工業(yè)企業(yè)初期雨水收集與管理規(guī)范化研究

湯錄昌

(龍巖市漳平環(huán)境監(jiān)測站,福建 龍巖 364400)

1 概述

隨著生態(tài)文明建設的不斷推進,人民群眾對水環(huán)境質(zhì)量的要求越來越高。數(shù)據(jù)顯示,2022年全國地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)比例為87.9%,主要江河水環(huán)境質(zhì)量Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)比例為90.2%;福建省主要流域Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)比例為98.7%,其中Ⅱ類以上占55.5%,水質(zhì)狀況良好?，F(xiàn)階段,工業(yè)廢水基本得到了有效處理,雨水徑流是造成地表水質(zhì)波動的一個重要因素。做好初期雨水(污染雨水)的收集與治理,是城市建設、環(huán)境管理、穩(wěn)定水質(zhì)的重要抓手。同時,初期雨水的排放也納入了環(huán)境影響評價及環(huán)境管理的相關要求,但各標準、規(guī)范對初期雨水的論述、收集方法及處置表述不盡相同。為指導工業(yè)企業(yè)的雨水排放管理,提升工業(yè)企業(yè)水污染防治能力,防范水環(huán)境風險,改善區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量,本文就初期雨水的環(huán)境管理要求提出可行性建議。

2 初期雨水(污染雨水)的定義

在不同標準、規(guī)范中對受污染的雨水有不同的表述,主要為“初期雨水”和“污染雨水”?！稛o機化學工業(yè)污染物排放標準》(GB 31573—2015)中對“初期雨水”的定義是無機化學工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)區(qū)內(nèi)特征水污染物超過本標準規(guī)定的直接排放限值的徑流雨水［1］;《石油化學工業(yè)污染物排放標準》(GB 31571—2015)、《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》(GB 31570—2015)及《石油化工環(huán)境保護設計規(guī)范》(SH/T 3024—2017)中對“污染雨水”的定義是石油化學(石油煉制)工業(yè)企業(yè)或生產(chǎn)設施區(qū)域內(nèi)地面徑流的污染物濃度高于本標準規(guī)定的直接排放限值的雨水［2］;《石油化工給水排水系統(tǒng)設計規(guī)范》(SH/T 3015—2019)對“初期雨水”的定義更為簡單,為降雨后初期產(chǎn)生的有一定污染的雨水徑流［3］。

3 相關規(guī)范對初期雨水的要求

3.1 環(huán)評導則對初期雨水的要求

《環(huán)境影響評價技術導則 地表水環(huán)境》(HJ 2.3—2018)要求廠區(qū)存在堆積物(露天堆放的原料、燃料、廢渣及垃圾堆放場)、降塵污染的,應將初期雨水納入廢水排放量,相應的主要污染物納入水污染當量,污染負荷的確定要求含雨水排放口的污染物源強［4］;《建設項目環(huán)境風險評價技術導則》(HJ 169—2018)要求廠區(qū)應設置事故廢水收集的應急儲存設施,以滿足事故狀態(tài)下收集泄漏物料、污染消防水和污染雨水的需要［5］。

3.2 環(huán)評文件審批原則對初期雨水的要求

《煤炭采選建設項目環(huán)境影響評價文件審批原則(試行)》要求選煤廠煤泥水應實現(xiàn)閉路循環(huán),工業(yè)場地初期雨水應收集處理;《機場建設項目環(huán)境影響評價文件審批原則》針對生活污水、油庫區(qū)初期雨水、機修廢水等污(廢)水,提出了收集、處置措施和應滿足的相應標準要求,明確了回用、綜合利用或排放的具體方式;《石化建設項目環(huán)境評價文件審批原則》和《現(xiàn)化煤化工建設項目環(huán)境評價文件審批原則》要求污染雨水須收集處理;《鋼鐵/焦化建設項目環(huán)境評價文件審批原則》要求焦化建設項目須配套建設初期雨水收集裝置;《港口建設項目環(huán)境評價文件審批原則》針對沖洗污水、初期雨污水、含塵廢水、含油污水、洗箱(罐)廢水、生活污水等,提出了收集、處置措施。

3.3 排污許可證核發(fā)技術規(guī)范對初期雨水的要求

《排污許可證申請與核發(fā)技術規(guī)范總則》(HJ 942—2018)將廢水類別分為對應工藝(工序)的生產(chǎn)廢水、綜合廢水、生活污水、初期雨水、循環(huán)冷卻水等［6］;在《排污許可證申請與核發(fā)技術規(guī)范》中,煉焦化學工業(yè)(HJ 854—2017),電鍍(HJ 855—2017),銅冶煉(HJ 863.3—2017),鉛鋅冶煉(HJ 863.1—2017),原料藥制造(HJ 858.1—2017),氮肥(HJ 864.1—2017),農(nóng)藥制造工業(yè)(HJ 862—2017),廢棄資源加工工業(yè)(HJ 1034—2019),紡織印染工業(yè)(HJ 861—2018),鍋爐(HJ 953—2018),生活垃圾焚燒(HJ 1039—2019),工業(yè)固體廢物與危險廢物治理(HJ 1033—2019),環(huán)境衛(wèi)生管理業(yè)(HJ 1106—2020),無機化學工業(yè)(HJ 1035—2019),專用化學品制造工業(yè)(HJ 1103—2020),淀粉工業(yè)(HJ 860.2—2018),磷肥、鉀肥、復混肥料、有機肥料及微生物肥料工業(yè)(HJ 846.2—2018)、石化工業(yè)(HJ 853—2017)均在廢水類別中明確“初期雨水”為廢水,并提出了可行性治理技術;制革及皮毛加工工業(yè)(HJ 859—2017),屠宰及肉類加工工業(yè)(HJ 860.3—2018),方便食品、食品及飼料添加劑制造工業(yè)(HJ 1030.3—2019),酒,飲料制造工業(yè)(HJ 1028—2019),汽車制造業(yè)(HJ 971—2018),陶瓷磚瓦行業(yè)(HJ 9548—2018),水處理(HJ 978—2018),電子工業(yè)(HJ 1031—2019),中成藥生產(chǎn)(HJ 1064—2019),畜禽養(yǎng)殖行業(yè)(HJ 1029—2019),日用化學品制造工業(yè)(HJ 1104—2020)對雨水排放信息、監(jiān)測、圖件等作出要求,但沒有對“初期雨水”提出治理的相關要求;水泥工業(yè)(HJ 847—2017)、工業(yè)爐窯(HJ 1121—2020)基本上對雨水沒有提出相關要求。

4 初期雨水收集池建設要求

相關設計規(guī)范中有對初期雨水作了一定的量化規(guī)定,初期雨水收集池的設計與建設可以參照?！痘そㄔO項目環(huán)境保護工程設計標準》(GB/T 50483—2019)中明確規(guī)定,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［7］;中國石油化工集團公司企業(yè)標準《石化企業(yè)水體環(huán)境風險防控技術要求》(Q/SH 0729—2018)中對初期雨水的定義為剛下的雨水,一次降雨過程中前10～20min降水量［8］。

4.1 初期雨水池的收集范圍

初期雨水應收集全部污染區(qū)域,包括企業(yè)日常生產(chǎn)、物料和產(chǎn)品的裝卸、存儲及主要轉(zhuǎn)運通道,污染治理等過程中易產(chǎn)生污染物遺撒或徑流污染的區(qū)域。

4.2 初期雨水池的容積計算

①根據(jù)雨水收集時間計算。

依據(jù)《給水排水工程快速設計手冊—排水工程》,廠區(qū)初期雨水可按以下公式計算：

Q=ψ·q·F·T

(1)

式(1)中,Q為初期雨水排放量,單位：L;q為暴雨強度,單位：L/s·ha;ψ為徑流系數(shù);F為匯水面積,單位：ha;T為收水時間,取15～30min。其中,徑流系數(shù)ψ可按《建筑給水排水設計標準》(GB 50015—2019)取值;暴雨強度q按《城市暴雨強度公式編制和設計暴雨雨型確定技術導則》確定。暴雨強度公式的表達形式為［9］：

(2)

式(2)中,A1、b、n、C為待求的參數(shù),q為暴雨強度,單位：L/s·ha;P為重現(xiàn)期,單位：a,取值根據(jù)建筑物的重要程度、氣象特征等因素確定,可按《建筑給水排水設計標準》(GB 50015—2019)取值。t為降雨歷時,單位：min,取15～30min。

在實際工作中,可以直接引用當?shù)刈》亢统青l(xiāng)建設或氣象部門出具的當?shù)乇┯陱姸裙健Ｈ绺＝ㄊ↓垘r市新羅區(qū)暴雨強度計算公式為：

(3)

②根據(jù)降雨深度計算。

參考《石油化工污水處理設計規(guī)范》(GB 50747—2012)規(guī)定,初期污染雨水的降雨深度取15～30mm。根據(jù)降雨深度與各工藝裝置污染區(qū)面積的乘積確定一次降雨初期的污染雨水量［10］,計算公式如下：

V=Fh/1000

(4)

式(4)中,V為污染雨水儲存容積,單位：m3;h為降雨深度,取15～30mm;F為污染區(qū)面積,單位：m2。

5 初期雨水的環(huán)境管理要求

5.1 雨水的自行監(jiān)測要求

5.1.1 監(jiān)測頻次要求

在各規(guī)范中,根據(jù)雨水對環(huán)境的影響程度,將雨水的監(jiān)測要求主要劃分為四種類型。一是排放期間按日監(jiān)測,如石油化工工業(yè)、化學合成類制造工業(yè)、煉焦化學工業(yè)等;二是雨水排放口有流動水排放時按日監(jiān)測,若監(jiān)測一年無異常情況,可放寬至每季度監(jiān)測一次,如電鍍工業(yè)、發(fā)酵類制藥工業(yè)、農(nóng)藥制造工業(yè)、有色金屬工業(yè)等;三是雨水排放口有流動水排放時按月監(jiān)測,若監(jiān)測一年無異常情況,可放寬至每季度監(jiān)測一次,如電池工業(yè)、固體廢物焚燒等行業(yè);四是有流動水排放時按季度監(jiān)測,若監(jiān)測一年無異常情況,可放寬至每年監(jiān)測一次,如儲油庫、加油站。

結(jié)合以上分類,不同行業(yè)的工業(yè)企業(yè)應根據(jù)自行監(jiān)測技術規(guī)范要求,落實雨水自行監(jiān)測。

5.1.2 采樣時間要求

對于采樣時間的要求,《排污單位自行監(jiān)測技術指南 鋼鐵工業(yè)及煉焦化學工業(yè)》(HJ 878—2017)規(guī)定,在確保有流量的前提下,雨后15min內(nèi)進行監(jiān)測?！杜盼墼S可證核發(fā)技術規(guī)范 煉焦化學工業(yè)》(HJ 854—2017)、《排污許可證核發(fā)技術規(guī)范 電鍍工業(yè)》(HJ 855—2017)規(guī)定,在雨水排放口確保有流量的前提下,雨后15min內(nèi)進行采樣;雨水排放口沒有流量時,可在廠內(nèi)雨水收集池內(nèi)進行采樣。其他規(guī)范未對采樣時間作出具體要求。

5.1.3 監(jiān)測指標要求

各自行監(jiān)測技術規(guī)范,對雨水的監(jiān)測提出通用指標與特征指標的要求。

5.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)上報要求

在排污許可證對雨水填報有要求的,應及時在親清服務平臺填報初期雨水的收集方式、治理設施、排放去向和監(jiān)測要求。

5.3 初期雨水池的管理要求

企業(yè)初期雨水收集池要設置閥門切換系統(tǒng),當該企業(yè)收集的初期雨水已符合規(guī)定要求后(一般指初期雨水池已滿),須將進入初期雨水收集池的閥門關閉,打開排入雨水總管網(wǎng)的閥門,將清潔的雨水排入園區(qū)雨水總管網(wǎng)。平時,企業(yè)進入初期雨水收集池的閥門應當是“開”的狀態(tài),進入雨水總管的閥門為“關”的狀態(tài)。雨后,需要將初期雨水池內(nèi)的水泵送至企業(yè)或園區(qū)污水處理設施,將初期雨水處理后達標排放。不下雨的時候,要保持初期雨水收集池排空,確保在下雨的時候滿足初期雨水的收集需求。

6 對策建議

6.1 統(tǒng)一名稱

在各類標準規(guī)范中,對受污染的雨水有不同表述,主要為“初期雨水”和“污染雨水”。建議在各標準規(guī)范的制定過程中,按《環(huán)境影響評價技術導則 地表水環(huán)境》(HJ 2.3—2018)和《排污許可證申請與核發(fā)技術規(guī)范 總則》(HJ 942—2018)規(guī)范表述為“初期雨水”。

6.2 執(zhí)行標準

鑒于《環(huán)境影響評價技術導則 地表水環(huán)境》(HJ 2.3—2018)將初期雨水納入廢水排放量,并計算污染當量。同時,根據(jù)2019年生態(tài)環(huán)境部部長信箱答復,企業(yè)雨水管理應嚴格執(zhí)行該行業(yè)排放標準的相關要求,本文認為有行業(yè)標準的,初期雨水應執(zhí)行行業(yè)標準;沒有行業(yè)標準的,執(zhí)行污水綜合排放標準。

6.3 分級管理

加強初期雨水的防控是改善水環(huán)境質(zhì)量、防范環(huán)境風險的一種手段,對于不同類型的企業(yè)應有不同的管理強度。建議劃分初期雨水重點行業(yè)與一般行業(yè),根據(jù)《排污許可證申請與核發(fā)技術規(guī)范》相關依據(jù),將石化、化工(除日用化學品)、煉焦、電鍍、原料藥制造、農(nóng)藥制造、冶煉、印染等行業(yè)列為初期雨水管控重點行業(yè),其它行業(yè)列為初期雨水管控一般行業(yè)。

對于初期雨水管控重點行業(yè),一是結(jié)合環(huán)境風險評估,制定雨水管理制度,規(guī)范雨水排放行為,繪制管網(wǎng)分布圖,標明雨水管網(wǎng)、附屬設施,排放口位置和水流流向,標明廠區(qū)污染區(qū)域;二是建設雨水收集系統(tǒng),包括導流溝、初期雨水截流裝置、初期雨水收集池,實現(xiàn)雨水收集系統(tǒng)全覆蓋;三是初期雨水應與廠區(qū)或可依托的污水處理系統(tǒng)相連通,以及時處理初期雨水;四是根據(jù)《化學工業(yè)污水處理與回用設計規(guī)范》(GB 50684—2011)規(guī)定,初期雨水池調(diào)蓄池排空時間宜小于120h［11］,建議初期雨水在5d內(nèi)完成處理;五是無降雨時,除池體養(yǎng)護用水外,初期雨水收集池應盡量保持清空。

6.4 收集方式

初期雨水的收集方式可分全廠統(tǒng)一收集和分區(qū)收集兩種方式［12］。全廠統(tǒng)一收集適用于面積小、裝置區(qū)或儲罐區(qū)等污染區(qū)域較集中的廠區(qū),其優(yōu)點是方便運行管理;缺點是收集池位置受到限制,管網(wǎng)投入大且難以覆蓋全部污染區(qū)域,不同區(qū)域初期雨水徑流時間不同,導致遠端污染區(qū)的初期雨水還未到達初期雨水池,會被近端的后期雨水稀釋,起不到分流作用。分區(qū)收集是在每個污染區(qū)域附件單獨設置一個初期雨水收集池,適用于面積大,裝置區(qū)、儲罐區(qū)等污染區(qū)域較為分明的廠區(qū),其優(yōu)點是收集管線短,收集效果好;缺點是收集池多,運行管理難度大。

建議對于初期雨水集水區(qū)域遠端雨水,能在10min內(nèi)匯入初期雨水收集池的,建議采用統(tǒng)一收集,其它則采用分區(qū)收集。

6.5 收集時間

《排污許可證核發(fā)技術規(guī)范 電鍍工業(yè)》(HJ 855—2017)規(guī)定,初期雨水的收集時間宜為15min;其它規(guī)范規(guī)定,初期雨水池容積正常要求收集15～30min的初期雨水,或者按降雨深度10～30mm設定。由于涉及行業(yè)、廠區(qū)面積不同,在初期雨水收集池設計過程中,應確保外排雨水不超標。建議重點行業(yè)盡量按保守設計,一般行業(yè)可以按節(jié)約化設計,但至少保證收集15min內(nèi)雨量。

6.6 采樣時間

《排污許可證申請與核發(fā)技術規(guī)范》和《自行監(jiān)測技術指南》中對采用時間有規(guī)定,從其規(guī)定。除此以外,其他行業(yè)采樣時間建議在初期雨水閥門關閉,雨水總排口開啟,在排放口確保有流量的前提下,5min內(nèi)完成采樣,以確定雨水的排放濃度。

6.7 減輕初期雨水環(huán)境影響的控制措施

一是將污染區(qū)域與非污染區(qū)域分開,在設計初期,應將污染區(qū)域集中以減少初期雨水的收集范圍;二是建設封閉或半封閉的車間,減少物料堆場的起塵量;三是優(yōu)化車間物流方式,粉塵物料盡量采用密閉管道輸送;四是加強企業(yè)環(huán)境管理,減少車間“跑、冒、滴、漏” 。