Автор: С.В. Комонов, Е.Н. Комонова
Ветровая эрозия и пылеподавление
Курс лекций. — Красноярск: Изд-во СФУ, 2008. — 192 с.
| Предыдущая |
Содержание статьи:
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). |
| Предыдущая |
