厂外渣场和厂外事故水池

山西潞安矿业（集团）有限责任公司高硫煤清洁利用油化电热一体化示范项目可行性研究厂外系统工程厂外渣场和厂外事故水池文档编号山西潞安勘察设计咨询有限责任公司山西潞安矿业（集团）有限责任公司高硫煤清洁利用油化电热一体化示范项目总体设计设计经理项目经理项目总监编制单位山西潞安勘察设计咨询有限责任公司工程设计证号A214003429主要编制人员专业姓名水工建筑结构概算及经济技术项目控制人员目录1概述111项目名称及建设单位112项目概况113自然条件12厂外渣场221设计依据与原则222渣场选址423总平面布置624填埋设计825库区防渗工程与排洪1226安全填埋区设计1827环境保护、水土保持与节能2528其他2829投资估算293厂外事故水池3031设计依据与原则3032事故水池选址3033地质状况3134工程建设3135投资估算334附图341概述11项目名称及建设单位111项目名称山西潞安矿业（集团）有限责任公司“高硫煤清洁利用油化电热一体化示范项目”厂外渣场和厂外事故水池112建设单位山西潞安矿业（集团）有限责任公司113建设地点山西省襄垣县王桥镇郭庄村114编制单位山西潞安工程勘察设计咨询有限责任公司12项目概况山西潞安矿业（集团）有限公司拟建180万吨/年煤基合成油项目，项目运营后将排放锅炉灰渣、气化灰渣、污水处理泥、反渗透浓水等，为防止化工生产中产生的有害固体废物和废水对人体健康和环境带来危害，根据中华人民共和国环境保护法、建设项目环境保护设计规定及化学工业环境保护管理条例的规定，需设立渣场集中处理工业排放废渣，并设立厂外事故水池存储厂内处理装置出现事故时无法处理的污废水。13自然条件襄垣县位于山西省东南部长治市辖区，太行山西麓，上党盆地之北，属于温带大陆性气候区，四季分明，冬冷夏热，年日温差大，年降水量较少。春季多风沙；夏季降雨集中，雨热同季，局部有洪涝；秋季凉爽多阴雨；冬季干旱多雾。年平均气温为93，极端最高气温391，极端最低气温291，最热月平均气温229，最冷月平均气温67，最热月最高气温371，最冷月最低气温291，最低日平均气温194，最热月平均最高气温313。年平均降雨量5130MM，年最大降雨量8143MM，年最小降雨量2692MM，日最大降雨量1270MM，时最大降雨量531MM。连续降雨最长持续天数日降水量01MM11天，全年平均雷暴日数144天。年平均蒸发量17131MM，年最大蒸发量19147MM，年最小蒸发量12192MM。2厂外渣场21设计依据与原则211设计依据（1）一般工业固体废物储存、处置场污染控制标准GB185992001；（2）危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别GB508532007；（3）危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别GB508512007；（4）固体废物浸出毒性浸出方法GB5086121997；（5）化工废渣填埋场设计规定HG2050492；（6）碾压式土石坝设计规范SL2742001；（7）碾压式土石坝施工规范DL/T51292001；（8）土工合成材料应用技术规范GB5029098；（9）环境保护图形标志固体废物储存（处置）场GB1556221995；（10）水工建筑物抗震设计规范SL20397；（11）危险废物填埋污染控制标准GB185982001；（12）危险废物安全填埋处置工程建设技术要求环发200475号；（13）工业企业厂内运输安全规程GB43871994；（14）工业企业平面设计规范GB501872012；（15）化工企业总图运输设计规范GB504892009。212固体填埋量“一体化示范项目”运营后，一般工业固体废物产生量为143194万吨，包括锅炉排渣排灰、气化排渣和干灰等，其固体废物产生量见表211。其中飞灰和炉渣等可进行综合利用，用于制造粉煤灰水泥或混凝土等，可有效减少填埋量，目前已经可回收利用约60万吨，则实际每年需填埋量约为82万吨，根据已有干灰渣填埋经验，含水率在2030时，灰渣的压实干密度可达为1100KG/M3以上，当含水率为27时，可达到最大压实密度约1210KG/M3。渣场堆存量按10年计算，压实干密度按11501210KG/M3，可则所需容积约为V82010/1157130万M3。表211固体废物产生量灰渣种类小时排量T/H年排量T/A气化炉渣1139911336气化飞灰357285912锅炉飞灰249199214锅炉炉渣2822168净水厂污泥（含水80）16613312合计178961431942本项目产生的危险废物主要来自油品合成装置、油品加工装置、罐区和水系统，其中，作为安全填埋处置方式的危废主要包括渣蜡热裂解后的废渣、精制反应器和裂化反应器的废瓷球、重柴油脱硫罐氧化锌和废瓷球、LPG脱硫剂和废瓷球、污水厂污泥。本工程填埋废物量详见第26节。213煤灰成分根据设计规划，渣场填埋的煤渣和灰渣主要来源于煤气化和锅炉燃烧，其中煤气化采用余吾和慈林山的高硫煤，锅炉燃烧所用煤种为辉坡煤，煤质主要灰分数据如下。表212余吾煤主要煤灰成分煤灰成分WT煤灰成分WTSIO25524CAO237AL2O33274MGO052FE2O3292SO3191TIO2136P2O5024NA2O103K2O132其它035表213慈林山煤主要煤灰成分煤灰成分WT煤灰成分WTSIO25351SO3122AL2O33362P2O5006FE2O3581K2O113TIO2141NA2O034CAO201MGO068其它021表214锅炉燃料煤灰组分分析项目单位锅炉燃料煤（辉坡煤）SIO2WT5303AL2O3WT3209FE2O3WT515CAOWT348MGOWT078S03WT255TIO2WT066NA2OWTK2OWT灰组分分析P2O5WT044213设计说明由于甲方未能提供填埋物的浸出液成分及浓度，本渣场暂按照一般工业固体废物贮存、处置场污染物控制标准GB185992001的II类场设计。另在渣场内设置安全填埋区用以填埋危险废物，通过不透水拦渣坝与其他填埋物相隔离，设计标准参照危险废物填埋污染控制标准GB185982001。工业场地的灰、渣以及固定化后的危险废物采用密闭式汽车运输，灰、渣场地内的渗滤液直接排放，危险废物的渗滤液收集后进入渗滤液调节池后进一步处理。22渣场选址221选址原则（1）宜布置在全年或夏季主导风向的下风侧或最小风频的上风侧；（2）与周围居民区有一定的防护距离（500M）；（3）应远离易燃易爆等危险品的仓库、罐区，避开高压输电线路；（4）应充分利用自然条件，最大限度减少土方量，筑坝工程量小，堆坝方便；（5）应选择在工程地质情况稳定，厂址附近的土壤尽量渗透性小，而且地下水位低的地区；（6）交通运输相对方便，运距适中。222场址比较根据现场踏勘情况，生产厂区附近有两处可作为渣场的选址方案（地点见附图一、附图二），具体如下方案一南偏桥村西南侧的天然沟壑，距生产厂区约3KM左右。该沟壑总体走向从西北向东南延伸，沟底呈现西北高，东南低的趋势。沟断面为U形，沟底宽30100M，顶宽50120M左右,沟深约40M50，沟长25KM，场地总容积大于1000万M3。其优点是可以充分利用现在有地形，减少土方量。缺点是该沟壑起始处附近有居民自然村（南偏桥村），防护距离偏近，若在满足防护距离的要求下，不搬迁村庄的情况下，渣场容积将大为减少，但两侧分支沟壑较多，可充分利用分支沟壑增加场地容积。渣场的海拔标高约9901100米。方案二南偏桥村西南侧天然沟壑西侧的一处支沟壑，为方案一渣场的一条支沟壑，距生产厂区约25KM。沟宽约380M，沟深30M，长约700M，估计场地容积约500万M3。其优点是场地排水顺畅，沿排洪渠可排入主沟壑，节省投资。缺点是该沟壑面积不是很大，场地容积较小，且距离南偏桥村仍然较近，在满足防护距离的要求下，场地容积缩减为约200万M3，如果需加大容量，土石方工程投资会增加。渣场2的海拔标高约1100米。综上所述，本方案推荐方案一作为渣场的选址方案，将渣场二做为备用渣场。223地质状况根据GB185992001要求，填埋场应避开断层、断层破碎带，根据山西潞安“高硫煤清洁利用油化电热一体化示范项目”工程场地地震安全性评价报告，距离本场地最近的一条断裂带为文王山地垒断裂，位于石窑与东山底之间，地貌呈狭长中低山，相对高差达80左右，向西在张店、罗云一带仍有断层断续出现，东端至郭庄村西弓家岭村一带消失，该段地磊为中更新世断裂，属非全新世活动断裂。北侧断层走向NEE74，南侧断层走向NEE88，断层分别向北和向南陡倾，均为正断层，两断层相距9001900M。在地垒东端弓家岭一带地层产状由北东东走向逐渐转为北北东走向，推断有一北北西断层，同时地垒消失。在划定的渣场范围内未见断层、断裂带。23总平面布置231布置原则（1）在满足总体布局和工艺流程的前提下，尽量做到功能分区明确、合理，主要通道宽度适当，各类管线布置便捷、合理。（2）合理确定竖向布置，节约建设工程量。（3）注重环境保护，充分利用自然条件，加强绿化，营造现代企业氛围。（4）严格执行国家现行的消防、卫生、安全等有关的技术规范。（5）因地制宜，合理布置。（6）渣场货流运输通畅，对外部的影响尽量减至最低。232平面布置填埋区主沟壑自西北向东南方向延伸，地势逐渐降低，同时沟深度也在不断降低，但下游沟壑宽度加大，主沟壑起始处沟底标高约1020M，考虑到主沟壑附近有南偏桥村、和安德村等三个自然村落，为保证距离居民集中点有500米的安全防护距离，拟选取主沟壑中的一段，并充分利用周边支沟壑，扩大填埋容积（具体见附图二、三）。渣场工程包括管理区、填埋生产区。渣场总体规划平面布置见附图三。233管理区管理区和渣场入口位于渣场的东南，该处临近位善政村公路附近，地势较渣场底高约20M，便于和主厂区的联络以及灰渣车的进出。管理区主要建筑为综合楼、机修车间、门卫及停车场地。管理区平面布置及主要处理构筑物见附图六附图九。1、管理休息室管理休息室位于填埋场进场道路入口处的管理区内，集生产管理、行政办公、会议室、接待室和卫生间为一体的综合性建筑。一层砖混结构，结构尺寸LBH26712869M，总建筑面积68352M2。2、机修车间机修车间位于管理区内，维护渣场日常车辆和使用工具的正常运行。单层框架结构，机修车间结构尺寸为LBH968050M，建筑面积768M2。234填埋区填埋区主要包括填埋区、拦渣坝及其相关辅助设施。拦渣坝的作用在于拦挡废渣和渗滤液，形成有效的库容，延长服务年限。一般拦渣坝应考虑两个因素，一是保证垃圾堆坡脚稳定和免遭雨水冲刷；另外一个是要形成一定的填埋库容，并可调节渗滤液的流出量。拟建拦渣坝位置见附图三。由于拟建渣场位于沟壑中部，需在沟壑的上游和下游分别建设拦渣坝。拟建上游拦渣母坝坝体长约840M，坝底宽610M，坝顶宽50M，高150M，坝底标高101810M，坝顶标高103310M；，拟建下游拦渣母坝坝体长约1040M，坝底宽580M，坝顶宽40M，高150M，坝底标高99550M，坝顶标高10105M；拦渣母坝平面呈六边形，坝体长约1360M，坝底宽580M，坝顶宽30M，高130M，坝底标高9700M。坝体工程设计原则遵守国家现行的各种规范，在满足库区填埋工艺要求下力求做到技术先进，安全系数高，经济合理；其次也应该尽可能结合当地的实际情况，结合地方的标准，规范和习惯做法，最后应该结合场址附近的实际情况，在兼顾安全性的前提下，选择合适的筑坝原料，以求经济性。拟建坝体场地位于襄垣县。根据场地初勘，场地地貌单元属于丘陵区，未发现发震和活动断层，渣场不在断层、断层破碎带上，符合一般固体废弃物贮存、处置场污染控制标准GB185992001处置场应避开断层、断层破碎带的相关要求。据建筑抗震设计规范（GB500112010）附录A，襄垣县抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为005G，设计地震分组为第三组；拟建建筑场地类别为类；拟建场地对抗震属于一般地段。本工程场地为非自重湿陷性场地，地基湿陷等级可按级（轻微）考虑。本工程可不考虑地基土的震陷影响。拟建拦渣坝坝底标高为9760M时，建筑物将以第层人工填土第层粉质粘土作为持力层，由于持力层物理力学性质差异较大且不属于同一工程地质单元，因此拟建建筑物天然地基可视为不均匀地基。235道路设计1、主运输道路填埋场位于主工业厂区的东侧，距主工业厂区约3KM，填埋场与工业厂区由县道五西线相连，目前路面宽度7M，不能满足运输条件的要求，五西线位于襄垣县规划工业园区内，路面暂由襄垣县统一规划。2、进场道路由于规划渣场无法与五西线直接相连，所以从五西线至渣场需新修一条进场道路。按照本设计规划，进场道路宽为7M，沥青混凝土路面，设计使用年限15年。进场道路见附图六。2、马道在填埋过程中，通过马道将灰渣、煤渣运送至填埋区内，属临时性道路。马道纵坡不大于5，路面采用黄土压实路面，路面宽6米。24填埋设计241填埋库容本工程服务年限为10年，经场地处理后，通过充分利用主沟壑两侧的支沟壑的抢矿下，渣场填埋库区主沟壑可形成约400万M3的有效容积，两边侧沟壑可形成约380万M3的有效容积，总有效容积约780万M3，可以满足10年填埋要求。242填埋分区由于渣场填埋物主要为煤渣和灰渣，而灰渣和部分煤渣可以进行综合利用，因此，根据综合利用及其地形特点，将填埋作业区划分为3个区域区域1为无利用价值煤渣、灰渣的填埋区，位于填埋区入口最远处，在该填埋区内所有煤渣、灰渣进行填埋并压实处理；区域2为过渡填埋区，距离渣场入口适中，此区域内填埋利用价值较低的煤灰渣，压实处理；区域3距离填埋场入口最近，为临时填埋区，用于临时存放利用率高的粉煤灰等，不做压实处理，每天填埋作业结束后覆盖塑料薄膜以防止飞灰。此外，在渣场内部建设一安全填埋场，用以填埋危险废弃物，安全填埋场的设计详见相关章节。243场地平整及基底处理利用填埋场的自然地势，按照设计进行开挖和基底平整，场底作为防渗层与导流层的基础必须加以平整处理，方法如下（1）将不规则的地势的土方清理平整。（2）按填埋作业区域划分范围以横坡2，纵坡2修整基础。基础压实密度要大于93。（3）区域挖导流干沟，基础压实密度要大于93。（4）将基底、导流沟夯实平整，要求压实密度大于93。（5）边坡也要清理平整，坡度不得大于115，压实密度大于90以防滑坡。244填埋工艺填埋是最终处置固体废弃物的一种方法，本工程填理工艺如下图所示。进场填埋物卸料摊铺压实表层覆土还耕利用截洪沟排洪竖井场外雨水场内雨水及渗滤液喷洒、防尘喷洒、防尘环境监测雨水图241渣场填埋工艺流程图245填埋方法常用的固体废弃物填埋方法有沟槽法、地面法、斜坡法等。1沟槽法沟槽法是把废物铺洒在预先挖掘的沟槽内，然后压实，把挖出的土作为覆盖材料铺洒在废物之上并压实，及构成基础的填筑单元结构。通常沟长3040M，深0918M，宽4575M。图242沟槽法填埋示意图2地面法地面法把废物直接铺洒在天然的土地表面上，压实后用薄层土壤覆盖然后再压实。地面法可在坡度平缓的土地上使用，但开始要建筑一个人工土坝，作为初始填筑单元的屏蔽。因此最好在采石场、露天矿、峡谷、盆地或其他类型的洼地使用。该法适于处置大量的固体废物。图243地面法填埋示意图3斜坡法斜坡法是把废物直接铺洒在斜坡上，压实后用工作面前面得到的土壤加以覆盖，然后再压实。实际为沟槽法和地面法的结合。根据本工程废渣填埋量和地形特点，采用以斜坡法为主的填埋方法。图244斜坡法填埋示意图246填埋作业本工程填埋场地为峡谷，可采取可从上往下或从下往上进行填埋，常见填埋操作见图245。一般采用从上到下的顺流填埋方法，因为这样可以减少地表水的积蓄，减少渗滤液。图245丘陵峡谷地区的填埋操作渣场采用顺流填埋和垂直填埋相结合的方法进行填埋作业，首先采取垂直分层填埋，填埋时分层高度为3M，填埋分层间不做覆土处理，对单层而言，采用顺流填埋的方法。使用自卸汽车进入场内倾倒煤渣或灰渣至作业点，干灰在倾倒前因进行调试处理，调湿后灰渣的含水量一般为1525，可根据不同季节及天气情况相应调整，大风、晴天时含水量应适当增加，冬季温度零下时施工含水量需适当降低。或由装载机及推土机辅助运于作业格整平碾压。倾泻后煤渣或灰渣用推土机将铺成厚度约04M薄层，再用振动式压路机对灰面进行碾压，洒水车在灰面洒水压尘。干灰铺筑作业面坡向灰场内侧，坡度不大于120，以方便运灰车辆在灰面上的行驶，并保证暴雨期间坡面径流雨水不致冲刷破坏灰面。247封场覆盖当填埋至指定高度（1033M1045M）后，进行封场操作，封场时表面附图两层，第一层为阻隔层，覆30CM厚的压实黏土，以防止雨水渗入固体废物堆体内；第二层为覆盖层，覆盖天然营养植被层70CM，种植灌木绿化。图246封场覆盖示意图25库区防渗工程与排洪填埋场的渗滤液主要来源于降雨、地表径流、地下水（当填埋场的底部在地下水位以下时），煤渣、灰渣中携带的水分等。为有效减少渣场渗滤液的量，以及渣场表面堆积的干灰被雨水携带，而造成二次水土流失，渣场须与场外环境隔离开。因此，设计合理的防渗与排洪系统是填埋场设计中十分重要的环节。251防渗方案的确定填埋场的防渗方式可分为天然防渗、人工防渗以及复合防渗三种。1天然防渗要求在填埋场底部和周边有至少厚度达到2M以上的连续均匀分布的高粘性土壤的压实土层，其渗透系数应不大于107CM/S，但这种条件的场地实际是极难找到的。本填埋场不能满足天然防渗要求。2人工防渗当填埋场地基不能满足低渗透性要求时，一般应采取人工防渗的方法。人工防渗的技术手段主要有以下几种A如果在填埋场附近有足够数量的低渗透性粘土，可以采用人工回填夯实粘土形成防渗层，但一般情况下，粘土防渗层不能完全制止渗滤液的渗漏，而且这种方法需要大量粘土，工程造价较高。对于本工程，由于场区有相当面积的较陡斜坡，要在其上回填粘土夯实并达到防渗标准，施工难度大，甚至难以施工，故本工程不采用这种防渗方法。B在库底铺设钠基膨润土防渗。钠基膨润土的渗透系数可达109CM/S，具有极强的防水性，且能自动膨胀弥合填补缝隙，防渗效果理想，随时间的推移，膨润土还会吸收周围的细小颗粒特别是重金属，吸收后抗渗性能还会增加，膨润土这种优良特性已被广泛地应用于国内、外各垃圾卫生填埋场的防渗结构中。但因为材料用量大，施工难度大，运输储存要求很高，不能与水接触，而使其推广受到一定限制。C高密度聚乙烯HDPE土工膜防渗是目前广泛采用的防渗方法。HDPE膜具有以下特点防渗性好，渗透系数K200M）,所以无需考虑水池的抗浮作用。水池防冻胀措施水池底部应垫500MM厚中后粗砂垫层并分层夯实，外侧壁应回填废冻涨材料中粗砂或炉渣并分层夯实，水池管道的安装连接处、开口处等易漏水的部位要及时检修，做到定期维护，尽量将水池的破坏降到最低程度。343防渗设计污水事故水池内存放未经处理的化工废水，可能包括氰化物、酚类、醚类、煤焦油等组分，