大型化工企業收集池的設計探討

楊麗娜

北京石油化工工程有限公司西安分公司 陜西 西安 710075

隨著中國經濟的持續發展,工業化進程的不斷增加,環境污染日益嚴重,國家對環保的重視程度也越來越高。對于化工企業而言,有些系統的水需收集處理。一、由于化工企業在生產、維修過程中存在不同程度的跑、冒、滴、漏現象,工藝裝置區及儲罐區地面很容易存在化學品污染,并隨著降雨沖刷進入地表徑流[1],從而導致初期雨水的COD、SS等污染物濃度超標[2],若此部分水不進行收集,必然對企業周圍環境造成污染,因此,初期污染雨水通過圍堰排水溝后經管道收集至初期雨水池。二、化工企業發生消防事故時,物料也會泄露至地面,污染水體。因此,石油化工企業事故水池的設計已作為強制措施進行貫徹實施[3]。事故水通過雨水管道進行收集至事故水池。三、部分省份不允許雨水外排,這時需設置雨水收集池,檢測合格外排至附近水體中,不合格則提升至污水處理場。四、循環水系統的沖洗、預膜所采用的藥劑若直接排放水體,對水體也存在一定的污染,此部分水收集至雨水收集池,最后提升至污水處理場。因此,上述收集池的設計對廠區的占地、系統的規劃、管道的布置尤為重要。

本文主要對集水池容積的確定方法進行探討。

一、初期雨水收集池容積確定

1.污染區的劃分。生產裝置區圍堰內、化工原料罐區、儲罐閥組區、泵區視為污染區,其余視為非污染區；火炬回收設施及火炬設施所有的閥組區、泵區視為污染區,其余視為非污染區；汽車裝卸設施及洗槽站視為污染區；所有道路、綠化及屋頂視為非污染區；循環水場、凈水場、供熱裝置、脫鹽水站、變電所、控制室等生產輔助設施均視為非污染區。

2.初期雨水的收集。污染區初期雨水應先通過污染區四周設置的圍堰,有組織的將這部分污染雨水收集到初期污染雨水收集池中(大項目分裝置設置初期雨水池,小項目設置一個初期雨水池即可)。進入初期雨水池內的初期污染雨水,經提升送入污水處理場集中處理。

3.初期雨水池容積的計算。方法一：根據《石油化工企業給水排水系統設計規范》(SH3015—2019)[4]第6.3.3.a條,一次初期雨水總量宜按污染區面積與15mm～30mm降水深度的乘積計算。

方法二：根據暴雨強度公式計算,污染區面積一定的前提下,收集下雨初期15分鐘的降雨量。

容積同時應滿足《石化企業給排水規范》初期雨水調節的停留時間為12～72h。通常采用方法一進行計算,方法二進行校核。

二、消防事故水池容積的確定

消防事故水通常利用雨水管網進行收集,在雨水管網的末端設置切換設施,將消防事故水切換至消防事故水池中,確保發生消防事故后的污染水不會外排。

根據《事故狀態下水體污染的預防和控制規范》(Q/SY08190—2019)[5]石油化工企業應建立完善的水體污染事故三級防控體系。當發生火災時,在污染區的大量事故消防廢水,首先進入圍堰內的明溝進行收集,作為污染防控的第一道措施。初期污染雨水收集池,作為污染防控的第二道措施。當初期污染雨水收集池溢流時,則通過雨水排水系統,重力流排至消防事故水池中,作為污染防控的第三道措施,以此杜絕消防事故后的水引起的水源污染。為了不增加污水處理場的沖擊負荷,分期分批、小流量的將消防事故水池的水送至污水處理場處理,當水質合格時,直接排放。

消防事故水池的容積,依據《事故狀態下水體污染的預防和控制規范》中的要求計算。

事故水池總有效容積：V總=(V1+V2-V3)max+V4+V5

V1—流入事故水池的物料量,m3；

V2—發生事故時,流入事故水池的消防水量,m3；

V3—發生事故時可以轉輸到其他儲存或處理設施的物料量,m3；

V4—發生事故時仍必須進入該收集系統的生產廢水量,m3；

V5—發生事故時可能進入該收集系統的降雨量,m3；

此公式事故水池容積的計算公式最受爭議的為消防水容積的確定,根據該規范5.5.1條,設計消防歷時按不低于6h計算,可放大至8h。由于消防時候消防車上自帶水箱或者借用生產水繼續進行滅火,因此,在事故水池容積計算時火災延續時間應取6h～8h。

三、后期雨水收集池的容積確定

后期雨水收集池主要包括兩部分清凈雨水,第一部清凈雨水主要用于收集和排放輔助設施、公用工程設施等非污染區雨水,第二部分清凈雨水主要是污染區的后期雨水,清凈雨水以重力流收集至清凈雨水排水系統。

循環水系統沖洗預膜排水通過雨水管道排放至雨水收集池,經提升送入污水處理場集中處理。

后期雨水收集池的容積計算目前無具體規范規定,根據多年項目經驗可采用暴雨強度公式分時間段(5min/段)雨量累加進行計算,雨量大的地區時間長些,雨量小的地區時間短些。同時雨水收集池容積可容納循環水沖洗預膜的全部水量。

四、結語

初期污染雨水、消防事故水、循環水沖洗預膜水以及后期“清凈”雨水的收集處理是環評重點關注對象,也是項目污染防治的重要組成部分,大型化工項目中這幾類水池容積較大,占地面積大,費用較高,因此合理的確定容積對整個項目建設成本控制而言至關重要。

1)初期雨水池容積采用降雨深度15mm～30mm計算,暴雨強度公式進行校核。

2)消防事故水池容積采用依據《事故狀態下水體污染的預防和控制規范》(Q/SY08190—2019)中的要求計算。

3)雨水收集池容積采用暴雨強度公式分時間段(5min/段)計算,且滿足循環水系統沖洗預膜的水容積要求。