我國應急事故水池現狀剖析與改進的研究

邊歸國

（福建省環境保護廳，福州 350003）

我國應急事故水池現狀剖析與改進的研究

邊歸國

（福建省環境保護廳，福州 350003）

通過統計分析國家和行業標準以及現場勘察發現，目前在應急事故水池的定義、功能、布局、類型、容積、消防歷時和降雨量等方面存在許多問題，也無法滿足突發環境事件中各種污水的收集與處理。因此，應盡快研究并制定適用于各類企事業單位、工業園區的應急事故水池技術規范。研究表明：凡是生產、使用、儲存危險化學品和環境風險物質并且所排放的污染物可能造成環境質量顯著下降、危及公眾身體健康的企事業單位，均應設置應急事故水池。應急事故水池應具有永久性、專一性、自流式、池容大、防腐蝕、防滲漏等基本屬性。消防歷時對應急事故水池容積的影響最大，一般應取最大設計值。對應急事故水池容積影響較大的最大降雨量，應參考最大設計消防歷時或按8～12h的降雨量統計計算。工業園區應急事故水池應選擇在便于收集的地勢低洼之處，其容積應充分考慮近年來實際案例的消防水量。而構建企業間聯用和工業園區公共應急事故水池三級防御體系，才能更有效地應對突發水污染事件。

應急事故水池；功能；布局；容積

引言

我國近年發生多起次生水污染事件，主要原因之一是對火災延續時間和降雨量估算不足，應急事故水池的容量偏小，導致污水外排污染環境。由于我國尚無制定應急事故水池的技術規范[1,2]，所以多數企業的應急事故水池不規范，發生安全生產和次生突發環境事件后，事故和消防污水大量漫流，對環境產生嚴重影響。因此，必須加強應急事故水池的研究，盡快出臺適用于各類企事業單位、工業園區的應急事故水池技術規范。

1 應急事故水池定義與功能

目前，應急事故水池的命名有事故池[2]、事故污水收集池[3]、事故水池[4]、事故應急池[5]、事故應急水池[6]、事故緩沖池、事故緩沖設施、事故污水收集池、應急池[7]、應急事故水池[8]、事故水緩沖池[9]等十余種，不僅在理解上有歧義，在建設過程中也多有偏差。建議按《化工建設項目環境保護設計規范》（GB 50483—2009）將其統一命名為“應急事故水池”。

調查發現，有些企業將消防水池與應急事故水池混為一談，也有用初期雨水池代替應急事故水池或是把初期雨水池與應急事故水池合并混用。柯尊義[2]認為：應急事故水池是為防止事故狀態下受污染的水進入市政雨水管道或自然水體而設置的暫時儲存的水池。張永良等[6]提出，應急事故水池是在現有事故收集系統設施不能滿足事故排水儲存容量要求時，用來暫時收集儲存事故排水的水池。綜合各類研究，本文以為應急事故水池較為合理的定義為：是為收集事故期間本廠區域內和事故影響范圍內已有污水收集系統（圍堰、圍堤、防火堤、緩沖池等）無法容納的生產廢水、事故廢水、消防廢水、降水等所建的貯水池。應急事故水池應具有設置永久性、儲存暫時性、服務全廠性的特點，以及專一性、自流式、地下式、池容大、防腐、防滲等基本屬性[2,5]。

2 應設置應急事故水池的企業和行業

2.1 應設置應急事故水池的企業和行業

有標準明確要求的企業和行業見表1。

表1 有標準明確要求的企業和行業

續表

馮榮煊[10]指出，危險品運輸車輛穿越的水源保護區必須設置事故應急池用以臨時儲存泄漏液體。陳施文[11]認為印制板企業至少要在鹽酸、氨水、廢蝕刻液儲罐建立大于儲罐總容積的應急事故水池或應急罐。冀紅兵[12]報道，某選煤廠的應急事故水池是作為檢修耙式濃縮機的備用池以及打掃衛生用水的收集池。

由于時間跨度較大，部分老標準已不適用于當前的要求。另外，由于不同的標準要求寬嚴不均、深淺不等，許多企業設計就低不就高，設置的應急事故水池無法滿足實際的需要。

2.2 工業園區和市政公共設施

張海洋[4]提出了市政污水處理廠應急事故水池的設計方法。程慧敏[13]研究了化工園區應急事故水池的規劃原則。李焱煌[14]建議將化工園區內現有河道、溝渠及主要控制設備事故閘門作為公共應急事故水池，但其提法欠妥，不能作為公共應急事故水池，只能作為事故緩沖設施。

綜上所述，凡是生產、使用、儲存化學危險品和環境風險物質并且所排放的污染物可能造成環境質量顯著下降、危及公眾身體健康的企事業單位，均應設置應急事故水池。

3 應急事故水池的類型

應急事故水池常用的包括事故池和事故罐兩種類型。石化企業一般選擇在污水處理場內設置，便于事故后處理。多數企業首選建設應急事故水池，但對于建設場地不能滿足應急事故水池所需要求的老企業，可以事故罐的形式加以補充[15]。如果應急事故水池容積在1000m3以下，可做成防滲防腐的地下式鋼筋混凝土結構。如果容積大于1000m3，可做成上、下兩層，地下部分收集污水并用水泵轉移至高位水池或儲罐[16]，這樣可以解決占地太大和造價過高的問題[2]。小型化工企業在一般事故狀態時，污水可通過泵提升至移動的槽、罐或槽罐車內，然后送到污水處理站集中處理。建設事故水提升池與事故罐的組合體，將應急事故水池與污水處理系統有機地結合，可有效節約投資和土地[15]。使用應急罐也存在大量事故廢水對泵功率的要求高、在火災和爆炸發生時電力供應故障致使泵動力系統失效等缺陷，而事故廢水中含有的危險化學品在應急罐內可能由于物料反應、壓力變化或著火等引發二次事故。因此，事故應急罐具有一定的局限性，無法滿足大量事故廢水的收集和攔截等要求[5]。

汪平[17]探索了應急事故水池與消防水池連通的方式。經過中間隔油裝置，處理過的污水可以作為滅火使用，既減緩了消防水的供給不足，又減少了排污量。英國在火災撲救前，消防員用圍欄圍成一個封閉區域，不但降低了對環境的污染，在供水不足的情況下囤積的水可以循環使用[18]。福建“4·6”古雷PX事件在水源不足的情況下，直接抽取應急事故水池污水滅火，有效減少了對海洋的污染。如果能按《國家安全監管總局關于進一步加強化學品罐區安全管理的通知》（安監總管三〔2014〕68號）“可燃液體儲罐要按單罐單堤的要求設置防火堤或防火隔堤”要求，未燃燒儲罐的冷卻水完全可以循環使用。

李爾百年的發展和技術積淀，保證了李爾在汽車座椅及電子電氣領域源源不斷的創新動力，同時也帶來了無數創新成果。當下，李爾致力于成為一家領先的技術創新型公司，繼續引領汽車行業的技術革新。

韓偉[5]提出將企業應急事故水池與其相鄰企業或者園區公共應急事故水池連通，當本企業無法容納事故污水時，可向臨近企業或者園區公共應急事故水池轉移。

4 應急事故水池設置的布局

目前現有規定大都提出應急事故水池應設置在廠區下水管網末端、地勢相對較低的地方，且宜采用地下式，以便于利用重力流收集事故排水[2]。如《企業突發環境事件風險評估指南（試行）》對應急事故水池的要求是事故排水收集設施位置合理，能自流式或確保事故狀態下順利收集泄漏物和消防水。《石油庫設計規范》要求應急事故水池應設在低洼處，并采取隔油措施。《化工建設項目環境保護設計規范》規定，應急事故水池宜采取地下式，有利于收集事故排水，防止水到處漫流。在高差較大的企業，應急事故水池大多建設在廠區最低洼處，便于污水自流[15]。但將全廠雨水管網匯集到一個排水口并將其納入應急事故水池，首先其容積將很大[16]。其次，在地下水位較高的地區，地下水浮力將對應急事故水池產生頂托甚至損毀。《水污染應急防控技術指南》提出“三級防控”機制，應急事故水池的設置不是單一、大容積、遠離事故現場，而是多個、容積大小不等、緊靠產生劇毒或者污染嚴重的裝置或廠區，可有效提升環境風險的控制能力。此外，相鄰的企業之間要連通應急事故水池，配備功率足夠的雙向自流或者動力提升設施，實現應急事故水池共用。工業園區應建設導流系統完善的公共應急事故水池，構建企業間聯用和園區公共應急事故水池三級防御體系。

5 應急事故水池容積的確定

5.1 企業應急事故水池容積的確定

5.1.1 根據排放時間、廢水量和油庫級別

在表1中,確定應急事故水池容積的方法中既有按日排放量的，如傳染病醫院不小于日排放量100%、非傳染病醫院不小于日排放量的30%，也有按排放時間核定的，如染料、紡織染整4h、飲料制造48h，還有按石油庫級別確定容積的（一級1000m3、二級750m3、三級500m3、四級300m3）以及原則性提出設置足夠容積的事故應急水池，等等。

5.1.2 公式計算

《化工建設項目環境保護設計規范》中應急事故水池容積的計算方法見下式：

式中，V1為最大容量的設備或儲罐的物料儲存量；V2為最大消防用水量；V雨為最大降雨量；V3為事故廢水收集系統凈空容量。

《水體污染防控緊急措施設計導則》和《事故狀態下水體污染的預防與控制技術要求》的計算方法見下式：

V1為最大儲罐或裝置物料量；V2為消防水量；V3為可以轉輸到其他儲存設施的物料量；V4為生產廢水量；V5為降雨量。

段學華[19]將《化工建設項目環境保護設計規范》和《事故狀態下水體污染的預防與控制技術要求》的計算結果進行比對，結果表明，對于罐區用公式（1）計算的應急事故水池容積超出用公式（2）計算的容積474 m3，主要是由于進入事故排水系統的降雨量的差別所致；對裝置區使用公式（1）計算的應急事故水池容積超出公式（2）計算的容積550m3，計算結果的差異除了降雨量的差別，還包括生產廢水量。

建議統一按《化工建設項目環境保護設計規范》規定核算，并留有10%的富余度。應按照或參照《化工建設項目環境保護設計規范》等國家標準和規范要求，設計有效防止泄漏物質、消防水、污染雨水等擴散至外環境的收集、導流、攔截、降污等環境風險防范設施。該規范是國家標準，具有權威性，凡涉及危險化學品和環境風險物質排放的企業，均可按此標準確定應急事故水池容積。

5.1.3 消防污水的影響

《消防給水及消火栓系統技術規范》規定了可燃液體（甲、乙、丙類）儲罐、液化烴儲罐、甲類液體、液氨儲罐、海港油品碼頭、裝卸液化石油氣船碼頭、糧食土圓囤、席穴囤等場所消火栓和固定冷卻水系統的火災延續時間不應小于6h，《事故狀態下水體污染的預防與控制技術要求》也規定石油化工企業中間事故緩沖和末端事故緩沖設施設計消防歷時6～8h，水環境敏感程度較高的末端事故緩沖設施容積設計消防歷時按8～12h。但是2015年“4·6”福建古雷PX事件消防滅火56h、“4·21”南京揚子石化乙二醇裝置爆炸燃燒近30h、“7·16”山東日照石大科技石化液態烴球罐爆燃滅火近24h、“12·28”福州鑫達鞋業火災歷時10h等都超過設計值。以文獻[19]為例，按規定的消防給水量罐區滅火時間為6h、冷卻時間為4h，最大消防水量為5553m3，按上述案例滅火時間計算，消防水量分別為51 828m3（56h）、27 765m3（30h）、22 212 m3（24h）、9255m3（10h），僅消防水量就大大超出6000～6500m3設計應急事故水池容積。可見，應急事故水池的容積受消防污水的影響很大。因此，消防歷時取值不得小于《消防給水及消火栓系統技術規范》規定的火災延續時間，而水環境敏感程度較高的容積設計消防歷時應按8～12h，甚至按同類企業曾經發生事故的實際消防歷時取值。

5.1.4 降水量的影響

《化工建設項目環境保護設計規范》要求取當地最大降雨量有小時、日、年之分。如按設計暴雨強度計算，不同降雨歷時和暴雨強度的重現期取值計算結果差異很大。《事故狀態下水體污染的預防與控制技術要求》規定取平均日降雨量明顯小于《化工建設項目環境保護設計規范》結果，應急事故水池的容積也相應偏小。研究表明，一般降雨量可取當地三年一遇的最大降雨量，對于水環境敏感程度較高的按五年一遇的最大降雨量，歷時盡量與消防滅火歷時一致。石油化工類企業可取平均日降雨量，但是歷時不得小于8～12h。

5.2 工業園區應急事故水池容積的確定

劉思超[20]介紹，化工園區公共應急事故水池可以按《水體污染防控緊急措施設計導則》中的公式即公式（2）進行計算，罐組收容能力可按公式（3）進行計算。所存在的問題，一是企業已經按規范要求設置了應急事故水池，再建一套屬于重復建設；二是園區內企業眾多，按哪個企業的基礎資料進行計算，也值得商榷。

式中，V為有效容積，m3；S為防火堤內面積，m2；S1為防火堤內儲罐基礎占地面積，m2；H為防火堤實際高度（從堤內地坪起），m；V1為罐組內除儲罐外的其他設施占用體積，m3。

程慧敏[13]在土地緊張的情況下，選用“石化導則法”事故池建設模式。在總容量不變的前提下，將應急事故水池分成若干個小池子，以便根據污水實際流量合理利用。在土地條件允許的情況下，可選擇“最大事故法”事故池建設模式，最大程度地保障化工園區事故狀態下污水的有效收集。兩種化工園區應急事故水池建設模式見下面的公式：

式中，（V1+V2-V3）max為不同罐組或裝置最大值；（V1+V2-V3）min為不同罐組或裝置最小值；V雨為平均日降雨量；V1為罐組或裝置的物料量；V2為發生事故儲罐或裝置的消防水量；V3為轉輸到其他儲存設施的物料量；V4為進入該收集系統的生產廢水量。

工業園區設置公共應急事故水池的對象是在發生重特大事故時收容超出企業處理能力的污水。根據國內部分園區多起企業火災的案例分析，工業園區應急事故水池容積的確定，可參考《化工建設項目環境保護設計規范》和《事故狀態下水體污染的預防與控制技術要求》的計算方法，應以國內同類企業實際滅火時間——設計消防歷時計算。最大降雨歷時應按實際滅火時間核定，降雨量一般可取當地三年一遇的最大降雨量，對于水環境敏感程度較高的按五年一遇的最大降雨量。

5.3 市政和水源保護區應急事故水池容積的確定

張海洋[4]設計了市政污水處理廠應急事故水池容積，見下式：

式中，Ve為事故水池有效容積；t為應急時間；Q為max-max高峰期應急流量；L為主干管高污染區長度；Av為主干管高污染區平均有效水力面積。

錢經緯[21]研究了高速公路穿越水源保護區應急事故水池體積計算，見公式（7）。建議在高速公路穿越起伏較大的山嶺時應急事故水池體積設計不要超過2000 m3，以減少雨水處理站擋土墻的建設造價。設計前先按2000m3應急事故水池體積反推最大收水長度，根據線路平面、縱斷面圖來劃分收水范圍。

式中，L1為收水長度；B為收水長度內的道路寬度或者橋梁寬度；L2為當地40min最大降雨量。

馮榮煊[10]介紹，在穿越一級、二級水源保護區道路兩側共設置2組隔油沉淀應急事故水池，每個容積為63 m3。

上述研究表明，目前的標準、規范和研究報道均不能滿足不同類型工業企業應急事故水池容積的需求，應該制定可涵蓋不同類型工業企業應急事故水池容積的計算方法的專項應急事故水池標準。

6 結語

目前，我國在應急事故水池的定義、功能、類型、布局、容積、消防歷時和降雨量取值等方面均存在一定問題，各項標準、規范提法不一、寬嚴不均，建議在“十三五”期間，盡快開展專題研究，根據不同企事業單位、工業園區各自的特點擬定綜合應急事故水池技術規范，以滿足各行各業的需求。

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Research on the Current Situation of Emergency Accident Pool and Its Improving Suggestions in China

BIAN Guiguo
(Fujian Provincial Department of Environmental Protection, Fuzhou 350003)

In China, the establishment and setting of technical specifcations on emergency accident pool is blank so far. With the statistical analysis of national and industrial standards and on-the-spot investigations, we found that current emergency accident pool has problems on its defnition, function, layout, type, volume, fre-control duration and rainfall etc., as well as the lack of ability in collecting and processing different types of sewage under emergent environmental incidents. Therefore, a set of technical specifcations on emergency accident pool suitable for different enterprises, institutions and industrial parks should be studied and established as soon as possible. Researches indicated that all the enterprises and institutions should set up emergency accident pool if they produce, use or store hazardous chemicals or environmental-risk materials and discharge pollutants that may cause marked decrease of environmental quality and threaten the public health conditions. Emergency accident pool should have basic properties such as permanency, specificity, self-flow type, large-scale tank volume, anticorrosion, anti-leakage and so on. Fire-control duration is the leading factor on the volume of emergency accident pool, which should be set with the maximum designed value. Maximum rainfall also has large effects on the volume of emergency accident pool that should be calculated based on 8 to 12 hours of rainfall or referred to maximum designed value of frecontrol duration. Emergency accident pool in industrial park should be placed in the low-lying area for easy collection with the proper volume well-considered with the fre fghting water volume in actual cases in recent years. However, to build a threelevel defense system of public emergency accident pool among enterprises and in the industrial park is undoubtedly a more effective way dealing with emergent water pollutions.

emergency accident pool; function; layout; volume

X507

1674-6252（2017）02-0091-05

A

10.16868/j.cnki.1674-6252.2017.02.091

福建省環保廳2014年度重點科技項目。

責任作者： 邊歸國（1952—），男，教授級高級工程師，主要研究方向為環境應急管理，E-mail: bbyggepb@163.com。