论文部分内容阅读
【摘 要】 以东北地区一火电厂湿式贮灰场为例，通过采样监测，调查灰场上下游地表水、地下水水质变化情况及上风向、下风向扬尘污染情况，说明湿式排灰贮灰场的环境问题，并提出降低环境影响的环境保护措施。
【关键词】 湿式贮灰场 粉煤灰 环境问题
1 前言
我国是一个煤炭资源相对丰富的国家，其中超过70%的煤炭用于火力发电，电厂灰渣是燃煤电厂排出的固体废弃物，其中粉煤灰约占灰渣质量的85%，每燃烧1t煤将产生250～300kg的粉煤灰，目前多数电厂仍采用湿法排灰输送到贮灰场[1～2]。粉煤灰的排放不仅占用大量的土地，而且粉煤灰露天堆放会产生扬尘污染大气环境，同时大气降雨渗水将会对地下水和灰场附近的地表水体造成污染。下文以东北地区一火电厂湿式贮灰场为例，说明湿式排灰贮灰场的环境问题，提出降低环境影响的环境保护措施。
2 粉煤灰的性质
2.1物理性质
粉煤灰的组成波动范围较大，因此也决定了其性质的差异。经过统计，我国70个火力发电厂的粉煤灰的基本物理性质具体见表1。
表1 粉煤灰的物理性质
2.2化学性质
我国电厂粉煤灰的主要氧化物组成：SiO2、Al2O3、FeO+Fe2O3、CaO、TiO2、MgO、K2O、Na2O、SO3、MnO等。构成粉煤灰的具体化学成分含量因煤的产地、燃烧方式和程度等的不同而有所不同。主要的化学组成见表2。
表2 粉煤灰的化学组成
3 电厂灰场的简介
3.1贮灰场概况
示例贮灰场占地面积为160公顷，属低山丘陵区，沟谷纵横，呈低山丘陵地貌，属于山谷贮灰场。灰场所在区域覆盖层主要是全新冲积亚黏土、砾砂层，上更新统的亚粘土、轻亚粘土、粗砂碎石层，粘性土中含碎石，砂碎石层中混粘性土基岩为安山岩和花岗岩。
挡灰坝用亚黏土不透水水坝。与坝体连接的亚黏土防渗墙伸至基岩，同时在下游设一排水沟，形成完整的防渗系统。
3.2排灰工艺
火电厂湿法排灰通常是粉煤灰经水利加压后，用管道输送到贮灰场，在此过程中，粉煤灰中的部分有害物质溶解于水中，灰水在贮灰场经沉淀澄清。澄清水由灰场内设排水竖井经由排水管进入坝下游消力池，送回灰渣泵房，经灰水回收泵房重复利用，用于冲灰。消力池设有溢流口，保证在必要时澄清灰水能够溢出并顺利地排至下游，保证灰场正常运行。
4 贮灰场对周围环境的影响
4.1贮灰场的污染因素
在降水的冲刷和浸泡下，粉煤灰中的有害成分，转入水体，将对灰场周围的地下水体产生污染。当冲灰水发生溢流时，将对下游水体产生污染。灰场的粉煤灰易产生扬尘，悬浮在大气中的扬尘不仅影响能见度，而且在潮湿环境中对建筑物造成腐蚀。贮灰场对周围声环境的影响主要为泵类噪声及灰水输送噪声、流水噪声影响，其影响较小。贮灰场一旦发生坝体泄漏、漏洞、破裂时，均会造成灰水外溢而影响坝下河流水质及居民的正常生活，存在环境风险。
通过对贮灰场对下游地下水、地表水及周围环境空气质量的影响进行监测，分析贮灰场对环境的主要影响。
4.2贮灰场对周围敏感目标的影响的监测
4.2.1敏感目标与监测布点
示例灰场与敏感目标相对位置及监测点位见图1。
对地下水的监测选取灰场上游1个监测点位，下游7个监测点位，对地下水中的pH、砷、氟化物、总硬度、铜、铁、铅进行监测调查。
对环境空气质量监测，结合灰场所在地主导风向，在灰场上风向布置1个监测点位，下风向布置3个监测点位，对环境空气中的TSP、Pm10进行连续5天采样监测。
地表水监测，在灰场排水明渠入河口上游1000m、下游1000m处分别采样监测。
4.2.2地下水监测结果
对敏感目标地下水监测的结果表明，1#点位地下水监测项目中铅超标1.8倍，其它监测项目不超标。2#点位地下水砷超标0.1倍，总硬度超标0.27倍，铁超标25.7倍，铅超标1.32倍。3#点位地下水砷超标2倍，氟化物超标0.11倍，铅超标1.06倍。4#、5#、6#点位地下水铅分别超标0.02倍、1.4倍和0.90倍。7#点位地下水砷超标0.16倍。8#地下水监测项目中砷超标10.1倍，铅超标1.84倍。
1#点位该灰场上游点位，该区域铅超标可能与上游环境污染因素有关。2#、3#点位受灰场下渗水影响较大，砷、总硬度、铁均超标，7#、8#点位地下水砷超标。该灰场对区域地下水水质中砷的影响较大。
4.2.3环境空气监测结果
结果表明，1#点位（上风向）TSP、Pm10均不超标，2#、3#、4#点位的TSP均有超标，最大日均值分别超标1.98倍、2.85倍和1.92倍；3#、4#点位的Pm10均不超标，2#点位的Pm10日均值超标0.04倍。贮灰场对下风向产生扬尘影响，且TSP影响大于Pm10影响。
4.2.3地表水监测结果
对地表水的监测结果表明，灰场排水明渠入河口前后水质均达标，灰场排水明渠入河口下游水质与上游相比，COD、氨氮、氟化物无明显变化，pH值、铜、铅、砷均有所升高，排灰水中的重金属对河流水质产生了影响。
5 贮灰场污染防治措施
为减轻贮灰场在粉煤灰扬尘对周围环境的影响，湿法贮灰场广泛采取措施有：
一是用水喷淋法[3]，用自动洒水系统或洒水车保持灰面潮湿。二是客土覆盖法[4，5]，采用取土覆盖灰面来抑制扬尘现象的产生，并辅助种植农作物或进行绿化。三是灰场植树法[6]，在灰面直接种植耐早、耐盐碱、生长速度快的树种，利用植物的防风固灰作用，防治飞灰污染。四是，用聚合物膜覆盖或、在灰面喷洒化学固化剂等进行固化稳定处理。五是，在贮灰场周围进行植被造林，降低风速，减少扬尘污染。
为减轻贮灰场对附近地表水体及地下水的环境的影响，采取的主要措施有：
对贮灰场地基作防渗处理，以减少有害的灰水通过地基渗漏到地下及坝外；湿法贮灰场的排水竖井或斜槽应离排水点有足够的距离；加强贮灰场运行监测，严格控制灰水量，尤其注意坝前灰水量的控制；在洪水期注意灰水量调节。
参考文献：
[1]火电厂建设项目粉煤灰及贮灰场问题的探讨，《呼伦贝尔学院学报》2004年10月，vol.12第5期78～81、2燃煤电厂平原灰场渗漏对地下水环境影响及其治理、《水资源保护》2008年9月，vol.24第5期38～41、3电厂粉煤灰场对土壤及浅层地下水污染的试验研究《太原理工大学学报》2005年5月，vol.36第3期358～361
[3]胡智炜，谢鑫生，庞国强，微灌技术在风沙治理中的应用。路基工程，1999，5：52-54
[4]张庆霞。表面固化法防治石嘴山发电厂灰场扬尘污染的试验研究。宁夏电力，2003，3：56-62
[5]张建平、何凤鸣、尹连庆等。表面固化技术在贮灰场的工程应用。工艺研究与应用，1999，4：97-99
[6]邵玉琴，赵吉。草原沙地微生物结皮与固沙作用的研究。农业环境科学学报，2004，23（1）：94-97
【关键词】 湿式贮灰场 粉煤灰 环境问题
1 前言
我国是一个煤炭资源相对丰富的国家，其中超过70%的煤炭用于火力发电，电厂灰渣是燃煤电厂排出的固体废弃物，其中粉煤灰约占灰渣质量的85%，每燃烧1t煤将产生250～300kg的粉煤灰，目前多数电厂仍采用湿法排灰输送到贮灰场[1～2]。粉煤灰的排放不仅占用大量的土地，而且粉煤灰露天堆放会产生扬尘污染大气环境，同时大气降雨渗水将会对地下水和灰场附近的地表水体造成污染。下文以东北地区一火电厂湿式贮灰场为例，说明湿式排灰贮灰场的环境问题，提出降低环境影响的环境保护措施。
2 粉煤灰的性质
2.1物理性质
粉煤灰的组成波动范围较大，因此也决定了其性质的差异。经过统计，我国70个火力发电厂的粉煤灰的基本物理性质具体见表1。
表1 粉煤灰的物理性质
2.2化学性质
我国电厂粉煤灰的主要氧化物组成：SiO2、Al2O3、FeO+Fe2O3、CaO、TiO2、MgO、K2O、Na2O、SO3、MnO等。构成粉煤灰的具体化学成分含量因煤的产地、燃烧方式和程度等的不同而有所不同。主要的化学组成见表2。
表2 粉煤灰的化学组成
3 电厂灰场的简介
3.1贮灰场概况
示例贮灰场占地面积为160公顷，属低山丘陵区，沟谷纵横，呈低山丘陵地貌，属于山谷贮灰场。灰场所在区域覆盖层主要是全新冲积亚黏土、砾砂层，上更新统的亚粘土、轻亚粘土、粗砂碎石层，粘性土中含碎石，砂碎石层中混粘性土基岩为安山岩和花岗岩。
挡灰坝用亚黏土不透水水坝。与坝体连接的亚黏土防渗墙伸至基岩，同时在下游设一排水沟，形成完整的防渗系统。
3.2排灰工艺
火电厂湿法排灰通常是粉煤灰经水利加压后，用管道输送到贮灰场，在此过程中，粉煤灰中的部分有害物质溶解于水中，灰水在贮灰场经沉淀澄清。澄清水由灰场内设排水竖井经由排水管进入坝下游消力池，送回灰渣泵房，经灰水回收泵房重复利用，用于冲灰。消力池设有溢流口，保证在必要时澄清灰水能够溢出并顺利地排至下游，保证灰场正常运行。
4 贮灰场对周围环境的影响
4.1贮灰场的污染因素
在降水的冲刷和浸泡下，粉煤灰中的有害成分，转入水体，将对灰场周围的地下水体产生污染。当冲灰水发生溢流时，将对下游水体产生污染。灰场的粉煤灰易产生扬尘，悬浮在大气中的扬尘不仅影响能见度，而且在潮湿环境中对建筑物造成腐蚀。贮灰场对周围声环境的影响主要为泵类噪声及灰水输送噪声、流水噪声影响，其影响较小。贮灰场一旦发生坝体泄漏、漏洞、破裂时，均会造成灰水外溢而影响坝下河流水质及居民的正常生活，存在环境风险。
通过对贮灰场对下游地下水、地表水及周围环境空气质量的影响进行监测，分析贮灰场对环境的主要影响。
4.2贮灰场对周围敏感目标的影响的监测
4.2.1敏感目标与监测布点
示例灰场与敏感目标相对位置及监测点位见图1。
对地下水的监测选取灰场上游1个监测点位，下游7个监测点位，对地下水中的pH、砷、氟化物、总硬度、铜、铁、铅进行监测调查。
对环境空气质量监测，结合灰场所在地主导风向，在灰场上风向布置1个监测点位，下风向布置3个监测点位，对环境空气中的TSP、Pm10进行连续5天采样监测。
地表水监测，在灰场排水明渠入河口上游1000m、下游1000m处分别采样监测。
4.2.2地下水监测结果
对敏感目标地下水监测的结果表明，1#点位地下水监测项目中铅超标1.8倍，其它监测项目不超标。2#点位地下水砷超标0.1倍，总硬度超标0.27倍，铁超标25.7倍，铅超标1.32倍。3#点位地下水砷超标2倍，氟化物超标0.11倍，铅超标1.06倍。4#、5#、6#点位地下水铅分别超标0.02倍、1.4倍和0.90倍。7#点位地下水砷超标0.16倍。8#地下水监测项目中砷超标10.1倍，铅超标1.84倍。
1#点位该灰场上游点位，该区域铅超标可能与上游环境污染因素有关。2#、3#点位受灰场下渗水影响较大，砷、总硬度、铁均超标，7#、8#点位地下水砷超标。该灰场对区域地下水水质中砷的影响较大。
4.2.3环境空气监测结果
结果表明，1#点位（上风向）TSP、Pm10均不超标，2#、3#、4#点位的TSP均有超标，最大日均值分别超标1.98倍、2.85倍和1.92倍；3#、4#点位的Pm10均不超标，2#点位的Pm10日均值超标0.04倍。贮灰场对下风向产生扬尘影响，且TSP影响大于Pm10影响。
4.2.3地表水监测结果
对地表水的监测结果表明，灰场排水明渠入河口前后水质均达标，灰场排水明渠入河口下游水质与上游相比，COD、氨氮、氟化物无明显变化，pH值、铜、铅、砷均有所升高，排灰水中的重金属对河流水质产生了影响。
5 贮灰场污染防治措施
为减轻贮灰场在粉煤灰扬尘对周围环境的影响，湿法贮灰场广泛采取措施有：
一是用水喷淋法[3]，用自动洒水系统或洒水车保持灰面潮湿。二是客土覆盖法[4，5]，采用取土覆盖灰面来抑制扬尘现象的产生，并辅助种植农作物或进行绿化。三是灰场植树法[6]，在灰面直接种植耐早、耐盐碱、生长速度快的树种，利用植物的防风固灰作用，防治飞灰污染。四是，用聚合物膜覆盖或、在灰面喷洒化学固化剂等进行固化稳定处理。五是，在贮灰场周围进行植被造林，降低风速，减少扬尘污染。
为减轻贮灰场对附近地表水体及地下水的环境的影响，采取的主要措施有：
对贮灰场地基作防渗处理，以减少有害的灰水通过地基渗漏到地下及坝外；湿法贮灰场的排水竖井或斜槽应离排水点有足够的距离；加强贮灰场运行监测，严格控制灰水量，尤其注意坝前灰水量的控制；在洪水期注意灰水量调节。
参考文献：
[1]火电厂建设项目粉煤灰及贮灰场问题的探讨，《呼伦贝尔学院学报》2004年10月，vol.12第5期78～81、2燃煤电厂平原灰场渗漏对地下水环境影响及其治理、《水资源保护》2008年9月，vol.24第5期38～41、3电厂粉煤灰场对土壤及浅层地下水污染的试验研究《太原理工大学学报》2005年5月，vol.36第3期358～361
[3]胡智炜，谢鑫生，庞国强，微灌技术在风沙治理中的应用。路基工程，1999，5：52-54
[4]张庆霞。表面固化法防治石嘴山发电厂灰场扬尘污染的试验研究。宁夏电力，2003，3：56-62
[5]张建平、何凤鸣、尹连庆等。表面固化技术在贮灰场的工程应用。工艺研究与应用，1999，4：97-99
[6]邵玉琴，赵吉。草原沙地微生物结皮与固沙作用的研究。农业环境科学学报，2004，23（1）：94-97