Даже сегодня уголь в энергетике не потерял своей значимости и широко используется в нашей стране для получения тепловой и электрической энергии. Такого дешевого и качественного топлива, даже по самым скромным подсчетам должно хватить лет на триста. Поэтому тенденций к спаду добычи и использования угля в ближайшем будущем наблюдаться не будет. Уголь на электрических и тепловых станциях сжигается не в топках, как может подумать не знакомый с технологией производства человек. Топливо измельчается в пыль, смешивается с водой и под высоким давлением подается по топливному трубопроводу к месту сжигания. Таким образом удается достичь высокой степени сгорания органических веществ, которые превращаются в итоге в легкие газообразные частицы и удаляются наружу в атмосферный воздух. Но уголь состоит из двух компонентов:
- органических;
- минеральных.
С органическими все ясно, они полезны, дают энергию, а вот минеральный компонент не горюч и оседает в камерах сжигания в виде золы. Для энергетики применяется качественные сорта угля, процентное количество минеральных компонентов которого, золы, не должен превышать 45. На практике это огромное количество порошкообразных отходов, состоящее из солей и окислов металлов, кремния, кальция – практически вся таблица Менделеева.
Такие вредные отходы могут раздуваться ветром на большие расстояния и наносить значительный ущерб окружающей среде, посевам сельскохозяйственных культур и негативно отражаться на здоровье людей. В связи с этими факторами остатки сгоревшего топлива собирают в специальных местах, сооружая золоотвалы тэц. Зола материал мелкозернистый, большинство его частиц размером в микроны, около трети имеют размер от 1 до 5 мм, поэтому удобнее транспортировать к такому месту хранения по трубопроводу, смешав с водой.
Золоотвал, конструкция
Конструктивно такое сооружение представляет собой искусственный водоем большого объема, в который с электрической или тепловой станции поступает жидкость, состоящая из воды и продуктов сгорания угля. В водоеме происходит оседание золы, с образованием твердого осадка, отстоявшаяся вода после фильтрации снова пригодна для транспортировки отходов производства.
Этапы сооружения золоотвала
Для правильной постройки золоотвала необходимо соблюдать последовательность процедур:
- Расчет необходимого объема и составление проекта;
- Выбор оптимального места расположения объекта;
- Земляные работы;
- Подготовка поверхности грунта под монтаж защитной пленки;
- Монтаж гидроизоляционной и защитной пленок и закрепление их;
- Подведение систем трубопровода подачи и отсоса рабочих жидкостей.
Расчет необходимого объема золоотвала производится с учетом действующих мощностей и перспектив развития станции.
Такое строительство мероприятие не быстрое и затратное, строятся золоотвалы, как правило, в расчете на десятки лет эксплуатации. При составлении проекта берутся так же во внимание местные условия, направление ветра и уровень грунтовых вод.
Выбор оптимального места расположения такого гидротехнического объекта может существенно сократить средства на его сооружение, и ускорить процесс. Зачастую на местности уже есть подходящие по профилю части ландшафта – естественные или искусственные рвы, балки, котлованы и дамбы. Немного изменив их можно без лишних затрат иметь уже готовый котлован под золоотвал. К тому же естественные овраги и балки намного прочнее чем любые искусственные сооружения.
Земляные работы наиболее масштабные при строительстве, приходится задействовать много техники и персонала. Осложняться работы могут неблагоприятными метеоусловиями и проводить их в условиях морозов будет затруднительно. Необходимо найти место для не нужного больше грунта или обеспечить вывоз его на полигоны для утилизации.
Поверхность грунта перед раскаткой гидроизоляционной пленки должна быть выровнена и очищена от острых камней и предметов. При необходимости производится выманивание дна и стенок котлована и подсыпка его привозным грунтом. Защитные дамбы в самых ответственных местах надежно укрепляются и бетонируются.
Гидроизоляция золоотвала
Гидроизоляция золоотвала самый ответственный этап строительства объекта. Доверять такую работу следует только компаниям, имеющим достаточный опыт в гидроизоляции. Цель гидроизоляции полностью предотвратить проникновение в окружающую среду твердых веществ и жидкостей, содержащихся в золоотвале. Для этого дно и стенки котлована выстилаются геомембраной, которая с одного или двух сторон закрыта геотекстилем, для придания ей дополнительной механической прочности. Эти материалы совсем недавно стали применяться при строительстве гидротехнических объектов, но уже быстро завоевали популярность благодаря следующим качествам:
- Простота и низкая стоимость монтажа;
- Небольшой вес рулонов, удобный при транспортировке и раскатке;
- Механическая прочность, сейсмическая устойчивость;
- Полная водонепроницаемость мембранны;
- Возможность использования в любых климатических условиях;
- Срок эксплуатации свыше 50 лет.
Мембрана изготовлена из ПВХ пленки, удобно монтируется даже при морозах до минус 20 градусов.
Соединение кусков в цельное полотно производится специальным оборудованием без применения открытого огня, потоком разогретого воздуха, что полностью исключает риск возникновения возгораний при монтаже. Мягкость и пластичность материала позволяет даже в самых труднодоступных местах получить надежную гидроизоляцию несмотря на сложный профиль объекта.
Сама мембрана механической прочностью не обладает, поэтому для надежной и длительной работы ее необходимо защитить, и лучше всего с этой задачей может справиться геотекстиль. Геотекстиль – инновационный продукт, наделенный высокой механической прочностью и износоустойчивостью, полностью безопасен, не подвержен коррозии и не распадается со временем. Срок службы такого материала составляет многие десятки лет. Он надежно защищает мембрану от механических воздействий оседающей золы, а при применении в дренажных системах не засоряется даже спустя многие десятилетия эксплуатации.
Без применения таких инновационных продуктов сложно представить быстрое и недорогое сооружение такого масштабного объекта, как золоотвал. Ранее электро и тепло станциям приходилось вымащивать бетонными плитами дно и стены емкости, но все равно добиться полной герметичности никому не удавалось. Вся продукция для гидроизоляции качественная, имеет все необходимые сертификаты и разрешена к применению даже на самых ответственных объектах.
Вторая жизнь золоотвалов
Сегодня все заказчики золоотвалов очень серьезно подходят к сооружению таких объектов. Это связано с постоянно ужесточающимися нормами экологической и санитарной безопасности. К тому же такие хранилища, на первый взгляд отходов, со временем владельцу могут принести значительные доходы.
В золе, получаемой в результате сгорания угля на тепловых и электрических станциях, содержится количество ценных химических веществ, вполне достаточное для их промышленной разработки. От железа и до урана. Сегодня всерьез многими, в основном зарубежными, компаниями предлагается наладить добычу металлов и минералов из золы в нашей стране. К примеру железа в таких отходах, содержится до 15 %!