簡(jiǎn)述石油化工生產(chǎn)裝置區(qū)大圍堰內(nèi)污染雨水與非污染雨水分流

（海工英派爾工程有限公司，山東青島266101）

隨著我國(guó)石油工業(yè)的發(fā)展，裝置圍堰內(nèi)產(chǎn)生的初期雨水量驟增。按清污分流的原則，常規(guī)做法為裝置圍堰內(nèi)的初期雨水經(jīng)雨水切換閥組切至生產(chǎn)污水管網(wǎng)，后期清潔雨水切至雨水管網(wǎng)。但由于初期雨水量大，全部切入生產(chǎn)污水管網(wǎng)，會(huì)對(duì)下游廠區(qū)污水處理場(chǎng)造成嚴(yán)重的影響，且不滿足《石油化工環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》（SH/T3024-2017，以下簡(jiǎn)稱“石化環(huán)保規(guī)”）“石化環(huán)保規(guī)”中污染源控制第6.2.3條：“在污染區(qū)應(yīng)采取防止雨水漫流的措施并設(shè)置合理容積的污染雨水池，污染區(qū)的污染雨水與非污染雨水的分流應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換”。

本文以工程案例為依據(jù)，提供一種設(shè)計(jì)方案，以供給排水設(shè)計(jì)人員選用。

1 初期污染雨水

石油化工企業(yè)內(nèi)初期污染雨水是廠內(nèi)污染區(qū)域范圍內(nèi)的初期降雨。由于降雨初時(shí)，雨水混雜了空氣中的大量工廠廢氣、酸性氣體等有毒有害污染物，降到工廠地面上，又混合地面上濃度較高的油脂、懸浮固體和重金屬等雜物，若不經(jīng)處理直接排放到雨水系統(tǒng)，會(huì)對(duì)廠外河流造成影響。

工廠初期污染雨水在石油化工企業(yè)越來越受到重視，隨之“石化環(huán)保規(guī)”規(guī)定了初期污染雨水與后期清潔污水分流的規(guī)定。

2 工程概況

本工程為我國(guó)西南地區(qū)某石化企業(yè)2.0×104t/a硫磺回收裝置（以下簡(jiǎn)稱“本裝置”）的雨水收集與排放方案。本裝置為一般污染區(qū)，其區(qū)域長(zhǎng)108m，寬 51m，占地面積 5508m2。

3 平面布置及流程

3.1 平面布置

本裝置四周設(shè)大圍堰（其中裝置內(nèi)重點(diǎn)污染區(qū)域應(yīng)設(shè)小圍堰，本文不加以論述），大圍堰高度為200mm。總圖設(shè)計(jì)地面為西南高，東北低，從東南至西北坡度為3‰。在本裝置東北側(cè)設(shè)初期污染雨水池。其平面布置見圖1。

圖1 平面布置圖

3.2 裝置圍堰內(nèi)雨水排放工藝流程

在裝置東側(cè)和北側(cè)，分別設(shè)兩條寬度為400mm，坡度為3‰，起始深度為300mm的雨水明溝。裝置圍堰內(nèi)雨水經(jīng)圍堰內(nèi)雨水溝收集后，經(jīng)雨水沉沙井沉砂后，通過雨水管道排至丙型水封井，初期雨水自流至初期污染雨水池，后期清潔雨水經(jīng)溢流井排至雨水管網(wǎng)。其流程圖見圖2。

圖2 裝置圍堰內(nèi)雨水排放工藝流程

4 初期污染雨水池

4.1 初期污染雨水量計(jì)算

4.1.1 按“SH3015-2003”計(jì)算

按“SH3015-2003”第 5.3.4 條規(guī)定：“一次污染雨水量按污染區(qū)面積與15mm～30mm降水深度的乘積計(jì)算?！北狙b置污染雨水深度取為20mm。污染雨水體積為5508×0.02=110m3。

4.1.2 按“GB50483-2009”計(jì)算

按“GB50483-2009”第2.0.11條規(guī)定：指一次降雨過程中的前10min～20min降水量。

取 P=1a；t=15min；降雨強(qiáng)度為 218 L/(s·hm2)；

根據(jù)降雨量公式Qs=qΨF（Ψ為徑流系數(shù)，F(xiàn)為降雨面積）

取Ψ=0.9；F=0.55hm2；前15min降雨流量為107.9L/s，前15min降雨體積為97.1m3。

4.1.3 初期雨水量

經(jīng)比選，取污染雨水量為150m3。取有效水深為3m。初期污染雨水池尺寸長(zhǎng)×寬×高為10m×5m×4.3m。

4.2 初期污染雨水池流程說明

本單元內(nèi)雨水溝收集的初期雨水排入初期污染雨水池，經(jīng)污染雨水提升泵P-001A/B（一用一備，互為備用）提升至初期污染雨水池附近含油污水井。污染雨水提升泵與液位計(jì)LT-0001聯(lián)鎖，低液位停泵并報(bào)警，高液位報(bào)警，根據(jù)雨況現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)啟泵；待污染雨水池水面高于溢流液位（高液位）時(shí)，后期清凈雨水排入廠區(qū)雨水系統(tǒng)。

4.3 構(gòu)筑物及主要設(shè)備

構(gòu)筑物及主要設(shè)備見表1。

表1 構(gòu)筑物及主要設(shè)備表

5 管道設(shè)計(jì)

5.1 初期污染雨水流量設(shè)計(jì)

5.1.1 按“SH3015-2003”計(jì)算

按“SH3015-2003”第 5.3.4 條規(guī)定：“…污染雨水流量應(yīng)根據(jù)一次降雨污染雨水總量和調(diào)節(jié)設(shè)施的調(diào)節(jié)能力確定”，但本裝置初期污染雨水池的初期污染雨水提升泵是在雨停后使用，故雨水管道所容納雨水流量按一次降雨污染雨水流量計(jì)算，即15mm～30mm降水深度所對(duì)應(yīng)的降雨流量（按 5min降雨流量），取 P=1a；t=5min；Ψ=0.9；F=0.55hm2；經(jīng)計(jì)算 5min降雨強(qiáng)度為 307.42 L/（s·hm2）；5min 降雨流量為 152 L/s.

5.1.2 按“GB50483-2009”計(jì)算

按本文第 4.1.2條，取 P=1a；t=15min；Ψ=0.9；F=0.55hm2；15min降雨強(qiáng)度為218 L/（s·hm2）；前15min降雨流量為107.9L/s。

5.1.3 初期污染雨水流量及

經(jīng)比選，初期污染雨水流量為152L/s。

5.2 雨水管道管徑

雨水管道采用鋼管，n=0.012；雨水管道的最大設(shè)計(jì)流量按以下公式計(jì)算。

其中Q為雨水管道的最大設(shè)計(jì)流量（m3/s）;A為雨水管道的斷面面積（m2）；v為管道流速（m/s）；n為粗糙系數(shù)；R為水力半徑（m）；I為水力坡度；d為管道直徑（m）；取 i=0.003，d=DN300，計(jì)算得DN300能容納的最大設(shè)計(jì)流量為0.123m3/s(123L/s)；

取i=0.003，d=DN350，計(jì)算得DN350能容納的最大設(shè)計(jì)流量為0.185m3/s(186L/s)；

取i=0.002，d=DN400，計(jì)算得DN400能容納的最大設(shè)計(jì)流量為0.216m3/s(216L/s)；

經(jīng)計(jì)算DN350，坡度為0.003的鋼管，能容納的最大設(shè)計(jì)流量為186L/s能夠滿足初期污染雨水量152L/s的要求。故排水管道選用DN350，坡度為0.003的鋼管。

6 問題與建議

6.1 雨水溝、雨水沉沙池、雨水管道、丙型水封井及溢流井、初期污染雨水池應(yīng)按防滲規(guī)定進(jìn)行防滲。

6.2 初期污染雨水的降水深度選用應(yīng)根據(jù)污染物的具體情況選用，一般有害物質(zhì)區(qū)與有毒物質(zhì)區(qū)不同；輕質(zhì)油污染區(qū)與重質(zhì)油污染區(qū)不同。

6.3 裝置雨水量應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)乇┯陱?qiáng)度公式10min～20min降水量進(jìn)行水量校核[4]。