化工企業(yè)罐區(qū)水體污染事故預(yù)防與控制

王冬月，王爽莉

(中國中輕國際工程有限公司，北京 100026)

0 引言

隨著化工行業(yè)的發(fā)展，在化工企業(yè)中，為了滿足生產(chǎn)、存儲的需要，可燃液體物料罐區(qū)逐漸成了不可或缺的輔助生產(chǎn)設(shè)施，是原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的紐帶，在生產(chǎn)中起著非常重要的作用，幾乎存在于所有的化工輔助生產(chǎn)設(shè)施區(qū)中。在罐區(qū)的設(shè)計、運行和管理中，除消防設(shè)施外，罐區(qū)的排水設(shè)施也十分重要。在化工企業(yè)水體污染事故三級預(yù)防與控制體系中，罐區(qū)的排水設(shè)施屬于一級預(yù)防與控制體系的一部分，是整個體系的基礎(chǔ)。罐區(qū)排水系統(tǒng)分為污水系統(tǒng)和雨水系統(tǒng)兩部分，污水系統(tǒng)一般為生產(chǎn)污水，罐區(qū)內(nèi)是否設(shè)置污水系統(tǒng)是根據(jù)工藝系統(tǒng)需要而確定的；雨水系統(tǒng)包含初期雨水系統(tǒng)和清凈雨水，另外雨水系統(tǒng)可以兼做消防事故排水系統(tǒng)。本文就罐區(qū)排水系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計進行分析說明。

1 罐區(qū)污水系統(tǒng)設(shè)計

罐區(qū)污水系統(tǒng)設(shè)計相關(guān)規(guī)范(標(biāo)準(zhǔn))規(guī)定如表1所示。

表1 罐區(qū)污水系統(tǒng)設(shè)計相關(guān)規(guī)范(標(biāo)準(zhǔn))條文一覽表

罐區(qū)防火堤內(nèi)生產(chǎn)污水排放有三種形式，分別為暗管、暗溝、明溝，推薦采用暗管形式。暗溝是指蓋板上有覆土的溝槽，當(dāng)采用暗溝排水時，需要保證覆土厚度≥200 mm，是為了防止可燃氣體竄出，且保證溝蓋板不會被損壞或移動，進而減少外來因素對其影響。若非必須，不推薦采用明溝排水，這里所說的明溝包含有蓋板但無覆土的溝槽，這是因為明溝在外來因素影響下與火源接觸的概率大，著火蔓延速度快，撲救難度增加，另外明溝的蓋板容易因為火災(zāi)爆炸崩開，造成二次破壞。一旦采用明溝排水，應(yīng)確保每段明溝長度≤30 m 且相鄰兩段明溝之間的距離≥2 m。

罐區(qū)生產(chǎn)污水系統(tǒng)在出防火堤后依次設(shè)置閥門井、水封井、隔油池(內(nèi)設(shè)污水泵)或污水提升池。為了防止生產(chǎn)污水外滲對土壤和地下水等造成污染以及地下水內(nèi)滲導(dǎo)致井內(nèi)積水，排水構(gòu)筑物均采用混凝土井或鋼筋混凝土井。閥門井距離防火堤的凈距應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，以不影響防火堤基礎(chǔ)建設(shè)為前提；閥門井的設(shè)置通常參考國標(biāo)圖集05S502《室外給水管道附屬構(gòu)筑物》混凝土井；污水系統(tǒng)中閥門平時常閉，排水時開啟，一是防止泄漏的易燃和可燃液體流出堤外，二是防止?jié)崈粲晁M入污水系統(tǒng)，增加污水處理設(shè)施壓力。水封井水封高度不得小于250 mm，水封井設(shè)置一般參考國標(biāo)圖集23S519《小型排水構(gòu)筑物》鋼筋混凝土室外水封井，或參考SH 3034—2012《石油化工給水排水管道設(shè)計規(guī)范》[7]水封井型式，根據(jù)進(出)管管徑及上游管道充水長度選擇水封井型式。生產(chǎn)污水管道出界區(qū)后，不宜直接埋地敷設(shè)，通常明露敷設(shè)，即采用壓力輸送且地上敷設(shè)，因此罐區(qū)外設(shè)置污水提升設(shè)施；污水提升設(shè)施采用隔油池(內(nèi)設(shè)污水泵)或污水提升池，由工藝主體專業(yè)工程師根據(jù)物料性質(zhì)分析確定。

2 罐區(qū)雨水系統(tǒng)設(shè)計

罐區(qū)雨水系統(tǒng)設(shè)計相關(guān)規(guī)范(標(biāo)準(zhǔn))規(guī)定如表2所示。

表2 罐區(qū)雨水系統(tǒng)設(shè)計相關(guān)規(guī)范(標(biāo)準(zhǔn))條文一覽表

罐區(qū)防火堤內(nèi)設(shè)置排水溝來收集、排出雨水。排水溝的溝寬、有效深度、坡度根據(jù)雨水量計算得出，排水溝坡度設(shè)計一般不小于5‰。計算雨水量時，雖然SH/T 3094—2013《石油化工廠區(qū)雨水明溝設(shè)計規(guī)范》[8]中5.4 條規(guī)定支溝可按重現(xiàn)期0.5 年設(shè)計，但為了避免儲罐區(qū)內(nèi)積水，建議重現(xiàn)期取值不小于廠區(qū)雨水管渠設(shè)計重現(xiàn)期。排水溝的最小超高可按SH/T 3094—2013《石油化工廠區(qū)雨水明溝設(shè)計規(guī)范》[8]中6.5 條規(guī)定的支溝超高0.05 m 設(shè)計，也可按GB 50014—2021《室外排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》[10]中5.2.4 條第3 款的超高不小于0.2 m 設(shè)計。排水溝與防火堤的距離需依據(jù)規(guī)范GB 50351—2014《儲罐區(qū)防火堤設(shè)計規(guī)范》[9]中3.1.6 條規(guī)定設(shè)計，從該規(guī)范可知兩者之間的距離與防火堤形式有關(guān)，應(yīng)與結(jié)構(gòu)工程師溝通確認防火堤形式，進而溝通協(xié)商確定合適的距離。排水溝盡頭一般會設(shè)置一個集水坑來調(diào)節(jié)排出管的標(biāo)高，目的是滿足排水溝排出管出防火堤后管頂覆土及后續(xù)排水構(gòu)筑物施工的要求。排水溝和集水坑均設(shè)置格柵蓋板，根據(jù)需要滿足防腐、防火要求。

罐區(qū)雨水排出管在出防火堤后要設(shè)置閥門井，是為了防止泄漏的易燃和可燃液體流出堤外。閥門平時常閉，降雨時根據(jù)設(shè)計流程開啟；為了滿足降雨時及時切換，閥門推薦采用值班室遠程啟閉(電動或氣動)方式，是否采用遠程啟閉方式可與建設(shè)單位協(xié)商確定。排出管經(jīng)過閥門井后就近接入廠區(qū)雨水系統(tǒng)，罐區(qū)內(nèi)初期雨水和清凈雨水切換有兩種方式，一是在罐區(qū)內(nèi)切換，這種方式是降雨初期不打開儲罐區(qū)雨水排出管上的閥門，初期雨水通過罐區(qū)內(nèi)儲罐附近的污水坑、地漏等排水設(shè)施排入罐區(qū)內(nèi)污水系統(tǒng)；二是開始降雨時就打開儲罐區(qū)雨水排出管上的閥門，雨水經(jīng)廠區(qū)雨水系統(tǒng)排至初期雨水池，初期雨水和清凈雨水在初期雨水池前統(tǒng)一切換。若儲罐區(qū)雨水排出管兼做消防事故廢水排出管，由于消防事故廢水含有較多的可燃性物質(zhì)，一旦采用雨水系統(tǒng)輸送事故排水，危險程度基本與事故排水系統(tǒng)一致，因此需在閥門井后設(shè)置水封井，同時井室結(jié)構(gòu)材質(zhì)均采用混凝土井或鋼筋混凝土井。閥門井、水封井的土建設(shè)置基本與上述污水系統(tǒng)一致。

3 結(jié)語

本文將可燃液體物料罐區(qū)的排水設(shè)施相關(guān)規(guī)范(標(biāo)準(zhǔn))條文進行了列舉和匯總，根據(jù)相關(guān)條文及設(shè)計實踐經(jīng)驗總結(jié)了可燃液體儲罐區(qū)排水系統(tǒng)的設(shè)計要點。儲罐區(qū)防火堤內(nèi)生產(chǎn)污水推薦采用暗管收集、排出，管道出防火堤后依次設(shè)置閥門井、水封井、隔油池(內(nèi)設(shè)污水泵)或污水提升池。罐區(qū)防火堤內(nèi)雨水通過排水溝來收集、排出，排水溝的溝寬、有效深度、坡度根據(jù)雨水量計算得出，排水溝末端設(shè)置集水坑、排出管，排出管在出防火堤后需設(shè)置閥門井，若該雨水排水系統(tǒng)兼做消防事故廢水系統(tǒng)，則需在閥門井后設(shè)置水封井。罐區(qū)的排水設(shè)施作為一級預(yù)防與控制體系的一部分，是化工企業(yè)水體污染事故三級預(yù)防與控制體系的基礎(chǔ)，生產(chǎn)實施中應(yīng)嚴格規(guī)范管理，保證化工裝置生產(chǎn)安全運行。