柯尊義
(浙江天成工程設(shè)計(jì)有限公司,浙江 杭州 310023)
2005年11月13日,中石油吉林石化分公司雙苯廠發(fā)生爆炸事故,由于沒有采取及時(shí)正確的事故應(yīng)急措施,事故現(xiàn)場大量地面水?dāng)y帶100t左右苯、苯胺和硝基苯等有毒有害泄漏物進(jìn)入清凈下水系統(tǒng),流入松花江吉林市段,導(dǎo)致松花江水體被嚴(yán)重污染,下游城市哈爾濱市供水系統(tǒng)癱瘓,造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境損失。這就是“松花江污染事件”。
這是我國迄今為止發(fā)生的最為嚴(yán)重、影響最為重大的一次水污染事件,鑒于此次事故的慘痛教訓(xùn),國家安監(jiān)總局和環(huán)??偩钟?006年發(fā)布了《關(guān)于督促化工企業(yè)切實(shí)做好幾項(xiàng)安全環(huán)保重點(diǎn)工作的緊急通知》(安監(jiān)總危化[2006]10號(hào))(以下簡稱安監(jiān)10號(hào)文),強(qiáng)調(diào)了各化工企業(yè)應(yīng)建立和完善事故狀態(tài)下的“清凈下水”的收集和處理裝置,由此拉開了化工企業(yè)清凈下水事故池的全面建設(shè)的序幕。但由于國家有關(guān)部門并沒有出臺(tái)統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)范,筆者在工程實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn),清凈下水事故池怎么設(shè)、設(shè)在哪里,很多相關(guān)單位如企業(yè)、環(huán)評(píng)機(jī)構(gòu)、安評(píng)機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)院甚至政府環(huán)保主管部門都不甚明了,有些人甚至連事故池的概念和作用都搞不清楚。筆者試圖從四個(gè)方面談?wù)剛€(gè)人在工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中的淺薄經(jīng)驗(yàn)和體會(huì),以資探討。
為什么要講這個(gè)呢,因?yàn)槭鹿食剡@個(gè)概念,現(xiàn)在是個(gè)熱詞,卻不是什么新名詞。事故池以前見的比較多的是在污水處理領(lǐng)域,用于儲(chǔ)存非正常的超標(biāo)污水或處理不合格的污水而設(shè)置的。GB50160-2008《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[1](以下簡稱石油規(guī))里也有關(guān)于事故存液池的設(shè)置要求,但它只是針對(duì)石油化工企業(yè)儲(chǔ)罐區(qū)而要求的,并不完全是“安監(jiān)10號(hào)文”所提到的事故池。筆者發(fā)現(xiàn),許多人很容易把這幾種事故池的概念搞混淆,有必要作一些澄清。
依據(jù)化工企業(yè)的安全、環(huán)保等相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn),化工企業(yè)應(yīng)該做到清污分流,企業(yè)內(nèi)部排水系統(tǒng)一般分為清凈下水(主要是雨水)排水系統(tǒng)、污水排水業(yè)廢水排水系統(tǒng))。一般來說,化工企業(yè)全廠污水收集后排至廠區(qū)污水處理站或市政污水管網(wǎng)(須達(dá)到入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)),清凈下水收集后則直接排至市政雨水管網(wǎng)或就近排入河道。正常情況下,這兩個(gè)系統(tǒng)各司其職,互不干擾。但在事故狀態(tài)下,廠區(qū)裝置(車間)或罐區(qū)泄漏的物料、消防排水以及被污染的雨水也難免會(huì)沿地表和管道進(jìn)入清凈下水排水系統(tǒng),如果不對(duì)這些地面排水進(jìn)行收集和處理,任其外排,讓一些有毒有害包括易燃易爆物質(zhì)最終匯入江河湖泊,必將造成所在地區(qū)地下水、地表水的嚴(yán)重污染。所以化工企業(yè)必須配建事故池,以便于在事故狀態(tài)下將這些廢水收集儲(chǔ)存并妥善處理,以防止其外排至環(huán)境水體,造成環(huán)境水體污染。
所以我們這里所講的事故池(包括“安監(jiān)10號(hào)文”所要求的),就是指為防止事故狀態(tài)下流到廠區(qū)清凈下水管網(wǎng)的受污染水進(jìn)入市政雨水管道或自然水體而設(shè)置的暫時(shí)儲(chǔ)存受污染水的水池,具有設(shè)置永久性,使用臨時(shí)性、儲(chǔ)存暫時(shí)性、服務(wù)范圍全廠性的特點(diǎn)。它是專為廠區(qū)清凈下水管網(wǎng)配套、防止水體污染的應(yīng)急緩沖設(shè)施,它的作用可以是完全儲(chǔ)存所有的事故污水、也可以是僅作緩沖調(diào)節(jié),將事故污水轉(zhuǎn)移至污水管網(wǎng)(要求污水管網(wǎng)及其處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)荷能夠滿足最大轉(zhuǎn)移量時(shí)正常運(yùn)行)。所以有的地方叫事故應(yīng)急池,也有的地方叫事故緩沖池,筆者以為事故池的叫法最概括,也最確切表達(dá)了它本身的概念和作用。
由于化工企業(yè)大小各異、生產(chǎn)規(guī)模和工藝水平參差不齊,工程實(shí)踐中大量老企業(yè)建成時(shí)間較早,設(shè)計(jì)、建設(shè)不規(guī)范,部分企業(yè)基礎(chǔ)薄弱,受場地條件、造價(jià)等方面的影響,事故池的設(shè)置極不規(guī)范。甚至很多新建項(xiàng)目,建設(shè)單位從總體布置考慮,擔(dān)心水池等構(gòu)筑物影響美觀,往往是哪里有空,或廠區(qū)角落里不被注意的地方,事故池就設(shè)置在哪里。
這樣是極其不合理的。因?yàn)楣こ讨幸话悴粫?huì)去單獨(dú)設(shè)置一套事故排水收集管網(wǎng)接到事故池,而平時(shí)讓它保持空置。通常做法是利用廠區(qū)清凈下水管網(wǎng)收集事故排水,在其末端設(shè)置應(yīng)急閘門,以便事故時(shí)及時(shí)截?cái)嗯胖翉S外的排水管道,而將事故排水截流到廠區(qū)事故池。所以事故池應(yīng)設(shè)置在廠區(qū)清凈下水管網(wǎng)末端附近、地勢相對(duì)較低的地方,且宜采用地下式水池,以便于利用重力流收集事故排水。
同時(shí)考慮到化工企業(yè)化學(xué)品種類繁多、化工裝置千差萬別。不同的化工裝置、不同的工藝流程、反應(yīng)物質(zhì)不同,火災(zāi)發(fā)生時(shí)不同的泄漏點(diǎn)位置,事故狀態(tài)下的清凈下水中污染物的組分都會(huì)不同。且大多都帶有一定的有毒有害物質(zhì)包括易燃易爆物質(zhì),所以事故池與周邊建構(gòu)筑物,尤其是可能帶有明火或散發(fā)火花的建筑物或場所,比如鍋爐房、食堂、機(jī)修間等應(yīng)保持一定的安全防護(hù)間距和衛(wèi)生防護(hù)間距。
關(guān)于事故池的容積計(jì)算,目前在工程實(shí)踐中普通采用較多的是中國石油化工集團(tuán)公司安全環(huán)保局于2006年3月“松花江水污染事件”后發(fā)布的《水體污染防控緊急措施設(shè)計(jì)導(dǎo)則》[2](中國石化安環(huán)(2006)10號(hào))(以下簡稱“導(dǎo)則”)中的計(jì)算公式。
V現(xiàn)有—用于儲(chǔ)存事故排水的現(xiàn)有儲(chǔ)存設(shè)施的總有效容積;
V總—事故儲(chǔ)存設(shè)施總有效容積;
注:(V1+V2-V3)max是指對(duì)收集系統(tǒng)范圍內(nèi)不同罐組或裝置分別計(jì)算V1+V2-V3,取其中最大值。
V1—收集系統(tǒng)范圍內(nèi)發(fā)生事故的一個(gè)罐組或一套裝置的物料量。
注:儲(chǔ)存相同物料的罐組按一個(gè)最大儲(chǔ)罐計(jì),裝置物料量按存留最大物料量的一臺(tái)反應(yīng)器或中間儲(chǔ)罐計(jì);
V2—發(fā)生事故的儲(chǔ)罐或裝置的消防水量,m3;
Q消—發(fā)生事故的儲(chǔ)罐或裝置的同時(shí)使用的消防設(shè)施給水流量,m3/h;
t消—消防設(shè)施對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)消防歷時(shí),h;
V3—發(fā)生事故時(shí)可以轉(zhuǎn)輸?shù)狡渌麅?chǔ)存或處理設(shè)施的物料量,m3;
V4—發(fā)生事故時(shí)仍必須進(jìn)入該收集系統(tǒng)的生產(chǎn)廢水量,m3;
V5—發(fā)生事故時(shí)可能進(jìn)入該收集系統(tǒng)的降雨量,m3;
q—降雨強(qiáng)度,mm;按平均日降雨量;
qa—年平均降雨量,mm;
n—年平均降雨日數(shù)。
F—必須進(jìn)入事故廢水收集系統(tǒng)的雨水匯水面積,hm2;
應(yīng)該說,就整個(gè)“導(dǎo)則”及整體公式而言,是關(guān)于事故狀態(tài)水污染防控比較嚴(yán)密和全面的一個(gè)指導(dǎo)文件和公式了,但它有兩個(gè)主要問題,限制了它的應(yīng)用范圍和效果。
第一個(gè)就是它的法律地位,因?yàn)檫@個(gè)文件的發(fā)文單位是中國石油化工集團(tuán)公司安全環(huán)保局,而且只是以中國石化集團(tuán)內(nèi)部文件形式下發(fā),所以其文號(hào)的地位最多只能算是企業(yè)的一個(gè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn),連石化行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范都算不上,行業(yè)內(nèi)的很多人都不太了解,更別說行業(yè)外的人了。因此在實(shí)際應(yīng)用中,其權(quán)威性就大打折扣,致使工程實(shí)踐推廣應(yīng)用中存在諸多不便,在化工行業(yè)內(nèi)部執(zhí)行力度也就可見一般。
第二個(gè)就是公式(5)中q取“按平均日降雨量”。這樣取值,缺乏技術(shù)論證和工程實(shí)踐檢驗(yàn),是否合理和安全可靠?不得而知,而新編制的《化工建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》[2](GB50483-2009)(由原《化工建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)定》(HG 20667-1986)升格修訂而來)采用的是“當(dāng)?shù)刈畲蠼涤炅俊?,兩者分歧明顯,以致于對(duì)于同一個(gè)項(xiàng)目的事故池容積計(jì)算結(jié)果,環(huán)評(píng)單位、安評(píng)單位和設(shè)計(jì)單位各不相同,千差萬別,執(zhí)行時(shí)令建設(shè)單位莫衷一是,做得大了,擴(kuò)大了占地面積,增加了造價(jià)和投資,而其本身利用率則極低,在寸土寸金的建設(shè)單位眼里,顯得浪費(fèi);做得小了,又怕通不過相關(guān)主管部門的驗(yàn)收。
筆者以為,應(yīng)該結(jié)合《化工建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》的修訂,將“導(dǎo)則”整體納入該規(guī)范體系,并針對(duì)事故時(shí)的降雨量如何科學(xué)取值,進(jìn)行專題系統(tǒng)研究和論證,提出安全合理的計(jì)算公式,便于執(zhí)行和理解。
如前所述,事故池一般設(shè)置于廠區(qū)清凈下管網(wǎng)的末端附近,由于利用重力流收集,排水管網(wǎng)要保持一定的坡度和埋深,這樣到末端時(shí)埋深不可避免地將加大,尤其是有的地方規(guī)定一個(gè)化工企業(yè)只能有一個(gè)清凈下水排出口,這在廠區(qū)面積不大或本身有一定豎向坡度或落差時(shí)還好。如果廠區(qū)面積很大,地勢平坦,排水管末端埋深在2~3m就是家常便飯了。與之連接的事故池深度又不可能太深,一般在4~5m,所以事故池的有效深度就大打折扣,如果要全部利用重力流儲(chǔ)存事故排水的話,相應(yīng)占地面積就會(huì)很大,造價(jià)也很高,這樣不經(jīng)濟(jì)也不符合當(dāng)前國家節(jié)能節(jié)地節(jié)水節(jié)材的大政方針要求,尤其是一些在用地緊張的地區(qū),實(shí)際實(shí)施時(shí)難免會(huì)遇到企業(yè)不理解,落實(shí)計(jì)算容積困難和阻力較大。
所以筆者的建議是,如果事故池容積不是很大,比如500~1000m3以下,廠區(qū)用地條件許可的情況下,可以做成全地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),并輔以防滲防腐處理,池上口一般加蓋,池頂預(yù)留人孔或檢修孔,池頂種草以美化環(huán)境。
如果事故池容積大于1000m3,可以做成一部分地下作為事故收集使用,另一部分做成地上式水池或儲(chǔ)罐,在事故狀態(tài)利用事故排水泵轉(zhuǎn)移至地上式水池或儲(chǔ)罐[3],這樣可以解決占地太大和造價(jià)過高的問題。當(dāng)然這時(shí)事故排水泵的電源必須要滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》所規(guī)定的一級(jí)負(fù)荷供電要求,在緊急時(shí)不能被切斷,且電機(jī)須采用防爆型。
至于有的單位提出的另一種所謂“移動(dòng)式事故池”,即采用可移動(dòng)的槽、罐或槽罐車之類,廢水通過泵提升至槽或罐內(nèi),然后送到污水處理站集中處理。這種形式畢竟容積有限(一般在50m3以下),應(yīng)急時(shí)調(diào)用不可能隨叫隨到,僅適用小型化工企業(yè)的一般事故或緊急狀態(tài)時(shí)補(bǔ)充力量,不能作為事故池的一種常態(tài)設(shè)置。
綜合所述,工程實(shí)踐中化工企業(yè)清凈下水系統(tǒng)所說的事故池是針對(duì)全廠性服務(wù)的事故池,而非“石油規(guī)”所指的事故存液池,或污水處理領(lǐng)域所指的超標(biāo)污水或處理不合格的污水儲(chǔ)存池。其一般設(shè)置于廠區(qū)清凈下管網(wǎng)的末端附近,宜采用經(jīng)防滲防腐處理的地下式現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),也可采用部分地下和地上式水池(罐)相結(jié)合的形式,建議針對(duì)《化工建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》及“導(dǎo)則”中存在的問題進(jìn)行研究論證,細(xì)化和完善關(guān)于事故池容積計(jì)算等問題,修訂相關(guān)規(guī)范,做到安全合理,經(jīng)濟(jì)適用,以指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)和實(shí)踐應(yīng)用。
[1]GB50160-2008,石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].
[2]GB 50483-2009,化工建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
[3]俞科成,孟琪莉.事故排水系統(tǒng)的探討[J],科技資訊.2007,21:77.