雨水池在三級防控中的作用及溢油監(jiān)控

郭賽(中國石油遼河石化公司， 遼寧 盤錦 124022)

雨水池在三級防控中的作用及溢油監(jiān)控

郭賽(中國石油遼河石化公司， 遼寧 盤錦 124022)

通過建立雨水池溢油監(jiān)控系統(tǒng),可使其在中石油石油化工企業(yè)水污染應(yīng)急三級防控中增強(qiáng)了企業(yè)應(yīng)急防范能力，同時(shí)為企業(yè)充分利用雨水資源帶來了可能。推廣雨水池功能的充分開發(fā)、利用,既給石化企業(yè)自身帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，也由于強(qiáng)化了環(huán)境保護(hù)，大量節(jié)約水資源,帶來良好的社會效益。

三級防控；雨水池；溢油監(jiān)控

0 引言

石油化工企業(yè)歷來是高污染、高危險(xiǎn)行業(yè)。要確保安全生產(chǎn)，堅(jiān)持走低污染、低排放、低能耗的低碳發(fā)展之路，就必須加強(qiáng)水污染三級防控體系建設(shè)。雨水池溢油在線監(jiān)控實(shí)現(xiàn)了環(huán)境監(jiān)測的數(shù)字化、自動(dòng)化，提高了三級防控系統(tǒng)的自動(dòng)控制水平和應(yīng)急反應(yīng)速度，為石化企業(yè)充分利用雨水資源創(chuàng)造了有力條件。

1 石油類污染對水質(zhì)的危害

石油化工行業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè)部門之一，是化學(xué)工業(yè)中的基干工業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中有重要作用。石油化工行業(yè)同時(shí)是高污染的行業(yè)，在石油開采、儲運(yùn)、煉制和使用過程中，由于工藝和處理技術(shù)的限制，污水的不合理排放使大量有毒有害的石油有機(jī)污染物進(jìn)入自然水體造成水環(huán)境污染。石油類污染不僅給企業(yè)、社會造成重大經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)對人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境造成破壞。石油化工行業(yè)屬于高危行業(yè)，石化原料、產(chǎn)品大多屬易燃、易爆、有毒、有害品，這一行業(yè)特征決定了石油化工生產(chǎn)行業(yè)是特、重大事故的高發(fā)區(qū)。事故除可產(chǎn)生嚴(yán)重的安全危害后果外，通常還會引發(fā)環(huán)境污染的惡性事件。這類環(huán)境污染的惡性事件除造成爆炸、火災(zāi)、毒害外大多造成石油及石油產(chǎn)品泄露，對水環(huán)境嚴(yán)重污染。我國近年以來，由于石油化工行業(yè)事故多發(fā)造成石油及石油產(chǎn)品對水體嚴(yán)重污染的案例非常突出。

2 雨水池的功能和在三級防控中的作用

中國石油天然氣集團(tuán)公司石油化工企業(yè)水污染應(yīng)急防控技術(shù)指南要求預(yù)防為主、防控結(jié)合，建立安全、及時(shí)、有效的污染綜合防控體系原則。針對石油化工企業(yè)污染物來源及其特性，以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放和滿足應(yīng)急處置為原則，建立污染源頭、過程處理和最終排放的“三級防控”機(jī)制。

在企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)踐中由于裝置的老化、生產(chǎn)管理的一些漏洞以及生產(chǎn)裝置的跑、冒、滴、漏，雨水對石油石化企業(yè)廠區(qū)地表、罐區(qū)、生產(chǎn)裝置的沖刷作用致使雨水中經(jīng)常遭受石油化工類污染物污染。為了確保達(dá)標(biāo)排放，在非雨季，雨水系統(tǒng)雨水由污水泵輸送去污水處理廠處理后再排放到自然水域。眾所周知石化企業(yè)污水處理的成本很高，由于對環(huán)保的要求越來越嚴(yán)格，污水處理廠承受的壓力很大，而那些生產(chǎn)工藝管理水平比較高的企業(yè)在生產(chǎn)正常時(shí)雨水中的含油污染物極低，符合國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該允許排放到自然水域的。如果對于所有雨水都不加區(qū)別經(jīng)污水處理廠處理后外排既增大了污水處理廠的壓力和費(fèi)用，又是對水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。

在石化企業(yè)的雨水管網(wǎng)系統(tǒng)中都建有多個(gè)雨水池，傳統(tǒng)的雨水池僅具有收集、緩沖、中轉(zhuǎn)功能。從石化企業(yè)對自然水體三級防控的角度和現(xiàn)代化石化企業(yè)節(jié)能、減排的理念來看雨水池的很多功能都未開發(fā)利用。石化企業(yè)廠區(qū)的雨水不僅可能是污染水，更應(yīng)該是企業(yè)很好利用的再回收資源。以遼河石化為例：匯水面積為204萬平方米(㎡)；盤錦地區(qū)年平均降雨水量為651mm；廠區(qū)每年可收集的雨水量為：72萬m3(根據(jù)雨水流量計(jì)算公式，雨水平均徑流系數(shù)0.8，初期雨水棄流系數(shù)0.85，季節(jié)折減系數(shù)0.80，深入系數(shù)取0.2)；5個(gè)雨水池蓄水量為4000m3；現(xiàn)在每年雨水池排水至污水處理廠38萬m3；污水處理單位成本6元/m3。如果每年少向污水處理廠排放38萬m3雨水，就可節(jié)約運(yùn)營成本228萬元。三級防控完成后，清污實(shí)現(xiàn)分離，雨水就可以回收再利用。每年如果能回收利用50%-80%的雨水不僅可以減輕污水處理的壓力，而且能實(shí)現(xiàn)水源再利用，雨水合格可以用于園林灌溉、道路維護(hù)。而這些目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要科學(xué)化管理和軟硬件的同步提高相結(jié)合。

石化企業(yè)的雨水池在三級防控中起著重要作用，在正常狀態(tài)下，罐區(qū)、裝置區(qū)的雨水閥處于關(guān)閉狀態(tài)，經(jīng)檢查收集的雨水確保沒有發(fā)生污染泄漏時(shí)，才能打開排泄閥將雨水經(jīng)雨水管網(wǎng)排入雨水池，排泄后要及時(shí)重新關(guān)閉。雨水池的雨水超過儲備容量時(shí)經(jīng)檢測達(dá)標(biāo)的條件時(shí)允許直接外排。

一級防控要求將污染物控制在生產(chǎn)車間、裝置區(qū)、罐區(qū)圍堰界區(qū)內(nèi)；由于雨水閥處于關(guān)閉狀態(tài)，污染水不能進(jìn)入雨水管網(wǎng)，只能經(jīng)污水管道進(jìn)入污水系統(tǒng)。二級防控啟動(dòng)時(shí)，要求將事故污染水控制在事故緩沖池。此時(shí)必須嚴(yán)格監(jiān)控雨水池入口，確保污染水不會進(jìn)入雨水池。當(dāng)發(fā)生重大嚴(yán)重事故時(shí)雨水管網(wǎng)受到事故污染或事故緩沖池容積不夠時(shí)，雨水池就成為備用事故緩沖池，把事故控制在廠區(qū)范圍內(nèi)。這就是石化企業(yè)的水體環(huán)境污染事故應(yīng)急預(yù)案中把好“三關(guān)”的原則。

雨水池在生產(chǎn)正常時(shí)應(yīng)具備對石化廠區(qū)雨水收集、吸納、儲存、利用、排放的功能，在雨水系統(tǒng)中僅僅是一個(gè)小單元，而這個(gè)小單元要是得以充分利用和開發(fā)，也可以創(chuàng)收大效益，要實(shí)現(xiàn)對雨水池的系統(tǒng)化、科學(xué)化管理就需要一套切實(shí)可行的運(yùn)營系統(tǒng)：HS-JXT2 雨水池溢油監(jiān)控系統(tǒng)。

3 HS-JXT2 雨水池溢油監(jiān)控系統(tǒng)

要想使石化企業(yè)的雨水管網(wǎng)、雨水池達(dá)到三級防控的要求，能根據(jù)實(shí)際情況既充分利用雨水資源又能在事故應(yīng)急時(shí)發(fā)揮作用，就必須隨時(shí)全面掌控雨水管網(wǎng)、雨水池的水質(zhì)情況。因此必須在雨水管網(wǎng)、雨水池的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)對雨水水質(zhì)進(jìn)行在線監(jiān)測。這包括罐區(qū)圍堰內(nèi)雨水排放口；生產(chǎn)裝置區(qū)主要雨水排放口等易發(fā)生跑、冒、滴、漏的重要工藝位置的雨水排放口。為了充分發(fā)揮雨水池的調(diào)控作用和在事故應(yīng)急時(shí)及時(shí)可靠地進(jìn)行功能轉(zhuǎn)換，首先必須對雨水池進(jìn)口和排放口進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測。

為了確保石化企業(yè)雨水外排不造成對自然環(huán)境水體污染，對于雨水池的排放口水質(zhì)在線監(jiān)測應(yīng)更為嚴(yán)格。按中石油對外排口的要求必須在線監(jiān)測：石油類、COD、氨氮三參數(shù)，并在外排泵出口應(yīng)安裝流量計(jì)。雨水池入口一般可只測石油類，用于判斷進(jìn)池雨水是否受污染。

由于石油石化企業(yè)廠區(qū)雨水(特別是雨季大雨、暴雨)對地表和生產(chǎn)裝置的沖刷作用，雨水中含有大量的泥沙、垃圾及雜物。經(jīng)過雨水池入口的除污處理，雖可以清除大部分水面表層的較大垃圾，但是仍有大量的固體顆粒物和懸浮物混在雨水中進(jìn)入集水池，從而導(dǎo)致集水池內(nèi)雨水的水質(zhì)非常臟，水質(zhì)渾濁，這給在線監(jiān)測水中的石油類污染物帶來了很大的干擾，使我們不能采用通常監(jiān)測工業(yè)循環(huán)水、蒸汽冷凝水或經(jīng)污水處理廠處理過的達(dá)標(biāo)排放污水的方法來對雨水進(jìn)行監(jiān)測。該系統(tǒng)旨在利用自主研發(fā)的專用技術(shù)，先進(jìn)的監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)，能夠很好的解決雨水池溢油在線監(jiān)控問題。

HS-JXT2監(jiān)控系統(tǒng)是綜合考慮三級防控的要求及中國石油天然氣股份有限公司遼河石化分公司現(xiàn)場工況進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用獨(dú)特的采水單元、預(yù)處理單元，先進(jìn)的專用分析儀器、數(shù)據(jù)處理單元及系統(tǒng)控制單元。系統(tǒng)充分考慮到雨水池水質(zhì)臟、水位變化大等特點(diǎn)保障監(jiān)測的準(zhǔn)確及控制的可靠。

HS-JXT2系統(tǒng)通過在線監(jiān)測儀器監(jiān)測雨水池進(jìn)口和排放口水中含油量的數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理后控制排放口能否正常排放和進(jìn)水口能否開通。監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)處理生成數(shù)據(jù)文件、報(bào)表，可通過網(wǎng)絡(luò)接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳。廠三級防控指揮中心根據(jù)上傳數(shù)據(jù)可對全廠雨水管網(wǎng)、池的情況了如指掌，正常時(shí)能做到充分利用廠內(nèi)水資源，在發(fā)生事故應(yīng)急時(shí)可以做到從容調(diào)度指揮。

3.1 采樣和監(jiān)測單元

根據(jù)三級防控的總體要求和現(xiàn)場實(shí)際情況將雨水池排放口的采樣點(diǎn)選在泵管口上方300mm處，保證準(zhǔn)確監(jiān)測到外排雨水的含油量。雨水池進(jìn)口的采樣點(diǎn)應(yīng)選在池水入口閘閥前20-30m處，以保證發(fā)現(xiàn)入口雨水有污染物時(shí)能及時(shí)關(guān)閉池水入口閘閥。采樣口安裝有阻攔網(wǎng)和不銹鋼板過濾網(wǎng)，可濾除水中大的雜質(zhì)，防止采樣泵進(jìn)水口堵塞。

為了保證站房的進(jìn)口壓力和流速流量達(dá)到分析儀器的要求，要使用優(yōu)質(zhì)防爆水泵；采用雙泵/雙管路采水，一采一備，滿足實(shí)時(shí)不間斷監(jiān)測的要求；并且當(dāng)一路出現(xiàn)故障時(shí)，能夠自動(dòng)切換到另一路進(jìn)行工作，保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。采水單元可采用連續(xù)或間歇方式工作，采水泵具有停電后來電再啟動(dòng)的自動(dòng)恢復(fù)功能。

水樣的預(yù)處理可保證分析系統(tǒng)的連續(xù)長時(shí)間可靠運(yùn)行。針對雨水池懸浮物、顆粒物較多的情況，采用初級過濾和中級過濾相結(jié)合的多重過濾模式。所有的預(yù)處理設(shè)備均應(yīng)具備自動(dòng)反清洗功能，預(yù)處理單元的自動(dòng)運(yùn)行及定時(shí)反清洗由控制系統(tǒng)控制。

在線水中油監(jiān)測儀是雨水池溢油在線監(jiān)測系統(tǒng)的核心，儀器選用HS-24AE水中油在線監(jiān)測儀，該產(chǎn)品是專為監(jiān)測水質(zhì)較差的雨水油含量而量身定制，采用紫外熒光測量原理。雨水池的水質(zhì)渾濁，固體顆粒物、懸浮物的含量極高，通常達(dá)到：500 mg/L，最高可達(dá)1500 mg/L，濁度可達(dá)3000NTU。由于光折射、散射法是通過測量油滴來測量石油類污染物，因此很難準(zhǔn)確區(qū)分固體顆粒物、懸浮物和石油類污染物。而紫外熒光法則是對石油類污染物產(chǎn)生的分子熒光進(jìn)行監(jiān)測，對水質(zhì)惡劣的工況適應(yīng)性更強(qiáng)。

3.2 控制單元

控制單元主要由PLC和TPC嵌入式增強(qiáng)型智能觸摸屏(嵌入式一體化工控機(jī))組成。為保證能在石化企業(yè)危險(xiǎn)環(huán)境下安全工作，泵房小屋的采樣泵、電動(dòng)球閥、開關(guān)等電器部件均采用防爆型。所有的非防爆型儀表、電器部件均放置在正壓防爆機(jī)箱內(nèi)。正壓防爆機(jī)箱內(nèi)充滿安全氣體(儀表風(fēng))，并保持高于大氣壓的微正壓，保證整個(gè)系統(tǒng)在危險(xiǎn)氣體環(huán)境下安全、可靠工作。

4 結(jié)語

通過上述分析和對石化企業(yè)現(xiàn)狀調(diào)研認(rèn)為：石化企業(yè)在落實(shí)中國石油天然氣集團(tuán)公司石油化工企業(yè)水污染應(yīng)急防控技術(shù)指南時(shí)要重視企業(yè)雨水管網(wǎng)、雨水池污染的監(jiān)控，為增強(qiáng)石油化工企業(yè)水污染應(yīng)急防控能力、做好節(jié)約能源和減少環(huán)境有害物排放工作，石化企業(yè)應(yīng)該充分開發(fā)、利用雨水管網(wǎng)和雨水池的功能。

[1]趙文芳.石化企業(yè)水體污染風(fēng)險(xiǎn)辨識與防范環(huán)境污染與防范(8)[P].2008.8.

[2]集團(tuán)公司質(zhì)量安全環(huán)保部.中國石油天然氣集團(tuán)公司石油化工企業(yè)水污染應(yīng)急防控技術(shù)指南(試行)[P].

郭賽(1990- )，女，助理工程師，畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)，現(xiàn)從事動(dòng)力運(yùn)行部宣傳及計(jì)量管理工作。