事故废水收集系统设计探讨

孙 晨，贺慧宁，周 虹，严美霞

(1.中国空分工程有限公司，浙江 杭州 310051；2.浙江中程信工程技术有限公司，浙江 杭州 310011)

事故废水收集系统设计探讨

孙 晨1，贺慧宁1，周 虹2，严美霞1

(1.中国空分工程有限公司，浙江 杭州 310051；2.浙江中程信工程技术有限公司，浙江 杭州 310011)

化工行业事故废水收集系统包括罐区及装置区围堰、收集管网和应急事故水池。文章重点论述了事故废水收集系统的管网设置要求以及应急事故水池的容积计算及设置要求，并提出了设计过程中存在的问题。

应急事故水池；收集系统；容积；设置要求

化工生产装置具有易燃、易爆的特点，当企业生产过程中发生火灾、爆炸或物料泄漏等紧急事故时，如果不及时对工艺物料与消防废水等进行收集，任其排放至市政雨水管道或江河湖泊，将会给环境造成污染。近年来国内已发生多起生产安全事故引发的环境污染事故，有些事故甚至影响到了居民的安全用水问题。2005年11月中石油吉林石化公司双苯厂发生爆炸事故，导致厂内100 t含苯物料伴随5000 t消防废水经过厂区排水管网收集后，进入市政雨水管网，最终排入松花江，造成松花江水体严重污染，引起全社会的广泛关注。事后，为杜绝此类事故再次发生，相关行业出台了应急事故水池的相应规范。2009年国家发布了GB50483—2009《化工建设项目环境保护设计规范》(以下简称《规范》)，进一步为化工建设项目应急事故水池的建设提供了依据和准则。应急事故水池，是在发生事故时能及时有效收集装置泄漏物料、消防废水以及可能进入应急事故水池的降水等污染水，以免事故污染水进入外部环境造成环境污染的污水收集设施。为了使应急事故水池得到有效运用，必须做好整个事故废水收集系统的设计。

1 事故废水收集系统组成

厂区事故废水收集系统主要由罐区及装置区围堰、厂区雨水排水管网以及应急事故水池等组成。

罐区及装置区围堰的功能主要是将事故废水控制在事故风险源所在区域单元。围堰内一般设有排水沟及集水井用于收集雨水和事故废水。集水井与厂区雨排水管网之间设置雨污双阀阀门井进行切换，以达到雨污分流的目的[1]。正常生产情况下，污水阀常开，用于排放初期雨水。初期雨水排放完毕，打开雨水阀，关闭污水阀，排放清净雨水。事故状态下，打开污水阀，关闭雨水阀，用于排放事故废水。目前，化工企业基本建有此类设施，但经常出现缺乏相关培训，员工操作不当造成事故扩大的案例。因此，需建立健全事故应急预案，加强岗前培训，保证雨污切换阀门的合理操作，尤其是避免因出水阀门的不规范操作和不正常状态引起事故状态升级。

厂区雨水管网与市政雨水管网或园区雨水管网对接之前应设置两个切断阀门。其中一个阀门通向应急事故水池，另一个阀门通向市政雨水管网或园区雨水管网，以保证事故状态的切换要求。正常生产时，通向应急事故水池的阀门保持常闭，通向市政雨水管网或园区雨水管网的阀门保持常开，厂区雨水排入市政雨水管网或园区雨水管网；当发生火灾或者厂区道路槽车泄漏等事故时，打开通向应急事故水池的阀门，关闭通向市政雨水管网或园区雨水管网的阀门，这时厂区雨水排水管网即可迅速切换成事故废水收集管网，并将收集后的事故废水统一排人应急事故水池。

在设计厂区污水管网的时候，应按事故排水最大流量对事故排水收集系统的能力进行校核[2]。如果污水管网排水能力偏小，围堰将失去控制风险源的作用，造成事故废水外溢。流散到雨水管网的事故废水，将会污染整个厂区的雨水管网，迫使整个厂区的雨水都得排入应急事故水池。

2 应急事故水池的容量

根据《规范》条文6.6.3条文解释规定[3]：应急事故废水池容量=应急事故废水最大计算量一装置或罐区围堤内净空容量一事故废水管道容量。

其中，应急事故废水的最大计算量包括以下三个方面：(1)最大容量的设备或储罐的物料量；(2)在装置区或储罐区发生火灾爆炸时的消防用水量，包括扑灭火灾所需水量和保护邻近设备或储罐(最少3个)的喷淋水量,可根据(GB 50016—2014)《建筑设计防火规范》[4]、(GB 50160—2008)《石油化工企业设计防火规范》[5]、(GB 50074—2002)等有关规定确定；(3)当地的最大降雨量。

该标准属国家标准，具有普遍指导意义。但是在工程实际应用中，常常出现利用厂区雨水管网作为应急事故废水导排系统的情况。这样一来，全厂雨水都将通过厂区雨水管网纳入应急事故水池，应急事故水池容积将很大，占地面积也较大，增加了土建投资。尤其对于地下水位较高的地区，地下水浮力将对应急事故水池产生较大影响。这样设计，明显违背了《规范》对于尽量减少可能进入应急事故水池降水量的要求。

3 应急事故水池的设置要求

应急事故水池宜采用地下式[3]，这样设计可使事故废水通过重力流的方式排入厂区应急事故水池，防止电力系统突发故障导致废水转输失效[6]，提高了废水收集的可靠性。事故废水具有短时间大流量的特点，如果通过转输泵来转输事故废水，则需要配置大功率转输泵，而这些泵平时都处于闲置状态，这样做显然不够经济。

在高差较大的企业内，应急事故水池大多建设在厂区最低洼处，便于污水自流[7]。如果在总图布置过程中，应急事故水池只能设置在厂区地势较高处时，不能将应急事故水池的总容积作为有效容积。因为事故废水大多采用重力流系统，当应急事故水池液面标高高于系统内的最低地面标高时，将导致事故废水在厂区漫流。

应急事故水池应专池专用[6]，通过改造污水处理设施作为应急事故水池的方式并不可取。因为污水处理设施通常只考虑正常生产过程中的污水处理量，无法承接短时间大量事故废水。此外化工生产过程常常伴有强酸强碱化学物品，应急事故水池更应做好防腐抗渗工作，以防事故废水渗透进地下水造成环境污染。应急事故水池应与周边建筑，尤其是可能带有明火或散发火花的建筑(如锅炉房、食堂、机修间等)，保持一定的安全间距。

4 存在的问题

4.1 阀门选用

在事故状态时需要实现切换功能的阀门，建议使用远程控制、手动双用电动阀门，且宜在地面操作。在发生事故时，救援人员往往无暇顾及阀门的开关状态。此外，阀门井一般在罐区与装置区围堤之外就近设置，人工开启与关闭阀门，将给救援人员的生命安全造成威胁。所以，在设计过程中，最好能将这类阀门设计成电动阀门，并注意选择电动阀门的用电等级。

4.2 车间事故废水的收集

《规范》对于装置区与储罐区的事故废水收集有明确要求，而对于化工生产车间(尤其是甲乙类框架结构生产车间)事故废水收集却未提及。在生产实践中，经常发生车间废水因为泄露事故或者消防事故溢流到车间外，进而通过车间外路面雨水口进入厂区雨水管网的情况。为了防范此类事故的发生，在车间外围设置车间废水截留沟很有必要。

4.3 围堤内净空容积的有效性

一般来说，应急事故水池通常采用地下式，假如应急事故水池已经装满，而围堤内事故废水液面高于室外地面，这将导致应急事故水池内的事故废水溢流到室外地面。所以在计算应急事故水池容积时，能否将装置或罐区围堤内净空容积作为消事故废水的临时储存场所，还有待商榷。

5 结语

应急事故水池已经在化工项目中得到了普遍的应用，虽然平时处于闲置状态，但在关键时刻能够有效防止事故废水对环境造成污染。《规范》对于应急事故水池的设置作出了一定的说明，但是对于如何收集事故废水以及事故废水切换阀门的操作方法等问题，缺乏相应的规范可供设计参考。本文在总结以往设计经验的基础上，提出了一些仍需解决的实际问题。相信随着全社会对环保问题越来越重视，相关规范也将得到进一步完善。

[1] 张永良,陆 棋.关于石化企业事故排水的探讨[J].浙江化工,2010,41(5):27-28.

[2] 段学化,王栋成,林国栋.应急事故水池和初期雨水池容积确定方法对比研究[J].工业用水与废水,2011,42(1):45-49.

[3] 住房和城乡建设部.GB 50483-2009 化工建设项目环境保护设计规范[S].北京:中国计划出版社,2009.

[4] 住房和城乡建设部.GB 50016-2014 建筑设计防火规范[S].北京:中国计划出版社,2015.

[5] 住房和城乡建设部.GB 50160-2008 石油化工企业设计防火规范[S]. 北京:中国计划出版社,2009.

[6] 韩 伟,金鑫荣,王 瑜.石化企业突发水环境事故防控体系建设探讨[J].环境与发展,2014,26(3):91-93.

[7] 由 娜,李为鹏.石油化工企业事故缓冲系统的比较与优化[J].石油化工安全环保技术,2014,30(1):14-16.

(本文文献格式：孙 晨，贺慧宁，周 虹，等.事故废水收集系统设计探讨[J].山东化工,2017,46(7):213-214.)

A Design Discussion of the Accident Wastewater Collection System

SunChen1,HeHuining1,ZhouHong2,YanMeixia1

(1.China National Air Separation Engineering Co., Ltd.,Hangzhou 310051,China; 2.Zhejiang Zhongchenxin Engineering Technology Co., Ltd.,Hangzhou 310011,China)

The accident waste water collection system in chemical industry includes tank area and installation area cofferdam, collecting pipe network and emergency accident pool. This paper focuses on the design of the pipe network of the accident waste water collection system and the volume calculation and setting requirements of the emergency accident pool, and puts forward the problems in the design process.

emergency accident pool;collection system;volume;setting requirements

2017-02-27

孙 晨(1987—)，男，浙江杭州人，助理工程师，学士学位，主要从事化工医药项目工程与工艺设计。

TQ086.1

A

1008-021X(2017)07-0213-02