葛保鋒 劉玉中國寰球工程公司 北京 100029

淺談石油化工企業(yè)防滲工程技術

葛保鋒*劉玉中國寰球工程公司 北京 100029

介紹石油化工企業(yè)主動防滲系統(tǒng)、被動防滲系統(tǒng)、滲漏污染監(jiān)測系統(tǒng)和應急系統(tǒng)的設計技術和方法，著重介紹被動防滲系統(tǒng)污染防治區(qū)的劃分、防滲材料的選擇和防滲結構型式等的設計原則和方法。

防滲工程

本文結合某石化煉化一體化工程，根據(jù)國家環(huán)境保護部門和環(huán)境影響評價報告的要求，通過調(diào)研、學習國外化工行業(yè)防滲工程技術和借鑒國內(nèi)其他行業(yè)防滲工程技術，在汲取垃圾填埋場、一般工業(yè)固體廢物、危險廢物填埋、處置場防滲工程技術以及地下工程防水技術的基礎上，結合石化企業(yè)自身特點，創(chuàng)造性地提出了石化企業(yè)防滲工程體系。

1 防滲工程體系

石油化工企業(yè)防滲工程是一項系統(tǒng)工程，由源頭控制—防止?jié)B漏—污染監(jiān)測—事故應急處理等四個系統(tǒng)組成整體防滲體系，即由主動防滲系統(tǒng)(源頭控制)、被動防滲系統(tǒng)(防止?jié)B漏)、滲漏污染監(jiān)測系統(tǒng)(污染監(jiān)測)和應急系統(tǒng)(事故應急處理)組成。①源頭控制是指從源頭上盡可能減少污染源的泄、滲漏，從而降低污染地下水的可能性;②防止?jié)B漏是指采取防滲措施，在污染物一旦發(fā)生泄、滲漏后，阻止其污染地下水;③污染監(jiān)測指在污染防治區(qū)內(nèi)，根據(jù)石油化工企業(yè)各生產(chǎn)功能區(qū)的特點，采用不同的監(jiān)測方法，監(jiān)測污染源是否發(fā)生泄、滲漏以及是否對地下水造成污染;④事故應急處理指當發(fā)生污染物泄、滲漏至地下水使其受到污染時，采取應急措施，防止污染物進一步擴散。防滲工程做到了源頭有控制，泄?jié)B、漏后有措施，事故后有處置方案的整體防治體系，確保地下水不受污染。

2 石油化工企業(yè)防滲工程設計

2.1 主動防滲設計

主動防滲設計主要在廠址和生產(chǎn)工藝的選擇、平面布置、管道及設備設計等方面盡量避免對環(huán)境造成污染。在項目建設前期廠址選擇階段，應了解項目廠址的自然環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、水文地質(zhì)條件和地下水環(huán)境敏感保護目標等方面資料，選擇包氣帶防污性能強、項目場地地下水不易污染、地下水環(huán)境不敏感的場地，并盡量遠離地下水和地表水飲用水源保護區(qū);在平面布置中應盡量將處理和儲存含有毒、有害、危險介質(zhì)的設備按其物料的物性分類集中布置;在工藝路線的選擇上應選用國內(nèi)外先進的環(huán)保生產(chǎn)工藝技術，減少污染源的產(chǎn)生;在管道及設備的設計中，通過對管道及設備的連接方式、密封方式、材質(zhì)比選，提高管道壓力等級和腐蝕余度，加強對管道、設備防腐處理等措施，減少污染物的排放，從源頭上控制污染物的泄、滲漏，降低產(chǎn)生污染的風險。

2.2 被動防滲設計

被動防滲設計包括污染防治區(qū)的劃分、防滲材料和防滲結構型式的選擇及確定等內(nèi)容。

在進行被動防滲設計前，應了解生產(chǎn)、儲存、運輸介質(zhì)的理化性質(zhì)、生產(chǎn)加工工藝、項目環(huán)境影響評價及環(huán)保管理部門對該項目環(huán)評報告批復等方面內(nèi)容。

2.2.1 污染防治區(qū)的劃分

石油化工企業(yè)生產(chǎn)、儲運的物料及產(chǎn)品種類繁多、物性復雜，不同泄漏物料對環(huán)境造成的危害程度差異較大，根據(jù)石化企業(yè)各功能分區(qū)的不同和污染物的理化特征，將石化企業(yè)廠區(qū)劃分為一般污染防治區(qū)、重點污染防治區(qū)和特殊污染防治區(qū)。

(1)據(jù)污染物污染特性，劇毒、有毒、致癌性物質(zhì)、致突變性物質(zhì)、生殖毒性物質(zhì)、持久性有機污染物對環(huán)境危害程度較高，因此對于生產(chǎn)、加工、儲存該種污染物的區(qū)域應劃為重點污染防治區(qū)并進行防滲設計。

(2)污水池、地下污水管道及環(huán)墻基礎儲罐罐底板底部等區(qū)域，由于埋置于地下，泄、滲漏后難以觀察，且長期儲存有污染介質(zhì)，一旦泄漏后造成的危害非常大。因此，將其定義為特殊污染防治區(qū)并進行防滲設計。

(3)其他可能產(chǎn)生污染物泄、滲漏的區(qū)域定義為一般污染防治區(qū)。

2.2.2 防滲材料的選擇

目前國內(nèi)使用的防水材料有很多種，主要應用于地下防水工程，參考國內(nèi)地下工程防水做法、生活垃圾填埋場、一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場、危險廢物貯存、填埋場的防滲做法，并參考國外石油化工企業(yè)儲罐區(qū)防滲做法，同時結合石油化工企業(yè)自身特點，考慮到工程的可實施性和經(jīng)濟適用性，石油化工企業(yè)宜選擇天然防滲材料，水泥基滲透結晶型防滲材料和人工合成有機防滲材料作為主要的防滲系統(tǒng)材料。在石油化工企業(yè)具體的防滲設計中，其防滲材料的選擇尚應根據(jù)防滲要求、并結合生產(chǎn)功能分區(qū)、泄、滲漏污染物的理化特性、環(huán)境條件、施工方法及材料性能等因素合理確定。防滲材料應具備無毒性、堅固性、持久性、抗化學反應性、一定程度的抗穿透和抗斷裂性等特點。

2.2.3 防滲結構型式

石油化工企業(yè)根據(jù)其選用的防滲材料及型式的不同，主要有天然防滲結構、剛性防滲結構、柔性防滲結構和復合防滲結構等型式。

(1)天然防滲結構主要指由粘土構成的防滲結構;還包括在沒有合適的粘土資源或粘土性能無法達到防滲要求的情況下，將粉質(zhì)粘土、粉砂等進行人工改性，使其達到防滲性能要求的防滲材料。天然防滲結構其粘土的滲透系統(tǒng)不應大于1.0×10－7cm/s，且應具有一定的厚度。

(2)剛性防滲結構指添加防水添加劑(水泥基滲透結晶型防水材料及其它防水添加劑)處理的混凝土結構、經(jīng)表面涂層處理的混凝土結構或特殊配比的混凝土結構，剛性防滲典型結構見圖1。其抗?jié)B性能根據(jù)防水添加劑的種類，采用不同的配比，使其滲透系數(shù)達到1.0×10－8cm/s至1.0 ×10－12cm/s。

圖1 剛性防滲典型結構圖

(3)柔性防滲結構由土工膜及上下保護層結構組成，土工膜包括高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、氯化聚乙烯(CPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP)、合成橡膠等，上、下保護層采用的材料根據(jù)項目現(xiàn)場實際情況確定，典型防滲結構見圖2。其滲透系數(shù)很容易達到1.0×10－12cm/s以上。

圖2 柔性防滲典型結構圖

(4)復合防滲結構由天然防滲結構、剛性防滲結構和柔性防滲結構任其兩者或三者組合而成的防滲結構，典型防滲結構見圖3。

圖3 復合防滲典型結構圖

防滲結構型式的選擇應根據(jù)石油化工企業(yè)各功能分區(qū)的不同和工程實際情況合理確定。

3 污染監(jiān)測系統(tǒng)

石油化工企業(yè)污染監(jiān)測系統(tǒng)包括滲漏液收集井、液體滲漏傳感電纜檢測設施以及地下水污染監(jiān)控井等監(jiān)測設施。監(jiān)測設施的設置應根據(jù)各功能分區(qū)的不同，結合防滲結構型式合理確定。

(1)滲漏液收集井可應用于面層硬化，采用復合防滲結構(不含抗?jié)B混凝土+防滲涂層復合防滲結構)的區(qū)域。上層防滲層滲漏下來的滲漏液經(jīng)土工膜上的滲漏液收集層流入滲漏液收集井內(nèi)，然后再集中處理。滲漏液收集井可同時作為該區(qū)域上層防滲層(包括儲罐罐底)滲漏檢測報警設施。根據(jù)滲漏液收集井的位置和服務區(qū)域，查找滲漏點，開展對上層防滲層的維修，典型結構圖見圖4。

(2)液體滲漏傳感電纜檢測設施可應用于大型儲罐的罐體底板下部結構層內(nèi)，檢測罐體底板是否存在滲漏物料。液體滲漏傳感電纜檢測主要利用電阻值的變化幅度，判斷出泄漏點的位置。石油化工企業(yè)應根據(jù)當?shù)氐叵滤飨?、污染源分布及污染物在地下水中的擴散形式，在廠區(qū)及其周邊區(qū)域布設一定數(shù)量的地下水污染監(jiān)控井，建立地下水污染監(jiān)控、預警體系。

總之，泄、滲漏污染監(jiān)測系統(tǒng)應根據(jù)防滲結構型式和石油化工企業(yè)功能分區(qū)的不同而合理確定。

圖4 滲漏液收集井典型結構圖

4 應急措施

當通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)污染物料有泄、滲漏，已造成周圍地下水污染時，應立即控制地下水流場，采取隔離、停止抽水等措施，防止污染物擴散，以免造成更大程度的污染。

5 結語

石油化工企業(yè)防滲工程體系的建立，以主動防滲措施為先導，根據(jù)污染防治區(qū)的劃分原則，合理確定污染防治區(qū)，選擇適宜防滲材料和防滲結構型式，設置必要的污染監(jiān)測方式和應急措施，為確保地下水的安全提供保障。

1 GB 18445－2001，水泥基滲透結晶型防水材料［S］．

2 GB 50108－2008，地下工程防水技術規(guī)范［S］．

3 GB 18597－2001，危險廢物貯存污染控制標準［S］．

4 GB 18598－2001，危險廢物填埋污染控制標準［S］．

5 GB 18599－2001，一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標準［S］．

6 CJJ 113－2007，生活垃圾衛(wèi)生填埋場防滲系統(tǒng)工程技術規(guī)范［S］．

7 環(huán)發(fā)［2004］75號，危險廢物安全填埋處置工程建設技術要求［S］．

8 Q/SY 1303－2010，石油化工企業(yè)防滲設計通則［S］．

This paper presents the engineering technologies and methods for active and passive seepage prevention systems，seepage/leakage pollution monitoring system andemergency system inpetrochemicalplants，especially the design principle and methods for pollution prevention zone division of the passive anti-seepage system，selection of anti-seepage material and type of anti-seepage structures．

Discussion on Engineering Technologies for Seepage Prevention in Petrochemical Plants

Ge Baofeng，et al
(China Huanqiu Contracting and Engineering Corp．Beijing 100029)

seepage preventionengineering

*葛保鋒:工程師。1997年畢業(yè)于北京工業(yè)大學計算機技術與應用專業(yè)。一直從事總圖運輸設計工作。聯(lián)系電話:(010)58675767，E－mail:gebaofeng@hqcec.com。

(修改回稿2012－01－05)