大型化工企業(yè)收集池的設計探討

楊麗娜

北京石油化工工程有限公司西安分公司 陜西 西安 710075

隨著中國經濟的持續(xù)發(fā)展，工業(yè)化進程的不斷增加，環(huán)境污染日益嚴重，國家對環(huán)保的重視程度也越來越高。對于化工企業(yè)而言，有些系統(tǒng)的水需收集處理。一、由于化工企業(yè)在生產、維修過程中存在不同程度的跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，工藝裝置區(qū)及儲罐區(qū)地面很容易存在化學品污染，并隨著降雨沖刷進入地表徑流[1]，從而導致初期雨水的COD、SS等污染物濃度超標[2]，若此部分水不進行收集，必然對企業(yè)周圍環(huán)境造成污染，因此，初期污染雨水通過圍堰排水溝后經管道收集至初期雨水池。二、化工企業(yè)發(fā)生消防事故時，物料也會泄露至地面，污染水體。因此，石油化工企業(yè)事故水池的設計已作為強制措施進行貫徹實施[3]。事故水通過雨水管道進行收集至事故水池。三、部分省份不允許雨水外排，這時需設置雨水收集池，檢測合格外排至附近水體中，不合格則提升至污水處理場。四、循環(huán)水系統(tǒng)的沖洗、預膜所采用的藥劑若直接排放水體，對水體也存在一定的污染，此部分水收集至雨水收集池，最后提升至污水處理場。因此，上述收集池的設計對廠區(qū)的占地、系統(tǒng)的規(guī)劃、管道的布置尤為重要。

本文主要對集水池容積的確定方法進行探討。

一、初期雨水收集池容積確定

1、污染區(qū)的劃分。生產裝置區(qū)圍堰內、化工原料罐區(qū)、儲罐閥組區(qū)、泵區(qū)視為污染區(qū)，其余視為非污染區(qū)；火炬回收設施及火炬設施所有的閥組區(qū)、泵區(qū)視為污染區(qū)，其余視為非污染區(qū)；汽車裝卸設施及洗槽站視為污染區(qū)；所有道路、綠化及屋頂視為非污染區(qū)；循環(huán)水場、凈水場、供熱裝置、脫鹽水站、變電所、控制室等生產輔助設施均視為非污染區(qū)。

2、初期雨水的收集。污染區(qū)初期雨水應先通過污染區(qū)四周設置的圍堰，有組織的將這部分污染雨水收集到初期污染雨水收集池中(大項目分裝置設置初期雨水池，小項目設置一個初期雨水池即可)。進入初期雨水池內的初期污染雨水，經提升送入污水處理場集中處理。

3、初期雨水池容積的計算。方法一:根據《石油化工企業(yè)給水排水系統(tǒng)設計規(guī)范》(SH3015—2019)[4]第6.3.3.a條，一次初期雨水總量宜按污染區(qū)面積與15mm～30mm降水深度的乘積計算。

方法二:根據暴雨強度公式計算，污染區(qū)面積一定的前提下，收集下雨初期15分鐘的降雨量。

容積同時應滿足《石化企業(yè)給排水規(guī)范》初期雨水調節(jié)的停留時間為12～72h。通常采用方法一進行計算，方法二進行校核。

二、消防事故水池容積的確定

消防事故水通常利用雨水管網進行收集，在雨水管網的末端設置切換設施，將消防事故水切換至消防事故水池中，確保發(fā)生消防事故后的污染水不會外排。

根據《事故狀態(tài)下水體污染的預防和控制規(guī)范》(Q/SY08190—2019)[5]石油化工企業(yè)應建立完善的水體污染事故三級防控體系。當發(fā)生火災時，在污染區(qū)的大量事故消防廢水，首先進入圍堰內的明溝進行收集，作為污染防控的第一道措施。初期污染雨水收集池，作為污染防控的第二道措施。當初期污染雨水收集池溢流時，則通過雨水排水系統(tǒng)，重力流排至消防事故水池中，作為污染防控的第三道措施，以此杜絕消防事故后的水引起的水源污染。為了不增加污水處理場的沖擊負荷，分期分批、小流量的將消防事故水池的水送至污水處理場處理，當水質合格時，直接排放。

消防事故水池的容積，依據《事故狀態(tài)下水體污染的預防和控制規(guī)范》中的要求計算。

事故水池總有效容積:V總＝(V1+V2―V3)max+V4+V5

V1—流入事故水池的物料量，m3；

V2—發(fā)生事故時，流入事故水池的消防水量，m3；

V3—發(fā)生事故時可以轉輸到其他儲存或處理設施的物料量，m3；

V4—發(fā)生事故時仍必須進入該收集系統(tǒng)的生產廢水量，m3；

V5—發(fā)生事故時可能進入該收集系統(tǒng)的降雨量，m3；

此公式事故水池容積的計算公式最受爭議的為消防水容積的確定，根據該規(guī)范5.5.1條，設計消防歷時按不低于6h計算，可放大至8h。由于消防時候消防車上自帶水箱或者借用生產水繼續(xù)進行滅火，因此，在事故水池容積計算時火災延續(xù)時間應取6h～8h。

三、后期雨水收集池的容積確定

后期雨水收集池主要包括兩部分清凈雨水，第一部清凈雨水主要用于收集和排放輔助設施、公用工程設施等非污染區(qū)雨水，第二部分清凈雨水主要是污染區(qū)的后期雨水，清凈雨水以重力流收集至清凈雨水排水系統(tǒng)。

循環(huán)水系統(tǒng)沖洗預膜排水通過雨水管道排放至雨水收集池，經提升送入污水處理場集中處理。

后期雨水收集池的容積計算目前無具體規(guī)范規(guī)定，根據多年項目經驗可采用暴雨強度公式分時間段(5min/段)雨量累加進行計算，雨量大的地區(qū)時間長些，雨量小的地區(qū)時間短些。同時雨水收集池容積可容納循環(huán)水沖洗預膜的全部水量。

四、結語

初期污染雨水、消防事故水、循環(huán)水沖洗預膜水以及后期“清凈”雨水的收集處理是環(huán)評重點關注對象，也是項目污染防治的重要組成部分，大型化工項目中這幾類水池容積較大，占地面積大，費用較高，因此合理的確定容積對整個項目建設成本控制而言至關重要。

1、初期雨水池容積采用降雨深度15mm～30mm計算，暴雨強度公式進行校核。

2、消防事故水池容積采用依據《事故狀態(tài)下水體污染的預防和控制規(guī)范》(Q/SY08190—2019)中的要求計算。

3、雨水收集池容積采用暴雨強度公式分時間段(5min/段)計算，且滿足循環(huán)水系統(tǒng)沖洗預膜的水容積要求。