环境应急水池布局的研究

边归国 潘文斌

（1 福建省生态环境厅 福建福州 350003 2 福州大学环境与资源学院 福建福州 350108）

0 引言

2006 年，原国家安全生产监督管理总局、原国家环境保护总局 《关于督促化工企业切实落实好几项安全环保重点工作的紧急通知》（安监总危化〔2006〕10 号）文件提出：对化工企业审查的重点之一是项目设计方案是否有事故池或缓冲池等事故状态下“清净下水”的收集、处置措施。 没有收集、处置措施的都要补充设计予以完善，与主体工程设施一并建设和验收。此后，全国各地开始兴建事故池。 由于工业企业生产规模和工艺不同，相当一部分老企业受场地条件和造价等方面的影响，事故池的设计、建设不规范。 甚至很多新建项目，建设单位仅从总体布置考虑，担心事故池构筑物影响美观，就将事故池设置在空地或不被注意的厂区角落里。因为企业没有单独设置1套事故排水收集管网接到事故池，一旦发生事故，污水得不到及时收集，就会从雨水管网排放到外环境造成污染。

目前我国没有专项的环境应急水池的设计规范， 已经颁发的有关技术标准和规定也不尽相同。 经过环境应急水池定义与功能［1］、环境应急水池的类型与结构［2］等前期研究［3-4］，通过对相关技术标准和规范中的环境应急水池的布局方法以及研究报道的深入分析， 提出在紧邻装置或罐区、 雨水管网末端、与污水处理厂配套、在低洼处以及综合设置等建设环境应急水池方案， 为我国制定环境应急水池的设计技术规范打下基础。

1 临近涉水风险源

中国石油天然气集团公司颁发的 《水污染应急防控技术指南（试行）》（质安字〔2006〕100 号）较早提出“三级防控”机制要求。 其中第二级防控措施是在产生剧毒或者污染严重污染物的装置或厂区设置事故缓冲池，切断污染物与外部的通道、导入污水处理系统，将污染控制在厂内，防止较大生产事故泄漏物料和污染消防水造成的环境污染。 事故缓冲池的设计和建设，应当按照临近装置区、罐区，总体考虑事故缓冲池平面布置。

《水体污染防控紧急措施设计导则》（中石化建标〔2006〕43 号）提出，应结合全厂总平面布局、场地竖向、道路及排雨水系统现状，以自流排放为原则合理划分事故排水收集系统。 非可燃性对水体环境有危害物质的储罐应设置围堰或事故存液池，用于收集泄漏物料，围堰或事故存液池有效容积不宜选于罐组内1 个最大储罐的容积。 应设置能够储存事故排水的储存设施。 储存设施包括事故池、事故罐、防火堤内或围堰内区域等。《港口工程环境保护设计规范》（JTS 149—1—2007）明确指出， 装卸油品和液体化工品的液体散货码头应配置环境污染应急设施；储罐区的事故消防污水应收集处置。 《硫酸企业环境风险等级划分》（环发〔2011〕106 号）规定，各类储罐配有容积充足的围堰和事故废水收集池。 《粗铅冶炼企业环境风险等级划分》（环发〔2013〕39 号）要求各类储罐配有容积充足的围堰和事故废水收集池，事故应急设施配备完善。 《人造板工程环境保护设计规范》（GB/T 50887—2013）要求，化学品储罐（槽）区火灾消防水应设收集池。 《有色金属工业环境保护工程设计规范》（GB 50988—2014）提出，贮存和使用含重金属的液体和液氯、酸、碱等有害化学品的场所必须设置事故池。 《石油库设计规范》（GB 50074—2014）要求：某个罐组的专用隔油池需要布置在该罐组防火堤内，其容积不应大于150 m3，与储罐的距离可不受限制。 《发酵类药工业废水治理工程技术规范》（HJ 2044—2014）规定，在生产车间应单独设置染菌倒罐废液事故收集池（罐）。 中国石油化工集团公司企业标准《石化企业水体环境风险防控技术要求》（Q/SH 0729—2018）规定：酸性水、碱渣、酸碱、液氨、苯等环境风险物质储罐及生产污水储罐应设置防火堤或事故存液池， 泄漏时不得进入全厂事故排水系统； 防火堤或事故存液池的有效容积不宜小于罐组内1 个最大储罐的容积，并设置提升设施和固定管道，将泄漏的物料转运到相邻的同类物料储罐。 《水运工程环境保护设计规范》（JTS 149—2018）要求，危险货物集装箱堆场必须设置独立的应急处置池，容积不应小于40 m3。

在临近涉水风险源设置环境应急水池， 最突出的优势是容易实现重力自流并有利于及时收集事故排水， 以防止到处漫流。 不过对于一些大中型企业，临近涉水风险源设置环境应急水池可能距离企业工业污水处理场（站）较远，暂存的事故污水也许要通过较长距离的压力管道输送到工业污水处理场（站）进一步处理。

2 与污水处理厂配套

《水污染治理工程技术导则》（HJ 2015—2012）明确规定，工业废水处理系统中应考虑设置事故应急池。 《焦化废水治理工程技术规范》（HJ 2022—2012）要求，焦化废水治理工程应设置事故池。 《制糖废水治理工程技术规范》（HJ 2018—2012）提出，制糖废水治理工程应设置事故池，事故池可以单独设置，也可与企业应急池合建。 平面布置图见图1。

图1 甘蔗制糖废水处理工艺流程图

《制浆造纸废水治理工程技术规范》（HJ 2011—2012）规定，制浆造纸废水治理工程设置的事故池内应设置提升泵，宜将事故排放废水均匀排入综合废水处理工程的初沉池或调节池中。《医院污水处理工程技术规范》（HJ 2029—2013）规定，医院污水处理工程应设应急事故池， 以贮存处理系统事故或其他突发事件时的医院污水。 《染料工业废水治理工程技术规范》（HJ 2036—2013）要求，染料工业废水治理工程应设置事故池。 《味精工业废水治理工程技术规范》（HJ 2030—2013）明确规定，味精工业废水治理工程应设置事故池，因废水处理设施操作失误、非正常工况、停电等事故造成废水排放和浓度异常时， 应排入事故池。 《人造板工程环境保护设计规范》（GB/T 50887—2013）要求，废水处理应设事故池。 《电子工程环境保护设计规范》（GB 50814—2013）规定，废水处理构筑物事故池有效容积不宜小于最大一种废水处理能力6 h 的排水量；当事故池与消防排水收集池合建时， 其容积不应小于一次消防产生的排水量。 《淀粉废水治理工程技术规范》（HJ 2043—2014）提出，当调节池兼做事故排放池时，其容积计算应考虑事故排放的容量。 《采油废水治理工程技术规范》（HJ2041-2014）规定，采油废水处理场（站）内应设置事故池。 当采出水系统内有可用的事故池，也可不另设事故池。 发生事故时，应将废水排至事故池。《石油炼制工业废水治理工程技术规范》（HJ 2045—2014） 规定， 废水处理场应设置事故水储存设施。 事故水罐（池）的容积根据来水系统管网的设置情况考虑，当无法取得上述资料时，可按8 h～12 h 的设计水量。废水处理场事故水罐（池）应设置至全厂应急池（罐）的自流或泵送管道。 《饮料制造废水治理工程技术规范》（HJ 2048—2015）规定，调节池兼废水事故池至少保证1 d～2 d 的废水容量。 《烧碱、聚氯乙烯工业废水处理工程技术规范》（HJ 2051—2016）要求，废水处理工程应设置事故池。 《铜冶炼废水治理工程技术规范》（HJ 2059—2018）明确，铜冶炼废水处理工程应设置事故应急防范设施。《铜镍钴采选废水治理工程技术规范》（HJ 2056—2018） 指出，铜镍钴采选废水治理工程应设置事故应急防范设施。 《铅冶炼废水治理工程技术规范》（HJ 2057—2018）要求，铅冶炼废水治理工程应设置事故应急防范设施。 《磷肥工业废水治理工程技术规范》（HJ 2054—2018）提出，废水处理站应设置事故池。《化工建设项目环境保护设计标准》（GBT 50483—2019） 要求，污水处理场（站）应设置污水缓冲池或事故水池，暂存非正常工况下超过进水标准的污水以及当处理系统发生故障时产生的不合格的污水。 《纺织染整工业废水治理工程技术规范》（HJ 471—2020）明确要求，废水治理工程科设置单独的应急事故池，亦可与纺织染整企业的综合事故应急池合建。 生产事故或废水治理设施非正常运行的生产废水、 消防排水及事故期间的降雨应排入事故应急池。

与污水处理厂配套建设环境应急水池的优势有3 方面：①可以及时收集因废水处理设施操作失误、非正常工况、停电等事故造成废水排放和浓度异常时的废水； ②可以收集突发事件排出的含有泄漏物以及施救过程中产生的含有其他有毒有害物质的生产、清净、降雨（雪）和消防等污水；③事故结束后，暂存在环境应急水池的污水可就近通过污水处理厂处置。

3 低洼处

《石油库设计规范》（GB 50074—2014）要求：库内应设置漏油及事故污水收集系统， 漏油及事故污水收集宜布置在地势较低处， 应采取隔油措施。 《石油化工企业设计防火规范》［GB 50160—2008 （2018 年版）］规定，事故水池和雨水监测池宜布置在厂区边缘的较低处，可与污水处理场集中布置。 《化工建设项目环境保护设计标准》（GBT 50483—2019） 规定，化工建设项目应（表示严格，在正常情况下均应这样做）设置应急事故水池；应急事故水池宜（表示稍有选择，在条件许可时首先应主要做）采取地下式。 《化工园区事故应急设施（池）建设标准》（T/CPCIF 0049—2020）化工园区事故应急设施（池）宜布置在较低处，宜靠近化工园区污水处理厂。

陈剑容等［5］认为，靠自流方式收集的地下式应急事故池其可靠性较地上式要大得多。 因为地上式应急事故池对提升泵的机械可靠性和电源可靠性要求都很高，为了可靠起见，泵的流量安全系数取得很大，泵的功率就很大。 如果汇雨水面积较大，这个问题就更突出。 樊旭［6］结合阳煤晋华气体工程有限公司焦化工程项目的三级防控体系， 在厂区东南处地势较低处设置事故池，保证事故水能重力流入事故池内。 应急缓冲池是长庆油田站库第三级防控设施，油田共建设应急缓冲池50 余座，设置于站库内或站库外适宜位置，用于接收存储站库事故状态下泄漏物料、污染消防水及污染雨水。 通过应急缓冲池的建设，确保站库事故状态下的污水全部处于受控状态，防止对环境造成污染。 应急缓冲池结合站场总平面布置、工艺流程等因素合理布置， 由于应急缓冲池是用来收集事故状态下站场及储罐区的事故污水，一般均为重力流，因此应急池宜布置在站场地势较低处，便于收集事故污水［7］。 海上事故池的建设是适应国内临海大型储油基地及化工园区发展新的突破性成果。 大连港海上终端事故池是港区事故水收集系统按“三级防控” 设计中的最后一道防线，用于容纳前二道防线溢出的事故水，其设计容量为10 万m3。 新港区域罐区众多，地势高低不平，排海口分散，收集水难度极大。 以下3 个因素，导致无法在陆域建设大型终端事故池： ①现有陆域没有位置建设足够容量的事故池；②罐区内油化品设施集中，在陆域建设特大型事故池将带来新的安全隐患； ③为保证事故水收集的安全可靠性，在整个事故水收集流程中，不设任何机械提升设备，按照重力流收集的原则进行方案设计， 这就要求终端事故池需布置在区域海拔位置最低处。 根据港区区域特点，因地制宜，采取分区收集、 终端汇集的布局方式在排海口位置建设事故池是较好的选择［8］。

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。 重庆长寿化工园区企业充分地利用地形地貌，在相对低洼处建设环境应急水池，有效地收集各类突发事件产生的污水。

4 厂界雨水管网末端

《石化企业水体环境风险防控技术要求》（Q/SH 0729—2018）规定：事故排水系统宜与雨水系统合建。 有条件或项目环境影响评价报告要求时，可设置独立的事故排水系统。 事故排水系统与雨水系统合建时，事故排水系统设置宜根据地形、厂区平面布置、道路、雨水系统等因素综合考虑，以自流排放为原则，合理划分多个独立的、可切换的事故排水汇水区。 事故排水区域收集系统应设置切换设施或区域事故排水储存提升设施，将事故区域的事故排水切换、收集到全厂事故排水储存设施或通过提升泵转运到全厂事故排水储存设施， 尽量减少事故区域的汇水面积。 《橡胶工厂环境保护设计规范》（GB 50469—2016）要求，突发事故产生的废水应排入事故水池，设有初期雨水收集池的可兼做事故水池。 《石油化工企业设计防火标准》［GB 50160—2008（2018 年版）］规定：事故水池和雨水监测池宜布置在厂区边缘的较低处。 邵武某企业雨水总排放口、初期雨水和应急池切换阀以及水池见图2。

陈慧茹等［9］拟定的应急设施运行路线首先是溢出围堰／罐区的事故污水进入分厂区内的突发环境事件应急池 （罐），若分厂应急池（罐）容量不足，则排入企业总排前的综合性应急池内。 企业雨排系统的清净雨水在正常工况下，经该区雨水排水管网直接外排；突发环境事故状态下，厂前区雨水经切换阀至雨水收集池后进入污水处理站； 生产区和罐区雨水单独收集后经应急池进入污水处理站处理。 孙继广［10］根据化工消防水流不特定性和组织排放性的特点， 设计消防水室内外排放至厂区内的雨水口， 通过雨水口有组织地排放到雨水管网的末端，同时应兼顾考虑正常下雨水的排放。 在雨水管网的末端设阀门切换，在正常下雨时，雨水管网收集洁净雨水，洁净雨水通过重力流进入市政雨水管网。 着火时，就关闭外排雨水阀门，打开事故进水阀门，消防污水全部进入事故池。 根据雨水收集口水量对消防水进行有组织地排放， 使消防水能够被送到雨水管网的末端。 在化工厂发生火灾时，消防水的进入会导致雨水管网内出现被污染的消防事故水， 此时就要及时对外排的雨水阀门进行关闭处理， 同时要将事故池的进水阀门打开，才能确保消防事故水能够全部进入事故池内。 冷琴等［11］结合《中国石油广西石化1 000 万t／年炼油工程》项目，充分利用有效资源， 在炼油厂内不另行铺设专门用于输送事故污水的管道，而是利用雨水管道进行输送。 当发生特大事故污水处理厂不能处理时，把事故水切换至雨水管道系统中，通过雨水管道输送至事故池中储存。 当事故结束后，经过检测，不合格的事故水输送至污水处理厂进行处理。 达标的事故水，通过雨水管道外送。

图2 雨水总排放口、初期雨水池和应急池

环境应急水池设置在厂区雨水管网末端附近、 地势相对较低的地方，有利于利用重力流收集事故排水，同时减少了专用事故污水输送管道的建设费用。 但将全厂雨水管网汇集到一个排水口并全部纳入环境应急水池，可能其容积将很大，不仅占地面积较大，土建投资也有所增加。 不过通过合理的厂区雨水管网的分隔，分流非事故区域的雨水，环境应急水池的容积将明显减少。

5 结果与讨论

目前有关企业环境应急水池的建设多种多样， 最终目的就是阻止事故污水排放对环境的污染。

按照就近就便的原则结合“三级防控”机制，环境应急水池的布局可以划分二部分。 首先在使用或生产涉水环境风险物质的装置或罐区附近设置事故缓冲池， 可以实现重力自流并切断污染物与外部的通道、导入污水处理系统，将污染控制在小范围内， 防止生产事故泄漏物料和消防污水造成的较大环境污染。 其次是在雨水总排放口前或污水处理厂终端建设终端环境应急水池，作为事故状态下的储存与调控手段，将污染物控制在厂内， 防止事故泄漏物料和消防污水造成的严重环境污染。

作为大中型企业， 应分别建设事故缓冲池和终端环境应急水池。 小型企业可以结合实际，在雨水总排口或污水处理场附近建设环境应急水池。