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摘要:燃煤發電廠貯灰場對周圍的生態環境和當地居民的生活造成很大影響，同時根據國家環境保護法中相關的規定和要求，必須對此制定科學合理的防治措施。結合相關規定及具體案例，對燃煤發電廠貯灰場環境污染與防治進行深入分析，探討環境防治必要性及防治措施等問題，希望對以后的工程實施起到一定的借鑒作用。
關鍵詞:燃煤發電廠;貯灰場;環境污染與防治
0引言
我國幅員遼闊，很多地區都盛產煤礦，所以很多發電企業都會選擇燃煤發電。據不完全統計，我國發電量每年以7.5%的速度增長。隨著電力企業快速發展，燃煤發電會產生大量的粉煤灰，對周圍的生態環境造成很大影響，嚴重威脅著當地居民的身心健康。很多貯灰場投運時間很長，建設時環境保護要求標準較低，加上多年的運行管理工作不到位，致使部分貯灰場景觀不佳，污染很大，嚴重影響著整個城市的形象，與城市發展極不相符，部分貯灰場缺乏林草樹木的庇護，易受到風沙等不良氣候的侵襲，不符合環境友好和可持續發展的要求，而且在粉煤灰環境污染防治過程中受到很多因素影響，比如:防治技術、防治成本、煤渣處理等，很多燃煤發電企業每年僅防治貯灰場環境污染就需要消耗大量資金，嚴重制約著企業的發展。由于燃煤發電廠投運時間過長、粉煤灰貯存量的增大以及環境保護政策的嚴格要求，很多火電廠急需對貯灰場進行環境防護治理，并按照最新的環境保護要求設計實施新的貯灰場。
1燃煤發電廠貯灰場
燃煤發電廠貯存粉煤灰的場地稱作貯灰場。每個貯灰場的地理位置都不盡相同，根據貯灰場所處地理位置的不同，可以分為平原灰場、灘涂灰場和山谷灰場等。根據輸灰和布灰方式不同，可以分為干貯灰場和濕式貯灰場［1］。采用干貯灰場的條件如下:與濕式貯灰場相比更具經濟性時;對灰場安全有特殊要求時;環保和節水有特殊要求時等。根據貯灰時限不同，可以分為臨時事故灰場和永久灰場。臨時事故灰場是指受到季節和時段的影響，粉煤灰不能得到充分利用，用來暫時貯存粉煤灰的場地，臨時事故灰場大約只能貯存1年的粉煤灰量。永久灰場是指粉煤灰綜合利用條件比較差的區域，是永久堆放粉煤灰的場地，通常情況下燃煤電廠永久性灰場大約能貯存20年的粉煤灰量。
2貯灰場環境防治必要性
2.1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》的相關要求，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［2］。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”［3］。
2.2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，比如:地區差異、季節波動等，使得燃煤發電企業需要把粉煤灰貯存起來。根據我國污染源普查相關資料文獻顯示，電力和熱力企業生產的工業源固體的企業有7435家，每年產生的粉煤灰量達3.4億t，電力和熱力企業燃煤產生粉煤灰大約為2.9億t，占總粉煤灰產量的85%，而每年被綜合利用的粉煤灰大約為65%，仍然有1.1億t的粉煤灰需要貯存起來。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。
2.3典型項目現狀要求
項目1:濕式貯灰場，占地面積約149hm2。一期2×300MW機組，二期1×600MW超臨界機組，近年來由于煤質較差，每年灰渣總量100×104m3左右。目前貯灰高度即將超出設計貯灰年限。目前，距主堤50m以內灰面多處已達到堤頂，超過貯灰限制標高，無法滿足電廠持續的灰渣排放需求。在干旱多風氣候條件下，灰場的二次揚塵問題比較嚴重，對周圍的環境和農作物造成污染。需要對老貯灰場進行環境防護治理，并按照最新的環保要求設計實施新的貯灰場。項目2:干貯灰場，占地面積373hm2，8機8爐機組，灰場分為3格設計使用，周圍是均質土堤。由于地處北方干旱地區，干灰面的大面積裸露，每到冬春季節，貯灰場及周邊地帶漫天灰塵，極大影響當地村民正常生活，同時給灰場職工帶來健康危害，從灰場實地看，對周圍的灰污染確實相當嚴重，貯灰場的環保治理刻不容緩。項目3:干貯灰場，占地面積53hm2，2×300MW熱電工程，干灰場經過進七、八年的運行，第一、二堆灰區和石膏堆放區已經堆滿，粉煤灰污染周邊環境。貯灰場已經處于城區發展規劃區域內，目前景觀不佳，嚴重影響著整個城市的形象，與城市發展極不相符。地處北方干旱地區，貯灰場缺乏林草樹木的庇護，易受到風沙等不良氣候的侵襲，不符合環境友好和可持續發展的要求。因此，貯灰場環境防護治理建設是非常重要的，不論是對環境、對社會都起著不可估量的作用。
3貯灰場環境防護治理
3.1貯灰場滿庫后污染問題
貯灰場滿庫后存在的污染問題，主要體現在以下兩個方面:一方面，空氣污染，如果貯灰場滿庫以后不進行覆蓋，裸露在空氣中的粉煤灰在風力的作用下就會飄散到空氣中，從而對空氣造成一定程度的污染，粉煤灰屬于灰質的固體，且質量比較輕，在風力達到4級時就能被吹散到空氣中，隨風散落后對周圍的生態環境造成一定破壞。同時為了降低粉煤灰被吹散程度，需要定期對滿庫的粉煤灰進行灑水，這些被污染的水也會順著地表進入地下水，從而對周圍地下水產生一定程度的污染。某燃煤發電廠貯灰場通過化驗檢測以后，發現貯灰場的周圍地下水的水質被污染比較嚴重，部分污染物遠遠超出生活飲水標準，比如:硼、鉬嚴重超出了飲用水的標準。目前我國大部分燃煤發電廠仍然采用灑水的方式保證粉煤灰的穩定性，通過灑水避免粉煤灰被吹散到空氣中，減小對周圍的生態環境和居民身心健康造成傷害。實際運行中，當粉煤灰被運輸到貯灰場以后，通過灑水使得粉煤灰發生固結，但是一般都沒有做到及時碾壓，使得粉煤灰的含水量大大增加，而在老的濕式貯灰場初建時一般也沒有考慮嚴格的防滲措施，從而使得粉煤灰中污染水進入臨近的地下水。
3.2滿庫后環境防護治理方案
貯灰場的外邊坡和頂面為永久暴露面，貯灰場滿庫后的頂面環保治理方案有以下幾種:1)方案一:頂面進行覆土。用于普通的治理揚塵覆土，覆土厚度為300mm，并對覆蓋土進行碾壓，覆蓋土層可以達到防治粉煤灰揚塵的目的。取土土源可以為征地范圍內的二期貯灰場，同時可達到增加二期貯灰場庫容以及平整場地的目的。在灰面覆蓋層中需要根據實際情況增設一定的坡度比和排水系統，盡量減少表面積水現象的發生。如果條件允許在表面種植綠化層，一般選擇根系比較淺的草本植物進行種植，防止植被根系增長對粉煤灰層造成破壞。2)方案二:用于農業的土地復墾，覆土厚度為500mm［4］，并對覆蓋土進行碾壓，覆土面積內可以進行種植作業，種植后可以達到防治粉煤灰揚塵的目的。3)方案三:采用種植草、苜蓿和蘆葦，進行綠化處理。進行綠化處理可以增加地區綠化覆蓋率，能夠穩定陸面、美化環境、保護陸面、減少各種自然災害侵蝕，保障環境安全優美。綠化樹木可以發揮綠色屏障作用，吸收空氣中有害物質，釋放出氧氣，凈化空氣，有效地防止沙塵暴等生態作用。4)方案四:生態治理為城市公園。伴隨城市規模的不斷擴大，部分燃煤發電廠貯灰場已經處于城市范圍內，生態治理為城市公園，減少了燃煤企業治理貯灰場環境污染成本的投入。除此之外，對貯灰場進行覆蓋、種草種樹，形成綠化帶可以吸收和隔離噪聲，可以調節氣溫，起到冬暖夏涼的作用。在炎熱的夏季，樹木龐大的葉面積可以遮陽，能有效地反射太陽輻射，大大減少陽光對地面的直射，可以調節當地生態環境，改善氣候條件［5］。5)方案五:綜合利用為光伏發電場地。由于貯灰場一般占地面積很大，很適合光伏發電場地的要求。閉庫后的場地如能為光伏發電企業所采用，一是節省大量的綠化、環保治理費用，二是解決了光伏發電企業的用地需求，對燃煤發電廠、光伏發電企業、當地政府具有很大的好處。貯灰場滿庫后的外邊坡環保治理方案一般為:下游永久坡面防護形式為預制砌塊邊坡，具體操作如下:預制砌塊由運行單位在灰場現場制作，其材料為現場的粉煤灰、水泥、粗砂。將三種材料按一定的配合比加水拌和均勻，灌入特制的模具中，經過一定時間的養護制作而成。各種材料的配合比可參照混凝土的配合比試驗方法確定，保證預制塊的強度不低于C20混凝土的強度。預制塊的一個面為1∶4的斜坡面，與灰場的永久邊坡坡度相同;堆灰前先在灰場的外側鋪放2～3層預制砌塊，其高度與每層鋪灰厚度相同，再在砌塊內側進行干灰的攤鋪碾壓。砌塊的底部及中間的孔洞中應鋪填一層腐殖土，在孔中植草綠化。上游永久坡面防護采用土工格室覆土植草保護，具體操作如下:隨著灰的堆貯，在貯灰場的外側逐漸形成暴露面，當外露面達一定高度時(一般3～4m)，在其外側鋪設土工格室，覆土后鋪設綠化植生帶。
4運行貯灰場環境影響分析及防治措施
4.1環境影響分析
1)環境空氣影響分析。貯灰場主要空氣污染物來自于大風天氣的二次揚塵，貯灰場采取灑水碾壓等措施后，對周圍空氣環境的影響較小。2)水環境影響分析?；覉鰪U水主要來自于輸灰管道排放的灰漿以及大雨季節與灰體接觸的下滲雨水，貯灰場內采取防滲措施，防滲后滲透系數小于1×10－7cm/s，滿足規范規定的要求，可以有效防止灰場廢水下滲，最大限度預防滲濾液對地下水產生影響。3)固體廢物環境影響分析。貯灰場內固體廢物包括灰、渣及脫硫石膏。應該積極開拓灰渣及脫硫石膏綜合利用渠道，減小工業固體廢物影響。4)聲環境影響分析。貯灰場平時基本無作業噪聲，灰渣外銷時車輛及推土機均避免夜間操作，一般貯灰場周圍無常住居民，對周圍聲環境的影響較小。
4.2環境保護防治措施
貯灰場二次揚塵污染防治措施:1)電廠積極開展工業固體廢物的綜合利用，盡量減少貯灰場堆存的工業固體廢物量。2)粉煤灰外銷時，運灰汽車應采用密閉性能較好的汽車，汽車上路前外表要用水沖洗干凈，運灰道路及時清掃、灑水。3)脫硫石膏脫水后仍含水10%左右且具有黏性，較穩定不分解，在貯灰場堆放時不會產生二次揚塵問題。4)灰場分格使用，貯灰時一直保持灰面有300～500mm的水深，防止干灰擴散。5)灰壩周邊干燥區域也應及時灑水，并根據當地的氣象預報，在大風天氣到來之前及時灑水，避免大風時汽車外送運灰?；覉鰢姙⒂盟捎没厮净厥諒U水［6］。6)貯灰場設置有灰場管理站，灰場配置人員及相關設備負責灰場碾壓、灑水，按GB15562.2—1995《環境保護圖形標志—固體廢物貯存(處置)場》設置環境保護圖形標志，做好灰場的綠化工作及水土保持工作，確?；覉鲞\行嚴格按照設計要求進行?；覉鏊廴痉乐?根據國家環?？偩謱彶橐庖?ldquo;新建坑子灰場，灰場的建設和使用應符合GB18599—2001《一般工業固體廢物貯存、處置場污染控制標準》，防止對周圍地下水環境造成不利影響”的嚴格要求，應采取灰場水污染防治措施。1)一般貯灰場設計了土工膜防滲層等措施?；覉龅撞糠笤O的土工膜防滲層采用土工膜，滿足規范的具體要求?；覉鲋車辽僭O3眼監測井，上游1口，下游2口，以監測地下水水質的變化情況，防止對周圍地下水環境造成不利影響。2)灰場加強日常管理，隨時保持灰面平整、密實，防止集中于低洼處、形成集中下滲。3)貯灰場內采取防滲措施，防滲后滲透系數小于1×10－7cm/s，滿足污染控制標準的具體要求，可以有效防止灰場廢水下滲?；覉龉茏o措施:建立檢查維護制度，定期檢查維護初期壩、防滲工程等設施，對污染物進行監測，按照GB15562.2—1995設置環境保護圖形標志。工業固體廢物綜合利用:工業固體廢物綜合利用是變廢為寶，減少電廠固體廢物排放量的有效途徑，根據GB/T1596—2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》，如果粉煤灰中三氧化硫含量大于3%，將不適合用于水泥、混凝土的綜合利用，但是可用于其他綜合利用渠道。水土保持措施:在項目建設過程中需要做好預防保護和監督檢查工作，防止造成新的水土流失。1)施工中應采取挖填結合的方式，充分利用當地的實際情況，比如:根據現場坡度的具體要求，采用填挖結合的方式，最大限度減少貯灰場對環境的污染。2)在臨時貯灰場要通過科學合理維護和覆蓋等措施，減少風對粉煤灰的吹散，進一步保護周圍的生態環境。同時要在現場增設排水溝、沉砂池等防護措施，逐步完善對貯灰場的保護，減少對水資源的污染。3)在運輸粉煤灰的道路上要最大限度減少對周圍面積的擾動，通過種植植物的方式是防止貯灰場環境污染的主要措施。4)根據貯灰場具體的高度要求設計合理標高，同時對貯灰場進行覆蓋，并在表面種植相應的根系比較淺的植物，通過采取水土防治措施，可以很大程度上避免貯灰場水土發生流失現象，同時燃煤發電廠要定期的投入足夠的人力、財力對水土防治措施進行維護和檢測，減少燃煤發電廠貯灰場對周圍環境造成的污染。
5結束語
我國對燃煤電廠的灰渣分類嚴于德國和歐共體，且灰渣貯存對水環境的影響較小。在場址的地質結構、防洪、天然基礎層、防滲層等方面均嚴于危險廢物和生活垃圾填埋場的要求，也嚴于歐洲對類似固體廢物填埋場的要求。在衛生防護距離方面，亦嚴于或等同于我國生活垃圾填埋場的要求，嚴于歐共體和德國的標準［7］。我國是一個工業大國，社會經濟的發展需要電力的支持，燃煤發電廠在滿足人們用電的同時，貯灰場對周圍環境造成了一定的影響，因此需要對貯灰場環境污染進行有效的防治。燃煤發電廠貯灰場進行環境防護治理，對改善項目區域及整個城市區域的生態環境方面將發揮重要作用，可以有效地遏制風沙侵蝕、水土流失對環境造成的損害，穩定陸面、保護陸面，保障生態環境安全，可以美化當地沿途的景觀，給民眾提供優美宜人、舒適和諧的生態環境，有利于電廠安全生產，民眾安居樂業。燃煤發電廠貯灰場治理項目的實施必將提升項目區及整個城市的形象，從而增強城市綜合競爭能力，對于進一步深化城市文明建設，推進城市生態、經濟、社會的可持續發展起到重要作用。對于燃煤發電廠貯灰場環境防護治理，可以采取覆土填埋、種草、種樹、綠化、美化等措施，全面加強貯灰場填埋覆蓋是實現可持續發展的重要任務之一。因地制宜的選取更加適合條件的貯灰場環保治理措施，可以減小工作量，節約工期和費用，起到節約耕地、保護自然生態環境的作用。期待更多的燃煤發電廠及相關人員了解并掌握貯灰場環保治理相關知識，做好貯灰場環保治理的同時還祖國更多的藍天白云。
參考文獻
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［6］劉新軍，白杰．論國電寧夏英力特寧東熱電產業節能環保技術可持續發展的前景［C］∥青年人才與石化產業創新發展———第七屆寧夏青年科學家論壇論文集，2011:414．
［7］朱法華，莫華．燃煤電廠灰場環評技術評估中存在的問題與建議［J］．電力環境保護，2007，23(3):42.
作者:司小飛 李元昊 黃艷 李煥萍 單位:西安西熱鍋爐環保工程有限公司 蘭州石化職業技術學院