變電站內危險廢物臨時貯存現狀及設計探討

曾媛 王琳杰

摘要：變電站內主要危險廢物為廢礦物油、含礦物油廢物，以及廢鉛酸蓄電池。結合危險廢物臨時貯存管理要求，分析了變電站內危險廢物貯存現狀及存在的環保問題。從環境保護角度提出了危險廢物臨時貯存設施事故油池、危廢貯存間設計建議。

關鍵詞：變電站;危險廢物貯存;環保

中圖分類號：X705 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）02-00-03

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.02.010

Abstract：The main hazardous wastes in the substation are waste mineral oil， waste containing mineral oil and waste lead-acid battery.Combined with the requirements of temporary storage of hazardous waste，the existing environmental protection problems is analyzed. From the view of environmental protection，the design suggestions of accident oil pool and hazardous waste storage room are put forward.

Keywords：Substation;Hazardous waste storage;Environmental protection

危險廢物貯存、管理不當造成的事故給國家和人民造成了重大的人員財產損失，同時也對當地的大氣、水、土壤環境造成了嚴重的污染。變電站產生的廢礦物油、廢鉛酸蓄電池等危險廢物具有易燃性、毒性危害，如果貯存不當，存在污染地下水、土壤的環境風險。本文調研了變電站內危險廢物臨時貯存存在的問題，并從環境保護角度總結了危險廢物臨時貯存設施設計中需要注意的幾點問題。

1 變電站內的危險廢物

根據《國家危險廢物名錄》（2016年版）和《危險廢物鑒別標準 通則》（GB5085.7-2019），變電站內的危險廢物主要包括廢礦物油、含礦物油廢物，以及廢鉛酸蓄電池。

1.1 廢礦物油

變電站內廢礦物油主要來源于主變或高抗事故時產生的事故油和主變等含油電氣設備檢修時產生的廢礦物油。廢礦物油的主要成分是多環芳烴、苯系物和重金屬[1]，危險特性為毒性、易燃性。如果變電站內廢礦物油收集、貯存不當，一是有毒污染進入周圍土壤，造成土壤環境污染;二是泄漏事故油在空氣中發生氧化反應可能會發生爆炸[2]，產生有毒濃煙，造成大氣環境污染。

1.2 含廢礦物油廢物

變電站內含油設備檢修時將產生含油棉紗、含油手套等含礦物油廢物，其有害成分與主變事故油相似，危險特性為毒性、易燃性。含礦物油廢物隨意丟棄可能引起火災或造成水體、土壤環境污染。

1.3 廢鉛酸蓄電池

變電站鉛酸蓄電池在使用過程中會發生正極板柵腐蝕、不可逆硫酸鹽化等[3]問題，導致蓄電池功能失效，成為廢鉛酸蓄電池。廢鉛酸蓄電池由管式正極板、負極板、電解液、電池蓋、隔板等構成，含有Pb、PbSO4、Ca、Sn、Al等物質，危險特性為毒性。廢鉛酸蓄電池若貯存不當，受陽光直射升溫、紫外線氧化等，可導致蓄電池殼體損壞破裂，酸性電解液泄漏[4]，Pb、PbSO4等含重金屬物質進入土壤，造成環境污染。

2 危險廢物臨時貯存要求

按照《固體廢物污染環境防治法》（2016年主席令第57號）規定，貯存固體廢物的單位必須采取防揚散、防流失、防滲漏或者其他防止污染環境的措施;危險廢物的貯存設施必須設置危險廢物識別標志。

根據《危險廢物貯存污染控制標準》（GB18597-2001）要求，危險廢物產生者應建造專用的危險廢物貯存設施;危險廢物貯存設施必須與危險廢物相容;設施內要有安全照明設施和觀察窗口;用以存放裝載液體、半固體危險廢物容器的地方，必須有耐腐蝕的硬化地面，且表面無裂隙;應設計堵截泄漏的裙腳，地面與裙腳所圍建的容積不低于堵截最大容器的最大儲量或總儲量的1/5;危險廢物的堆放基礎防滲層為至少1m厚粘土層（滲透系數≤10-7cm/s），或2mm厚高密度聚乙烯，或至少2mm厚的其它人工材料，滲透系數≤10-10cm/s;襯里要能夠覆蓋危險廢物或其溶出物可能涉及到的范圍;在襯里上設計、建造浸出液收集清除系統。根據《危險廢物收集 貯存 運輸技術規范》（HJ2025-2012）要求，貯存危險廢物時應按危險廢物的種類和特性進行分區貯存，每個貯存區域之間宜設置擋墻間隔，并應設置防雨、防火、防雷和防揚塵裝置。根據《廢鉛酸蓄電池處理污染控制技術規范》（HJ519-2009）要求，廢鉛酸蓄電池暫時貯存設施應防治電解液泄漏;貯存點應有足夠的空間，暫存時間最長不超過60天。

3 變電站危險廢物臨時貯存現狀

3.1 廢礦物油

3.1.1 事故油

當主變或高抗發生事故時，事故油通過主變下方的卵石層進入集油坑，再經排油管和隔火井流入事故油池。事故油池既是防火的安全設施，也是危險廢物的應急儲存設施。典型主變事故油池構造見圖1。從圖1中可以看出，事故油池池底和側壁構造為：（1）水泥基滲透結晶性防水涂料;（2）C25鋼筋混凝土自防水底板;（3）20厚1：3防水砂漿找平層。由于事故油池埋深一般小于10m，故防水混凝土的的抗滲系數一般采用P6。混凝土的抗滲等級P同滲透系數K的換算估算公式[5]為：

按上述近似公式，P6防水混凝土滲透系數約為4.19×10-9cm/s，不能滿足《危險廢物貯存污染控制標準》（GB18597-2001）中的滲透系數要求。

現有的變電站事故油池有效容積均根據《變電所給水排水設計規程》（DL/T5413-2002）中“總事故油池的存貯容積不應小于最大單臺設備油量的60%”進行設計，不滿足GB18597中“貯存容積應不低于堵截最大容器的最大儲量或總儲量的1/5”要求。

新建變電站事故油池設計有效容積根據《火力發電廠與變電站設計防火標準》（GB 50229-2019）中“總事故貯油池的容量應按其接入的油量最大的一臺設備確定”，已能滿足滿足GB18597對貯存容積的要求。

3.1.2 其他廢礦物油

變電站在電氣設備檢修過程中產生的廢礦物油通常從幾千克至十幾千克不等。根據對多個變電站調查結果，廢礦物油的處置措施一般有兩種，一種是由將礦物油統一收集暫存，如國家電網公司管理的變電站;另一種常常直接傾倒于站外，對站外水環境和土壤環境產生污染，如一些用戶變電站。

3.2 含礦物油廢物

目前，變電站檢修過程產生的含油棉紗、含油手套等危險廢物一般由普通垃圾桶收集后由值守人員運往城鎮垃圾池。根據《國家危險廢物名錄》（2016年版），混入生活垃圾的廢棄的含油抹布、勞保用品滿足危廢豁免條件，全過程可以不按危險廢物管理。因此，變電站含油棉紗、含油手套處置方式滿足環保要求。

3.3 廢鉛酸蓄電池

廢鉛酸蓄電池實際使用壽命約 5-6 年[1]。根據調查，廢鉛酸蓄電池的處置措施和其他非礦物油相似，一般分為兩種，一種是統一收集貯存，一種是按普通廢物堆放，堆放地方未設置防滲措施，不能滿足《固體廢物污染環境防治法》等環保法律法規要求。

4 危險廢物臨時貯存設施設計建議

針對變電站危險廢物臨時貯存存在的問題，可對變電站危險廢物臨時貯存設施設計進行如下改進：

4.1 事故油池

對于現有變電站，可在變電站改擴建時將事故油池改造納入其中，事故油池有效容積按其接入的油量最大的一臺主變或高抗確定，事故油池防滲層滲透系數按GB18597確定。對于新建變電站，事故油池防滲層滲透系數按GB18597確定。根據GB18597，可供選擇的防滲層材料包括：1m厚粘土層，滲透系數≤10-7cm/s，或2mm厚高密度聚乙烯，滲透系數≤10-10cm/s。使用粘土層防滲時需要場址本身或附近有粘土資源，且需要反復壓實才能達到滲透系數要求，因此對粘土資源和施工技術都有要求，且施工時間長、人工和設備投入較大，僅適用于場址天然地質條件就滿足要求的場合。密度聚乙烯即HDPE土工膜，防滲系數可達10-12cm/s，抗滲抗拉強度高，價格低廉，可現場焊接，施工方便，施工時間短，在危險廢物填埋填埋場廣泛使用，是理想的防滲材料。綜述所述，建議變電站事故油池采用HDPE土工膜做為防滲層。由于事故油池為埋地式，且池底和池壁均會接觸事故油，因此池底和池壁均需要防滲，可采用上圖2所示防滲結構。

4.2 危險廢物貯存間

對于運行單位無統一的廢礦物油和廢鉛酸蓄電池收集貯存體系的變電站，應在綜合樓內設計危廢貯存間，以滿足危險廢物貯存管理要求。

危廢貯存間基礎防滲層可采用與事故油池相同的防滲層結構，地面與裙腳選擇耐腐蝕性的環氧樹脂。

危廢貯存間面積可根據危險廢物貯存量確定。根據調查，一般情況下，變電站每次更換的蓄電池約110塊。蓄電池堆疊層數按2層，則總占用面積約2.2m2。貯存間內搬運通道占用面積按1m2，廢礦物油容器占用面積按1.5 m2估算，則危廢貯存間最低使用面積約需5m2。

危險廢物貯存間內應設置排氣通風裝置，并設置視頻監控系統。為滿足危險廢物分區貯存要求，同時兼具空間使用靈活方便，可設計移動式鋼化玻璃隔斷。同時，廢礦物油使用不銹鋼桶盛裝，廢鉛酸蓄電池使用聚四氟乙烯托盤，用于滲漏的電解液收集。危險廢物貯存間外需按GB18597要求，設計危險廢物識別標志。

5 結論

（1）變電站內的危險廢物主要為事故油、含油棉紗手套、廢鉛酸蓄電池。

（2）事故油池有效容積應滿足其接入的一臺主變或高抗的最大油量。事故油池池底和池壁均需要防滲，防滲材料可采用HDPE土工膜。

（3）危險廢物暫存間基礎防滲層可采用與事故油池相同的防滲層結構，地面與裙腳選擇耐腐蝕性的環氧樹脂。危廢貯存間最低使用面積不低于5m2。室內應設置排氣通風裝置，并設置視頻監控系統。移動式鋼化玻璃作為分區隔斷，聚四氟乙烯托盤用于滲漏的電解液收集。室外設計危險廢物識別標志。

參考文獻

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收稿日期：2020-01-07

作者簡介：曾媛（1981-），女，2007年畢業于四川大學環境工程專業，碩士研究生，高級工程師，研究方向為輸變電工程環保設計和環境影響評價。