变电站内危险废物临时贮存现状及设计探讨

曾媛 王琳杰

摘要：变电站内主要危险废物为废矿物油、含矿物油废物，以及废铅酸蓄电池。结合危险废物临时贮存管理要求，分析了变电站内危险废物贮存现状及存在的环保问题。从环境保护角度提出了危险废物临时贮存设施事故油池、危废贮存间设计建议。

关键词：变电站;危险废物贮存;环保

中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：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

危险废物贮存、管理不当造成的事故给国家和人民造成了重大的人员财产损失，同时也对当地的大气、水、土壤环境造成了严重的污染。变电站产生的废矿物油、废铅酸蓄电池等危险废物具有易燃性、毒性危害，如果贮存不当，存在污染地下水、土壤的环境风险。本文调研了变电站内危险废物临时贮存存在的问题，并从环境保护角度总结了危险废物临时贮存设施设计中需要注意的几点问题。

1 变电站内的危险废物

根据《国家危险废物名录》（2016年版）和《危险废物鉴别标准 通则》（GB5085.7-2019），变电站内的危险废物主要包括废矿物油、含矿物油废物，以及废铅酸蓄电池。

1.1 废矿物油

变电站内废矿物油主要来源于主变或高抗事故时产生的事故油和主变等含油电气设备检修时产生的废矿物油。废矿物油的主要成分是多环芳烃、苯系物和重金属[1]，危险特性为毒性、易燃性。如果变电站内废矿物油收集、贮存不当，一是有毒污染进入周围土壤，造成土壤环境污染;二是泄漏事故油在空气中发生氧化反应可能会发生爆炸[2]，产生有毒浓烟，造成大气环境污染。

1.2 含废矿物油废物

变电站内含油设备检修时将产生含油棉纱、含油手套等含矿物油废物，其有害成分与主变事故油相似，危险特性为毒性、易燃性。含矿物油废物随意丢弃可能引起火灾或造成水体、土壤环境污染。

1.3 废铅酸蓄电池

变电站铅酸蓄电池在使用过程中会发生正极板栅腐蚀、不可逆硫酸盐化等[3]问题，导致蓄电池功能失效，成为废铅酸蓄电池。废铅酸蓄电池由管式正极板、负极板、电解液、电池盖、隔板等构成，含有Pb、PbSO4、Ca、Sn、Al等物质，危险特性为毒性。废铅酸蓄电池若贮存不当，受阳光直射升温、紫外线氧化等，可导致蓄电池壳体损坏破裂，酸性电解液泄漏[4]，Pb、PbSO4等含重金属物质进入土壤，造成环境污染。

2 危险废物临时贮存要求

按照《固体废物污染环境防治法》（2016年主席令第57号）规定，贮存固体废物的单位必须采取防扬散、防流失、防渗漏或者其他防止污染环境的措施;危险废物的贮存设施必须设置危险废物识别标志。

根据《危险废物贮存污染控制标准》（GB18597-2001）要求，危险废物产生者应建造专用的危险废物贮存设施;危险废物贮存设施必须与危险废物相容;设施内要有安全照明设施和观察窗口;用以存放装载液体、半固体危险废物容器的地方，必须有耐腐蚀的硬化地面，且表面无裂隙;应设计堵截泄漏的裙脚，地面与裙脚所围建的容积不低于堵截最大容器的最大储量或总储量的1/5;危险废物的堆放基础防渗层为至少1m厚粘土层（渗透系数≤10-7cm/s），或2mm厚高密度聚乙烯，或至少2mm厚的其它人工材料，渗透系数≤10-10cm/s;衬里要能够覆盖危险废物或其溶出物可能涉及到的范围;在衬里上设计、建造浸出液收集清除系统。根据《危险废物收集 贮存 运输技术规范》（HJ2025-2012）要求，贮存危险废物时应按危险废物的种类和特性进行分区贮存，每个贮存区域之间宜设置挡墙间隔，并应设置防雨、防火、防雷和防扬尘装置。根据《废铅酸蓄电池处理污染控制技术规范》（HJ519-2009）要求，废铅酸蓄电池暂时贮存设施应防治电解液泄漏;贮存点应有足够的空间，暂存时间最长不超过60天。

3 变电站危险废物临时贮存现状

3.1 废矿物油

3.1.1 事故油

当主变或高抗发生事故时，事故油通过主变下方的卵石层进入集油坑，再经排油管和隔火井流入事故油池。事故油池既是防火的安全设施，也是危险废物的應急储存设施。典型主变事故油池构造见图1。从图1中可以看出，事故油池池底和侧壁构造为：（1）水泥基渗透结晶性防水涂料;（2）C25钢筋混凝土自防水底板;（3）20厚1：3防水砂浆找平层。由于事故油池埋深一般小于10m，故防水混凝土的的抗渗系数一般采用P6。混凝土的抗渗等级P同渗透系数K的换算估算公式[5]为：

按上述近似公式，P6防水混凝土渗透系数约为4.19×10-9cm/s，不能满足《危险废物贮存污染控制标准》（GB18597-2001）中的渗透系数要求。

现有的变电站事故油池有效容积均根据《变电所给水排水设计规程》（DL/T5413-2002）中“总事故油池的存贮容积不应小于最大单台设备油量的60%”进行设计，不满足GB18597中“贮存容积应不低于堵截最大容器的最大储量或总储量的1/5”要求。

新建变电站事故油池设计有效容积根据《火力发电厂与变电站设计防火标准》（GB 50229-2019）中“总事故贮油池的容量应按其接入的油量最大的一台设备确定”，已能满足满足GB18597对贮存容积的要求。

3.1.2 其他废矿物油

变电站在电气设备检修过程中产生的废矿物油通常从几千克至十几千克不等。根据对多个变电站调查结果，废矿物油的处置措施一般有两种，一种是由将矿物油统一收集暂存，如国家电网公司管理的变电站;另一种常常直接倾倒于站外，对站外水环境和土壤环境产生污染，如一些用户变电站。

3.2 含矿物油废物

目前，变电站检修过程产生的含油棉纱、含油手套等危险废物一般由普通垃圾桶收集后由值守人员运往城镇垃圾池。根据《国家危险废物名录》（2016年版），混入生活垃圾的废弃的含油抹布、劳保用品满足危废豁免条件，全过程可以不按危险废物管理。因此，变电站含油棉纱、含油手套处置方式满足环保要求。

3.3 废铅酸蓄电池

废铅酸蓄电池实际使用寿命约 5-6 年[1]。根据调查，废铅酸蓄电池的处置措施和其他非矿物油相似，一般分为两种，一种是统一收集贮存，一种是按普通废物堆放，堆放地方未设置防渗措施，不能满足《固体废物污染环境防治法》等环保法律法规要求。

4 危险废物临时贮存设施设计建议

针对变电站危险废物临时贮存存在的问题，可对变电站危险废物临时贮存设施设计进行如下改进：

4.1 事故油池

对于现有变电站，可在变电站改扩建时将事故油池改造纳入其中，事故油池有效容积按其接入的油量最大的一台主变或高抗确定，事故油池防渗层渗透系数按GB18597确定。对于新建变电站，事故油池防渗层渗透系数按GB18597确定。根据GB18597，可供选择的防渗层材料包括：1m厚粘土层，渗透系数≤10-7cm/s，或2mm厚高密度聚乙烯，渗透系数≤10-10cm/s。使用粘土层防渗时需要场址本身或附近有粘土资源，且需要反复压实才能达到渗透系数要求，因此对粘土资源和施工技术都有要求，且施工时间长、人工和设备投入较大，仅适用于场址天然地质条件就满足要求的场合。密度聚乙烯即HDPE土工膜，防渗系数可达10-12cm/s，抗渗抗拉强度高，价格低廉，可现场焊接，施工方便，施工时间短，在危险废物填埋填埋场广泛使用，是理想的防渗材料。综述所述，建议变电站事故油池采用HDPE土工膜做为防渗层。由于事故油池为埋地式，且池底和池壁均会接触事故油，因此池底和池壁均需要防渗，可采用上图2所示防渗结构。

4.2 危险废物贮存间

对于运行单位无统一的废矿物油和废铅酸蓄电池收集贮存体系的变电站，应在综合楼内设计危废贮存间，以满足危险废物贮存管理要求。

危废贮存间基础防渗层可采用与事故油池相同的防渗层结构，地面与裙脚选择耐腐蚀性的环氧树脂。

危废贮存间面积可根据危险废物贮存量确定。根据调查，一般情况下，变电站每次更换的蓄电池约110块。蓄电池堆叠层数按2层，则总占用面积约2.2m2。贮存间内搬运通道占用面积按1m2，废矿物油容器占用面积按1.5 m2估算，则危废贮存间最低使用面积约需5m2。

危险废物贮存间内应设置排气通风装置，并设置视频监控系统。为满足危险废物分区贮存要求，同时兼具空间使用灵活方便，可设计移动式钢化玻璃隔断。同时，废矿物油使用不锈钢桶盛装，废铅酸蓄电池使用聚四氟乙烯托盘，用于渗漏的电解液收集。危险废物贮存间外需按GB18597要求，设计危险废物识别标志。

5 结论

（1）变电站内的危险废物主要为事故油、含油棉纱手套、废铅酸蓄电池。

（2）事故油池有效容积应满足其接入的一台主变或高抗的最大油量。事故油池池底和池壁均需要防渗，防渗材料可采用HDPE土工膜。

（3）危险废物暂存间基础防渗层可采用与事故油池相同的防渗层结构，地面与裙脚选择耐腐蚀性的环氧树脂。危废贮存间最低使用面积不低于5m2。室内应设置排气通风装置，并设置视频监控系统。移动式钢化玻璃作为分区隔断，聚四氟乙烯托盘用于渗漏的电解液收集。室外设计危险废物识别标志。

参考文獻

[1]蔡世腾，任贝婷，王思奇，等.变电站主变事故油池设计施工新思考[J].通信电源技术，2018，35（3）：234-236.

[2]郭阳，李媛，王磊磊.退役变压器油中污染物及环境风险喷溅研究[J].低碳世界，2019（4）：30-31.

[3]陈冬，谭建国，王丽.变电站蓄电池失效分析及对策措施[J].供用电，2016（03）：10-14.

[4]张旭.试析变电站铅酸蓄电池修复液技术应用效果[J].通电力应用，2018（19）：223.

[5]潘昆，袁梅，邓筠，等.防渗墙混凝土抗渗等级和渗透系数研究[R].2009年地基基础工程与锚固注浆技术研讨会，2009：19-24.

收稿日期：2020-01-07

作者简介：曾媛（1981-），女，2007年毕业于四川大学环境工程专业，硕士研究生，高级工程师，研究方向为输变电工程环保设计和环境影响评价。