基于Bow-Tie方法的废水处理站风险浅析

江成斌，程金平

(1.上海交通大学 环境科学与工程学院，上海 200240；2.通用电气药业(上海)有限公司，上海 201203)

近年来，国家在环境保护方面提出了越来越严格的要求和标准，这主要来自于以下几个方面的原因：

一是国内出现的重大环境污染事件，在社会上产生了深远的影响。例如2005年11月13日发生的松花江重大水污染事件，2007年太湖、巢湖和滇池爆发的蓝藻危机，以及2014年常州外国语学校的“毒地”事件等等。这些事件无一例外都是当时的热点，对受影响的居民产生了极大的负面影响。

二是国家能源战略及经济升级的需要。众所周知，粗放型的经济发展方式正在逐步被清洁、绿色的新方式所替代。新能源、绿色、天然气等等词汇早已进入到大家的视线中，越来越多的企业和个人也开始响应国家号召，接受并促进绿色环保的经济增长方式。

三是公众对环境保护认知的不断提高，使得全社会都愈加关注环保问题。2015年2月前央视记者自费拍摄的雾霾深度调查片一上线，就在48h内被播放超过2亿次。姑且不论该片的数据或研究方法严谨与否，但广大民众正是从此片开始认识雾霾的。“同呼吸，共命运”，使得人人开始关注身边的环保问题。

作为企业，也同样肩负着减少污染、改善环境的使命。很多企业除了在硬件上努力改善，同样在类似管理方法的软件上积极引入成熟经验。今天说到的Bow-Tie方法及其应用正是如此。

1 Bow-Tie方法介绍

1979年，澳大利亚昆士兰大学[1]首次提出了Bow-Tie模型，壳牌石油公司最开始将其用于商业实践。因为改模型具有直观、简明的特点，近年来被广泛应用于航空[2]、石油[3]、天然气[4]等领域的风险分析与安全管理。其基本原理如图1所示。

图1 Bow-Tie示意图

如图所示Bow-Tie整体造型类似蝴蝶结，故也被称为蝴蝶结模型。Bow-Tie以发生的“事件”为中心，基本概念如下：

“威胁”——即发生该"事件"的可能因素；

“后果”——在不同情况的“威胁”下，发生该“事件”可能产生的结果；

“屏障”——即通过什么手段可以避免“事件”的发生，也就是常说的预防措施；

“减缓措施”——采取一些可行的手段来降低该“事件”发生所产生“后果”的严重程度，即事故发生后的控制措施。

可以看到，整个Bow-Tie模型比较清晰地把事件发生的起因、后果，以及事前事后可采取的措施呈现出来，帮助在风险分析时找到薄弱环节进行有效控制。

2 Bow-Tie方法在废水处理站风险分析中的应用

以本人所在的制药工厂废水处理站举例，该废水站使用酸碱废水中和法。酸性废水和碱性废水是常见的一类工业废水[5]。这些废水若直接排放，会腐蚀管渠，损坏农作物，伤害鱼类等水生生物，危害人类健康，也会破坏生物处理系统的正常运行，因此，必须妥善处置。

工厂所排放废水呈弱碱性，日均排水量在350t/d，废水收集池容积160m3，事故池容积80m3。按照《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T 31962-2015)，pH限值为6.5～9.5。我们将“PH未达标”作为发生的事件进行分析，根据Bow-Tie模型，确定发生“pH未达标”的“威胁”，也就是可能的因素列举几项如下：

①药液不足，无法添加调节；

②pH计失效，不能正确显示；

③加药泵故障，不能调节pH；

④酸碱大量泄漏造成废水pH异常超标。

而“pH未达标“所造成的”后果"就是违规排放。按照Bow-Tie分析图整理一下，如图所示：

图2 Bow-Tie应用图

下面开始逐一分析“屏障”：

采取什么样的措施可以避免“药液不足，无法添加调节”？可以是设置液位计、定期检查或者设置警报装置；

同样考虑什么措施可以避免“pH计失效，不能正确显示”？定期校准或是可以采纳的办法。

“加药泵故障，不能调节pH”，可以通过定期维保来控制；

“酸碱大量泄漏”，可以通过制定化学品泄漏应急预案、化学品二次盛漏等措施来控制。

对于违规排放的“减缓措施”，则将废水抽到事故池进行重新中和；而对于处罚，只能通过主动沟通，积极整改来缓解。

图3 Bow-Tie应用图

根据Bow-Tie模型，我们将考虑到的各方面措施重新整理如图3所示。这样一来，我们就能够清楚地看到对于“pH未达标”这一事件，其可能的威胁、后果，以及对于威胁所需要采取的屏障措施和减缓后果的手段。

3 结语

通过实际举例使用Bow-Tie方法，我们可以将风险即“事件”可以通过图形更加形象直观地表现出来，这是Bow-tie的一个优势。其次，为了能够相对更加全面和系统地使用Bow-Tie分析方法，还有几点额外的建议：

(1)Bow-Tie分析讲究的是群策群力。针对每一个事件，一定要有实际操作者以及其他相关人员一起参与讨论，通过“头脑风暴”的形式，识别各种潜在“威胁”，并且针对“威胁”提出切实可靠的措施；

(2)每一个“屏障”措施，还可以继续发展出新的“屏障”措施，来保障其运行有效。比如图3提到的“定期校准”，那么通过什么手段可以确保做到了定期校准？我们可以考虑把这个任务输入到企业维修常用的info EAM系统中进行提醒；对于减缓措施也是同样；

(3)Bow-Tie分析方法仅针对单一事件分析较为合适，而对于多个原因同时引发的事件分析则需要进行大量的工作，其过程将会比较繁琐。

综上，本文通过列举废水处理过程中pH值未达标这一事件，使用Bow-Tie分析方法对其潜在风险、后果及其控制措施进行了描述，并绘制出了Bow-Tie模型。笔者认为，在面对单一事件中，Bow-Tie分析方法能较好的发挥其作用，也能够分析出切实有效的控制措施，来起到整体风险控制的目的，具有较大的推广价值。

[1] 陈玉超,蒋宏业,吴瑶晗，等.基于 Bow-tie 模型的城镇输油管道风险评价方法研究[J].中国安全生产科学技术,2016,12(6):148-152.

[2] 孙殿阁,孙 佳,王淼,等.基于Bow-Tie 技术的民用机场安全风险分析应用研究[J].中国安全生产科学技术,2010,6(4):85-89.

[3] 薛鲁宁,樊建春,张来斌.海上钻井井喷事故的蝴蝶结模型[J].中国安全生产科学技术,2013,9(2):79-83.

[4] 於孝春,贾朋美,张 兴.基于模糊Bow-tie 模型的城镇燃气管道泄漏定量风险评价[J].天然气工业,2013,33(7):134-139.

[5] 蒋展鹏.环境工程学[M].2版.北京：高等教育出版社，2005:171.