圾焚烧产生的能量，本项目安装额定功率15MW凝汽式汽轮发电机组1台。
设定工况下，扣除自用蒸汽，可向汽轮机提供约43t/h蒸汽供发电，按全年运行8000h计，年发电量约达7562.7×104kW•h/a（含厂用电量），年平均上网电量6201.3×104kW•h/a。
由于各项目垃圾处理的规模不同，导致项目总的能源消耗差别较大，而且各项目垃圾低位热值的不同对项目发电量也存在较大的影响，本期扩建项目增加了“医废+污泥”电耗、蒸汽消耗，减少了发电量，所以对项目的能耗分析难以进行简单的对比。
通过初步估算，厂自用电率为19%，处于国内同类垃圾焚烧发电厂的较低水平。
厂用电率是指发电厂在完成将燃料的化学能转变为电能的生产过程中所消耗的电量与发电量的比值，通常国内的发电厂都将这一指标作为垃圾焚烧发电厂的重要经济技术指标。
通过项目厂用电率的比较可以反映出电厂的建设和运营管理的水平，也可以很明显的体现各项目在能效水平上的高低。
13.3其它节能措施
本项目采用机械炉排焚烧炉，实现垃圾无害化和减量化及减少环境污染，大大的改善了城市环境。
垃圾焚烧后产生的热量用于发电,达到资源化的目的。
合理选择适当性能的保温材料和保温厚度，采用节能管托，减少散热，达到节能目的。
本项目各建、构筑物符合定额使用面积，布置上尽量本着少占地，节省建设投资，管道走廊、出线走廊的宽度在满足符合使用要求的前提下尽量压缩以节省占用面积，道路广场满足节省占地的要求。
综上所述，本项目中采用了先进的燃烧设备——机械炉排焚烧炉，配备高效率的布袋除尘器等工艺、设备和技术，并且本项目的生产原料主要是城市垃圾，经焚烧产生热能，最终转化为洁净的电能。
工程的实施具有节约能源、改善环境、提高资源的综合利用等综合效益；污染物控制指标可达到国标要求，可认为本项目符合清洁生产要求，从总体上看，本项目整体清洁生产水平达到国内一般水平，但公司在污染控制方面还应加强。
从工程分析章节及表13.1.1可以看出，污泥干化处理消耗蒸汽量较大，建议建设单位在项目设计时对设备的选型进一步论证，选取节能设备。
13.4本项目清洁生产方案与建议
本项目中采用了先进的燃烧设备——机械炉排焚烧炉，配备高效率的布袋除尘器等工艺、设备和技术，并且本项目的生产原料主要是城市垃圾，经焚烧产生热能，最终转化为洁净的电能。
为项目投产后更好的实施清洁生产，本报告中对本项目补充如下清洁生产建议：
（1）保证布袋除尘器的除尘效率不低于99.6%；
（2）辅机选型时，尽可能选用高效节能产品。
如采用节能型风机、水泵等；
（3）作好节水方案，减少新鲜水的使用量；
（4）运行后如有反常状况，应及时处理，并提出有效的解决办法；
（5）保证锅炉的燃烧工况，保证烟气在锅炉内的停留时间；
（6）在满足厂区总平面布置合理、工艺流畅的条件下，尽量少占地。
（7）项目建成后进行全面清洁生产审核，并建立ISO14000环境管理体系，以进一步提高清洁生产水平。
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