貯灰場(chǎng)環(huán)境污染治理技術(shù)研究

孔令寶

【摘要】貯灰場(chǎng)建設(shè)和運(yùn)行過程中常出現(xiàn)粉煤灰揚(yáng)塵污染大氣，灰水下滲或排泄污染地下水。針對(duì)粉煤灰貯存過程出現(xiàn)的這些環(huán)境問題，從巖土工程技術(shù)治理污染角度出發(fā)，探討了在灰場(chǎng)建設(shè)和污染治理中就地取材，充分利用粉煤灰的多項(xiàng)技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】貯灰場(chǎng)；環(huán)境污染；治理技術(shù)

1、貯灰場(chǎng)環(huán)境防治必要性

1.1、環(huán)保政策要求

我國(guó)不可再生能源具有“缺油、少氣、多煤”的特點(diǎn)，使得燃煤發(fā)電廠眾多，到2016年中旬，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘繛?06576×104kW，其中燃煤發(fā)電裝機(jī)的容量約為7863×104kW，占全國(guó)發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘康?3.8%。煤炭屬于不可再生能源，在燃燒和運(yùn)輸中產(chǎn)生一氧化氮、二氧化硫等氣體，不但會(huì)對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境造成破壞，還會(huì)對(duì)周圍居民的身心健康造成傷害，同時(shí)煤炭燃燒后的副產(chǎn)物粉煤灰同樣會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成很大影響。根據(jù)《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》、GB16297—2012《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》、GB3095—2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》和《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》等相關(guān)要求，需要對(duì)燃煤發(fā)電廠貯灰場(chǎng)進(jìn)行環(huán)境防護(hù)治理。貯灰場(chǎng)對(duì)周圍環(huán)境影響必須符合現(xiàn)行國(guó)家環(huán)境保護(hù)法規(guī)的有關(guān)要求，特別對(duì)大氣環(huán)境、地表水、地下水的污染必須有防治措施，并應(yīng)滿足當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求。

原國(guó)家電監(jiān)會(huì)《燃煤發(fā)電廠貯灰場(chǎng)安全監(jiān)督管理規(guī)定》（電監(jiān)安全【2013】3號(hào)），其第十九條規(guī)定：“發(fā)電企業(yè)應(yīng)對(duì)運(yùn)行及閉庫后的貯灰場(chǎng)定期組織開展安全評(píng)估，并將安全評(píng)估報(bào)告報(bào)所在地電力監(jiān)管機(jī)構(gòu)。不具備安全評(píng)估能力的發(fā)電企業(yè)，可委托相應(yīng)能力的單位開展安全評(píng)估工作。安全評(píng)估原則上每3年進(jìn)行一次”。

1.2、粉煤灰利用情況要求

燃煤的副產(chǎn)物粉煤灰是很好的建筑材料，具有一定的強(qiáng)度，經(jīng)常被用來生產(chǎn)粉煤灰水泥、制作輕型砌塊、改善路基和建筑工程地基的強(qiáng)度等，除此之外，粉煤灰還能用來改良土地等。但是粉煤灰在應(yīng)用過程中經(jīng)常會(huì)受到各種因素的影響，近年來粉煤灰綜合利用率下降很大，導(dǎo)致粉煤灰已經(jīng)成為生產(chǎn)量非常大的工業(yè)固體廢棄物污染源，需要對(duì)燃煤發(fā)電廠貯灰場(chǎng)環(huán)境污染進(jìn)行防護(hù)治理。

2、貯灰場(chǎng)揚(yáng)塵環(huán)境影響評(píng)價(jià)的現(xiàn)狀

燃煤電廠貯灰場(chǎng)揚(yáng)塵環(huán)境影響評(píng)價(jià)，關(guān)鍵的問題就是如何確定灰場(chǎng)揚(yáng)塵的起塵量，然而貯灰場(chǎng)堆灰被風(fēng)吹起的過程極其復(fù)雜，迄今為止人們對(duì)其機(jī)理的了解甚微，很難通過大氣現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)定其起塵量。有些學(xué)者通過風(fēng)洞試驗(yàn)確定了影響該物理過程的一些因子，如風(fēng)速、濕度、顆粒物粒徑等，然而目前國(guó)內(nèi)對(duì)于堆料場(chǎng)揚(yáng)塵的環(huán)境影響評(píng)價(jià)尚沒有統(tǒng)一的源強(qiáng)估算方法，積累的資料亦較少。采用秦皇島煤堆起塵量計(jì)算方法對(duì)煤場(chǎng)揚(yáng)塵的影響因素做了分析，通過對(duì)煤場(chǎng)起塵量及不同風(fēng)速不同含水率下對(duì)煤場(chǎng)揚(yáng)塵進(jìn)行估算，并采用 HJ/T 2.2-93《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則———大氣環(huán)境》中的模式對(duì)煤場(chǎng)下風(fēng)向的TSP落地濃度進(jìn)行了預(yù)測(cè)，其揚(yáng)塵源強(qiáng)估算模式考慮了煤場(chǎng)平均風(fēng)速、煤塵啟動(dòng)風(fēng)速、煤塵表面含水率及年堆煤量等因素，但沒有考慮顆粒物的粒徑分級(jí)，其采用的風(fēng)速亦為地面10m 的監(jiān)測(cè)風(fēng)速，而沒有考慮近地面風(fēng)速廓線變化規(guī)律及地面粗糙度的影響。

3、貯灰場(chǎng)環(huán)境污染治理技術(shù)

3.1、墊層材料

貯灰場(chǎng)的建設(shè)正是為了保護(hù)環(huán)境，但早期的灰場(chǎng)建設(shè)，未考慮灰場(chǎng)底部的防滲問題，造成灰水的滲漏。我國(guó)火電廠沖灰渣年用水量達(dá)1.78×109t，排出沖灰廢水約8.0×108t，回收沖灰廢水約4.3×108t，有5.5×108t沖灰廢水除蒸發(fā)外均滲入地下，回收再利用的不到1/3。以往由于未作相應(yīng)的防滲處理，灰場(chǎng)周圍的地下水已經(jīng)受到不同程度的污染。但庫底、壩體防滲面積大，若采用粘土鋪蓋或膨潤(rùn)土材鋪蓋防滲，造價(jià)高，會(huì)較大幅度提高單方貯灰的費(fèi)用，增大電廠的運(yùn)行成本。另外，灰場(chǎng)的擬建場(chǎng)地往往是一些溝谷或?yàn)┑?，缺少適宜鋪蓋的粘土材料，需要另征采料場(chǎng)地。若采用擬建場(chǎng)地已有的土材料及電廠排出的粉煤灰作為主要原材料，研制出新的防滲材料，毫無疑問，具有較高的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。

粉煤灰是具有火山灰活性的散粒體，比重較小，主要化學(xué)成份為SiO2和Al2O3，增加CaO的含量，可以提高粉煤灰的水硬性，激發(fā)其活性。膨潤(rùn)土主要是由蒙脫石構(gòu)成的粘土礦物材料，顆粒細(xì)，比表面積大，持水能力強(qiáng)，具有抗?jié)B性、吸附性和可塑性，在水利、建筑工程中可作為防滲材料，在環(huán)保工程中可作為吸附、截污和緩沖材料。

3.2、貯灰場(chǎng)的環(huán)保和綠化

干式貯灰場(chǎng)除了調(diào)濕干灰堆筑后，及時(shí)平整碾壓和及時(shí)護(hù)坡、覆土保護(hù)以外，還應(yīng)及時(shí)用配備的灑水車灑水噴灌，以抑制飛灰揚(yáng)塵。為了保護(hù)灰場(chǎng)附近的大氣環(huán)境，還須在灰場(chǎng)周圍設(shè)立防護(hù)林帶，進(jìn)行區(qū)域綠化。防護(hù)林帶一般寬約10m，種植的樹木要高矮結(jié)合，冬夏常青。一般由喬木、灌木和草地等組成并間種少許花木，既要能防止飛灰污染周圍環(huán)境，又要能美化環(huán)境。

3.3、貯灰場(chǎng)堆灰設(shè)計(jì)要求

干式貯灰場(chǎng)在運(yùn)行的過程中，是在初期壩以上利用調(diào)濕的灰渣進(jìn)行碾壓堆筑形成加高壩體，從而形成整個(gè)灰壩。在設(shè)計(jì)中需要始終保持壩軸線處的灰面標(biāo)高高于庫區(qū)內(nèi)的堆灰標(biāo)高。在排灰的時(shí)候需要進(jìn)行合理規(guī)劃，分層堆筑和碾壓，并且盡量減少堆灰作業(yè)面積?；覉?chǎng)排水系統(tǒng)一般由兩部分組成，灰場(chǎng)內(nèi)通過排水豎井和排水管將場(chǎng)內(nèi)積水排至下游回水池；灰場(chǎng)外在一般在灰壩終期標(biāo)高以上設(shè)置截洪溝，將場(chǎng)外洪水截流不進(jìn)入灰場(chǎng)內(nèi)。

總之，粉煤灰起塵污染大氣和灰水下滲污染地下水是粉煤灰貯存過程中主要的環(huán)境污染問題。從環(huán)境保護(hù)的角度出發(fā)，探討了在灰場(chǎng)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)中就地取材，充分利用粉煤灰治理污染的技術(shù)措施。研究了粉煤灰作為沖填材料、避免施工揚(yáng)塵的填筑技術(shù)，形成了水力沖填筑壩技術(shù)工藝及質(zhì)量控制要點(diǎn)，并將它推廣應(yīng)用于國(guó)內(nèi)多個(gè)灰場(chǎng)；研究了灰水制備懸液或溶液噴撒固化灰面、保濕防塵的可行性；試驗(yàn)研究了激發(fā)粉煤灰活性，應(yīng)用雙灰土、雙灰雙土混合材料作為防滲墊層材料的可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]司小飛，李元昊，黃艷，李煥萍.燃煤發(fā)電廠貯灰場(chǎng)環(huán)境污染與防治[J].環(huán)境工程，2017，35（11）：110-113+119.

[2] 《火力發(fā)電廠灰渣筑壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL/T5045-2006）.

[3]《火力發(fā)電廠干式貯灰場(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)程》（DL/T5488-2014）.