石化企業(yè)水體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評估應(yīng)用研究

姚 猛，牟桂芹，周志國

（中國石化安全工程研究院，山東 青島 266071）

石化企業(yè)水體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評估應(yīng)用研究

姚 猛，牟桂芹，周志國

（中國石化安全工程研究院，山東 青島 266071）

以國內(nèi)某石化企業(yè)為例，進(jìn)行了水體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評估。通過評估發(fā)現(xiàn)企業(yè)在水體風(fēng)險(xiǎn)防控方面存在廠區(qū)沒有進(jìn)行事故狀況下的清污分流；現(xiàn)有生產(chǎn)污水系統(tǒng)能力只能滿足正常生產(chǎn)狀況下產(chǎn)生的污水存儲、轉(zhuǎn)輸及處理；苯罐未設(shè)置雨污切換系統(tǒng)；3#硫磺裝置罐區(qū)圍堰不完整等問題。提出從源頭進(jìn)行事故狀態(tài)下清污分流的改造措施；根據(jù)企業(yè)給排水系統(tǒng)分布情況，新建一條污水輸送管道；增加事故池容積；苯罐罐區(qū)出口增加雨污切換及苯泄漏水體的提升及臨時(shí)儲存系統(tǒng)；3#硫磺裝置乙醇胺儲存罐設(shè)置封閉式防火堤或事故狀態(tài)下乙醇胺收集池。

石化企業(yè)；水體環(huán)境；風(fēng)險(xiǎn)評估；問題；建議

2005年松花江污染事件促使中國環(huán)境保護(hù)部 門開始關(guān)注設(shè)施安全性，將較多精力投身于建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，并對此發(fā)布了相應(yīng)的技術(shù)導(dǎo)則。導(dǎo)則涵蓋了危險(xiǎn)源的評價(jià)，事故發(fā)生后污染物釋放和擴(kuò)散造成的影響等內(nèi)容[1-4]。針對石化企業(yè)引發(fā)的水環(huán)境污染事件，中國石油化工集團(tuán)公司向下屬企業(yè)下發(fā)了《水體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控要點(diǎn)》 （中國石化安環(huán)［2006］ 10號）[5]。2009年頒布了《事故狀態(tài)下水體污染的預(yù)防與控制技術(shù)要求》 （Q/SY 1190-2009），并規(guī)定了事故狀態(tài)下水體污染的三級預(yù)防控制要求。該三級預(yù)防控制技術(shù)要求結(jié)合企業(yè)內(nèi)部的排水系統(tǒng)，從源頭、過程及終端進(jìn)行防控[6]。但是針對整個石化功能區(qū)的水體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評估還缺乏相關(guān)的技術(shù)要求及規(guī)范。本研究以中石化某下屬石化企業(yè)為例，進(jìn)行水體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評估應(yīng)用研究。

1 企業(yè)概況

該石化企業(yè)地處北亞熱帶，季風(fēng)盛行，屬亞熱洋性季風(fēng)氣候，四季分明，雨水充沛，光照較足，溫度適中。企業(yè)共有生產(chǎn)裝置50套，主要包括2套常減壓蒸餾、3套催化裂、1套加氫裂化、2套延遲焦化、3套連續(xù)重整、1套潤滑油加氫及“老三”系統(tǒng)、2套酮苯脫蠟、32套潤滑油糠醛精制、2套白土精制和2套石蠟加氫裝置。

2009年該區(qū)域全年降雨日126 d，全年降水量1 289.9 mm，一年中60%的降雨量集中在6～9月，夏季常受太平洋上的臺風(fēng)或熱帶暴侵襲，平均每年有1次強(qiáng)臺風(fēng)。

2 水體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評估

2.1 廢水及事故污水處理設(shè)施

廠區(qū)廢水包括含油污水、含硫污水、高濃度污水、雨水。含油污水進(jìn)入污水處理場處理；含硫污水經(jīng)汽提后部分回用，其余排入SBR裝置和污水處理場；高濃度污水進(jìn)SBR裝置處理后排入污水處理場；雨水進(jìn)入市政污水管網(wǎng)。廠區(qū)污水處理設(shè)施情況見表1。

表1 企業(yè)廠區(qū)污水處理設(shè)施情況

2.2 重大環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源識別

根據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識》（GB 18218-2009）和《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》（HJT 169-2004），從可能泄漏物質(zhì)的數(shù)量和危險(xiǎn)性、事故連鎖效應(yīng)和重疊引發(fā)環(huán)境污染的可能性以及污染防治設(shè)施故障的可能性三方面，對廠區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)系統(tǒng)、儲運(yùn)系統(tǒng)、公用工程等進(jìn)行重大環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源識別，見表2。

生產(chǎn)場所危險(xiǎn)物質(zhì)臨界量按《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》（HJT 169-2004）確定，導(dǎo)則中未明確規(guī)定的物質(zhì)確定原則如下：原油、石腦油、柴油、燃料油參照汽油；丙烯、氫氣參照天然氣；MTBE參照氯甲基甲醚。存儲場所危險(xiǎn)物質(zhì)臨界量按《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》（HJT 169-2004）確定，導(dǎo)則中未明確規(guī)定的物質(zhì)按《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識》（GB 18218-2009）確定。

2.3 水體風(fēng)險(xiǎn)防控措施識別

在對公司環(huán)境應(yīng)急防控措施識別的基礎(chǔ)上，結(jié)合各個區(qū)域的消防能力（指消防水量）、區(qū)域降雨情況，對事故狀況下各區(qū)域水體風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急能力進(jìn)行評估。

2.3.1 匯水區(qū)劃分

根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有排水系統(tǒng)劃分情況，對企業(yè)廠區(qū)的匯水區(qū)域進(jìn)行了劃分，詳見表3。

2.3.2 事故污水儲存、轉(zhuǎn)輸能力

企業(yè)按照清污分流的原則，建立了含油污水系統(tǒng)和清凈雨水系統(tǒng)。生產(chǎn)污水通過污水管網(wǎng)收集后，進(jìn)入水務(wù)中心相關(guān)的污水處理設(shè)施，經(jīng)二級生化處理后排入市政管網(wǎng)至竹園污水處理廠排海；雨水 (假定清水)經(jīng)簡單處理 (如隔油、中和)，合格后通過天然隔油池排入黃浦江。黃浦江作為取水水源，其上游2 km，下游10 km內(nèi)無居民用水取水口。對各匯水區(qū)的污水存儲能力、 轉(zhuǎn)輸能力詳見表4。

表2 重大環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源識別

表3 企業(yè)廠區(qū)匯水區(qū)劃分情況

表4 企業(yè)廠區(qū)事故污水存儲能力

2.3.3 企業(yè)消防情況

根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 （GB 50160-2008）的規(guī)定，對于大型煉油企業(yè)，工藝裝置消防供水量為450 L/s（1 620 m3/h），火災(zāi)延續(xù)供水時(shí)間不低于3 h；輔助生產(chǎn)設(shè)施消防供水量不小于60 L/s，火災(zāi)延續(xù)供水時(shí)間不低于2 h。廠區(qū)配有4座消防泵房，分別是老區(qū)1#消防泵房、新區(qū)2#消防泵房、5#聯(lián)合罐區(qū)3#消防泵房、4#聯(lián)合罐區(qū)4#消防泵房，詳見表5。

表5 企業(yè)廠區(qū)消防能力

2.3.4 應(yīng)急能力評估

企業(yè)重大水體風(fēng)險(xiǎn)主要是大量事故污水的貯存（當(dāng)含有大量物料的裝置一旦爆炸起火，勢必會產(chǎn)生大量消防污水需要轉(zhuǎn)輸和貯存）。按照現(xiàn)有的區(qū)域分別篩選出各區(qū)物料儲量最大裝置設(shè)施為各區(qū)最大風(fēng)險(xiǎn)源。

通過識別，廠區(qū)5個匯水區(qū)域中，最大水體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源分別是：七五新區(qū)20 000 m3原油罐；老區(qū)618 m31#蒸餾減壓塔；六五老區(qū)2 630 m3催化分餾塔；大油池區(qū)20 000 m3原油罐；海濱庫區(qū)100 000 m3原油罐。

按照《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》裝置區(qū)滅火時(shí)間不低于3 h，罐區(qū)滅火時(shí)間不低于6 h的要求，估算各匯水區(qū)的事故污水產(chǎn)生量，詳見表6。

表6 企業(yè)廠區(qū)應(yīng)急能力評估

從表6中可以看出，老區(qū)及六五老區(qū)裝置發(fā)生事故時(shí)，企業(yè)事故污水存儲系統(tǒng)能夠容納事故污水，大油池區(qū)、七五新區(qū)及海濱庫區(qū)發(fā)生事故時(shí)企業(yè)事故污水存儲設(shè)施容積不足；若事故狀態(tài)下下雨，由于事故池容量不足，企業(yè)水體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)增大，廠區(qū)最大僅能存儲6.2 mm降雨，該地區(qū)2006年平均日降雨量為7.3 mm，一年中60%的降雨多集中在每年6～9月。由此可見，廠區(qū)在6～9月份雨季時(shí)，由于事故池容量不足，存在嚴(yán)重的水體環(huán)境隱患。

2.4 應(yīng)急處置

按照把好“三關(guān)”的原則進(jìn)行水環(huán)境污染現(xiàn)場處置：

第一關(guān)：優(yōu)先把事故污水控制在裝置、圍堰界區(qū)內(nèi)，優(yōu)先把事故污水調(diào)入含油污水系統(tǒng)，進(jìn)入污水處理場處理；當(dāng)事故水量較大、超過污水場處理能力時(shí)，應(yīng)將事故污水引入與事故防控池相連通的雨水管道系統(tǒng)；

第二關(guān)：把事故污水控制在廠區(qū)范圍內(nèi)；

第三關(guān)：即便在最不利的情況下，也要避免大量污染物進(jìn)入廠界外周邊海域?？刹捎蒙炒舛碌确绞綄S門進(jìn)行封堵。

具體處置措施如下：

（一）通過生產(chǎn)工藝調(diào)整，切斷事故裝置進(jìn)料，封堵泄漏源，減少污染物質(zhì)跑損量，并盡可能將事故裝置內(nèi)的物料安全轉(zhuǎn)移；

（二）救援過程中，盡量減少無效用水的產(chǎn)生量（如：在保證有效滅火的情況，盡量減少消防用水量）；

（三）盡可能將事故廢水引入事故廢水系統(tǒng)，并最終將事故廢水轉(zhuǎn)移至污水處理場、事故防控池進(jìn)行處理、存儲；

若事故較大，產(chǎn)生事故水量較多時(shí)，可暫緩裝置、油品罐區(qū)的切水等作業(yè)，暫緩生產(chǎn)輔助設(shè)施的正常排水，以減少事故防控池及污水處理場的運(yùn)行負(fù)荷。

3 水體風(fēng)險(xiǎn)防控存在問題

經(jīng)過水體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評估，發(fā)現(xiàn)企業(yè)存在的問題如下：

（1）廠區(qū)沒有進(jìn)行事故狀況下的清污分流，事故狀況下可能導(dǎo)致含油污水污染公司雨排系統(tǒng)，大大增加事故狀況下的水體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。廠區(qū)缺乏專門的事故池，事故狀況下的水體風(fēng)險(xiǎn)防控能力差。

（2）現(xiàn)有生產(chǎn)污水系統(tǒng)能力只能滿足正常生產(chǎn)狀況下產(chǎn)生的污水存儲、轉(zhuǎn)輸及處理，不能滿足事故狀態(tài)下污水的轉(zhuǎn)、儲、輸。廠區(qū)的事故污水儲存能力小，火災(zāi)、爆炸或泄漏事故的情況下，泄漏物料及大量的消防廢水只能通過雨排系統(tǒng)轉(zhuǎn)輸入污水場進(jìn)行處理。事故狀態(tài)下又逢降雨時(shí)，清凈雨水與事故污水混流，煉油廠區(qū)水體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)劇增（正常生產(chǎn)狀況下的含油污水的轉(zhuǎn)、儲、輸能力約為50~200 m3/h）。

（3）5 000 m3與2 000 m3苯罐未設(shè)置雨污切換系統(tǒng)，事故狀態(tài)下污水只能通過污染雨水系統(tǒng)收集并提升，存在苯泄漏或其他事故狀態(tài)時(shí)，高濃度苯進(jìn)入雨水系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。

（4）3#硫磺裝置有3個乙醇胺儲存罐，罐區(qū)圍堰不完整，在泄漏或事故狀態(tài)時(shí)，乙醇胺只能排放至污水處理系統(tǒng)或雨水系統(tǒng)，大量乙醇胺進(jìn)入污水處理場，會對生化系統(tǒng)造成嚴(yán)重沖擊。

4 水體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)隱患整改建議

針對評估過程中發(fā)現(xiàn)水體風(fēng)險(xiǎn)隱患提出整改建議如下：

（1）實(shí)施從源頭進(jìn)行事故狀態(tài)下清污分流的改造措施，對煉油生產(chǎn)區(qū)沒有實(shí)現(xiàn)清污分流的裝置進(jìn)行整改，圍繞裝置周圍完善事故狀態(tài)污水及前期雨水收集溝，增加雨污切換閥，事故狀態(tài)或前期雨水提升到含油污水系統(tǒng)，后期雨水排放到雨水系統(tǒng)。

（2）根據(jù)企業(yè)給排水系統(tǒng)分布情況，從2#污水廠沿現(xiàn)有物料運(yùn)輸管廊架設(shè)一條新的污水輸送管線，該管線途徑六五老區(qū)雨水泵站和七五新區(qū)雨水泵站，最后接入2#聯(lián)合罐區(qū)20 000 m3油罐。

（3） 增加事故池：煉油區(qū)域增加11 072 m3的事故池容積，化工一部增加10 660 m3的事故池容積，海濱庫區(qū)增加46 250 m3的事故池容積。

（4）在中間罐區(qū)苯罐罐區(qū)出口增加雨污切換及苯泄漏水體的提升及臨時(shí)儲存系統(tǒng)，防止進(jìn)入雨水系統(tǒng)。

（5）3#硫磺裝置有3個乙醇胺儲存罐，設(shè)置封閉式防火堤或事故狀態(tài)下乙醇胺收集池。

5 評估結(jié)論

該石化企業(yè)周邊居民區(qū)較多，環(huán)境敏感度較高，企業(yè)面臨的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)包括有毒有害物質(zhì)如硫化氫、苯、氨等泄漏對區(qū)域周邊環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的污染，事故狀況下消防廢水及泄漏物料進(jìn)入周邊敏感水體及危廢轉(zhuǎn)移過程中發(fā)生事故對沿線敏感水體的污染。企業(yè)水體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)較為突出，特別是廠區(qū)存在事故狀態(tài)下清污不分流，清凈雨水被污染，事故污水量大，應(yīng)急存儲能力不足的問題。一旦發(fā)生火災(zāi)、爆炸或泄漏等事故時(shí)，泄漏物料及大量的消防廢水只能通過雨排系統(tǒng)轉(zhuǎn)輸至污水廠進(jìn)行處理。目前的應(yīng)急處置方式面臨著事故狀況下同時(shí)遭遇降雨時(shí)，清凈雨水與事故污水混流，事故污水量劇增，水體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)加劇的風(fēng)險(xiǎn)。

[1]李向欣.基于最優(yōu)化模型的有毒化學(xué)物質(zhì)泄漏時(shí)的緊急疏散決策[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2009，9（1）：123-126.

[2]操錚，劉茂，張秀華，等.由地震引發(fā)的城市天然氣運(yùn)輸管道事故的定量風(fēng)險(xiǎn)評估[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2010，10（4）：204-209.

[3]蔣自強(qiáng)，張欣，王體健.對于意外化學(xué)排放的大氣環(huán)境與健康狀況的風(fēng)險(xiǎn)評估的發(fā)展[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2010，10（6）：127-132.

[4]毛華軍，鞏宗強(qiáng)，方振東，等.由軍事、工業(yè)和污水灌溉帶來的多環(huán)芳烴污染對土壤的危害的比較研究[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2011，11（2）：107-112.

[5]許敏，王克偉，江奇志.石油化工企業(yè)水污染防控設(shè)計(jì)[J]．工業(yè)用水與廢水，2007，38（2）：48-50.

[6]中國石油天然氣集團(tuán)公司.Q/SY 1190—2009事故狀態(tài)下水體污染的預(yù)防與控制技術(shù)要求[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2009.

（編輯：周利海）

A Study on Application of Water Environmental Risk Assessment of Petrochemical Enterprises

Yao Meng,Mu Guiqin,Zhou Zhiguo
（SINOPEC Safety Engineering Institute,Qingdao Shandong 266071,China）

In order to prevent and control the pollution of water environment by the leakage of materials caused by petrochemical enterprises under accident state,taking a domestic petrochemical enterprise as the example,carried on the water environment risk assessment.Through the assessment,some problems in the prevention and control of water of risk were found:The plant doesn't have clean-up shunt under accident conditions.Existing production sewage system capacity can only meet the normal production status.Benzene tank is not equipped with a rain sewage switching system.3#sulfur plant tank cofferdam is incomplete.Put forward some corrective recommendations:Divide accident sewage from the source into clean water and sewage.According to the distribution of water supply and drainage system in the enterprise,a new sewage pipeline is built. Increase the capacity of accident pool.Set up a rain and sewage switch facility and a temporary storage system for benzene tank outlet.Set up a closed fire dike or collection tank for the storage tank of 3#sulfur plant.

petrochemical enterprise,water environment,risk assessment,problems,recommendations

X824

A

1008-813X（2015）05-0038-05

10.13358 /j.issn.1008-813x.2015.05.10

2015-08-21

姚猛（1982-），男，山東淄博人，畢業(yè)于蘇州科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)，碩士，工程師，主要從事環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境安全領(lǐng)域的研究和管理工作。