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(guò)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(guò)程出現(xiàn)的這些環(huán)境問(wèn)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(kù)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(lái)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(lái)改良土地等。但是粉煤灰在應(yīng)用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)受到各種因素的影響，近年來(lái)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(wèn)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(guò)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(guò)大氣現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)定其起塵量。有些學(xué)者通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)確定了影響該物理過(guò)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(méi)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(guò)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(méi)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(méi)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(wèn)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(kù)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(wú)疑問(wèn)，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(guò)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(kù)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(guò)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(guò)程中主要的環(huán)境污染問(wèn)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.

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