工業企業初期雨水收集與管理規范化研究

湯錄昌

(龍巖市漳平環境監測站,福建 龍巖 364400)

1 概述

隨著生態文明建設的不斷推進,人民群眾對水環境質量的要求越來越高。數據顯示,2022年全國地表水環境質量Ⅰ～Ⅲ類水質比例為87.9%,主要江河水環境質量Ⅰ～Ⅲ類水質比例為90.2%;福建省主要流域Ⅰ～Ⅲ類水質比例為98.7%,其中Ⅱ類以上占55.5%,水質狀況良好?，F階段,工業廢水基本得到了有效處理,雨水徑流是造成地表水質波動的一個重要因素。做好初期雨水(污染雨水)的收集與治理,是城市建設、環境管理、穩定水質的重要抓手。同時,初期雨水的排放也納入了環境影響評價及環境管理的相關要求,但各標準、規范對初期雨水的論述、收集方法及處置表述不盡相同。為指導工業企業的雨水排放管理,提升工業企業水污染防治能力,防范水環境風險,改善區域水環境質量,本文就初期雨水的環境管理要求提出可行性建議。

2 初期雨水(污染雨水)的定義

在不同標準、規范中對受污染的雨水有不同的表述,主要為“初期雨水”和“污染雨水”。《無機化學工業污染物排放標準》(GB 31573—2015)中對“初期雨水”的定義是無機化學工業企業生產區內特征水污染物超過本標準規定的直接排放限值的徑流雨水［1］;《石油化學工業污染物排放標準》(GB 31571—2015)、《石油煉制工業污染物排放標準》(GB 31570—2015)及《石油化工環境保護設計規范》(SH/T 3024—2017)中對“污染雨水”的定義是石油化學(石油煉制)工業企業或生產設施區域內地面徑流的污染物濃度高于本標準規定的直接排放限值的雨水［2］;《石油化工給水排水系統設計規范》(SH/T 3015—2019)對“初期雨水”的定義更為簡單,為降雨后初期產生的有一定污染的雨水徑流［3］。

3 相關規范對初期雨水的要求

3.1 環評導則對初期雨水的要求

《環境影響評價技術導則 地表水環境》(HJ 2.3—2018)要求廠區存在堆積物(露天堆放的原料、燃料、廢渣及垃圾堆放場)、降塵污染的,應將初期雨水納入廢水排放量,相應的主要污染物納入水污染當量,污染負荷的確定要求含雨水排放口的污染物源強［4］;《建設項目環境風險評價技術導則》(HJ 169—2018)要求廠區應設置事故廢水收集的應急儲存設施,以滿足事故狀態下收集泄漏物料、污染消防水和污染雨水的需要［5］。

3.2 環評文件審批原則對初期雨水的要求

《煤炭采選建設項目環境影響評價文件審批原則(試行)》要求選煤廠煤泥水應實現閉路循環,工業場地初期雨水應收集處理;《機場建設項目環境影響評價文件審批原則》針對生活污水、油庫區初期雨水、機修廢水等污(廢)水,提出了收集、處置措施和應滿足的相應標準要求,明確了回用、綜合利用或排放的具體方式;《石化建設項目環境評價文件審批原則》和《現化煤化工建設項目環境評價文件審批原則》要求污染雨水須收集處理;《鋼鐵/焦化建設項目環境評價文件審批原則》要求焦化建設項目須配套建設初期雨水收集裝置;《港口建設項目環境評價文件審批原則》針對沖洗污水、初期雨污水、含塵廢水、含油污水、洗箱(罐)廢水、生活污水等,提出了收集、處置措施。

3.3 排污許可證核發技術規范對初期雨水的要求

《排污許可證申請與核發技術規范總則》(HJ 942—2018)將廢水類別分為對應工藝(工序)的生產廢水、綜合廢水、生活污水、初期雨水、循環冷卻水等［6］;在《排污許可證申請與核發技術規范》中,煉焦化學工業(HJ 854—2017),電鍍(HJ 855—2017),銅冶煉(HJ 863.3—2017),鉛鋅冶煉(HJ 863.1—2017),原料藥制造(HJ 858.1—2017),氮肥(HJ 864.1—2017),農藥制造工業(HJ 862—2017),廢棄資源加工工業(HJ 1034—2019),紡織印染工業(HJ 861—2018),鍋爐(HJ 953—2018),生活垃圾焚燒(HJ 1039—2019),工業固體廢物與危險廢物治理(HJ 1033—2019),環境衛生管理業(HJ 1106—2020),無機化學工業(HJ 1035—2019),專用化學品制造工業(HJ 1103—2020),淀粉工業(HJ 860.2—2018),磷肥、鉀肥、復混肥料、有機肥料及微生物肥料工業(HJ 846.2—2018)、石化工業(HJ 853—2017)均在廢水類別中明確“初期雨水”為廢水,并提出了可行性治理技術;制革及皮毛加工工業(HJ 859—2017),屠宰及肉類加工工業(HJ 860.3—2018),方便食品、食品及飼料添加劑制造工業(HJ 1030.3—2019),酒,飲料制造工業(HJ 1028—2019),汽車制造業(HJ 971—2018),陶瓷磚瓦行業(HJ 9548—2018),水處理(HJ 978—2018),電子工業(HJ 1031—2019),中成藥生產(HJ 1064—2019),畜禽養殖行業(HJ 1029—2019),日用化學品制造工業(HJ 1104—2020)對雨水排放信息、監測、圖件等作出要求,但沒有對“初期雨水”提出治理的相關要求;水泥工業(HJ 847—2017)、工業爐窯(HJ 1121—2020)基本上對雨水沒有提出相關要求。

4 初期雨水收集池建設要求

相關設計規范中有對初期雨水作了一定的量化規定,初期雨水收集池的設計與建設可以參照。《化工建設項目環境保護工程設計標準》(GB/T 50483—2019)中明確規定,污染區域降雨初期產生的雨水,宜取一次降雨初期15～30min雨量,或降雨初期20～30mm厚度的雨量［7］;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)中對初期雨水的定義為剛下的雨水,一次降雨過程中前10～20min降水量［8］。

4.1 初期雨水池的收集范圍

初期雨水應收集全部污染區域,包括企業日常生產、物料和產品的裝卸、存儲及主要轉運通道,污染治理等過程中易產生污染物遺撒或徑流污染的區域。

4.2 初期雨水池的容積計算

①根據雨水收集時間計算。

依據《給水排水工程快速設計手冊—排水工程》,廠區初期雨水可按以下公式計算：

Q=ψ·q·F·T

(1)

式(1)中,Q為初期雨水排放量,單位：L;q為暴雨強度,單位：L/s·ha;ψ為徑流系數;F為匯水面積,單位：ha;T為收水時間,取15～30min。其中,徑流系數ψ可按《建筑給水排水設計標準》(GB 50015—2019)取值;暴雨強度q按《城市暴雨強度公式編制和設計暴雨雨型確定技術導則》確定。暴雨強度公式的表達形式為［9］：

(2)

式(2)中,A1、b、n、C為待求的參數,q為暴雨強度,單位：L/s·ha;P為重現期,單位：a,取值根據建筑物的重要程度、氣象特征等因素確定,可按《建筑給水排水設計標準》(GB 50015—2019)取值。t為降雨歷時,單位：min,取15～30min。

在實際工作中,可以直接引用當地住房和城鄉建設或氣象部門出具的當地暴雨強度公式。如福建省龍巖市新羅區暴雨強度計算公式為：

(3)

②根據降雨深度計算。

參考《石油化工污水處理設計規范》(GB 50747—2012)規定,初期污染雨水的降雨深度取15～30mm。根據降雨深度與各工藝裝置污染區面積的乘積確定一次降雨初期的污染雨水量［10］,計算公式如下：

V=Fh/1000

(4)

式(4)中,V為污染雨水儲存容積,單位：m3;h為降雨深度,取15～30mm;F為污染區面積,單位：m2。

5 初期雨水的環境管理要求

5.1 雨水的自行監測要求

5.1.1 監測頻次要求

在各規范中,根據雨水對環境的影響程度,將雨水的監測要求主要劃分為四種類型。一是排放期間按日監測,如石油化工工業、化學合成類制造工業、煉焦化學工業等;二是雨水排放口有流動水排放時按日監測,若監測一年無異常情況,可放寬至每季度監測一次,如電鍍工業、發酵類制藥工業、農藥制造工業、有色金屬工業等;三是雨水排放口有流動水排放時按月監測,若監測一年無異常情況,可放寬至每季度監測一次,如電池工業、固體廢物焚燒等行業;四是有流動水排放時按季度監測,若監測一年無異常情況,可放寬至每年監測一次,如儲油庫、加油站。

結合以上分類,不同行業的工業企業應根據自行監測技術規范要求,落實雨水自行監測。

5.1.2 采樣時間要求

對于采樣時間的要求,《排污單位自行監測技術指南 鋼鐵工業及煉焦化學工業》(HJ 878—2017)規定,在確保有流量的前提下,雨后15min內進行監測?！杜盼墼S可證核發技術規范 煉焦化學工業》(HJ 854—2017)、《排污許可證核發技術規范 電鍍工業》(HJ 855—2017)規定,在雨水排放口確保有流量的前提下,雨后15min內進行采樣;雨水排放口沒有流量時,可在廠內雨水收集池內進行采樣。其他規范未對采樣時間作出具體要求。

5.1.3 監測指標要求

各自行監測技術規范,對雨水的監測提出通用指標與特征指標的要求。

5.2 監測數據上報要求

在排污許可證對雨水填報有要求的,應及時在親清服務平臺填報初期雨水的收集方式、治理設施、排放去向和監測要求。

5.3 初期雨水池的管理要求

企業初期雨水收集池要設置閥門切換系統,當該企業收集的初期雨水已符合規定要求后(一般指初期雨水池已滿),須將進入初期雨水收集池的閥門關閉,打開排入雨水總管網的閥門,將清潔的雨水排入園區雨水總管網。平時,企業進入初期雨水收集池的閥門應當是“開”的狀態,進入雨水總管的閥門為“關”的狀態。雨后,需要將初期雨水池內的水泵送至企業或園區污水處理設施,將初期雨水處理后達標排放。不下雨的時候,要保持初期雨水收集池排空,確保在下雨的時候滿足初期雨水的收集需求。

6 對策建議

6.1 統一名稱

在各類標準規范中,對受污染的雨水有不同表述,主要為“初期雨水”和“污染雨水”。建議在各標準規范的制定過程中,按《環境影響評價技術導則 地表水環境》(HJ 2.3—2018)和《排污許可證申請與核發技術規范 總則》(HJ 942—2018)規范表述為“初期雨水”。

6.2 執行標準

鑒于《環境影響評價技術導則 地表水環境》(HJ 2.3—2018)將初期雨水納入廢水排放量,并計算污染當量。同時,根據2019年生態環境部部長信箱答復,企業雨水管理應嚴格執行該行業排放標準的相關要求,本文認為有行業標準的,初期雨水應執行行業標準;沒有行業標準的,執行污水綜合排放標準。

6.3 分級管理

加強初期雨水的防控是改善水環境質量、防范環境風險的一種手段,對于不同類型的企業應有不同的管理強度。建議劃分初期雨水重點行業與一般行業,根據《排污許可證申請與核發技術規范》相關依據,將石化、化工(除日用化學品)、煉焦、電鍍、原料藥制造、農藥制造、冶煉、印染等行業列為初期雨水管控重點行業,其它行業列為初期雨水管控一般行業。

對于初期雨水管控重點行業,一是結合環境風險評估,制定雨水管理制度,規范雨水排放行為,繪制管網分布圖,標明雨水管網、附屬設施,排放口位置和水流流向,標明廠區污染區域;二是建設雨水收集系統,包括導流溝、初期雨水截流裝置、初期雨水收集池,實現雨水收集系統全覆蓋;三是初期雨水應與廠區或可依托的污水處理系統相連通,以及時處理初期雨水;四是根據《化學工業污水處理與回用設計規范》(GB 50684—2011)規定,初期雨水池調蓄池排空時間宜小于120h［11］,建議初期雨水在5d內完成處理;五是無降雨時,除池體養護用水外,初期雨水收集池應盡量保持清空。

6.4 收集方式

初期雨水的收集方式可分全廠統一收集和分區收集兩種方式［12］。全廠統一收集適用于面積小、裝置區或儲罐區等污染區域較集中的廠區,其優點是方便運行管理;缺點是收集池位置受到限制,管網投入大且難以覆蓋全部污染區域,不同區域初期雨水徑流時間不同,導致遠端污染區的初期雨水還未到達初期雨水池,會被近端的后期雨水稀釋,起不到分流作用。分區收集是在每個污染區域附件單獨設置一個初期雨水收集池,適用于面積大,裝置區、儲罐區等污染區域較為分明的廠區,其優點是收集管線短,收集效果好;缺點是收集池多,運行管理難度大。

建議對于初期雨水集水區域遠端雨水,能在10min內匯入初期雨水收集池的,建議采用統一收集,其它則采用分區收集。

6.5 收集時間

《排污許可證核發技術規范 電鍍工業》(HJ 855—2017)規定,初期雨水的收集時間宜為15min;其它規范規定,初期雨水池容積正常要求收集15～30min的初期雨水,或者按降雨深度10～30mm設定。由于涉及行業、廠區面積不同,在初期雨水收集池設計過程中,應確保外排雨水不超標。建議重點行業盡量按保守設計,一般行業可以按節約化設計,但至少保證收集15min內雨量。

6.6 采樣時間

《排污許可證申請與核發技術規范》和《自行監測技術指南》中對采用時間有規定,從其規定。除此以外,其他行業采樣時間建議在初期雨水閥門關閉,雨水總排口開啟,在排放口確保有流量的前提下,5min內完成采樣,以確定雨水的排放濃度。

6.7 減輕初期雨水環境影響的控制措施

一是將污染區域與非污染區域分開,在設計初期,應將污染區域集中以減少初期雨水的收集范圍;二是建設封閉或半封閉的車間,減少物料堆場的起塵量;三是優化車間物流方式,粉塵物料盡量采用密閉管道輸送;四是加強企業環境管理,減少車間“跑、冒、滴、漏” 。