关于事故水池容积的探讨

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　　摘要：对比分析了《化工建设项目环境保护设计规范》（GB50483-2009）和中国石化安环[2006]10号规定的事故水池容积确定方法，系统地提出了事故水池容积确定的技术要点和原则，结合案例探讨了事故水池和初期雨水池容积确定的技术方案。
　　关键词：事故水池；事故水；初期雨水；容积；设置方法
　　中图分类号：B845文献标识码： A
　　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的事故废水、消防废水、初期雨水及事故期间雨水。
　　（1）事故废水
　　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。
　　（2）消防废水
　　由于事故时消防用水均与其他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。
　　（3）初期雨水
　　正常生产运营过程中初期雨水是指刚下的雨水，一次降雨过程中的前10～20min最大降水量；
　　（4）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事故水池容积确定方法对比
　　2.1《化工建设项目环境保护设计规范》GB50483-2009规定的计算方法:简称“V国标”
　　对一般的新建、扩建、改建和技术改造的建设项目，其事故水池容量应按下式计算。
　　
　　式中：（V1+V2+V雨）max为事故水最大计算量（m3）；V1为最大一个容量的设备（装置）或贮罐的物料贮存量（m3）；V2为在装置区或贮罐区一旦发生火灾爆炸及泄漏时的最大消防用水量，包括扑灭火灾所需用水量和保护邻近设备或贮罐（最少3个）的喷淋水量（m3），可根据GB50016、GB50160等有关规定确定；V雨为发生事故时可能进入该废水收集系统的当地的最大降雨量，应根据GB50014有关规定确定；V3为事故水收集系统的装置或罐区围堰、防火堤内净空容量（m3），与事故水管道容量（m3）之和。
　　2.2中国石化安环[2006]10号规定的计算方法：简称“V石化
　　对现有石油化工企业的工艺装置、储运设施、公用设施事故所导致水体污染的防控，可按中国石化安环[2006]10号“关于印发《水体环境风险防控要点》（试行）的通知”及“水体污染防控紧急措施设计导则”推荐方法，计算其事故水池容量。
　　
　　式中：（V1+V2-V3）max是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（m3）。V1为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（m3），储存相同物料的罐组按一个最大储罐计，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；V2为发生事故的储罐或装置的消防水量（m3），V2=∑（Q消×t消），其中，Q消为发生事故的储罐或装置的同时使用的消防设施给水流量（m3/h），t消为消防设施对应的设计消防历时（h），按GB50160等有关规定确定；V3为发生事故时可以转输到其他储存或处理设施的物料量（m3），例如，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、备用罐等，其有效容积均不宜小于罐组内1个最大储罐的容积；V4为发生事故时仍必须进入该收集系统的生产废水量（m3）；V雨为发生事故时可能进入该收集系统的降雨量（m3），V雨=10×q×F，q为降雨强度（mm），按平均日降雨量计算（q=qa/n，qa为当地多年平均降雨量，n为年平均降雨日数），F为必须进入事故水收集系统的雨水汇水面积（hm2）。
　　2.3“V国标”与“V石化”的对比和各自存在的问题
　　（1）适用范围不同。“V国标”属国家标准，具有普遍指导意义。但其标准原文仅“适用于新建、扩建、改建和技术改造的化工建设项目的环境保护设计”，就事故水池容积确定的方法而言，未明确对所有涉及易燃、易爆等危险化学品的事故排水的项目均必须强制执行。“V石化”属行业设计导则，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漏和污水对周边水体环境的污染及危害、降低环境风险而制定，其原文规定为“本导则适用于制定和完善现有石化企业内工艺装置、储运设施、公用设施事故所导致的水体污染防控紧急措施，其他设施可参照执行”；目前，石化企业一般按“V石化”执行，但必须注意其仅适用于现有石化企业，对新建项目应以执行“V国标”为准，并可参考“V石化”考虑全面综合因素进行事故水导排系统和事故池最大容积设计。
　　（2）事故水最大产生量计算方法不同。“V国标”按物料最大贮存量、消防最大用水量、最大降雨量三部分之和的最大值确定，未考虑发生事故时仍必须进入该收集系统的生产废水量。“V石化”则按物料最大贮存量、消防最大用水量、平均降雨量、生产废水量四部分之和确定。
　　（3）消防最大用水量计算方案略有差异。“V国标”按装置区和罐区的灭火、喷淋用水量分别明确规定，并规定考虑邻近至少3个贮罐的喷淋水量；但未明确灭火和喷淋给水强度、灭火冷却面积、灭火冷却消防时间等的设计取值该如何执行。“V石化”则按综合消防给水量和设计消防历时给出了计算公式，也未明确灭火和喷淋水量各自的确定方案。
　　（4）物料转移和储存容积确定内容不同。“V国标”的“V3”包括围堰或防火堤内净空容量、事故水管道容量，但未明确物料转输而只考虑储存容积。“V石化”的“V3”则为事故时可转输到其他储存或处理设施的物料量，“结合现有设施条件，事故时如能够通过转移物料达到避免事故扩大的，应首先进行物料转移”；考虑物料转输可有效避免纯物料流失，减少事故排放废水的同时也减少损失。
　　（5）降雨量的确定方法不同。“V国标”考虑的是最大降雨量，但这里存在几个问题：一是未明确按实际最大降雨量或按设计暴雨强度计算；二是未明确按哪一规范进行最大降雨量的确定；三是未明确事故状态下的最大降雨量确定是否能按正常运行状态的设计降雨量确定；四是未明确暴雨强度的重现期取值；五是未明确降雨历时的取值；六是若消防的同时降暴雨，则消防水量（消防、降温等）肯定相应大大减少，该因素未明确是否考虑；而现阶段应根据GB50014有关规定按不同重现期（事故状态下建议至少应取为3年）。“V石化”考虑的是平均降雨量，按当地多年平均的日降雨强度计算。
　　3事故水池容积确定的技术要点和原则并概括如下
　　由前述可见，事故水的来源可包括物料泄漏量、消防水量、初期雨水量、生产废水量等，而能够储存事故水的储存设施可包括事故水池、事故罐、防火堤内或围堰内有效容积、事故水管道有效容积等。因此，事故水池容积是事故水导排系统中的一个较为重要的关键环节。为确保事故水不排入外环境，必须基于事故水最大产生量和事故排水系统储存设施最大有效容积来综合确定事故水池的容积，并应遵循以下技术要点和原则。
　　（1）事故池容积确定应执行的标准或规范主要有：《化工建设项目环境保护设计规范》GB50483、中国石化安环[2006]10号等，GB50483规定的事故水池容积确定方法，对所有涉及危险化学品事故排水的项目均应适用执行。其中消防用水量确定、围堰或防火堤有效容积确定时应按《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）、《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008）等有关规定执行；最大降雨量确定按《室外排水设计规范》（GB50014-2006）等执行。且必须根据项目特点、行业标准或规范、事故池容积确定的具体要求等，注意区分各标准规范的适用范围和具体规定条款的执行。
　　（2）事故水池容量应根据发生事故的设备容量、事故时消防用水量及可能进入事故水池的降水量等因素综合确定。罐区防火堤内容积、排至事故池的排水管道在自流进水的事故池最高液位以下的容积均可作为事故排水储存有效容积。计算事故水量时，装置区或贮罐区事故不作同时发生考虑，取其中的最大值。应按事故排水最大流量对事故排水收集系统的排水能力进行校核，明确导排系统的防火、防爆、防渗、防腐等措施。
　　（3）应当结合建设项目的总平面布置图，给出事故及污染区分布、生产区及装置区围堰和防火堤范围、雨水汇集范围，及事故水导排系统走向等，明确废水收集导排系统服务范围，明确受污染排水和不受污染排水的去向及排水切换设施的设置。
　　（4）必须注意事故时进入事故水池的雨水量，与正常生产时初期雨水量的本质区别，不可混淆。正常降雨时设计参数计算必须按GB50014规定的短历时暴雨强度公式确定；而事故时降水量应根据事故消防时间（参照GB50016、GB50160规定一般为2～6h）确定。二是汇水面积不同，初期雨水的汇水面积必须考虑生产区和储存区总的汇水面积；事故时只考虑装置区或罐区单独的能进入事故排水系统的最大降雨量，不作同时汇水考虑，做设计时采取措施尽量减少进入事故排水收集系统的雨水汇集面积。
　　（5）在非事故状态下需占用事故池时（例如，初期雨水池共用），占用容积不得超过事故池容积的1/3，并应设有在事故时可以紧急排空的技术措施，要么增加事故池容积，即可接纳初期雨水又可接纳事故水。污水处理事故池不可作为事故储存设施，不能把风险进一步转加到污水处理系统。
　　（6）事故水池宜采取地下式。地下式水池有利于收集各类事故排水，以防止用水到处漫流。当自流进入的事故池容积不能满足事故排水储存容量要求，须加压外排到其它储存设施时，用电设备的电源应满足现行国家标准《供配电系统设计规范》所规定的一级负荷供电要求。
　　（7）事故水池容积的确定，应结合项目的三级防控体系（污染源头、过程处理和最终排放）建设进行。将事故状态下的污水控制在厂内不排入外环境，确保环境安全。一级防控必须完善装置区围堰、罐区防火堤和备用罐及储液池等，用以防控较小事故时少量物料泄漏可能对环境造成的污染；二级防控必须完善事故导排系统，建设事故水池，防控较大事故下事故水可能对环境造成的污染；三级防控必须完善在终端污水处理站建设大型事故缓冲池，防控重大事故情况下大量事故水可能对环境造成的污染。
　　（8）事故水池容积的确定，应综合考虑事故水的处理处置措施。对排入事故水池的废水，应进行必要的监测，并视其水质情况区别对待，以免造成不必要的处理消耗或白白浪费水资源，并应采取下列处置措施：能够回用的应回用；对不符合回用要求，但符合排放标准的废水，可直接排放；对不符合排放标准，但符合污水处理站进水要求的废水，应限流进入污水处理站进行处理；对不符合污水处理站进水要求的废水，应采取处理措施或外送处理，外送时必须按照环保部门的有关规定执行，不得出现乱倒现象。
　　4结语
　　事故水池是事故水导排系统中的一个较为重要的关键环节，其容积必须根据事故水最大产生量和事故排水系统储存设施最大有效容积计算，而最终的有效容积，应经设计单位、建设单位、安全部门、环境保护部门等考虑技术、生产、投资、安全、风险、环保等诸多因素综合确定。
　　事故水池容积确定还应注意单个项目和区域储存设施的集约化。GB50483虽然仅规定了涉及危险化学品环境风险事故排水的单个项目事故水池容积的确定方法，但每个建设项目都设一套事故水收集储存系统显然会造成投资和占地的极大浪费。对化工园区或化工项目聚集区，应设置区域集中事故水收集系统，其事故池有效容积取区域内事故水量最大者；各个厂区内不再单独设事故池，仅设事故水收集导排系统管网。
　　参考文献
　　
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