環境應急水池布局的研究

邊歸國 潘文斌

（1 福建省生態環境廳 福建福州 350003 2 福州大學環境與資源學院 福建福州 350108）

0 引言

2006 年，原國家安全生產監督管理總局、原國家環境保護總局 《關于督促化工企業切實落實好幾項安全環保重點工作的緊急通知》（安監總危化〔2006〕10 號）文件提出：對化工企業審查的重點之一是項目設計方案是否有事故池或緩沖池等事故狀態下“清凈下水”的收集、處置措施。 沒有收集、處置措施的都要補充設計予以完善，與主體工程設施一并建設和驗收。此后，全國各地開始興建事故池。 由于工業企業生產規模和工藝不同，相當一部分老企業受場地條件和造價等方面的影響，事故池的設計、建設不規范。 甚至很多新建項目，建設單位僅從總體布置考慮，擔心事故池構筑物影響美觀，就將事故池設置在空地或不被注意的廠區角落里。因為企業沒有單獨設置1套事故排水收集管網接到事故池，一旦發生事故，污水得不到及時收集，就會從雨水管網排放到外環境造成污染。

目前我國沒有專項的環境應急水池的設計規范， 已經頒發的有關技術標準和規定也不盡相同。 經過環境應急水池定義與功能［1］、環境應急水池的類型與結構［2］等前期研究［3-4］，通過對相關技術標準和規范中的環境應急水池的布局方法以及研究報道的深入分析， 提出在緊鄰裝置或罐區、 雨水管網末端、與污水處理廠配套、在低洼處以及綜合設置等建設環境應急水池方案， 為我國制定環境應急水池的設計技術規范打下基礎。

1 臨近涉水風險源

中國石油天然氣集團公司頒發的 《水污染應急防控技術指南（試行）》（質安字〔2006〕100 號）較早提出“三級防控”機制要求。 其中第二級防控措施是在產生劇毒或者污染嚴重污染物的裝置或廠區設置事故緩沖池，切斷污染物與外部的通道、導入污水處理系統，將污染控制在廠內，防止較大生產事故泄漏物料和污染消防水造成的環境污染。 事故緩沖池的設計和建設，應當按照臨近裝置區、罐區，總體考慮事故緩沖池平面布置。

《水體污染防控緊急措施設計導則》（中石化建標〔2006〕43 號）提出，應結合全廠總平面布局、場地豎向、道路及排雨水系統現狀，以自流排放為原則合理劃分事故排水收集系統。 非可燃性對水體環境有危害物質的儲罐應設置圍堰或事故存液池，用于收集泄漏物料，圍堰或事故存液池有效容積不宜選于罐組內1 個最大儲罐的容積。 應設置能夠儲存事故排水的儲存設施。 儲存設施包括事故池、事故罐、防火堤內或圍堰內區域等。《港口工程環境保護設計規范》（JTS 149—1—2007）明確指出， 裝卸油品和液體化工品的液體散貨碼頭應配置環境污染應急設施；儲罐區的事故消防污水應收集處置。 《硫酸企業環境風險等級劃分》（環發〔2011〕106 號）規定，各類儲罐配有容積充足的圍堰和事故廢水收集池。 《粗鉛冶煉企業環境風險等級劃分》（環發〔2013〕39 號）要求各類儲罐配有容積充足的圍堰和事故廢水收集池，事故應急設施配備完善。 《人造板工程環境保護設計規范》（GB/T 50887—2013）要求，化學品儲罐（槽）區火災消防水應設收集池。 《有色金屬工業環境保護工程設計規范》（GB 50988—2014）提出，貯存和使用含重金屬的液體和液氯、酸、堿等有害化學品的場所必須設置事故池。 《石油庫設計規范》（GB 50074—2014）要求：某個罐組的專用隔油池需要布置在該罐組防火堤內，其容積不應大于150 m3，與儲罐的距離可不受限制。 《發酵類藥工業廢水治理工程技術規范》（HJ 2044—2014）規定，在生產車間應單獨設置染菌倒罐廢液事故收集池（罐）。 中國石油化工集團公司企業標準《石化企業水體環境風險防控技術要求》（Q/SH 0729—2018）規定：酸性水、堿渣、酸堿、液氨、苯等環境風險物質儲罐及生產污水儲罐應設置防火堤或事故存液池， 泄漏時不得進入全廠事故排水系統； 防火堤或事故存液池的有效容積不宜小于罐組內1 個最大儲罐的容積，并設置提升設施和固定管道，將泄漏的物料轉運到相鄰的同類物料儲罐。 《水運工程環境保護設計規范》（JTS 149—2018）要求，危險貨物集裝箱堆場必須設置獨立的應急處置池，容積不應小于40 m3。

在臨近涉水風險源設置環境應急水池， 最突出的優勢是容易實現重力自流并有利于及時收集事故排水， 以防止到處漫流。 不過對于一些大中型企業，臨近涉水風險源設置環境應急水池可能距離企業工業污水處理場（站）較遠，暫存的事故污水也許要通過較長距離的壓力管道輸送到工業污水處理場（站）進一步處理。

2 與污水處理廠配套

《水污染治理工程技術導則》（HJ 2015—2012）明確規定，工業廢水處理系統中應考慮設置事故應急池。 《焦化廢水治理工程技術規范》（HJ 2022—2012）要求，焦化廢水治理工程應設置事故池。 《制糖廢水治理工程技術規范》（HJ 2018—2012）提出，制糖廢水治理工程應設置事故池，事故池可以單獨設置，也可與企業應急池合建。 平面布置圖見圖1。

圖1 甘蔗制糖廢水處理工藝流程圖

《制漿造紙廢水治理工程技術規范》（HJ 2011—2012）規定，制漿造紙廢水治理工程設置的事故池內應設置提升泵，宜將事故排放廢水均勻排入綜合廢水處理工程的初沉池或調節池中。《醫院污水處理工程技術規范》（HJ 2029—2013）規定，醫院污水處理工程應設應急事故池， 以貯存處理系統事故或其他突發事件時的醫院污水。 《染料工業廢水治理工程技術規范》（HJ 2036—2013）要求，染料工業廢水治理工程應設置事故池。 《味精工業廢水治理工程技術規范》（HJ 2030—2013）明確規定，味精工業廢水治理工程應設置事故池，因廢水處理設施操作失誤、非正常工況、停電等事故造成廢水排放和濃度異常時， 應排入事故池。 《人造板工程環境保護設計規范》（GB/T 50887—2013）要求，廢水處理應設事故池。 《電子工程環境保護設計規范》（GB 50814—2013）規定，廢水處理構筑物事故池有效容積不宜小于最大一種廢水處理能力6 h 的排水量；當事故池與消防排水收集池合建時， 其容積不應小于一次消防產生的排水量。 《淀粉廢水治理工程技術規范》（HJ 2043—2014）提出，當調節池兼做事故排放池時，其容積計算應考慮事故排放的容量。 《采油廢水治理工程技術規范》（HJ2041-2014）規定，采油廢水處理場（站）內應設置事故池。 當采出水系統內有可用的事故池，也可不另設事故池。 發生事故時，應將廢水排至事故池。《石油煉制工業廢水治理工程技術規范》（HJ 2045—2014） 規定， 廢水處理場應設置事故水儲存設施。 事故水罐（池）的容積根據來水系統管網的設置情況考慮，當無法取得上述資料時，可按8 h～12 h 的設計水量。廢水處理場事故水罐（池）應設置至全廠應急池（罐）的自流或泵送管道。 《飲料制造廢水治理工程技術規范》（HJ 2048—2015）規定，調節池兼廢水事故池至少保證1 d～2 d 的廢水容量。 《燒堿、聚氯乙烯工業廢水處理工程技術規范》（HJ 2051—2016）要求，廢水處理工程應設置事故池。 《銅冶煉廢水治理工程技術規范》（HJ 2059—2018）明確，銅冶煉廢水處理工程應設置事故應急防范設施。《銅鎳鈷采選廢水治理工程技術規范》（HJ 2056—2018） 指出，銅鎳鈷采選廢水治理工程應設置事故應急防范設施。 《鉛冶煉廢水治理工程技術規范》（HJ 2057—2018）要求，鉛冶煉廢水治理工程應設置事故應急防范設施。 《磷肥工業廢水治理工程技術規范》（HJ 2054—2018）提出，廢水處理站應設置事故池。《化工建設項目環境保護設計標準》（GBT 50483—2019） 要求，污水處理場（站）應設置污水緩沖池或事故水池，暫存非正常工況下超過進水標準的污水以及當處理系統發生故障時產生的不合格的污水。 《紡織染整工業廢水治理工程技術規范》（HJ 471—2020）明確要求，廢水治理工程科設置單獨的應急事故池，亦可與紡織染整企業的綜合事故應急池合建。 生產事故或廢水治理設施非正常運行的生產廢水、 消防排水及事故期間的降雨應排入事故應急池。

與污水處理廠配套建設環境應急水池的優勢有3 方面：①可以及時收集因廢水處理設施操作失誤、非正常工況、停電等事故造成廢水排放和濃度異常時的廢水； ②可以收集突發事件排出的含有泄漏物以及施救過程中產生的含有其他有毒有害物質的生產、清凈、降雨（雪）和消防等污水；③事故結束后，暫存在環境應急水池的污水可就近通過污水處理廠處置。

3 低洼處

《石油庫設計規范》（GB 50074—2014）要求：庫內應設置漏油及事故污水收集系統， 漏油及事故污水收集宜布置在地勢較低處， 應采取隔油措施。 《石油化工企業設計防火規范》［GB 50160—2008 （2018 年版）］規定，事故水池和雨水監測池宜布置在廠區邊緣的較低處，可與污水處理場集中布置。 《化工建設項目環境保護設計標準》（GBT 50483—2019） 規定，化工建設項目應（表示嚴格，在正常情況下均應這樣做）設置應急事故水池；應急事故水池宜（表示稍有選擇，在條件許可時首先應主要做）采取地下式。 《化工園區事故應急設施（池）建設標準》（T/CPCIF 0049—2020）化工園區事故應急設施（池）宜布置在較低處，宜靠近化工園區污水處理廠。

陳劍容等［5］認為，靠自流方式收集的地下式應急事故池其可靠性較地上式要大得多。 因為地上式應急事故池對提升泵的機械可靠性和電源可靠性要求都很高，為了可靠起見，泵的流量安全系數取得很大，泵的功率就很大。 如果匯雨水面積較大，這個問題就更突出。 樊旭［6］結合陽煤晉華氣體工程有限公司焦化工程項目的三級防控體系， 在廠區東南處地勢較低處設置事故池，保證事故水能重力流入事故池內。 應急緩沖池是長慶油田站庫第三級防控設施，油田共建設應急緩沖池50 余座，設置于站庫內或站庫外適宜位置，用于接收存儲站庫事故狀態下泄漏物料、污染消防水及污染雨水。 通過應急緩沖池的建設，確保站庫事故狀態下的污水全部處于受控狀態，防止對環境造成污染。 應急緩沖池結合站場總平面布置、工藝流程等因素合理布置， 由于應急緩沖池是用來收集事故狀態下站場及儲罐區的事故污水，一般均為重力流，因此應急池宜布置在站場地勢較低處，便于收集事故污水［7］。 海上事故池的建設是適應國內臨海大型儲油基地及化工園區發展新的突破性成果。 大連港海上終端事故池是港區事故水收集系統按“三級防控” 設計中的最后一道防線，用于容納前二道防線溢出的事故水，其設計容量為10 萬m3。 新港區域罐區眾多，地勢高低不平，排海口分散，收集水難度極大。 以下3 個因素，導致無法在陸域建設大型終端事故池： ①現有陸域沒有位置建設足夠容量的事故池；②罐區內油化品設施集中，在陸域建設特大型事故池將帶來新的安全隱患； ③為保證事故水收集的安全可靠性，在整個事故水收集流程中，不設任何機械提升設備，按照重力流收集的原則進行方案設計， 這就要求終端事故池需布置在區域海拔位置最低處。 根據港區區域特點，因地制宜，采取分區收集、 終端匯集的布局方式在排海口位置建設事故池是較好的選擇［8］。

在高差較大的企業內， 應急事故水池大多建設在廠區最低洼處，便于污水自流。 重慶長壽化工園區企業充分地利用地形地貌，在相對低洼處建設環境應急水池，有效地收集各類突發事件產生的污水。

4 廠界雨水管網末端

《石化企業水體環境風險防控技術要求》（Q/SH 0729—2018）規定：事故排水系統宜與雨水系統合建。 有條件或項目環境影響評價報告要求時，可設置獨立的事故排水系統。 事故排水系統與雨水系統合建時，事故排水系統設置宜根據地形、廠區平面布置、道路、雨水系統等因素綜合考慮，以自流排放為原則，合理劃分多個獨立的、可切換的事故排水匯水區。 事故排水區域收集系統應設置切換設施或區域事故排水儲存提升設施，將事故區域的事故排水切換、收集到全廠事故排水儲存設施或通過提升泵轉運到全廠事故排水儲存設施， 盡量減少事故區域的匯水面積。 《橡膠工廠環境保護設計規范》（GB 50469—2016）要求，突發事故產生的廢水應排入事故水池，設有初期雨水收集池的可兼做事故水池。 《石油化工企業設計防火標準》［GB 50160—2008（2018 年版）］規定：事故水池和雨水監測池宜布置在廠區邊緣的較低處。 邵武某企業雨水總排放口、初期雨水和應急池切換閥以及水池見圖2。

陳慧茹等［9］擬定的應急設施運行路線首先是溢出圍堰／罐區的事故污水進入分廠區內的突發環境事件應急池 （罐），若分廠應急池（罐）容量不足，則排入企業總排前的綜合性應急池內。 企業雨排系統的清凈雨水在正常工況下，經該區雨水排水管網直接外排；突發環境事故狀態下，廠前區雨水經切換閥至雨水收集池后進入污水處理站； 生產區和罐區雨水單獨收集后經應急池進入污水處理站處理。 孫繼廣［10］根據化工消防水流不特定性和組織排放性的特點， 設計消防水室內外排放至廠區內的雨水口， 通過雨水口有組織地排放到雨水管網的末端，同時應兼顧考慮正常下雨水的排放。 在雨水管網的末端設閥門切換，在正常下雨時，雨水管網收集潔凈雨水，潔凈雨水通過重力流進入市政雨水管網。 著火時，就關閉外排雨水閥門，打開事故進水閥門，消防污水全部進入事故池。 根據雨水收集口水量對消防水進行有組織地排放， 使消防水能夠被送到雨水管網的末端。 在化工廠發生火災時，消防水的進入會導致雨水管網內出現被污染的消防事故水， 此時就要及時對外排的雨水閥門進行關閉處理， 同時要將事故池的進水閥門打開，才能確保消防事故水能夠全部進入事故池內。 冷琴等［11］結合《中國石油廣西石化1 000 萬t／年煉油工程》項目，充分利用有效資源， 在煉油廠內不另行鋪設專門用于輸送事故污水的管道，而是利用雨水管道進行輸送。 當發生特大事故污水處理廠不能處理時，把事故水切換至雨水管道系統中，通過雨水管道輸送至事故池中儲存。 當事故結束后，經過檢測，不合格的事故水輸送至污水處理廠進行處理。 達標的事故水，通過雨水管道外送。

圖2 雨水總排放口、初期雨水池和應急池

環境應急水池設置在廠區雨水管網末端附近、 地勢相對較低的地方，有利于利用重力流收集事故排水，同時減少了專用事故污水輸送管道的建設費用。 但將全廠雨水管網匯集到一個排水口并全部納入環境應急水池，可能其容積將很大，不僅占地面積較大，土建投資也有所增加。 不過通過合理的廠區雨水管網的分隔，分流非事故區域的雨水，環境應急水池的容積將明顯減少。

5 結果與討論

目前有關企業環境應急水池的建設多種多樣， 最終目的就是阻止事故污水排放對環境的污染。

按照就近就便的原則結合“三級防控”機制，環境應急水池的布局可以劃分二部分。 首先在使用或生產涉水環境風險物質的裝置或罐區附近設置事故緩沖池， 可以實現重力自流并切斷污染物與外部的通道、導入污水處理系統，將污染控制在小范圍內， 防止生產事故泄漏物料和消防污水造成的較大環境污染。 其次是在雨水總排放口前或污水處理廠終端建設終端環境應急水池，作為事故狀態下的儲存與調控手段，將污染物控制在廠內， 防止事故泄漏物料和消防污水造成的嚴重環境污染。

作為大中型企業， 應分別建設事故緩沖池和終端環境應急水池。 小型企業可以結合實際，在雨水總排口或污水處理場附近建設環境應急水池。