貯灰場環境污染治理技術研究

孔令寶

【摘要】貯灰場建設和運行過程中常出現粉煤灰揚塵污染大氣，灰水下滲或排泄污染地下水。針對粉煤灰貯存過程出現的這些環境問題，從巖土工程技術治理污染角度出發，探討了在灰場建設和污染治理中就地取材，充分利用粉煤灰的多項技術。

【關鍵詞】貯灰場；環境污染；治理技術

1、貯灰場環境防治必要性

1.1、環保政策要求

我國不可再生能源具有“缺油、少氣、多煤”的特點，使得燃煤發電廠眾多，到2016年中旬，我國發電裝機總容量為106576×104kW，其中燃煤發電裝機的容量約為7863×104kW，占全國發電裝機總容量的73.8%。煤炭屬于不可再生能源，在燃燒和運輸中產生一氧化氮、二氧化硫等氣體，不但會對周圍的生態環境造成破壞，還會對周圍居民的身心健康造成傷害，同時煤炭燃燒后的副產物粉煤灰同樣會對生態環境造成很大影響。根據《中華人民共和國環境保護法》、GB16297—2012《大氣污染物綜合排放標準》、GB3095—2012《環境空氣質量標準》、《中華人民共和國大氣污染防治法》和《火力發電廠設計技術規程》等相關要求，需要對燃煤發電廠貯灰場進行環境防護治理。貯灰場對周圍環境影響必須符合現行國家環境保護法規的有關要求，特別對大氣環境、地表水、地下水的污染必須有防治措施，并應滿足當地環保要求。

原國家電監會《燃煤發電廠貯灰場安全監督管理規定》（電監安全【2013】3號），其第十九條規定：“發電企業應對運行及閉庫后的貯灰場定期組織開展安全評估，并將安全評估報告報所在地電力監管機構。不具備安全評估能力的發電企業，可委托相應能力的單位開展安全評估工作。安全評估原則上每3年進行一次”。

1.2、粉煤灰利用情況要求

燃煤的副產物粉煤灰是很好的建筑材料，具有一定的強度，經常被用來生產粉煤灰水泥、制作輕型砌塊、改善路基和建筑工程地基的強度等，除此之外，粉煤灰還能用來改良土地等。但是粉煤灰在應用過程中經常會受到各種因素的影響，近年來粉煤灰綜合利用率下降很大，導致粉煤灰已經成為生產量非常大的工業固體廢棄物污染源，需要對燃煤發電廠貯灰場環境污染進行防護治理。

2、貯灰場揚塵環境影響評價的現狀

燃煤電廠貯灰場揚塵環境影響評價，關鍵的問題就是如何確定灰場揚塵的起塵量，然而貯灰場堆灰被風吹起的過程極其復雜，迄今為止人們對其機理的了解甚微，很難通過大氣現場直接測定其起塵量。有些學者通過風洞試驗確定了影響該物理過程的一些因子，如風速、濕度、顆粒物粒徑等，然而目前國內對于堆料場揚塵的環境影響評價尚沒有統一的源強估算方法，積累的資料亦較少。采用秦皇島煤堆起塵量計算方法對煤場揚塵的影響因素做了分析，通過對煤場起塵量及不同風速不同含水率下對煤場揚塵進行估算，并采用 HJ/T 2.2-93《環境影響評價技術導則———大氣環境》中的模式對煤場下風向的TSP落地濃度進行了預測，其揚塵源強估算模式考慮了煤場平均風速、煤塵啟動風速、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，其采用的風速亦為地面10m 的監測風速，而沒有考慮近地面風速廓線變化規律及地面粗糙度的影響。

3、貯灰場環境污染治理技術

3.1、墊層材料

貯灰場的建設正是為了保護環境，但早期的灰場建設，未考慮灰場底部的防滲問題，造成灰水的滲漏。我國火電廠沖灰渣年用水量達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沖灰廢水除蒸發外均滲入地下，回收再利用的不到1/3。以往由于未作相應的防滲處理，灰場周圍的地下水已經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土材鋪蓋防滲，造價高，會較大幅度提高單方貯灰的費用，增大電廠的運行成本。另外，灰場的擬建場地往往是一些溝谷或灘地，缺少適宜鋪蓋的粘土材料，需要另征采料場地。若采用擬建場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，具有較高的經濟性和實用性。

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，激發其活性。膨潤土主要是由蒙脫石構成的粘土礦物材料，顆粒細，比表面積大，持水能力強，具有抗滲性、吸附性和可塑性，在水利、建筑工程中可作為防滲材料，在環保工程中可作為吸附、截污和緩沖材料。

3.2、貯灰場的環保和綠化

干式貯灰場除了調濕干灰堆筑后，及時平整碾壓和及時護坡、覆土保護以外，還應及時用配備的灑水車灑水噴灌，以抑制飛灰揚塵。為了保護灰場附近的大氣環境，還須在灰場周圍設立防護林帶，進行區域綠化。防護林帶一般寬約10m，種植的樹木要高矮結合，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境，又要能美化環境。

3.3、貯灰場堆灰設計要求

干式貯灰場在運行的過程中，是在初期壩以上利用調濕的灰渣進行碾壓堆筑形成加高壩體，從而形成整個灰壩。在設計中需要始終保持壩軸線處的灰面標高高于庫區內的堆灰標高。在排灰的時候需要進行合理規劃，分層堆筑和碾壓，并且盡量減少堆灰作業面積?；覉雠潘到y一般由兩部分組成，灰場內通過排水豎井和排水管將場內積水排至下游回水池；灰場外在一般在灰壩終期標高以上設置截洪溝，將場外洪水截流不進入灰場內。

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境污染問題。從環境保護的角度出發，探討了在灰場建設和運營中就地取材，充分利用粉煤灰治理污染的技術措施。研究了粉煤灰作為沖填材料、避免施工揚塵的填筑技術，形成了水力沖填筑壩技術工藝及質量控制要點，并將它推廣應用于國內多個灰場；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；試驗研究了激發粉煤灰活性，應用雙灰土、雙灰雙土混合材料作為防滲墊層材料的可靠性。

參考文獻：

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

[2] 《火力發電廠灰渣筑壩設計規范》（DL/T5045-2006）.

[3]《火力發電廠干式貯灰場設計規程》（DL/T5488-2014）.