火電廠貯灰場的環境問題與環境保護措施

【摘 要】 以東北地區一火電廠濕式貯灰場為例，通過采樣監測，調查灰場上下游地表水、地下水水質變化情況及上風向、下風向揚塵污染情況，說明濕式排灰貯灰場的環境問題，并提出降低環境影響的環境保護措施。

【關鍵詞】 濕式貯灰場 粉煤灰 環境問題

1 前言

我國是一個煤炭資源相對豐富的國家，其中超過70%的煤炭用于火力發電，電廠灰渣是燃煤電廠排出的固體廢棄物，其中粉煤灰約占灰渣質量的85%，每燃燒1t煤將產生250～300kg的粉煤灰，目前多數電廠仍采用濕法排灰輸送到貯灰場[1～2]。粉煤灰的排放不僅占用大量的土地，而且粉煤灰露天堆放會產生揚塵污染大氣環境，同時大氣降雨滲水將會對地下水和灰場附近的地表水體造成污染。下文以東北地區一火電廠濕式貯灰場為例，說明濕式排灰貯灰場的環境問題，提出降低環境影響的環境保護措施。

2 粉煤灰的性質

2.1物理性質

粉煤灰的組成波動范圍較大，因此也決定了其性質的差異。經過統計，我國70個火力發電廠的粉煤灰的基本物理性質具體見表1。

表1 粉煤灰的物理性質

2.2化學性質

我國電廠粉煤灰的主要氧化物組成：SiO2、Al2O3、FeO+Fe2O3、CaO、TiO2、MgO、K2O、Na2O、SO3、MnO等。構成粉煤灰的具體化學成分含量因煤的產地、燃燒方式和程度等的不同而有所不同。主要的化學組成見表2。

表2 粉煤灰的化學組成

3 電廠灰場的簡介

3.1貯灰場概況

示例貯灰場占地面積為160公頃，屬低山丘陵區，溝谷縱橫，呈低山丘陵地貌，屬于山谷貯灰場。灰場所在區域覆蓋層主要是全新沖積亞黏土、礫砂層，上更新統的亞粘土、輕亞粘土、粗砂碎石層，粘性土中含碎石，砂碎石層中混粘性土基巖為安山巖和花崗巖。

擋灰壩用亞黏土不透水水壩。與壩體連接的亞黏土防滲墻伸至基巖，同時在下游設一排水溝，形成完整的防滲系統。

3.2排灰工藝

火電廠濕法排灰通常是粉煤灰經水利加壓后，用管道輸送到貯灰場，在此過程中，粉煤灰中的部分有害物質溶解于水中，灰水在貯灰場經沉淀澄清。澄清水由灰場內設排水豎井經由排水管進入壩下游消力池，送回灰渣泵房，經灰水回收泵房重復利用，用于沖灰。消力池設有溢流口，保證在必要時澄清灰水能夠溢出并順利地排至下游，保證灰場正常運行。

4 貯灰場對周圍環境的影響

4.1貯灰場的污染因素

在降水的沖刷和浸泡下，粉煤灰中的有害成分，轉入水體，將對灰場周圍的地下水體產生污染。當沖灰水發生溢流時，將對下游水體產生污染。灰場的粉煤灰易產生揚塵，懸浮在大氣中的揚塵不僅影響能見度，而且在潮濕環境中對建筑物造成腐蝕。貯灰場對周圍聲環境的影響主要為泵類噪聲及灰水輸送噪聲、流水噪聲影響，其影響較小。貯灰場一旦發生壩體泄漏、漏洞、破裂時，均會造成灰水外溢而影響壩下河流水質及居民的正常生活，存在環境風險。

通過對貯灰場對下游地下水、地表水及周圍環境空氣質量的影響進行監測，分析貯灰場對環境的主要影響。

4.2貯灰場對周圍敏感目標的影響的監測

4.2.1敏感目標與監測布點

示例灰場與敏感目標相對位置及監測點位見圖1。

對地下水的監測選取灰場上游1個監測點位，下游7個監測點位，對地下水中的pH、砷、氟化物、總硬度、銅、鐵、鉛進行監測調查。

對環境空氣質量監測，結合灰場所在地主導風向，在灰場上風向布置1個監測點位，下風向布置3個監測點位，對環境空氣中的TSP、Pm10進行連續5天采樣監測。

地表水監測，在灰場排水明渠入河口上游1000m、下游1000m處分別采樣監測。

4.2.2地下水監測結果

對敏感目標地下水監測的結果表明，1#點位地下水監測項目中鉛超標1.8倍，其它監測項目不超標。2#點位地下水砷超標0.1倍，總硬度超標0.27倍，鐵超標25.7倍，鉛超標1.32倍。3#點位地下水砷超標2倍，氟化物超標0.11倍，鉛超標1.06倍。4#、5#、6#點位地下水鉛分別超標0.02倍、1.4倍和0.90倍。7#點位地下水砷超標0.16倍。8#地下水監測項目中砷超標10.1倍，鉛超標1.84倍。

1#點位該灰場上游點位，該區域鉛超標可能與上游環境污染因素有關。2#、3#點位受灰場下滲水影響較大，砷、總硬度、鐵均超標，7#、8#點位地下水砷超標。該灰場對區域地下水水質中砷的影響較大。

4.2.3環境空氣監測結果

結果表明，1#點位（上風向）TSP、Pm10均不超標，2#、3#、4#點位的TSP均有超標，最大日均值分別超標1.98倍、2.85倍和1.92倍；3#、4#點位的Pm10均不超標，2#點位的Pm10日均值超標0.04倍。貯灰場對下風向產生揚塵影響，且TSP影響大于Pm10影響。

4.2.3地表水監測結果

對地表水的監測結果表明，灰場排水明渠入河口前后水質均達標，灰場排水明渠入河口下游水質與上游相比，COD、氨氮、氟化物無明顯變化，pH值、銅、鉛、砷均有所升高，排灰水中的重金屬對河流水質產生了影響。

5 貯灰場污染防治措施

為減輕貯灰場在粉煤灰揚塵對周圍環境的影響，濕法貯灰場廣泛采取措施有：

一是用水噴淋法[3]，用自動灑水系統或灑水車保持灰面潮濕。二是客土覆蓋法[4，5]，采用取土覆蓋灰面來抑制揚塵現象的產生，并輔助種植農作物或進行綠化。三是灰場植樹法[6]，在灰面直接種植耐早、耐鹽堿、生長速度快的樹種，利用植物的防風固灰作用，防治飛灰污染。四是，用聚合物膜覆蓋或、在灰面噴灑化學固化劑等進行固化穩定處理。五是，在貯灰場周圍進行植被造林，降低風速，減少揚塵污染。

為減輕貯灰場對附近地表水體及地下水的環境的影響，采取的主要措施有：

對貯灰場地基作防滲處理，以減少有害的灰水通過地基滲漏到地下及壩外；濕法貯灰場的排水豎井或斜槽應離排水點有足夠的距離；加強貯灰場運行監測，嚴格控制灰水量，尤其注意壩前灰水量的控制；在洪水期注意灰水量調節。

參考文獻：

[1]火電廠建設項目粉煤灰及貯灰場問題的探討，《呼倫貝爾學院學報》2004年10月，vol.12第5期78～81、2燃煤電廠平原灰場滲漏對地下水環境影響及其治理、《水資源保護》2008年9月，vol.24第5期38～41、3電廠粉煤灰場對土壤及淺層地下水污染的試驗研究《太原理工大學學報》2005年5月，vol.36第3期358～361

[3]胡智煒，謝鑫生，龐國強，微灌技術在風沙治理中的應用。路基工程，1999，5：52-54

[4]張慶霞。表面固化法防治石嘴山發電廠灰場揚塵污染的試驗研究。寧夏電力，2003，3：56-62

[5]張建平、何鳳鳴、尹連慶等。表面固化技術在貯灰場的工程應用。工藝研究與應用，1999，4：97-99

[6]邵玉琴，趙吉。草原沙地微生物結皮與固沙作用的研究。農業環境科學學報，2004，23（1）：94-97