石化企业事故污水池的设置.docx

石化企业事故污水池的设置刘文帆，石玉峰( 山东三维石化工程股份有限公司，山东 青岛266071)摘 要: 从水资源的重要性和防止水体污染出发，说明了设置事故污水池的必要性，通过水体污染防控紧急措施设计导则， 对事故污水的组成、收集、事故储存设施的计算方法及影响因素、事故池的设计要点、影响事故储存的各个方面进行分析，从而 对事故污水池进行合理设置，节约投资，同时对目前存在的问题与建议进行了说明。关键词: 事故储存设施; 事故污水池; 消防水量; 生产废水; 降雨强度中图分类号:文献标识码:文章编号:1001 9677( 2013) 07 0231 03tq085. 4apetrochemical enterprise accident sewage pool settingsliu wen fan，shi yu feng( shandong sunway petrochemical engineering co. ，ltd. ，shandong qingdao 266071，china)abstract: based on the importance of water resource and to prevent water pollution，the necessity of setting accidentsewage pool was illustrated. through the water pollution prevention and control emergency measures design guideline，the accident sewage composition，collection，storage facilities accident calculation method and the influence factors，and acci- dent pool design points were analyzed for the reasonable set of the accident sewage pool and saving investment，and at the same time，the existing problems and suggestions were illustrated.key words: accident store facilities; accident sewage pool; volume of the fire water; industrial wastewater; rainfall intensity水是人类赖以生存的宝贵资源，自 2005 年发生的松花江污染事件以来，中国石油化工集团公司引起了高度重视，为吸 取事故的教训，为防范和控制石化企业发生事故时或事故处理 过程中产生的物料泄露和污水对周边水体环境的污染和危害， 降低环境风险，集团公司发布了 水体污染防控紧急措施设计 导则1和 水体环境风险防控要点 ( 试行) ，以指导石油化 工企业识别水体环境风险、排查隐患，防止水体受到污染，保 护水体资源。地表水环境风险应急设施是有效消除或降低石油 化工企业的地表水环境风险的基础，主要包括装置区围堰、罐 区防火堤、事故污水收集池以及相关辅助设施，在石油化工企 业发生事故时及时截流并暂存事故污水，杜绝地表水环境污染。 本文主要对储存事故污水的事故池容积的设置进行探讨。1. 2消防废水由于事故时消防用水均与其它泄漏的有机化学溶剂及各类污水混为一体，消防用水将被严重污染，如直接外排，将会对环境造成污染，故该类消防废水必须进行收集和有效处置。1. 3 事故期间雨水由于发生事故的偶然性、不可预测性，发生事故时有可能 正处于降雨阶段，故该期间内关键生产装置、危险化学品罐区 等地方的雨水将受到污染。这部分雨水如直接外排将会对环境 造成污染，故必须进行收集和有效处置。2事故污水收集的必要性石油化工企业地表水环境风险防范措施的一个重要组成部1事故污水组成石油化工企业在事故状态下产生的事故污水包括可能外溢分为事故污水收集池，简称事故池。事故池是污水处理过程中所需构筑物的一种，在处理化工、石化等一些工厂所排放的高 浓度废水时，一般都会设置事故池。原因在于当这些工厂出现 生产事故后，会在短时间内排放大量高浓度且 ph 值波动大的 有机废水，这些废水若直接进入污水处理系统，会给运行中的 生物处理系统带来很高的冲击负荷，造成的影响需要很长时间 来恢复，有时会造成致命的破坏。为避免事故水对污水处理系的事故废液、消防废水、事故期间雨水。事故废液1. 1主要为石油化工企业在事故状态下可能外溢的危险化学溶剂等有毒有害物质及露天工艺管道事故排放的废水。作者简介: 刘文帆 ( 1979 ) ，女，2002 年毕业于江苏石油化工学院环境与安全工程系给水排水工程专业，工程师。从事给水排水、消防、环保工程设计。石玉峰 ( 1979 ) ，男，2002 年毕业于江苏石油化工学院环境与安全工程系给水排水工程专业，工程师。从事给水排水、消防、环保工程设计。232广 州化 工2013 年 4 月统带来的影响，因此很多污水处理场设置了事故池，用于贮存事故水。事故污水的收集主要是通过设置于厂区内的生产污水收集 系统和雨水收集系统等进行收集，并通过排水切换设施，将事 故状态下的事故废液、消防废水和事故期间雨水等事故污水收 集至事故池中。么损失就越小。以上三点 ( v1 + v2 v3 ) max 是一个综合考虑的值，需要比 对石化企业内各个工艺装置、各个储运罐区的计算结果，因为 一般来讲，储罐区的单罐容积远远大于工艺装置反应器的容 积，但是储罐区消防水量说不定远远小于工艺装置的消防水 量，不能想当然的下结论。3. 4 发生事故时仍必须进入该收集系统的生产废水事故储存设施的计算方法及影响因素根据 水体污染防控紧急措施设计导则 有关规定，事故 储存设施总有效容积为:v总 = ( v1 + v2 v3 ) max + v4 + v5式中: ( v1 + v2 v3 ) max 指对收集系统范围内不同罐组或装置分别计算 v1 + v2 v3 ，取其中最大值v1 收集系统范围内发生事故的一个罐组或一套 装置的物料量，储存相同物料的罐组按一个 最大的储罐计，装置物料量按存留最大物料 量的一台反应器或中间储罐计算v2 发生事故的储罐或装置的消防水量v3 发生事故时可以转输到其他储存或处理设施 的物料量v4 发生事故时仍必须进入该收集系统的生产废 水量v5 发生事故时可能进入该收集系统的降雨量 从上面的公式可以看出，导则的宗旨，是考虑了石油化工企业一旦发生事故状态下最不利的情况。当事故发生了，物料 泄露了，那么火灾就发生了 ( 物料通常是易燃易爆的) ，再考 虑正常生产的排水、天空下雨的排水，事故储存设施的容积就 大了。影响事故储存设施的因素有以下几个方面:3量 v4事故状态下，为保证正常的生产，所以不能忽略生产废水的收集。废水量通常与生产装置 ( 或者罐区) 的排污量相关。3. 5 发生事故时可能进入该收集系统的降雨量 v5v = 10qf ( v 也即雨水设计量)55式中:q降雨强度，按日平均降雨量计算，为年平均降雨量和年平均降雨日数的比值f必须进入事故废水收集系统的雨水汇水面积室外排水设计规范 gb50014 2006 ( 2011 年版) 3中规定，雨水设计流量为设计暴雨强度、径流系数、汇水面积三者 的乘积，而暴雨强度的确定，又和降雨历时、设计重现期等等一系列的参数有关，计算比较繁琐。导则中将雨水设计量进行 了简化，知道了当地的降雨量的气象条件，这个值就不难得出。4事故污水池设计要点平面位置事故池平面位置应结合厂区地形、车间布局综合确定，一 般优先考虑就近排放量最大的装置且满足液体自流要求，事故 池与周边建构筑物应保持一定的安全防护间距和卫生防护间 距。4. 2 事故池形式事故池分固定式和移动式两类。固定式事故池一般为地下 钢筋混凝土结构，以防渗漏，池上口一般加盖，池顶预留人孔 或检修孔，池顶种草以美化环境。移动式事故池一般指可移动 的槽、罐类，废水通过泵提升至槽或罐内，然后送到污水处理 站集中处理，移动式事故池仅适用小型化工企业的一般事故。4. 1收集系统范围内发生事故的一个罐组或一套装3. 1置的物料量 v1这个不难理解，对于罐组来讲，一般取罐组内最大的罐容积，而工艺装置，比对反应器或中间储罐，取最大的容积。3. 2 发生事故的储罐或装置的消防水量 v2v2 = q消 t消式中: q消 发生事故的储罐或者装置同时使用的消防设 施给水流量t消 消防设施对应的设计消防历时 ( 也即火灾延 续供水时间)v2 的确定，先得了解厂区的规模，确定同一时间内的火灾 次数，从而确定消防最大用水量。根据 石油化工企业设计防 火规范 gb50160 20082，石油化工企业工艺装置的消防用 水量应根据其规模、火灾危险类别及消防设施的设置情况等综 合考虑确定，当确定有困难时，可按中型的为 150 200 l / s， 大型的为 300 600 l / s 考虑。火灾延续供水时间不应小于 3 h。 可燃液体罐区的消防用水量，应按火灾时消防用水量最大的罐 组计算，其水量应为配置泡沫混合液用水及着火罐和邻近罐的 冷却用水量之和。罐组储存的介质、罐体的形式、罐的布置方 式不同，消防水量的计算方法也不尽相同，需要按 石油化工 企业设计防火规范 gb50160 2008 有关条文仔细计算。3. 3 发生事故时可以转输到其他储存或处理设施的 物料量 v34. 3事故池工艺设计事故池有效容积能收纳事故时各路排水。为确保事故池体积不被挪用，事故池内应设置抽干水泵，使池内始终保持空干。事故池内壁应有严格防腐措施，并且能耐受一定高温，池 内应通风良好，防止可燃气体积聚，引发爆炸。事故池进水，一般由管道输入，管道一般埋地设置，出水 又提升泵加压后送至污水处理站，管道及设备均应满足防腐要求，管道设备均应可靠接地，用电设备宜采用防爆电机。没有具体的设计规范，一般根据处理设施能力和可能发生 的事故恢复时间有关，一般情况下 1 2 天足够。但是消防风险事故水池就不同了，是有规范和计算公式的。4. 4事故污水池容积的确定导则规定，在现有储存设施不能满足事故排水储存容量要求时，应设置事故池。v= v v事故池 总 现有式中: v现有 用于储存事故排水的现有储存设施的总有效容积事故池容积应包括可能流出厂界的全部流体体积之和，通 常包括事故延续时间内消防用水量、事故装置可能溢流出液体这个值也是不难理解的，事故状态下物料转输的越多，那刘文帆等: 浅谈石化企业事故污水池的设置第 41 卷第 7 期233量、输送流体管道与设施残留液体量和事故时雨水量。4. 4. 1 消防用水量 消防用水量等于消防水流量与消防持续时间乘积。化工企业消防水流量通常为消火栓给水系统、消防冷却水流量、车间 或装置喷淋水量、化学消防需水量 ( 如低倍数泡沫灭火系统) 等。在设计中，首先根据生产性质、危险类别确定消防用水量 最大的单元，然后将各类消防用水量相加，可得最大消防用水 量。计算公式如下:qf = qi ti总之，现有储存事故排水的能力越大，那么事故池的容积就越小，尤其对于已建好的石油化工企业，用地非常受限，事 故池一般占地很大，通过增加其他现有储存设施有效容积的方 式，可以减小事故池的容积，以节省占地。5目前存在的问题目前石油化工企业事故污水池容积的计算还存在以下问题:( 1) 事故期间雨水量的产生与降雨强度和历时有关，实际产生量可能远远大于设计规范中规定的计算用量。( 2) 由于消防废水只是在消防时产生，因而其水量与消防 时实际用水量有关，而消防实际用水量与火灾严重程度密切相 关。当火灾处于初期或程度比较轻时，消防实际用水量就小， 产生的消防污水也就少; 当火灾程度比较严重时，消防实际用 水量就大，产生的消防污水也就多; 当火灾特别严重时，企业内 消防设施不能满足消防要求，需要动用企业外部消防设施，此 时产生的消防污水就更多。式中: qf 最大消防用水量，m33qi 每类消防系统消防小时流量，m / hti 每类消防系统消防持续时间，hi消防系统的类别4. 4. 2 事故装置可能溢流出液体4. 4. 2. 1 储罐区储罐区溢流出的液体量等于全部储罐总泄露量减去封闭于 防火堤内的液体量。防火堤内有效容积大于罐区内最大的一台 储罐容积的二分之一，但一般小于或等于罐区内最大的一台储 罐容积。一旦储罐发生火灾，着火罐内的液体将泄漏，暂时储 存于防火堤内，同时着火罐和邻近罐消防冷却水不断喷淋，消 防冷却水与泄漏的液体混存于防火堤内，随着时间推移，防火 堤内液面不断上升，混合液体逐渐溢出防火堤。实际上，火灾 与爆炸范围与程度是随机的，储罐液体的泄漏量难以准确估 算，为安全起见，笔者建议储罐液体泄漏量按最大的一台储罐 容积计算。( 3)当事故污水的实际产生量太大时，事故污水就会溢出事故池，流入雨水管道，污染事故发生地周围的地下水、地表水环境等。但是如果单纯地将事故池容积增大，势必又增加了 土建投资。如何经济、合理地确定事故池的容积，还有待于进 一步探讨。关于事故污水池的建议( 1) 事故污水收集系统设计时可在各装置、罐区、泵区、 软管交换站、装卸区等处设置切换阀门及管路，将污水和初期 雨水切换至污水系统，将后期雨水切换至雨水收集系统或清下 水系统，从而减少事故期间产生的事故废水量，可有效降低事 故池土建投资。( 2) 发生事故时，还可利用企业现有的污水系统、清下水 系统和厂区内的低洼地、水景池等设施对事故污水进行收集， 但进入上述设施的事故污水最终必须送至污水处理系统，不可 外排。6装置区4. 4. 2. 2装置区可能泄露液体有管道、反应容器、中间罐等，装置区可能排出的液体量有两种方法。方法一，根据装置操作特 点、管道直径及长度、容积或罐体尺寸计算确定。方法二，根