化工企業(yè)最優(yōu)排水系統(tǒng)方案探究

李 帥，高若松，李 建

（1.河南省冶金研究所有限責任公司，鄭州 450053；2.河南省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究總院有限公司，鄭州 450046）

化工企業(yè)多屬于用水量較大的單位，而且其廢水中的污染物危害性較大，做好化工企業(yè)的排水系統(tǒng)設(shè)計對于防范水環(huán)境風險具有重大意義。我國現(xiàn)行風險防控措施要求企業(yè)同時具備截流措施、事故水緩沖措施、事故排水系統(tǒng)收集措施、清凈下水系統(tǒng)防控措施、雨水系統(tǒng)防控措施、生產(chǎn)廢水防控措施、監(jiān)控及在線監(jiān)控措施等。在同一座廠區(qū)內(nèi)同時建造多套排水系統(tǒng)，可能存在重復(fù)設(shè)計、冗余投資，實施難度較大，也不便于環(huán)保部門監(jiān)管、企業(yè)管理，其需要進一步優(yōu)化。

1 化工企業(yè)排水的特征

化工建設(shè)項目種類繁多，按工程建設(shè)內(nèi)容進行劃分，產(chǎn)生水污染物的建構(gòu)筑物主要有生產(chǎn)裝置區(qū)、儲罐區(qū)、公用工程、辦公及生活設(shè)施。相應(yīng)地，其排放的廢水一般包括生產(chǎn)廢水、生活污水、清凈下水、雨排水。根據(jù)《化工建設(shè)項目環(huán)境保護設(shè)計規(guī)范》（GB50483-2009），初期雨水屬于生產(chǎn)廢水的一部分[1]。此外，還應(yīng)包括事故狀態(tài)下排放的廢水。

2 目前我國對化工企業(yè)排水系統(tǒng)的基本要求

為充分、合理利用水資源，目前我國普遍實行雨污分流制的室外排水系統(tǒng)。根據(jù)《室外排水設(shè)計規(guī)范》（GB50014-2006），除降雨量少的干旱地區(qū)外，新建地區(qū)的排水系統(tǒng)應(yīng)采用分流制；暫時不具備雨污分流條件的地區(qū)，應(yīng)采取截流、調(diào)蓄和處理相結(jié)合的措施，提高截流倍數(shù)，加強降雨初期的污染防治。位于城鎮(zhèn)、工業(yè)區(qū)內(nèi)的工業(yè)企業(yè)，其內(nèi)部的排水系統(tǒng)應(yīng)與市政排水系統(tǒng)相互銜接。

按照《化工建設(shè)項目環(huán)境保護設(shè)計規(guī)范》（GB50483-2009）中的相關(guān)要求，化工項目排水設(shè)計應(yīng)根據(jù)排水量、水質(zhì)、復(fù)用或處理方法等因素，嚴格按清污分流原則，對不同水質(zhì)的工藝廢水、間接冷卻水、鍋爐排水等合理地劃分排水系統(tǒng)，并設(shè)置相應(yīng)的排水管網(wǎng)。同時規(guī)定，化工建設(shè)項目應(yīng)設(shè)置應(yīng)急事故水池。

近年來，我國已進入環(huán)境污染事故多發(fā)期[2-3]，排水系統(tǒng)作為防范水環(huán)境事故風險的重要措施，越來越受到國家環(huán)境保護部門的重視。目前，部分地方環(huán)保部門要求清凈下水單獨排放，不得與雨水排水系統(tǒng)混合排放，并要求在清凈下水總排口設(shè)置清凈下水事故緩沖設(shè)施。按照環(huán)境保護部2014年發(fā)布的《企業(yè)突發(fā)環(huán)境事件風險評估指南（試行）》，化工企業(yè)應(yīng)設(shè)置截流措施、事故排水收集措施、清凈下水系統(tǒng)防控措施、雨水系統(tǒng)防控措施和生產(chǎn)廢水系統(tǒng)防控措施。

3 現(xiàn)有水環(huán)境風險防范措施存在的問題

根據(jù)現(xiàn)行水環(huán)境保護、水環(huán)境風險防范的要求，在一個化工企業(yè)廠區(qū)內(nèi)，人們需要建設(shè)雨水集排系統(tǒng)、生活廢水收集處理系統(tǒng)、生產(chǎn)廢水收集處理系統(tǒng)、清凈下水收集排放系統(tǒng)、事故廢水收集處理系統(tǒng)、事故緩沖水池、清凈下水緩沖水池、初期雨水池。此外，按照雨污分流、清污分流的原則，化工企業(yè)還應(yīng)在清凈下水總排放口、雨水總排放口、廢水總排放口建設(shè)切斷設(shè)施和水質(zhì)監(jiān)控設(shè)施。

從理論上分析，若一家化工企業(yè)同時建設(shè)5套廢水集排系統(tǒng)、3座事故緩沖水池、3套總排口應(yīng)急監(jiān)控設(shè)施，其廠區(qū)總平面布置會比較困難，而且投資、占地、施工、運營、管理的成本均較高。實際上，很少有企業(yè)能以如此高的標準建設(shè)其廠區(qū)內(nèi)的排水系統(tǒng)。近些年，人們?nèi)匀粫龅揭恍┮堰\行多年的未進行雨污分流、清污分流的企業(yè)。因此，如何在其現(xiàn)有排水系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行分流制改造[4-6]，使其排水系統(tǒng)滿足環(huán)保要求，是迫切需要解決的問題。將5套排水系統(tǒng)、3座事故緩沖水池、3套總排口應(yīng)急監(jiān)控設(shè)施進行合并、優(yōu)化，對于保護環(huán)境、發(fā)展經(jīng)濟都有重大價值。

4 實踐中的廢水產(chǎn)排特征

在實際運行中，現(xiàn)有排水系統(tǒng)會遇到不少問題。

首先，園區(qū)配套的基礎(chǔ)設(shè)施只有雨水管網(wǎng)、污水管網(wǎng)，因此生產(chǎn)廢水、生活污水、初期雨水最終匯入污水管網(wǎng)，（后期）雨水匯入雨水管網(wǎng)?？墒?，清凈下水應(yīng)該匯入污水管網(wǎng)還是雨水管網(wǎng)？出于安全性考慮（清凈下水可能受到污染），部分地區(qū)要求清凈下水不能直接排放，須在出廠前建設(shè)緩沖池，并在總排口建設(shè)在線監(jiān)控裝置。

其次，清凈下水不一定“清凈”。從環(huán)保角度來看，清凈下水一般包括鍋爐排污水、循環(huán)水站排水、軟水站（化學水處理站）排水、反滲透濃水等。鍋爐、循環(huán)水站一般均會投加一定量的水處理劑，包括緩蝕劑、分散劑、阻垢劑、殺菌劑、螯合劑等，產(chǎn)品類別主要是HEDP系列、甲叉類、聚合物類、PBTCA等有機磷、有機酸類、有機胺、高分子聚合物等物質(zhì)，它們均含有一定量的COD、氨氮、總磷，不宜直接排放。采用離子交換法制軟水的軟水站會排放含酸、堿、鹽類的廢水。同樣，在反滲透制純水的過程中，人們要投加阻垢劑、分散劑、殺菌劑等藥劑。

再次，現(xiàn)有企業(yè)廠區(qū)內(nèi)雨水排水系統(tǒng)一般較完善，污水多隨雨水系統(tǒng)一并排放。

第四，在長久運行過程中，清凈下水管道易與污水管道、雨水管道發(fā)生交叉污染問題，如松花江水污染事故。

第五，生活污水、生產(chǎn)廢水、清凈下水等廢水的產(chǎn)污節(jié)點明確，收集方便。例如，生活污水一般可從辦公樓、宿舍、食堂的化糞池出口直接引出，反應(yīng)釜排放的廢水直接從反應(yīng)釜排出，蒸氨工段排放的蒸氨廢水直接從蒸氨塔排出，壓縮機產(chǎn)生的冷凝水直接從壓縮機下引出，鍋爐排放的廢水從鍋爐下引出，反沖洗廢水直接從離子交換柱上部排出等，均類似于“點源”。而初期雨水、事故廢水等，更類似于“面源”，需要匯集后才能完成收集。

最后，生產(chǎn)裝置區(qū)、儲罐區(qū)的地面沖洗水的產(chǎn)排性質(zhì)類似于初期雨水，而類似于“點源”的生產(chǎn)廢水收集系統(tǒng)不易徹底收集此部分廢水。

5 排水系統(tǒng)優(yōu)化探究

在保護區(qū)域水環(huán)境、防范水環(huán)境風險事故的總目標下，考慮到上述投資、占地、施工、運營、管理的成本問題，同時根據(jù)在實踐中遇到的問題，筆者對化工企業(yè)的排水系統(tǒng)方案在理論上進行了進一步探究，提出了“化工企業(yè)最優(yōu)排水系統(tǒng)方案”的設(shè)計原則，以期提高排水系統(tǒng)的工作效率。

5.1 優(yōu)化的內(nèi)容

雨水收集管道系統(tǒng)與事故廢水收集管道系統(tǒng)合并；污水收集管道系統(tǒng)與清凈下水收集管道系統(tǒng)合并；事故緩沖水池、清凈下水緩沖池、初期雨水池合并，并設(shè)置于廠區(qū)地形最低處，各類事故廢水應(yīng)能自流注入，入水口之下的容積應(yīng)滿足所需要的容積要求[6]。

5.2 優(yōu)化的結(jié)果

經(jīng)優(yōu)化后，整個廠區(qū)只設(shè)2套排水系統(tǒng)、1座事故水池、1個排水切換閥、2套廢水在線監(jiān)測裝置、2座出口閘閥、1套從事故水池引向廢水站調(diào)節(jié)池的回用裝置（泵）。詳情如圖1所示。

圖1 化工企業(yè)最優(yōu)排水系統(tǒng)

6 結(jié)語

化工企業(yè)排水系統(tǒng)經(jīng)優(yōu)化后，其效果如下。首先，其完全滿足防治水環(huán)境污染、防范水環(huán)境風險的目標。正常工況和非正常工況下，各類含污染物的廢水均送入廠內(nèi)的廢水處理站進行處理，只有后期雨水排出廠界外；事故風險情況下，事故廢液、消防廢水、受事故污染的清凈下水和初期雨水均進入事故水池，不會外排至外環(huán)境。

其次，設(shè)施精簡，便于日常監(jiān)管。環(huán)保部門在現(xiàn)場檢查時，可按標準化的流程從廢水產(chǎn)生源至排放口逐步進行檢查，不會受到廠區(qū)內(nèi)部復(fù)雜的排水管線的干擾?？偱欧趴跍p少，且在風險狀態(tài)下需要進行操作的設(shè)施/設(shè)備數(shù)量減少一半以上，提高了水環(huán)境風險的防范水平和應(yīng)急能力。

最后，環(huán)保設(shè)施、設(shè)備精簡，可節(jié)約建設(shè)資金和運營成本。環(huán)保設(shè)施的投資和運營成本較高，是促成許多企業(yè)鋌而走險、違法排污的重要原因，降低投資和運營成本可降低各類違法排污事件發(fā)生的概率。這有助于現(xiàn)有企業(yè)在自身的排水系統(tǒng)基礎(chǔ)之上進行分流制改造，縮短改造周期，降低改造成本。

1 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB50483-2009化工建設(shè)項目環(huán)境保護設(shè)計規(guī)范[S]．北京：中國計劃出版社，2009．

2 董文福，傅德黔．近年來我國環(huán)境污染事故綜述[J]．環(huán)境科學與技術(shù)，2009，7（7）：75-77．

3 趙淑莉，韓小錚，秦承華，等．近年來我國環(huán)境污染事件淺析[J]．環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2012，3（3）：64-68．

4 唐喜成．化工企業(yè)清污分流系統(tǒng)的設(shè)置[J]．節(jié)能環(huán)保，2015，6（18）：8-9．

5 劉 瑋．淺談某化工企業(yè)清污分流系統(tǒng)的設(shè)置[J]．山東工業(yè)技術(shù)，2014，（24）：283．

6 李益群，王新疆.化工企業(yè)廢水分類收集、清污分流構(gòu)思[J]．綠色科技，2016，5（10）：49-50．