雨水池在三級防控中的作用及溢油監控

郭賽(中國石油遼河石化公司， 遼寧 盤錦 124022)

雨水池在三級防控中的作用及溢油監控

郭賽(中國石油遼河石化公司， 遼寧 盤錦 124022)

通過建立雨水池溢油監控系統,可使其在中石油石油化工企業水污染應急三級防控中增強了企業應急防范能力，同時為企業充分利用雨水資源帶來了可能。推廣雨水池功能的充分開發、利用,既給石化企業自身帶來巨大的經濟效益，也由于強化了環境保護，大量節約水資源,帶來良好的社會效益。

三級防控；雨水池；溢油監控

0 引言

石油化工企業歷來是高污染、高危險行業。要確保安全生產，堅持走低污染、低排放、低能耗的低碳發展之路，就必須加強水污染三級防控體系建設。雨水池溢油在線監控實現了環境監測的數字化、自動化，提高了三級防控系統的自動控制水平和應急反應速度，為石化企業充分利用雨水資源創造了有力條件。

1 石油類污染對水質的危害

石油化工行業是我國的支柱產業部門之一，是化學工業中的基干工業，在國民經濟的發展中有重要作用。石油化工行業同時是高污染的行業，在石油開采、儲運、煉制和使用過程中，由于工藝和處理技術的限制，污水的不合理排放使大量有毒有害的石油有機污染物進入自然水體造成水環境污染。石油類污染不僅給企業、社會造成重大經濟損失，同時對人類賴以生存的生態環境造成破壞。石油化工行業屬于高危行業，石化原料、產品大多屬易燃、易爆、有毒、有害品，這一行業特征決定了石油化工生產行業是特、重大事故的高發區。事故除可產生嚴重的安全危害后果外，通常還會引發環境污染的惡性事件。這類環境污染的惡性事件除造成爆炸、火災、毒害外大多造成石油及石油產品泄露，對水環境嚴重污染。我國近年以來，由于石油化工行業事故多發造成石油及石油產品對水體嚴重污染的案例非常突出。

2 雨水池的功能和在三級防控中的作用

中國石油天然氣集團公司石油化工企業水污染應急防控技術指南要求預防為主、防控結合，建立安全、及時、有效的污染綜合防控體系原則。針對石油化工企業污染物來源及其特性，以實現達標排放和滿足應急處置為原則，建立污染源頭、過程處理和最終排放的“三級防控”機制。

在企業生產的實踐中由于裝置的老化、生產管理的一些漏洞以及生產裝置的跑、冒、滴、漏，雨水對石油石化企業廠區地表、罐區、生產裝置的沖刷作用致使雨水中經常遭受石油化工類污染物污染。為了確保達標排放，在非雨季，雨水系統雨水由污水泵輸送去污水處理廠處理后再排放到自然水域。眾所周知石化企業污水處理的成本很高，由于對環保的要求越來越嚴格，污水處理廠承受的壓力很大，而那些生產工藝管理水平比較高的企業在生產正常時雨水中的含油污染物極低，符合國家規定的排放標準，應該允許排放到自然水域的。如果對于所有雨水都不加區別經污水處理廠處理后外排既增大了污水處理廠的壓力和費用，又是對水資源的嚴重浪費。

在石化企業的雨水管網系統中都建有多個雨水池，傳統的雨水池僅具有收集、緩沖、中轉功能。從石化企業對自然水體三級防控的角度和現代化石化企業節能、減排的理念來看雨水池的很多功能都未開發利用。石化企業廠區的雨水不僅可能是污染水，更應該是企業很好利用的再回收資源。以遼河石化為例：匯水面積為204萬平方米(㎡)；盤錦地區年平均降雨水量為651mm；廠區每年可收集的雨水量為：72萬m3(根據雨水流量計算公式，雨水平均徑流系數0.8，初期雨水棄流系數0.85，季節折減系數0.80，深入系數取0.2)；5個雨水池蓄水量為4000m3；現在每年雨水池排水至污水處理廠38萬m3；污水處理單位成本6元/m3。如果每年少向污水處理廠排放38萬m3雨水，就可節約運營成本228萬元。三級防控完成后，清污實現分離，雨水就可以回收再利用。每年如果能回收利用50%-80%的雨水不僅可以減輕污水處理的壓力，而且能實現水源再利用，雨水合格可以用于園林灌溉、道路維護。而這些目標的實現需要科學化管理和軟硬件的同步提高相結合。

石化企業的雨水池在三級防控中起著重要作用，在正常狀態下，罐區、裝置區的雨水閥處于關閉狀態，經檢查收集的雨水確保沒有發生污染泄漏時，才能打開排泄閥將雨水經雨水管網排入雨水池，排泄后要及時重新關閉。雨水池的雨水超過儲備容量時經檢測達標的條件時允許直接外排。

一級防控要求將污染物控制在生產車間、裝置區、罐區圍堰界區內；由于雨水閥處于關閉狀態，污染水不能進入雨水管網，只能經污水管道進入污水系統。二級防控啟動時，要求將事故污染水控制在事故緩沖池。此時必須嚴格監控雨水池入口，確保污染水不會進入雨水池。當發生重大嚴重事故時雨水管網受到事故污染或事故緩沖池容積不夠時，雨水池就成為備用事故緩沖池，把事故控制在廠區范圍內。這就是石化企業的水體環境污染事故應急預案中把好“三關”的原則。

雨水池在生產正常時應具備對石化廠區雨水收集、吸納、儲存、利用、排放的功能，在雨水系統中僅僅是一個小單元，而這個小單元要是得以充分利用和開發，也可以創收大效益，要實現對雨水池的系統化、科學化管理就需要一套切實可行的運營系統：HS-JXT2 雨水池溢油監控系統。

3 HS-JXT2 雨水池溢油監控系統

要想使石化企業的雨水管網、雨水池達到三級防控的要求，能根據實際情況既充分利用雨水資源又能在事故應急時發揮作用，就必須隨時全面掌控雨水管網、雨水池的水質情況。因此必須在雨水管網、雨水池的關鍵節點對雨水水質進行在線監測。這包括罐區圍堰內雨水排放口；生產裝置區主要雨水排放口等易發生跑、冒、滴、漏的重要工藝位置的雨水排放口。為了充分發揮雨水池的調控作用和在事故應急時及時可靠地進行功能轉換，首先必須對雨水池進口和排放口進行水質監測。

為了確保石化企業雨水外排不造成對自然環境水體污染，對于雨水池的排放口水質在線監測應更為嚴格。按中石油對外排口的要求必須在線監測：石油類、COD、氨氮三參數，并在外排泵出口應安裝流量計。雨水池入口一般可只測石油類，用于判斷進池雨水是否受污染。

由于石油石化企業廠區雨水(特別是雨季大雨、暴雨)對地表和生產裝置的沖刷作用，雨水中含有大量的泥沙、垃圾及雜物。經過雨水池入口的除污處理，雖可以清除大部分水面表層的較大垃圾，但是仍有大量的固體顆粒物和懸浮物混在雨水中進入集水池，從而導致集水池內雨水的水質非常臟，水質渾濁，這給在線監測水中的石油類污染物帶來了很大的干擾，使我們不能采用通常監測工業循環水、蒸汽冷凝水或經污水處理廠處理過的達標排放污水的方法來對雨水進行監測。該系統旨在利用自主研發的專用技術，先進的監測系統設計，能夠很好的解決雨水池溢油在線監控問題。

HS-JXT2監控系統是綜合考慮三級防控的要求及中國石油天然氣股份有限公司遼河石化分公司現場工況進行設計，采用獨特的采水單元、預處理單元，先進的專用分析儀器、數據處理單元及系統控制單元。系統充分考慮到雨水池水質臟、水位變化大等特點保障監測的準確及控制的可靠。

HS-JXT2系統通過在線監測儀器監測雨水池進口和排放口水中含油量的數據，經數據采集、數據處理后控制排放口能否正常排放和進水口能否開通。監測數據經處理生成數據文件、報表，可通過網絡接口實現數據上傳。廠三級防控指揮中心根據上傳數據可對全廠雨水管網、池的情況了如指掌，正常時能做到充分利用廠內水資源，在發生事故應急時可以做到從容調度指揮。

3.1 采樣和監測單元

根據三級防控的總體要求和現場實際情況將雨水池排放口的采樣點選在泵管口上方300mm處，保證準確監測到外排雨水的含油量。雨水池進口的采樣點應選在池水入口閘閥前20-30m處，以保證發現入口雨水有污染物時能及時關閉池水入口閘閥。采樣口安裝有阻攔網和不銹鋼板過濾網，可濾除水中大的雜質，防止采樣泵進水口堵塞。

為了保證站房的進口壓力和流速流量達到分析儀器的要求，要使用優質防爆水泵；采用雙泵/雙管路采水，一采一備，滿足實時不間斷監測的要求；并且當一路出現故障時，能夠自動切換到另一路進行工作，保證整個系統的正常運行。采水單元可采用連續或間歇方式工作，采水泵具有停電后來電再啟動的自動恢復功能。

水樣的預處理可保證分析系統的連續長時間可靠運行。針對雨水池懸浮物、顆粒物較多的情況，采用初級過濾和中級過濾相結合的多重過濾模式。所有的預處理設備均應具備自動反清洗功能，預處理單元的自動運行及定時反清洗由控制系統控制。

在線水中油監測儀是雨水池溢油在線監測系統的核心，儀器選用HS-24AE水中油在線監測儀，該產品是專為監測水質較差的雨水油含量而量身定制，采用紫外熒光測量原理。雨水池的水質渾濁，固體顆粒物、懸浮物的含量極高，通常達到：500 mg/L，最高可達1500 mg/L，濁度可達3000NTU。由于光折射、散射法是通過測量油滴來測量石油類污染物，因此很難準確區分固體顆粒物、懸浮物和石油類污染物。而紫外熒光法則是對石油類污染物產生的分子熒光進行監測，對水質惡劣的工況適應性更強。

3.2 控制單元

控制單元主要由PLC和TPC嵌入式增強型智能觸摸屏(嵌入式一體化工控機)組成。為保證能在石化企業危險環境下安全工作，泵房小屋的采樣泵、電動球閥、開關等電器部件均采用防爆型。所有的非防爆型儀表、電器部件均放置在正壓防爆機箱內。正壓防爆機箱內充滿安全氣體(儀表風)，并保持高于大氣壓的微正壓，保證整個系統在危險氣體環境下安全、可靠工作。

4 結語

通過上述分析和對石化企業現狀調研認為：石化企業在落實中國石油天然氣集團公司石油化工企業水污染應急防控技術指南時要重視企業雨水管網、雨水池污染的監控，為增強石油化工企業水污染應急防控能力、做好節約能源和減少環境有害物排放工作，石化企業應該充分開發、利用雨水管網和雨水池的功能。

[1]趙文芳.石化企業水體污染風險辨識與防范環境污染與防范(8)[P].2008.8.

[2]集團公司質量安全環保部.中國石油天然氣集團公司石油化工企業水污染應急防控技術指南(試行)[P].

郭賽(1990- )，女，助理工程師，畢業于遼寧石油化工大學，現從事動力運行部宣傳及計量管理工作。