基于Bow-Tie方法的廢水處理站風險淺析

江成斌，程金平

(1.上海交通大學 環境科學與工程學院，上海 200240；2.通用電氣藥業(上海)有限公司，上海 201203)

近年來，國家在環境保護方面提出了越來越嚴格的要求和標準，這主要來自于以下幾個方面的原因：

一是國內出現的重大環境污染事件，在社會上產生了深遠的影響。例如2005年11月13日發生的松花江重大水污染事件，2007年太湖、巢湖和滇池爆發的藍藻危機，以及2014年常州外國語學校的“毒地”事件等等。這些事件無一例外都是當時的熱點，對受影響的居民產生了極大的負面影響。

二是國家能源戰略及經濟升級的需要。眾所周知，粗放型的經濟發展方式正在逐步被清潔、綠色的新方式所替代。新能源、綠色、天然氣等等詞匯早已進入到大家的視線中，越來越多的企業和個人也開始響應國家號召，接受并促進綠色環保的經濟增長方式。

三是公眾對環境保護認知的不斷提高，使得全社會都愈加關注環保問題。2015年2月前央視記者自費拍攝的霧霾深度調查片一上線，就在48h內被播放超過2億次。姑且不論該片的數據或研究方法嚴謹與否，但廣大民眾正是從此片開始認識霧霾的?！巴粑?，共命運”，使得人人開始關注身邊的環保問題。

作為企業，也同樣肩負著減少污染、改善環境的使命。很多企業除了在硬件上努力改善，同樣在類似管理方法的軟件上積極引入成熟經驗。今天說到的Bow-Tie方法及其應用正是如此。

1 Bow-Tie方法介紹

1979年，澳大利亞昆士蘭大學[1]首次提出了Bow-Tie模型，殼牌石油公司最開始將其用于商業實踐。因為改模型具有直觀、簡明的特點，近年來被廣泛應用于航空[2]、石油[3]、天然氣[4]等領域的風險分析與安全管理。其基本原理如圖1所示。

圖1 Bow-Tie示意圖

如圖所示Bow-Tie整體造型類似蝴蝶結，故也被稱為蝴蝶結模型。Bow-Tie以發生的“事件”為中心，基本概念如下：

“威脅”——即發生該"事件"的可能因素；

“后果”——在不同情況的“威脅”下，發生該“事件”可能產生的結果；

“屏障”——即通過什么手段可以避免“事件”的發生，也就是常說的預防措施；

“減緩措施”——采取一些可行的手段來降低該“事件”發生所產生“后果”的嚴重程度，即事故發生后的控制措施。

可以看到，整個Bow-Tie模型比較清晰地把事件發生的起因、后果，以及事前事后可采取的措施呈現出來，幫助在風險分析時找到薄弱環節進行有效控制。

2 Bow-Tie方法在廢水處理站風險分析中的應用

以本人所在的制藥工廠廢水處理站舉例，該廢水站使用酸堿廢水中和法。酸性廢水和堿性廢水是常見的一類工業廢水[5]。這些廢水若直接排放，會腐蝕管渠，損壞農作物，傷害魚類等水生生物，危害人類健康，也會破壞生物處理系統的正常運行，因此，必須妥善處置。

工廠所排放廢水呈弱堿性，日均排水量在350t/d，廢水收集池容積160m3，事故池容積80m3。按照《污水排入城鎮下水道水質標準》(GB/T 31962-2015)，pH限值為6.5～9.5。我們將“PH未達標”作為發生的事件進行分析，根據Bow-Tie模型，確定發生“pH未達標”的“威脅”，也就是可能的因素列舉幾項如下：

①藥液不足，無法添加調節；

②pH計失效，不能正確顯示；

③加藥泵故障，不能調節pH；

④酸堿大量泄漏造成廢水pH異常超標。

而“pH未達標“所造成的”后果"就是違規排放。按照Bow-Tie分析圖整理一下，如圖所示：

圖2 Bow-Tie應用圖

下面開始逐一分析“屏障”：

采取什么樣的措施可以避免“藥液不足，無法添加調節”？可以是設置液位計、定期檢查或者設置警報裝置；

同樣考慮什么措施可以避免“pH計失效，不能正確顯示”？定期校準或是可以采納的辦法。

“加藥泵故障，不能調節pH”，可以通過定期維保來控制；

“酸堿大量泄漏”，可以通過制定化學品泄漏應急預案、化學品二次盛漏等措施來控制。

對于違規排放的“減緩措施”，則將廢水抽到事故池進行重新中和；而對于處罰，只能通過主動溝通，積極整改來緩解。

圖3 Bow-Tie應用圖

根據Bow-Tie模型，我們將考慮到的各方面措施重新整理如圖3所示。這樣一來，我們就能夠清楚地看到對于“pH未達標”這一事件，其可能的威脅、后果，以及對于威脅所需要采取的屏障措施和減緩后果的手段。

3 結語

通過實際舉例使用Bow-Tie方法，我們可以將風險即“事件”可以通過圖形更加形象直觀地表現出來，這是Bow-tie的一個優勢。其次，為了能夠相對更加全面和系統地使用Bow-Tie分析方法，還有幾點額外的建議：

(1)Bow-Tie分析講究的是群策群力。針對每一個事件，一定要有實際操作者以及其他相關人員一起參與討論，通過“頭腦風暴”的形式，識別各種潛在“威脅”，并且針對“威脅”提出切實可靠的措施；

(2)每一個“屏障”措施，還可以繼續發展出新的“屏障”措施，來保障其運行有效。比如圖3提到的“定期校準”，那么通過什么手段可以確保做到了定期校準？我們可以考慮把這個任務輸入到企業維修常用的info EAM系統中進行提醒；對于減緩措施也是同樣；

(3)Bow-Tie分析方法僅針對單一事件分析較為合適，而對于多個原因同時引發的事件分析則需要進行大量的工作，其過程將會比較繁瑣。

綜上，本文通過列舉廢水處理過程中pH值未達標這一事件，使用Bow-Tie分析方法對其潛在風險、后果及其控制措施進行了描述，并繪制出了Bow-Tie模型。筆者認為，在面對單一事件中，Bow-Tie分析方法能較好的發揮其作用，也能夠分析出切實有效的控制措施，來起到整體風險控制的目的，具有較大的推廣價值。

[1] 陳玉超,蔣宏業,吳瑤晗，等.基于 Bow-tie 模型的城鎮輸油管道風險評價方法研究[J].中國安全生產科學技術,2016,12(6):148-152.

[2] 孫殿閣,孫 佳,王淼,等.基于Bow-Tie 技術的民用機場安全風險分析應用研究[J].中國安全生產科學技術,2010,6(4):85-89.

[3] 薛魯寧,樊建春,張來斌.海上鉆井井噴事故的蝴蝶結模型[J].中國安全生產科學技術,2013,9(2):79-83.

[4] 於孝春,賈朋美,張 興.基于模糊Bow-tie 模型的城鎮燃氣管道泄漏定量風險評價[J].天然氣工業,2013,33(7):134-139.

[5] 蔣展鵬.環境工程學[M].2版.北京：高等教育出版社，2005:171.