關(guān)于工業(yè)廠區(qū)排水設(shè)計(jì)及事故廢水防控措施的淺析

張亞

摘 要：社會(huì)對(duì)于環(huán)保的日益重視，對(duì)工業(yè)廠區(qū)的排水設(shè)計(jì)提出了更高的要求，尤其是和環(huán)境保護(hù)密切聯(lián)系的初期雨水，事故廢水等。本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)工業(yè)廠區(qū)排水設(shè)計(jì)中的廢水設(shè)計(jì)，雨水系統(tǒng)和應(yīng)急事故水池，以及事故泄露防控，進(jìn)行了初步的分析論證，供大家在以后的設(shè)計(jì)中參考借鑒。

關(guān)鍵詞：污水系統(tǒng)；雨水系統(tǒng)；應(yīng)急事故池

中圖分類號(hào)：TE687 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）11-0126-02

0 引言

近幾年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保的重視，環(huán)境保護(hù)被提到一個(gè)前所未有的高度，尤其是注重加強(qiáng)企業(yè)對(duì)事故應(yīng)急的防控措施[1-2]。2018年有些地區(qū)甚至提出環(huán)?！耙坏肚小钡囊?，很多環(huán)保不達(dá)標(biāo)的企業(yè)出現(xiàn)限產(chǎn)停產(chǎn)的情況，生產(chǎn)受到很大的影響。在這樣的要求下，作為環(huán)境影響評(píng)估“廢水、廢氣、廢渣”的重要一環(huán)的廠區(qū)排水設(shè)計(jì)和事故廢水的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要了。如何控制廠區(qū)廢水的排放，雨污分流如何合理規(guī)劃，初期雨水中的污染物質(zhì)如何控制分流，事故廢水和消防滅火產(chǎn)生的廢水如何控制以及如何在嚴(yán)格控制污染排放的前提下實(shí)現(xiàn)廠區(qū)二次循環(huán)用水，達(dá)到節(jié)能減排的目的，是每一個(gè)給排水工程師需要面對(duì)的新課題。

1 工業(yè)廠房排水設(shè)計(jì)中各類廢水的分類處理

在工業(yè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中，由于廢水產(chǎn)量比較大，廢水種類繁多，更需要進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。有些廢水，比如空調(diào)的冷凝水，純水車間的濃廢水，以及局部區(qū)域的洗手池、淋浴廢水等，將這些廢水直接或者經(jīng)簡(jiǎn)單處理后可用于冷卻塔補(bǔ)水，綠化養(yǎng)護(hù)，簡(jiǎn)單設(shè)備清洗，廠區(qū)道路清洗降塵，消防水池補(bǔ)水等等，可以節(jié)約大量用水。對(duì)于這類廢水，根據(jù)筆者多年的工程實(shí)踐，一般對(duì)這類廢水經(jīng)行二次循環(huán)設(shè)計(jì)。通過(guò)設(shè)計(jì)單獨(dú)的排水管道，優(yōu)先就近利用。比如筆者最近的一個(gè)項(xiàng)目上，空調(diào)機(jī)組位于廠房的2～6樓，而冷卻塔位于一樓地面，利用重力流，所有空調(diào)冷凝水都回流到冷卻塔，一方面節(jié)約了補(bǔ)水的水量，另一方面空調(diào)的冷凝水通常是低溫，有利于冷卻塔的降溫，降低了能耗。通過(guò)設(shè)計(jì)單獨(dú)的排水，二次循環(huán)水池及配套的給水泵，實(shí)現(xiàn)廠區(qū)的二次循環(huán)用水。

對(duì)于有些包含特殊成分的廢水，則需要根據(jù)廢水的不同成份，經(jīng)不同工序處理后排入廠區(qū)污水系統(tǒng)。如位于南京某化工園區(qū)的某化工廠空分項(xiàng)目，主要包括空分裝置，壓縮機(jī)房以及輔助設(shè)施，生產(chǎn)過(guò)程中涉及到的危險(xiǎn)物質(zhì)規(guī)模為：42600Nm3/h氧（壓縮的）（危險(xiǎn)貨物編號(hào)：22001）、55668Nm3/h氮（壓縮的）（危險(xiǎn)貨物編號(hào)：22005）、1505Nm3/h（標(biāo)態(tài)）氬（液化的）（危險(xiǎn)貨物編號(hào)：22011）、8400Nm3/h氧（液化的）（危險(xiǎn)貨物編號(hào)：22002）、10399Nm3/h氮（液化的）（危險(xiǎn)貨物編號(hào)：22006）、2500Nm3/h空氣（壓縮的）（危險(xiǎn)貨物編號(hào)：22003）均屬于危險(xiǎn)化學(xué)品。在生產(chǎn)過(guò)程中，要考慮到有害廢水廢氣的產(chǎn)生。在設(shè)計(jì)時(shí)，因?yàn)槊總€(gè)裝置的排水量并不大，考慮在每個(gè)裝置室外單獨(dú)建一個(gè)廢水收集池進(jìn)行沉淀后再由泵送至廠區(qū)的三廢處理中心進(jìn)行處理。廠區(qū)調(diào)度中心生產(chǎn)廢水因含有油脂，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮隔油設(shè)施，廢水收集后經(jīng)過(guò)隔油池處理后排入廠區(qū)污水處理站進(jìn)行處理。再如某藥廠生產(chǎn)車間為GMP密閉車間，工藝生產(chǎn)過(guò)程中，考慮到會(huì)有大量的活性廢水、活毒性廢水的產(chǎn)生，此廢水的處理需統(tǒng)一進(jìn)入收集罐收集后再經(jīng)化學(xué)滅活處理后排入污水處理站，該項(xiàng)目污水站污水經(jīng)過(guò)處理消毒后達(dá)到《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（DB31/445-2009）排放限值后排入園區(qū)污水處理中心處理達(dá)標(biāo)后外排。

2 工業(yè)廠房排水設(shè)計(jì)中對(duì)于雨水系統(tǒng)及事故廢水的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

特別是工業(yè)企業(yè)主要操作單元匯水區(qū)的初期雨水，主要含有機(jī)物及化工產(chǎn)品污染物，初期雨水處理后排入廠區(qū)污水處理系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后就近排入市政污水管網(wǎng)，中后期雨水因?yàn)橄鄬?duì)來(lái)講比較干凈，可直接排入市政雨水管網(wǎng)。事故應(yīng)急池是在發(fā)生泄漏事故、消防滅火等特殊情況下，為控制污染范圍，防止污染廠外環(huán)境，將泄漏的物料或者消防滅火過(guò)程中產(chǎn)生的污水儲(chǔ)存起來(lái)以便后期處理的水池。應(yīng)急事故池的位置應(yīng)按照廠區(qū)的布置進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃，容積按照相應(yīng)的規(guī)范要求進(jìn)行計(jì)算。

以現(xiàn)有改造項(xiàng)目某化工廠為例進(jìn)行闡述，整個(gè)廠區(qū)位于南京化工園區(qū)，占地面積39960平方米，分一期二期建成，在一期項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，未考慮事故應(yīng)急池，廠區(qū)雨水直接排入廠區(qū)南側(cè)市政管網(wǎng)。二期設(shè)計(jì)中，在雨水管總排出口設(shè)置有一座雨水收集池與廠區(qū)循環(huán)水共用，有效容積為150立方米。在后期運(yùn)行期間，隨著國(guó)家對(duì)安全和環(huán)保提出了更高的要求，發(fā)現(xiàn)事故收集池不能滿足當(dāng)前要求，需要改造。

改造設(shè)計(jì)時(shí)首先需要重新計(jì)算事故池容積。事故池的容積需根據(jù)發(fā)生事故時(shí)，最不利情況下排放的最大污水量來(lái)確定[3]。根據(jù)中石化建標(biāo)[2006]43號(hào)《水體污染防控緊急措施設(shè)計(jì)導(dǎo)則》中7.2公式，結(jié)合環(huán)保部門(mén)提出的相應(yīng)要求，本次設(shè)計(jì)范圍內(nèi)生產(chǎn)車間或裝置發(fā)生事故后，最不利情況下排放的最大污水量為設(shè)備容器泄漏量、消防用水和事故雨水之和并扣除現(xiàn)有可利用儲(chǔ)存設(shè)施的總有效容積。

事故池有效容積計(jì)算公式為：

V事故池=V總-V現(xiàn)有

V總=（V1+V2-V3）max+V4+V5

V5——發(fā)生事故時(shí)可能進(jìn)入該收集系統(tǒng)的降雨量，m3；

V5=10qF q——降雨強(qiáng)度，mm；按平均日降雨量；

q=qa/n qa——年平均降雨量，mm；1106.5mm（摘自網(wǎng)絡(luò)）

n——年平均降雨日數(shù)；117天（摘自網(wǎng)絡(luò)）

F——整個(gè)廠區(qū)的雨水匯水面積，ha；

V現(xiàn)有取0。

根據(jù)業(yè)主提供的本項(xiàng)目的相關(guān)資料得：

V1參數(shù)選取：本項(xiàng)目罐組中氮?dú)夤藓鸵貉豕扌孤┲苯訐]發(fā)，收集系統(tǒng)范圍內(nèi)發(fā)生事故的一個(gè)罐組的量V1=0m3；

V2參數(shù)選?。罕卷?xiàng)目二期壓縮機(jī)房用水量最大，火災(zāi)危險(xiǎn)性為丙類，根據(jù)消火栓系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)范，滅火時(shí)間取3小時(shí)，室內(nèi)外消防水量45L/s，一次火災(zāi)室外消防用水量為486m3。

V3參數(shù)選?。嚎赊D(zhuǎn)移到其它地方的量為0m3；

V4參數(shù)選?。喊l(fā)生事故時(shí)進(jìn)入事故廢水收集系統(tǒng)的生產(chǎn)廢水量為0m3；

V5參數(shù)選取：發(fā)生事故時(shí)，最不利情況下的降雨量為378m3。

V事故池：事故時(shí)可能產(chǎn)生的最大污水量V總=486+0+ 378=864m3。

廠區(qū)原有與循環(huán)水共用的雨水收集池（容積150m3），建議此收集池以后單獨(dú)作為廠區(qū)循環(huán)用水。故事故池設(shè)計(jì)容積：V事故池=864m3。

在設(shè)計(jì)時(shí)，考慮在廠區(qū)雨水外排總管前設(shè)置自動(dòng)切換閥，在初期雨水池、事故應(yīng)急池入口前上也設(shè)置自動(dòng)切換閥。雨水外排總管上的閥門(mén)常閉，在下雨期間只有在雨水水質(zhì)自動(dòng)檢測(cè)達(dá)標(biāo)后自動(dòng)切換，進(jìn)初期雨水池閥門(mén)關(guān)閉，外排總管上閥門(mén)打開(kāi)；如果進(jìn)水濃度達(dá)到設(shè)定的上限，判斷為事故或火災(zāi)滅火排水，進(jìn)事故應(yīng)急池閥門(mén)打開(kāi)，其他閥門(mén)關(guān)閉，將泄漏物料或消防水收集至事故池中。

3 工業(yè)廠房排水設(shè)計(jì)中事故泄漏的防控措施

根據(jù)環(huán)保和相關(guān)部門(mén)對(duì)事故狀態(tài)下水體污染的防控要求，針對(duì)廢水排放采取三級(jí)防控措施來(lái)杜絕環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事故對(duì)環(huán)境的造成污染事件，將環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事故排水及污染物控制在本廠區(qū)內(nèi)，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事故排水及污染物控制在排水系統(tǒng)事故池內(nèi)。一般的設(shè)計(jì)思路是設(shè)計(jì)圍堰和防火堤，當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，泄露出來(lái)的原料會(huì)保留在圍堰內(nèi)，而圍堰的排水設(shè)計(jì)相應(yīng)的閥門(mén)，在正常情況下允許雨水排放，而在泄露的情況下又能夠自動(dòng)切斷閥門(mén)，講泄露物質(zhì)保留在圍堰內(nèi)，防止污染的擴(kuò)大，并且有利于回收泄露的物質(zhì)。圍堰設(shè)計(jì)的基本原則是圍堰容積不小于儲(chǔ)罐容積，且高度不低于150mm。圍堰內(nèi)設(shè)置排水設(shè)施，實(shí)施清污分流，控制污染范圍。污水管道上設(shè)有控制閘門(mén)，正常情況下，裝置檢修、維護(hù)、沖洗等產(chǎn)生的污水經(jīng)收集后，排入污水系統(tǒng)。在裝置發(fā)生液體物料泄漏的情況下，及時(shí)關(guān)閉污水排放閥門(mén)，對(duì)泄漏物料進(jìn)行收集。室外罐區(qū)圍堰的排水應(yīng)設(shè)置雨污水自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，排放管上設(shè)置自動(dòng)閥，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)切換；排水自動(dòng)閥平時(shí)應(yīng)處于常關(guān)狀態(tài)，以使突發(fā)性泄漏的物料囤積在罐區(qū)內(nèi)，不跑到外圍。進(jìn)行罐區(qū)脫水時(shí)，或下雨初期15min，打開(kāi)污水水封井閥門(mén)排污，下雨時(shí)后期，打開(kāi)雨水切換閥門(mén)，罐區(qū)雨水進(jìn)入廠區(qū)雨水系統(tǒng)，進(jìn)入系統(tǒng)前增設(shè)水封井。消防事故情況下，打開(kāi)污水閥門(mén)，通過(guò)污水系統(tǒng)收集消防廢水。

針對(duì)廠區(qū)的事故收集池的設(shè)計(jì)，做以下幾種考慮：

（1）初期雨水收集；

（2）后期雨水排放；

（3）事故泄露工況；

（4）消防滅火排水。

以上四種工況下，雨污水或原料泄露都會(huì)匯總到雨水管網(wǎng)，在雨水管網(wǎng)的末端，需設(shè)計(jì)事故收集池，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的切換裝置。正常生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，雨水總管與外界雨水排放處的閥門(mén)需常閉；下雨時(shí)，初期排放的雨水一般認(rèn)為會(huì)包含廠區(qū)的少量污染物而導(dǎo)致濃度超過(guò)雨水排放標(biāo)準(zhǔn)，在這種情況下初期雨水排入初期雨水收集池；隨著雨水的持續(xù)，初期雨水的污染濃度會(huì)降低，在線檢測(cè)裝置在檢測(cè)到濃度達(dá)到雨水排放標(biāo)準(zhǔn)后，自動(dòng)將排入市政雨水管道上的閥門(mén)打開(kāi)，將進(jìn)入初期雨水池前管道上的閥門(mén)關(guān)閉，廠區(qū)雨水直接外排至市政雨水管網(wǎng)。事故狀態(tài)和消防滅火情況下，在排放的污水濃度會(huì)比較高，在線檢測(cè)裝置在檢測(cè)到污水濃度高于設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)打開(kāi)事故收集池閥門(mén)，關(guān)閉初期雨水池閥門(mén)，污水流入廠內(nèi)事故池，切斷污染物與外部的通道，避免污染的擴(kuò)大，與此同時(shí)，單純的事故泄露的物料可以回收處理，防止事故廢水排放。

根據(jù)國(guó)家相關(guān)的環(huán)保法律法規(guī)，環(huán)保設(shè)備應(yīng)該“三同時(shí)”，同時(shí)設(shè)計(jì)，同時(shí)驗(yàn)收，同時(shí)投入使用，生產(chǎn)企業(yè)在日常生產(chǎn)中，應(yīng)該加強(qiáng)相應(yīng)設(shè)備設(shè)施的管理，避免廢水事故排放。

4 結(jié)語(yǔ)

國(guó)家對(duì)于安全和環(huán)保越來(lái)越重視，政府安檢部門(mén)對(duì)企業(yè)的應(yīng)急管理也越來(lái)越嚴(yán)格，對(duì)工程設(shè)計(jì)尤其是給排水設(shè)計(jì)提出了更高的要求。工業(yè)生產(chǎn)廠房的排水問(wèn)題值得我們進(jìn)一步探討和思考，在生產(chǎn)過(guò)程中，由于車間的物料不同所產(chǎn)生的廢水污染程度也不同，針對(duì)不同的情況，也需要不同防控措施。以上是筆者這些年給排水設(shè)計(jì)的一點(diǎn)拙見(jiàn)，希望拋磚引玉，供同行參考。

參考文獻(xiàn)

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