С.В. Комонов, Е.Н. Комонова
Ветровая эрозия и пылеподавление
Курс лекций. - Красноярск: Изд-во СФУ, 2008. - 192 с.
Глава 3. Методы и способы пылеподавления
3.3. Временные оперативные мероприятия по предотвращению пыления
3.3.1. Способ дождевания и водяной завесы
При
разработке проекта дождевания для конкретного золошлакоотвала необходимо
проведение натурных исследований с привлечением специализированных организаций.
Для
дождевания сухих пляжей действующих золошлакоотвалов рекомендуется применять
дальнеструйные навесные дождеватели ДДН-45, ДДН-70 и ДДН-100 (агрегатированные
с тракторами ДТ-75, ДТ-54А, Т-150К и Д75И) с поливом пляжей при передвижении по
гребню ограждающей дамбы с водозабором от водовода осветленной воды.
Водяная
завеса может создаваться для действующих отвалов, а также как дополнительное
средство пылеподавления на выведенных из эксплуатации отвалах (секциях) при
наличии на них стационарных дождевальных систем. Водоснабжение водяной завесы
осуществляется от водовода осветленной воды непосредственно либо с установкой
подкачивающей насосной станции при недостаточном напоре воды в водоводе.
Оросительное крыло водяной завесы может включать в себя от 6 до 12 дождевальных
установок ДН-1, ДД-ЗО, ДД-15, ДА-2 или ПУК-2 и ПУК-3, установленных на
расстоянии 0,7 радиуса действия установки (30 — 40 м) одна от другой.
При
перемещении и настройке дождевальных установок водяной завесы должно быть
исключено размывание верхового откоса дамбы.
Дождевальные
установки настраиваются для работы либо в одном направлении с перекрытием струи
не менее 0,15 радиуса действия, либо по сектору в 120° (рисунок 27).
Крылья
водяной завесы размещаются со стороны наиболее важных пылезащитных объектов и
включаются в работу автоматически или вручную в зависимости от направления
ветра и скорости воздушного потока (уточняется для каждого золошлакоотвала
индивидуально при проектировании и наладке).
Водяная
завеса является наиболее экономичным средством оперативного пылеподавления
вследствие локализации ее воздействия на ограниченной площади и во времени при
ограниченных расходах воды.
Предотвращение
пыления поверхности намытого золошлакового материала при производстве работ по
наращиванию дамб отвала (с выводом секции отвала из эксплуатации с ее
осушением, либо без вывода отвала из эксплуатации с понижением уровня воды в
отстойном пруде), а также пылеподавление при выборке золошлакового материала из
отвала для отгрузки потребителям производится орошением сухих пляжей или забоев
стационарными дождевальными установками или поливочными и гидромониторными
машинами.
Для
дождевания при проведении указанных работ рекомендуется применение:
стационарных дождевальных систем с дальнеструйными дождевальными установками
ДН-1, ДА-2, ДД-15, ДД-ЗО и ПУК-2 с питанием либо от насосной станции
осветленной воды, либо от автономного источника водоснабжения с установкой
дополнительной передвижной или стационарной насосной станции дождевания. В
целях экономии воды, расхода электроэнергии и применения оросительных труб
малого сечения (50— 100 мм2) рекомендуется осуществлять полив
одновременно из нескольких оросителей (на каждом из которых работает одна
дождевальная установка) с перемещением фронта полива в направлении оросительных
трубопроводов. С этой целью стояки дождевальных установок необходимо оснащать
электрифицированными затворами с управлением от программного устройства
дождевальной системы (рисунок 28).
1 - сухой пляж; 2 - отстойный пруд
3 - дождевальный аппарат; 4 - насосная станция водяной завесы; 5 - крыло
водяной завесы; 6 - магистральный трубопровод
Рисунок
27 – Схема водяной завесы на золошлакоотвале.
1 - стояк с затвором и дождевальным
аппаратом; 2 - граница намытого золошлакового материала; 3 - оросительные
трубы; 4 - распределительный трубопровод; 5 - насосная станция дождевания; 6 -
водоподающая канава; 7 - отсасывающий патрубок передвижной насосной станции
дождевания; 8 - магистральный трубопровод; 9 - зона полива одного цикла (фронт
полива).
Рисунок
28 – Схема работы стационарной дождевальной установки
с различными источниками водоснабжения.
Применение
гидромониторов обеспечивает минимальный удельный расход воды и ограничивается
только отрицательной температурой воздуха. Стационарно гидромониторы
устанавливаются вне радиуса действия экскаватора. Смачивание водой площади
забоя производится до начала смены с расходом воды 50 — 70 дм3 на 1 м2. При работе экскаватора место загрузки ковша должно находиться в зоне факела
гидромонитора, а направление загруженного ковша и струи воды — совпадать.
При
работе экскаваторов, бульдозеров, скреперов могут применяться и гидромониторные
установки на базе автосамосвалов МАЗ-525 и КрАЗ.
Выбор способов пылеподавления должен обеспечивать беспылевой
режим эксплуатации золоотвала и максимально возможное пылеподавление при
производстве работ по наращиванию дамб, при реконструкции, рекультивации и
консервации объекта.
Выбор способов пылеподавления (таблица 16, 17) осуществляется
на основе технико-экономического сопоставления с учетом показателей
экологической эффективности. Обобщенные по результатам отечественных и
зарубежных исследований показатели эффективности применяемых способов
пылеподавления на золоотвалах приведены в таблице 18. В целях предотвращения
или снижения выноса зольных частиц предусматривают различные планировочные и
конструктивные решения.
Как показано в таблице 18, для
борьбы с пылением применяются физико-химическая стабилизация пылящей
поверхности с помощью вяжущих и структурообразующих веществ, отсыпка грунтового
слоя, гидрообеспыливание и рекультивация поверхности заполненных отвалов.
Некоторые из этих способов являются дорогостоящими и недостаточно
апробированными; поэтому они и не получили широкого распространения.
Таблица 16 – Показатели эффективности средств пылеподавления
на золошлакоотвалах ТЭС
Способ, средства пылеподавления
|
Снижение пылевых выбросов
|
|
1
Поднятие уровня воды в пруде - осветлителе
|
80 –90 %
|
|
2
Периодическое орошение сухих пляжей стационарными дождевальными установками
|
50-90 % в зависимости от интенсивности и
периодичности
орошения
|
|
|
3
Смачивание сухих пляжей осветленной водой, по подаваемой по резервному
пульпопроводу разводящей сети
|
80 %
|
|
4
Учащение переключения пульповыпусков в теплое время года
|
30 %
|
|
5
Орошение поверхности зольного поля закрепляющими химикатами
|
85 %
|
|
6
Закрепление поверхности зольного поля грунтом, шлаком
|
95 %
|
|
7
Намыв на поверхность зольного пляжа защитного слоя из связного грунта
|
98 %
|
|
8
Специальные сплошные барьеры по периметру отвала (лесополосы)
|
30 %
|
|
9
Размещение отстойного пруда с наветренной стороны по отношению к
преобладающим ветрам
|
40-50 %
|
|
10
Относительное увеличение высоты ограждающей дамбы
|
15-45 % в зависимости от высоты дамбы
|
|
11
Орошение поверхности дорог вблизи отвалов
|
5-8 %
|
|
Таблица 17 –
Мероприятия по предотвращению пыления
№ п/п
|
Конструктивные
|
Планировочные
|
Оперативные
|
1
|
Высоту дамб, размещенных поперек направления
господствующих ветров увеличивают на 2 метра, для снижения скорости
воздушного потока, набегающего на поверхность зольного пляжа у ближней дамбы,
и для осаждения пылевых частиц в аэродинамической тени дальней дамбы;
|
Для ограничения ветрового воздействия на
золошлаковое поле, отвал размещают с максимальным использованием
ветрозащитных свойств местности (в низинах, на подветренных склонах, в
окружении зале сенных участках);
|
Смачивание пылящих зольных пляжей осветленной водой,
подаваемой по пульпопроводам разводящей сети свободным от золошлаковой пульпы
|
2
|
Пруд осветления для поглощения гравитирующих частиц,
выпадающих на его поверхность из пылевого облака, размещают у дальней по
направлению господствующих ветров дамбы;
|
Отвал размещают на территории с наименьшей
вероятностью поступления запыленного воздушного потока на жилые, природные
массивы и другие защитные территории;
|
Нанесение на пылящие поверхности золошлакоотвалов
слоя грунта
|
3
|
Золоотвал секционируют разделительными дамбами с
организацией последовательного заполнения, наращивания, выведения из
эксплуатации и консервации секций, что резко сокращает размеры пылящей
поверхности и создает дополнительные барьеры на пути пылевого облака в виде
разделительных дамб;
|
При размещении отвала в котловине, либо при
превышении отвала над прилегающей местностью не более 15 м. снижение
загрязнения золой прилегающей территории может быть достигнуто созданием
лесозащитной полосы в санитарно-защитной зоне отвала
|
временный подъем уровня воды отстоянного пруда для
покрытия водой возможно большей поверхности надводных отложений золошлакового
материала на отвале не требующей дополнительного оборудование.
|
3
|
Разводящую сеть пульпопровода прокладывают по
периметру ограждающих дамб отвала для производства рассредоточенного намыва
золошлаков и обеспечения периодического смачивания сухих зольных пляжей
переключением пульповыпусков;
|
Конфигурацию отвала выбирают, как правило,
прямоугольную с ориентацией наиболее протяженной стороны вдоль направления
господствующих ветров в пылеопасный период года, что позволяет ограничить
вынос сальтирующих частиц с золошлакового поля за пределы отвала;
|
Закрепление пылящих площадей минеральными, либо
органическими вяжущими материалами;
|
5
|
Наружные откосы дамб наращивания из золошлаков
закрепляют растительным грунтом с посевом трав. Допускают вместо закрепления
растительным грунтом покрывать наружные откосы шлаком или щебнем крупностью
более 5 мм. и слоем толщиной 0,2-0,3 м.;
|
|
Уплотнение пылящих поверхностей
|
6
|
На дамбах отвала создают ветрозащитные барьеры
(приподнятые пульпопроводы разводящей сети, решетчатые ограждения);
|
Таблица 18 -
Классификация способов борьбы с пылением золоотвалов
Способ
|
Метод
|
Механический
|
А) Создание заграждений, предотвращающих
распространение пыли:
· Установка ветрозащитных щитов (щиты из лозы, камыша, отходов
лесоматериалов и т.п.
Б) Сплошные покрытия не пылящим материалом:
· Укладка материала на пылящую поверхность (крупнокусковым материалом,
глинистыми окатышами), Засыпка пылящей поверхности (гравием, щебнем,
крупнозернистым песком, глиной, грунтом, древесной корой)
|
Физико-химический
|
А) Гидрообеспыливание:
Поддержание постоянного уровня воды на поверхности
хвостохранилища (водой), периодическое увлажнение пылящих поверхностей
(водой).
Б) Создание защитного слоя с помощью пены:
Нанесение на поверхность хвостохранилища вспененной
композиции или поддержание слоя пены (растворами ПАВ, твердеющей вспененной
композицией).
В) Стабилизация пылящей поверхности растворами
неорганических веществ:
Обработка пылящей поверхности растворами
неорганических веществ (растворы жидкого стекла и другие).
Г) Стабилизация пылящей поверхности органическими
веществами:
Обработка пылящей поверхности коллоидными растворами
органических веществ (эмульсии на основе нефтепродуктов, неврозина,
госситоловой смолы; универсин, глицириновый гудрон и другие).
Д) Стабилизация пылящей поверхности полимерами:
Обработка пылящей поверхности коллоидными растворами
полимеров (ПАА, полимеры группы К, латексы, смолы, КМЦ, ПАВ, вяжущие на
основе лигнина).
Е) Стабилизация пылящей поверхности комплексными
средствами:
Обработка пылящей поверхности растворами содержащими
неорганические и органические вещества (глинистые суспензии с добавками,
например, К-9, латекс и другими).
Ж) Изменение физических свойств пылящих
поверхностей:
Электризация верхнего слоя (электрическим полем),
намагничивание (электромагнитными полями), термическая обработка
(спектральными установками).
|
Технологический
|
А) Изменение способов складирования:
Избирательное (по гранулометрическому или
физико-химическому составу) складирование (осадительными установками).
Б) Изменение состава и состояния продуктов
складирования:
Грануляция, брикетирование продуктов складирования
(химическими вяжущими веществами совместно со специальной технологией).
В) Безотходная технология обогащения:
Отсутствие продуктов складирования (попутным
использованием отходов в строительстве).
|
Биологический
|
А) Создание защитного слоя из низших растений:
Нанесение на закрепляемую поверхность низших
пленкообразователей (водорослей, мхов, лишайников).
Б) Выращивание высших растений:
Посев семян трав или высадка саженцев (удобрения,
трав, кустарников, деревьев).
|
|