化工厂区事故废水收集池的设计与应用

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　　 摘要：阐述了石油化工企业中事故收集池的作用，提出了石油化工企业须重视消防污水的收集与处理，结合工程实例介绍了事故收集池的设计理念和计算，并提出了在实际操作中还存在的一些问题。
　　关键词：化工厂区 消防废水池 初期雨水池 收集
　　
　　一、前言
　　近年来，化工企业在国内日渐崛起，一些国外的著名企业也相继在国内投资建厂，带动了科技生产的迅速发展和经济的命脉。但同时，化工污染也成为目前威胁环境的一个重要的因素。
　　石油化工企业的环保法规中写道：“石油化工企业应该做到清污分流”。由于生产的需要和外界的因素，化工厂区会出现很多种带有污染成分的水质，例如消防废水和污染雨水，这些都是不能直接排入我们的市政雨水与污水系统的，否则会对整个城市造成无法挽回的损失，2005年的松花江水污染事件是有目共睹的。因此事故收集池的出现恰恰满足了这样一个需求，并将排水体系合理化。
　　工程实例
　　拜耳材料科技(青岛)有限公司年产3万吨聚氨酯材料和8000吨热塑性聚氨酯项目总占地34707.6m2。建设主要有：一体化生产厂房、公用工程楼、服务楼、PUR仓库、堆场、储罐区，消防泵房，原料半露天堆场等。
　　根据《室外排水设计规范》 (GB 50014-2006) 1.0.5 排水系统设计应综合考虑接纳工业废水并进行集中处理和处置的可能性，因此受到污染的消防水也应该从未受污染的水中分流出来。绝大多数化工事故发生后，会衍生出各种次生火灾，并且它往往会形成一条灾害链，持续地给人们的正常生活和生态环境噪声严重的危害。如果在发生火灾时及时地排除消防废水，这直接导致管网建设费用剧增。另外大量的消防废水进入污水处理厂，改变了正常的进水水质，对污水处理厂的运行也会产生一定的冲击。因此设置事故收集池对于化工企业来说已经是毋庸置疑，并且要做到及时检测和安全排放。
　　二、消防废水收集池简述
　　本收集池主要收集全厂容易发生污染事故的工艺装置区的初期雨水。收集池总长26米，宽14米，埋深约4米，分别由消防废水池、初期雨水池、溢流池和清净雨水池四个部分组成。正常情况下，闸门Y1,Y4处于常开，闸门Y2，Y3，阀门A，B，H处于常闭。
　　1.未发生火灾或COD仪检测未超标的时候，工艺装置区前15分钟雨水通过雨水管道先进入溢流池,通过闸门Y4被收集在初期雨水池内。当初期雨水池的水位达到最高水位时,关闭闸门Y4，雨水通过雨水管道溢流入清净雨水池，排入市政雨水系统。同时对初期雨水池中雨水进行检测：
　　（A）当达到当地雨水排放标准时(COD≤60mg/L），阀门B开启，初期雨水池内雨水通过潜水泵打入清净雨水池，直接排入市政雨水系统。
　　（B）当被检测达到当地污水排放标准时，打开阀门H，排入市政污水管网系统。
　　（C）当被检测超过污水排放标准的水将通过外运的方式输送到污水处理厂进行处理。
　　2.当发生火灾或COD仪检测超标时，立即关闭闸门Y1，开启闸门Y2，消防废水将通过雨水管网排入消防废水收集池。同时对消防废水收集池中雨水进行检测：
　　（A）当被检测达到当地污水排放标准时，打开闸门Y3和 阀门H，事故废水排入市政污水管网系统。
　　（B）当废水被检测到超过污水排放标准时，将通过外运的方式输送到污水处理厂进行处理。
　　其中消防废水收集池和初期雨水收集池的容积的确定是比较关键的。
　　三、消防废水收集池的容积计算
　　根据《石油化工企业设计防火规范》(GB 50160－2008年版) 第7.3.3条 厂区和居住区的消防用水量，应按同一时间内的火灾处数和相应处的一次灭火用水量确定。
　　本项目为34707.6m2，因此同一时间内的火灾次数为1。而消防废水池的水量主要按厂区内最大一次火灾的消防水量计算。根据《建筑设计防火规范》GB 50016－2006得出全厂消防水量最大的为：一体化生产厂房；其室内消火栓用水量为50 L/s,火灾延续时间为3小时。
　　消防废水收集池的容积=50×3.6×3=540m3
　　四、污染区域初期雨水池的容积计算
　　雨水径流污染属于非点源污染，具有突发性和非连续性。雨水污染的特点是：初期雨水中的污染物含量高，随着径流的持续，雨水径流表面被不断冲洗，污染物含量逐渐减少到相对稳定的浓度。目前，在我国对初期雨水量还没有较为统一准确的计算方法。依据《给水排水工程快速手册》中相关要求，确定建设项目初期雨水收集时间为5min，根据实际工程经验计算出降雨历时为8min，结合所有资料和外界综合因素本工程按照下雨15min的时间来计算初期雨水量。
　　根据当地暴雨强度公式：
　　 t―降雨历时(min)，t=t1+M×t2=15+2×5=25min
　　P―设计重现期(y),根据项目所在地的情况，P=2
　　∴设计暴雨强度：q=198.85 L/(s*hm2)
　　根据雨水设计流量公式：
　　 Ψ―― 径流系数，全厂径流系数取0.65
　　F―― 汇水面积(hm2)，本厂区污染区域面积：A=4500m2
　　∴雨水设计流量 Qs= 58.1L/s；设计污染雨水总量：q=58.1×60×15÷1000=53m3
　　考虑到厂区内局部路面可能因为事故的泄漏而通过路面雨水口进入地下雨水管网，因此综合将初期污染雨水收集池的容积定为60m3。
　　五、存在的问题和一些建议
　　由于我国环保规范未提及消防污水，消防污水的收集容积在规范和手册中均没有明确的计算方法，以上计算是否妥当，有待于实践的检验。污水的检测项目不同、同一检测项目所使用的仪器不同，检测所需时间就会不同。而污水检测所需时间对消防污水收集他的容积影响很大。污水检测所需时间如何确定，依据不足。
　　整个废水收集池的密封性考虑还欠缺更多的考察和实践，池顶的人孔和钢格栅板多少会有雨水的渗漏，长时间水质会变差，即使定期处理了，也会有部分淤积在池底，不利于维护。事故的发生频率也是毫无预兆的，除了报警系统还需要人为的密切观察，才能掌握定期检测的最好时机，长期的污水存放除了是对水池侵蚀，也是对周围环境的危害,根据排放介质的性质可在池壁上涂刷防腐性涂料，以防有害物质侵蚀池壁。
　　消防集水池在厂区位置的设置也是非常关键的，它基本汇集了全场的大多数的雨污水，是全厂排水的一个最终出口，如果布置在厂区中心区域，影响了其他重要生产装置，厂房的布局，而放在厂区的四周，却增加了排水管的埋深和水池的深度，给施工造成了一定的难度，如果排出口的标高比较浅就只能靠水泵来解决，这些因素都是设置消防收集池所带来的不容忽视的问题。而近年来中国石油化工的文件明确指出，将消防收集池定义为丙类建筑，与厂区内其他重要共建设施如消防泵房都有一定的间距要求，这对总图规划也提出了不可忽视的要求。
　　总的来说，事故废水收集池的设计是一个实践经验与能动性相结合的过程。在满足规范要求的同时，要根据实际情况，因地制宜、因时制宜，尽量做到经济合理。
　　
　　参考文献：
　　[1]《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）.
　　[2]《建筑设计防火规范》(GB50013-2006).
　　[3]《室外排水设计规范》（GB50014-2006）.
　　[4]《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）.
　　[5]《石油化工企业给水排水系统设计规范》（SH3015-2003）.
　　[6]《给排水工程快速手册》.
　　[7]《石油化工企业设计防火规范》 (GB 50160－2008).
　　
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