化工項(xiàng)目初期雨水收集池設(shè)計(jì)探討

萬(wàn)德強(qiáng)

（湖南化工設(shè)計(jì)院有限公司，湖南長(zhǎng)沙 410007）

《化工建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50483—2019第6.2.4條規(guī)定：生產(chǎn)裝置、作業(yè)場(chǎng)所等污染區(qū)域的沖洗水以及受污染的雨水均應(yīng)收集并處理。

化工項(xiàng)目工藝裝置區(qū)、儲(chǔ)罐區(qū)、裝卸區(qū)等在生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中極易產(chǎn)生跑冒滴漏等現(xiàn)象，各種化工原料會(huì)隨著地表徑流進(jìn)入雨水管道，造成初期雨水的COD、pH、石油類、氨氮、揮發(fā)酚、SS 等污染物濃度超標(biāo)，隨著雨水管道排出廠外，會(huì)對(duì)下游的收納水體造成污染。因此，化工項(xiàng)目必須對(duì)污染區(qū)域的初期雨水進(jìn)行收集處理，對(duì)初期雨水與清凈雨水進(jìn)行分流。

本文將從以下幾個(gè)方面對(duì)初期雨水收集池的設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。

1 初期雨水的收集范圍

初期雨水的收集范圍，是根據(jù)生產(chǎn)工藝，環(huán)保要求等綜合多方面要求考慮。

目前，收集范圍的確定有兩種方法：集中收集和按局部受污染區(qū)收集。

集中收集是指整個(gè)廠區(qū)設(shè)置一個(gè)容積大的收集池，對(duì)整個(gè)廠區(qū)的初期雨水進(jìn)行收集。以某石油化工企業(yè)為例，主要生產(chǎn)設(shè)施為生產(chǎn)裝置區(qū)、罐區(qū)，總平面圖見(jiàn)圖1。

廠區(qū)受污染的區(qū)域?yàn)樯a(chǎn)裝置區(qū)、儲(chǔ)罐區(qū)、裝卸區(qū)，初期雨水的收集范圍按全廠生產(chǎn)區(qū)考慮。如圖2陰影部分。

第二種為廠區(qū)按局部受污染區(qū)收集，可以設(shè)置多個(gè)獨(dú)立的初期雨水收集池。以某化工企業(yè)為例，主要可能產(chǎn)生污染的區(qū)域?yàn)楣迏^(qū)和泵區(qū)，其他生產(chǎn)部位均在車間內(nèi)部，無(wú)室外設(shè)備區(qū)，見(jiàn)圖3。

第一種方法的特點(diǎn)是初期雨水收集池的運(yùn)行管理方便，但是占地面積大，需設(shè)置在廠區(qū)的最低點(diǎn)（否則管道埋深會(huì)比較深），管路較長(zhǎng)，計(jì)算初期雨水收集池的容積時(shí)，應(yīng)按最遠(yuǎn)端初期雨水全部流入初期雨水收集池的徑流時(shí)間作為降雨時(shí)間復(fù)核收集池的有效容積。

第二種方法的特點(diǎn)是初期雨水收集池的數(shù)量較多，運(yùn)行維護(hù)較為復(fù)雜，但是單個(gè)初期雨水收集池的占地面積小，設(shè)置位置靈活，管線較短。

圖1 某化工廠總平面圖

由此可以看出：對(duì)于工廠面積不大或污染區(qū)較為集中的小型化工項(xiàng)目可以采用集中收集的方法；對(duì)于占地面積較大的化工項(xiàng)目、主要生產(chǎn)廠房為封閉廠房或污染區(qū)域較為分散的項(xiàng)目可以采用分區(qū)域收集的方法。

2 初期雨水的收集措施

在儲(chǔ)罐區(qū)設(shè)置不小于1.0m 的防火堤，防火堤內(nèi)設(shè)置排水溝和集水坑；生產(chǎn)裝置區(qū)設(shè)置不小于0.2m 的圍堰，圍堰內(nèi)設(shè)置排水溝。儲(chǔ)罐區(qū)及生產(chǎn)裝置區(qū)內(nèi)需做防滲地面，地面應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝做防腐處理。若裝置區(qū)、罐區(qū)的初期雨水中含有可燃液體或氣體的，收集支管進(jìn)入總管前需設(shè)置水封井（圖4）。

3 水量計(jì)算

初期雨水量的計(jì)算方法直接影響初期雨水收集池的容積大小，目前常用的計(jì)算方法有兩種。

3.1 按照當(dāng)?shù)氐谋┯陱?qiáng)度公式計(jì)算

圖2 某化工廠初期雨水收集范圍

圖3 某化工廠初期雨水局部收集范圍

圖4 初期雨水收集措施

q為當(dāng)?shù)乇┯陱?qiáng)度（L/S.m2）；

Ψ為徑流系數(shù)（一般取0.9）；

F為受污染區(qū)的面積（m2）；

T為收集時(shí)間（根據(jù)收集管道的長(zhǎng)度計(jì)算，但不小于15min）。

3.2 期雨水收集水量的計(jì)算公式

根據(jù)《化工建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50483—2019 第2.0.8 條初期污染雨水的定義：污染區(qū)域降雨初期產(chǎn)生的雨水，宜取一次降雨初期15～30min 雨量，或降雨初期20～30mm 厚度的雨量。據(jù)此，初期雨水收集水量的計(jì)算公式為：

F為受污染區(qū)的面積（m2）；

h為初期雨水降雨深度（mm）。

第一種方法相對(duì)較復(fù)雜，需先確定暴雨強(qiáng)度公式，根據(jù)收集的范圍、管線的長(zhǎng)度計(jì)算初期雨水的收集時(shí)間。第二種方法相對(duì)簡(jiǎn)單，可根據(jù)污染物的種類、性質(zhì)及污染程度選擇合適的深度。

4 初期雨水收集池的控制

初期雨水收集池的控制通常采用人工控制和自動(dòng)控制。人工控制的方式需要操作工人根據(jù)降雨時(shí)間或初期雨水收集池的液位進(jìn)行操作，管理上容易疏漏，反應(yīng)滯后，初期雨水有收集不到位，溢流超標(biāo)排放至清凈雨水的風(fēng)險(xiǎn)。

自動(dòng)控制是根據(jù)初期雨水收集池的液位信號(hào)和進(jìn)水管的電動(dòng)閥門連鎖控制。自動(dòng)控制可以避免過(guò)多的人工操作，初期雨水的收集更加精確，從而達(dá)到更好的清污分流效果。具體設(shè)計(jì)見(jiàn)圖5、圖6。

圖5 初期雨水收集池平面示意圖

圖6 初期雨水收集池剖面示意圖

圖5中的電動(dòng)閥1為常開(kāi)，電動(dòng)閥2常閉。降雨時(shí)，初期雨水通過(guò)管道進(jìn)入初期雨水收集池，當(dāng)液位達(dá)到圖6中高液位時(shí)，此時(shí)受污染的初期雨水全部進(jìn)入初期雨水收集池，液位連鎖信號(hào)開(kāi)啟電動(dòng)閥2，關(guān)閉電動(dòng)閥1，此時(shí)清凈雨水通過(guò)電動(dòng)閥2進(jìn)入清凈雨水系統(tǒng)。降雨結(jié)束后手動(dòng)開(kāi)啟電動(dòng)閥1，關(guān)閉電動(dòng)閥2。

降雨后可根據(jù)廠區(qū)污水處理站的富裕能力，手動(dòng)有序開(kāi)啟初期雨水提升泵，將初期雨水送至污水處理。初期雨水提升泵的流量可按24h 內(nèi)排空初期雨水收集池考慮，提升泵需低液位（圖6停泵液位）連鎖停泵。

5 結(jié)束語(yǔ)

初期雨水收集池是化工企業(yè)污染防治的重要組成部分，需合理選擇初期雨水收集池的收集范圍、水量計(jì)算方法，滿足環(huán)保的要求。

1）初期雨水收集池的收集范圍、有效容積等還需滿足環(huán)評(píng)和當(dāng)?shù)刂鞴懿块T的要求。

2）初期雨水水量計(jì)算建議采用降雨初期20～30mm 厚度值進(jìn)行計(jì)算，然后采用暴雨強(qiáng)度公式進(jìn)行核算。

3）化工企業(yè)的初期雨水可能含有腐蝕性的物料，收集管道、閥門、檢查井等應(yīng)根據(jù)物料性質(zhì)采用合理的防腐設(shè)計(jì)。初期雨水收集池應(yīng)做防腐處理，水池應(yīng)設(shè)可燃?xì)怏w、有毒氣體檢測(cè)裝置。初期雨水中可能會(huì)揮發(fā)出易燃易爆的氣體時(shí)，初期雨水收集池的提升泵應(yīng)采用防爆電機(jī)。

（1）建議大中型化工企業(yè)的初期雨水分區(qū)域設(shè)置。

（2）初期雨水的收集，建議采用液位和電動(dòng)閥門連鎖自動(dòng)控制，減少人工操作，從而達(dá)到更好的清污分流效果。