(1.南京国环科技股份有限公司 江苏南京 210042;2.江苏省连云港环境监测中心 江苏连云港 222000)
摘要:IGCC电站是将煤气化技术和联合循环发电技术相结合的整体煤气化联合循环发电系统[1],正常运行时污染物排放量较传统燃煤电站等明显减小。IGCC电站建设对地下水及土壤的影响主要来源于事故工况下破氰装置泄漏。实际运行过程中应加强监控,一旦发生泄漏事故,及时采取相应措施,防止对环境进一步污染。
关键词:IGCC电站;地下水环境;土壤环境
1电站概况
1.1区域气候气象概况
某拟建IGCC电站所在区域季风气候显著,四季分明,光照充足,雨水充沛。主导风向ENE,年均风速2.56m/s,年均气温14.5℃,年均降水量971.6mm。项目所在地区地势平坦,海拔标高约2~4m。
1.2电站组成
IGCC电站包括粉煤煤气化装置、净化装置、硫磺回收装置、空分装置、E级燃气轮机及配套锅炉等。
2评价区水文地质概况
评价区环境水文地质条件较简单,主要分布孔隙潜水、第I承压和第II承压含水层(组),其中I承压含水层(组)由上段和下段两部分组成。
潜水含水层岩性主要有粘土、淤泥质粘土、亚粘土组成。厚度15m左右,单井涌水量小于10m³/d,水位随微地貌形态而异,一般在1.73~2.87m之间,随季节变化,雨季水位上升旱季水位下降,年变幅0.6m左右。
第I承压含水层(组)上段由粉砂、亚砂土夹粉砂组成,根据场区钻孔资料显示,第I承压含水层上段顶板埋深16.5~24.5m之间,含水层岩性为亚砂土夹粉砂以及粉砂层,含水层厚度2.5~6.0,富水性差,单井涌水量一般小于300m³/d。第I承压含水层(组)下段由粉细砂组成,顶板埋深55~58m之间,厚度9m左右,单井涌水量500m³/d左右。
II承压含水层岩性主要为亚砂土、砂、砂砾石组成。含水层厚度变化较大,一般达40m以上,单井涌水量一般500~2000m³/d左右。
3地下水及土壤环境影响
3.1源强分析
正常工况下,厂区均采用地面硬化措施,且按照管理规范,物料不会任其渗入土壤地下水,因此运营期正常工况下项目建设对区域地下水及土壤环境影响很小。事故工况下,项目污染物对地下水及土壤的环境影响主要来源于各类污废水池泄漏对地下水的影响,其中脱硫废水采用污水罐贮存,罐内采用衬玻璃鳞片树脂防腐,附近设有地坑,地坑做防腐防渗处理,泄漏地下水可能性小,因此选取事故发生概率相对较大且污染因子较敏感的破氰装置泄漏作为典型事故工况进行分析。
采用达西定理计算破氢装置污染物渗漏量:
Q=A×K×(H+m)/m
式中:Q——渗漏量,单位m³/d;A——渗漏面积,单位m²;K——包气带垂向综合渗透系数,单位m/d,取0.04m/d;H——作用水头,单位m;——包气带厚度。
表1项目事故状况源强
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3.2模型建立
(1)地下水预测模型
采用《环境影响评价技术导则地下水环境》(HJ610-2016)[2]推附录D连续注入示踪剂——平面连续点源模型。
(2)土壤预测模型
采用《环境影响评价技术导则土壤环境(试行)》(HJ964-2018)[3]附录E垂直入渗模型。
3.3主要参数设置
模型参数根据区域水文地勘报告及相关经验参数取得。
表2模型计算参数
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3.4结果分析
地下水影响:破氰装置泄漏100天后,下游氰化物最大超标距离为0.7m;1000天后,下游氰化物最大超标距离为2.25m;10年后,下游氰化物最大超标距离为4.3m;30年后,下游氰化物最大超标距离为8.0m。
土壤影响:破氢装置防渗失效且持续泄漏的情况下,各深度土层土壤中氰化物含量随时间逐步增加,到一定时间后稳定至一定浓度水平,至约50d,表层包气带土层中氰化物含量已超过《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)(GB36600-2018)》[4]第二类用地管制值标准,且随时间推移受污染土层厚度将会进一步增加。若事故发生后下游监控井及时发现,并及时采取补救措施,则土壤各层中氰化物含量将短暂出现峰值后回落,并逐步趋于稳定,最终土壤镍含量将高于周边土壤背景值,但能满足第二类用地筛选值标准。
因此,企业应在设计、施工过程中严格做好对破氢装置处防渗措施,确保避免物料、废水对土壤的源头污染,同时做好相应监控措施,一旦发现泄漏事故,及时采取相应补救处理措施,避免对区域土壤的进一步污染。
4结论
IGCC电站正常运行时污染物排放量较传统燃煤电站等明显减小,且不会对区域土壤和地下水环境造成明显不利影响,事故工况下(以破氰装置泄漏为例)则会对土壤和地下水产生一定影响。因此,企业应在设计、施工过程中严格做好对破氢装置处防渗措施,确保避免物料、废水对土壤的源头污染,同时做好相应监控措施,一旦发现泄漏事故,及时采取相应补救处理措施,避免对区域土壤的进一步污染。
参考文献
[1]宋石磊,王绍博,文子强,许冬亮,贾东升.IGCC电站配套空分选型探讨[J].低温与特气,2019,37(6):28-30.
[2]生态环境部,国家质量监督检验检疫总局.GB964-2018,环境影响评价技术导则土壤环境(试行)[S].北京:中国环境科学出版社,2018.
[3]生态环境部,国家质量监督检验检疫总局.GB610-2016,环境影响评价技术导则地下水环境[S].北京:中国环境科学出版社,2016.
[4]生态环境部,国家质量监督检验检疫总局.GB36600-2018,土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)[S].北京:中国环境科学出版社,2018.