*邊歸國 黃培源 謝殿榮 潘文彬
(1.福建省生態(tài)環(huán)境廳 福建 350000 2.福州沁洋環(huán)??萍加邢薰?福建 350000 3.福建省閩東南地質大隊 福建 360021 4.福州大學環(huán)境與資源學院 福建 350000)
在我國頒發(fā)的許多廢水治理工程規(guī)范和水體環(huán)境風險防控的標準中,都涉及到環(huán)境應急水池有效容積的計算方法[1]。近年來,隨著應急管理和生態(tài)環(huán)境管理力度的增強,許多新標準和技術規(guī)范相繼頒發(fā)。但是至今仍有許多研究報道、設計和技術咨詢報告依然延用已被替代的標準,這不僅違背了《中華人民共和國標準化法》(2017修訂)的相關規(guī)定,也容易造成環(huán)境應急水池在設計、建設和運行過程中的無謂失誤。
目前,在規(guī)劃環(huán)境影響評價以及建設項目設計、環(huán)境影響評價、突發(fā)環(huán)境事件預案、竣工環(huán)境保護驗收等技術報告中關于環(huán)境應急水池設計的執(zhí)行標準方面還比較混亂。至今,使用新標準進行研究、設計的報道較鮮見。
通過對《化工建設項目環(huán)境保護設計標準》GBT 50483-2019[2]、《石化企業(yè)水體環(huán)境風險防控技術要求》Q/SH 0729-2018[3]和《事故狀態(tài)下水體污染的預防和控制規(guī)范》Q/SY 08190-2019[7]三項標準的變更和相互比對分析,從法律效力、降雨量、消防水量等主要參數(shù)的選定等方面進行探討,為從事相關研究和應用的技術人員提供借鑒。
《化工建設項目環(huán)境保護設計標準》是目前唯一的有關環(huán)境應急水池的國家標準,具有強制性和權威性。其容積計算方法見公式(1)。
《化工建設項目環(huán)境保護設計標準》與《化工建設項目環(huán)境保護設計規(guī)范》GBT 50483-2009(簡稱《原規(guī)范》)的變更內容見表1。
表1 新舊標準的對比
結果表明:
V1新舊標準沒有變更。
V2《化工建設項目環(huán)境保護設計標準》取消了保護鄰近設備或儲罐(最少3個)的噴淋水量的硬性要求,消防水量一般按最大著火點用水量。
V雨《化工建設項目環(huán)境保護設計規(guī)范》按最大降雨量計算,《化工建設項目環(huán)境保護設計標準》混入事故廢水收集系統(tǒng)的降雨量宜按如下確定:①首先確定事故廢水收集系統(tǒng)(或管網(wǎng))的雨水匯水面積;②降雨厚度按雨天平均日降雨量計,即年均降雨量(以厚度表示)除以年均降雨天數(shù);③匯水面積與降雨厚度之積即為混入事故廢水收集系統(tǒng)的降雨量。
V3《化工建設項目環(huán)境保護設計標準》事故廢水收集范圍除了圍堰、防火堤內凈空容量與事故廢水導排管道以外,可以擴大到其他環(huán)溝、管道暫存事故廢水。
V總由于《化工建設項目環(huán)境保護設計標準》在消防水量和混入事故廢水收集系統(tǒng)的降雨量的變更,所以環(huán)境應急水池的有效容積將小于《化工建設項目環(huán)境保護設計規(guī)范》的計算結果。
《石化企業(yè)水體環(huán)境風險防控技術要求》容積計算方法見公式(2)。
其中,(V1+V2-V3)max是指收集范圍內不同罐組或裝置分別計算V1+V2-V3,取其中最大值。
《石化企業(yè)水體環(huán)境風險防控技術要求》與中國石油化工集團公司工程建設管理部發(fā)布的《水體污染防控緊急措施設計導則》中國石化建標[2006]43號的變更內容見表2。
表2 新要求與舊導則的對比
表2結果表明:
V1《石化企業(yè)水體環(huán)境風險防控技術要求》與《水體污染防控緊急措施設計導則》表述方法略有不同,但是基本要求一致。儲存相同物料的罐組按一個最大儲罐計,裝置物料量按存留最大物料量的一臺反應(塔)器或中間儲罐計。
V2《石化企業(yè)水體環(huán)境風險防控技術要求》與《水體污染防控緊急措施設計導則》顯著的差別是設計消防歷時按6-12h計算,但是沒有說明什么條件下按6h計算,何種狀態(tài)下按12h計算。另外《水體污染防控緊急措施設計導則》按發(fā)生一處事故設防,《石化企業(yè)水體環(huán)境風險防控技術要求》提出關于同一時間火災次數(shù)應按《石油化工企業(yè)設計防火標準》GB 50160-2008(2018年版)(簡稱《原石化防火標準》)[5],見表3。
表3 廠區(qū)同一時間內的火災處數(shù)
《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》GB 50974-2014[5](簡稱《消防規(guī)范》)也規(guī)定,工廠、堆場和儲罐區(qū)等,當占地面積大于100hm2,同一時間內的火災起數(shù)應按2起確定,工廠、堆場或儲罐區(qū)應計1起,工廠、堆場或儲罐區(qū)的附屬建構筑應計1起。
V3《石化企業(yè)水體環(huán)境風險防控技術要求》指發(fā)生事故時可以儲存、轉運到其他設施的事故排水量,而《舊導則》則指的是發(fā)生事故時可以轉輸?shù)奈锪狭?,兩者之間還是有所不同。
V4《石化企業(yè)水體環(huán)境風險防控技術要求》與《水體污染防控緊急措施設計導則》基本要求一致,沒有明顯差異。
V5《石化企業(yè)水體環(huán)境風險防控技術要求》與《水體污染防控緊急措施設計導則》完全一致。
V總由于《石化企業(yè)水體環(huán)境風險防控技術要求》設計消防歷時按6-12h計算,而《水體污染防控緊急措施設計導則》是消防設施對應的設計消防歷時,所以《石化企業(yè)水體環(huán)境風險防控技術要求》環(huán)境應急水池的有效容積將大于《水體污染防控緊急措施設計導則》的計算結果。
《事故狀態(tài)下水體污染的預防和控制規(guī)范》明確規(guī)定替代Q/SY 1190-2013、Q/SY 8310-2016,規(guī)定事故緩沖設施總有效容積按的計算方法見公式(3)。
(V1+V2-V3)max是指對收集系統(tǒng)范圍內不同罐組或裝置分別計算V1+V2-V3,取其中最大值。
《事故狀態(tài)下水體污染的預防和控制規(guī)范》與《事故狀態(tài)下水體污染的預防與控制技術要求》Q/SY 1190-2009等的變更內容見表4。
表4 新規(guī)范與舊要求的對比
表4結果表明:
V1《事故狀態(tài)下水體污染的預防和控制規(guī)范》的取值范圍擴展到鐵路裝卸區(qū)和汽車裝卸區(qū),見表4。其它要求與《事故狀態(tài)下水體污染的預防與控制技術要求》中間事故緩沖設施按一個罐組或單套裝置計,末端事故緩沖設施按一個罐組加一套裝置計一樣。但是,《事故狀態(tài)下水體污染的預防和控制規(guī)范》強調,石油庫和石油儲備庫的末端事故緩沖設施只按一個罐組計。
表5 V1的取值
V2《事故狀態(tài)下水體污染的預防和控制規(guī)范》將鐵路、汽車裝卸區(qū)的消防水量也列入收集的范圍。同時規(guī)定二級預防與控制體系的消防歷時按不低于6h計算,三級預防與控制體系水環(huán)境風險等級較大及以上末端事故緩沖設施容積應適當放大,設計消防歷時按不低于8h計算。而《事故狀態(tài)下水體污染的預防與控制技術要求》(2013版)中間事故緩沖設施設計消防歷時按6-8h計算,水環(huán)境敏感程度較高及以上的末端事故緩沖設施設計消防歷時按8-12h計算。《新規(guī)范》在設計消防歷時上有所減少。
V3在發(fā)生事故時可以轉輸?shù)狡渌O施的物料量上《事故狀態(tài)下水體污染的預防和控制規(guī)范》與《事故狀態(tài)下水體污染的預防與控制技術要求》完全一致。
V4《事故狀態(tài)下水體污染的預防和控制規(guī)范》與《事故狀態(tài)下水體污染的預防與控制技術要求》在發(fā)生事故時進入該收集系統(tǒng)的生產(chǎn)廢水量方面沒有差別。
V5《事故狀態(tài)下水體污染的預防和控制規(guī)范》與《事故狀態(tài)下水體污染的預防與控制技術要求》對于發(fā)生事故時可能進入該收集系統(tǒng)的降雨量沒有變更。
V總《事故狀態(tài)下水體污染的預防和控制規(guī)范》由于在設計消防歷時上有所減少,所以環(huán)境應急水池的有效容積與《原要求》相比有所減小。
①標準的法律效力
第七十八號規(guī)定,國家標準分為強制性標準、推薦性標準,行業(yè)標準、地方標準是推薦性標準,強制性標準必須執(zhí)行。所有推薦性標準的技術要求不得低于強制性國家標準的相關規(guī)定。如果生產(chǎn)或者提供的服務不符合強制性標準,應依法應承擔民事責任。在進行事故應急水池容積計算時,應優(yōu)先使用《化工建設項目環(huán)境保護設計標準》[2]國家標準。如果使用其他行業(yè)和企業(yè)標準,其有效容積不得小于《化工建設項目環(huán)境保護設計標準》。
②降雨量
《化工建設項目環(huán)境保護設計標準》[2]更改了《化工建設項目環(huán)境保護設計規(guī)范》的最大降雨量的規(guī)定,降雨厚度按雨天平均日降雨量計,即年均降雨量(以厚度表示)除以年均降雨天數(shù)。《石化企業(yè)水體環(huán)境風險防控技術要求》[3]規(guī)定,按平均日降雨量。《事故狀態(tài)下水體污染的預防和控制規(guī)范》[4]同樣按平均日降雨量。三個標準在降雨量計算上實現(xiàn)統(tǒng)一。
③消防水量
《化工建設項目環(huán)境保護設計標準》[2]規(guī)定,消防水量包括撲滅火災所需用水量或泡沫液量和保護鄰近設備或儲罐的噴淋冷卻水量。鄰近罐數(shù)量的確定,《消防規(guī)范》[6]規(guī)定,距著火固定罐罐壁1.5倍著火罐直徑范圍內的鄰近罐應設置冷卻水系統(tǒng),當鄰近罐超過3個時,冷卻水系統(tǒng)可按3個罐的設計流量計算?!对阑饦藴省穂5]規(guī)定,著火罐如果為浮頂、內浮頂儲罐時,其鄰近罐可不考慮冷卻。如果著火罐為立式儲罐時,距著火罐罐壁1.5倍著火罐直徑范圍內的鄰近罐應進行冷卻;當著火罐為臥式儲罐時,距著火罐直徑與長度之和的一半范圍內的鄰近地上罐應進行冷卻;當鄰近立式儲罐超過3個時,冷卻水量可按3個罐的消防用水量計算。
但是環(huán)境應急水池的容積中的消防水量計算,還應根據(jù)著火罐組的圍堰、防火堤(隔堤)中的儲罐數(shù)量而定。如果圍堰(隔堤)內有4個以上儲罐,應考慮距著火固定罐罐壁1.5倍鄰近2-3個儲罐的噴淋冷卻水量。如果圍堰(隔堤)內有三個以下儲罐,僅計算鄰近1-2個儲罐的噴淋冷卻水量。因為與著火罐同一圍堰、防火堤(隔堤)中的消防污水含有泄漏的污染物必須收集,而其他圍堰、防火堤(隔堤)中的冷卻水沒有受污染,可以直接排放。至于消防歷時,應分別參考《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》《石油化工企業(yè)設計防火標準》《石油庫設計規(guī)范》等國家標準的規(guī)定[10]。
中國石油化工集團所屬企業(yè)應嚴格按《石化企業(yè)水體環(huán)境風險防控技術要求》規(guī)定,設計消防歷時按6-12h計算。
中國石油天然氣集團有限公司所屬企業(yè)應嚴格按《事故狀態(tài)下水體污染的預防和控制規(guī)范》規(guī)定,二級防控體系中間事故緩沖設施設計消防歷時不低于6h,三級防控體系末端事故緩沖設施設計消防歷時按不低于6h計算。較大及以上水環(huán)境風險等級末端事故緩沖設施設計消防歷時不低于8h,考慮極端天氣取值還可適當放大。
某公司以20萬t/a己內酰胺裝置(以雙氧水、硫酸、環(huán)己酮、氨為原料)為主體,并配套20萬t/a環(huán)己酮裝置(以苯、氫氣為原料),廠區(qū)總面積819000m2。按照《化工設計標準》一般按最大著火點用水量,《石化技術要求》和《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》規(guī)定廠區(qū)占地面積(m2)≤1000000m2同一時間火災次數(shù)按1處,《事故狀態(tài)下水體污染的預防和控制規(guī)范》末端事故緩沖設施按一個罐組加一套裝置計。
三種標準最大環(huán)境應急水池容積見表6。
表6 三種標準最大環(huán)境應急水池容積對比分析(單位:m3)
注:《化工建設項目環(huán)境保護設計標準》引用《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》規(guī)定,其中苯為甲類火災危險類別,儲罐為浮頂;己內酰胺為丙類火災危險類別
結果表明,在同等條件下,引用《石化企業(yè)水體環(huán)境風險防控技術要求》環(huán)境應急水池容積最大、要求最嚴格,使用《事故狀態(tài)下水體污染的預防和控制規(guī)范》容積較大、要求比較嚴格。采用《化工建設項目環(huán)境保護設計標準》容積相對較小,適合于除中國石油天然氣集團和中國石油化工集團所屬企業(yè)以外的其他企業(yè)。
近期,某減水劑生產(chǎn)建設項目環(huán)境影響報告書中事故池是參照《化工建設項目環(huán)境保護設計標準》和《新規(guī)范》中的相關規(guī)定設置,但實際計算則是按公式(3)。式(1)式(3)兩個計算公式完全不同,根本不可能同時使用。2020年某無溶劑合成革生產(chǎn)線項目環(huán)境影響報告書提出參考《化工建設項目環(huán)境保護設計規(guī)范》的相關規(guī)定并結合項目特點,事故應急池的容量主要考慮發(fā)生火災爆炸時最大消防用水量、事故時仍需進入系統(tǒng)的生產(chǎn)廢水量和事故時可能進入該應急池的最大降雨量。具體計算卻是根據(jù)《水體污染防控緊急措施設計導則》進行事故收集池有效容積符合性分析,此類張冠李戴的現(xiàn)象并不少見。
今年某工業(yè)固體廢物處置場突發(fā)環(huán)境事件應急預案根據(jù)《事故狀態(tài)下水體污染的預防與控制技術要求》和《水體污染防控緊急措施設計導則》計算事故應急池容積,消防歷時按《消防規(guī)范》。編制人員僅看到《原要求》《原導則》的計算公式相同,但是其中對消防歷時和末端事故緩沖設施等要求是截然不同的,況且消防歷時也不能參照《消防規(guī)范》必須按各自標準所規(guī)定的消防歷時。
2020年某新材料建設項目事故應急池容積核算還是根據(jù)《事故狀態(tài)下水體污染的預防與控制技術要求》(QSY 1190-2013)的要求計算全廠的消防廢水量,不論裝置、儲罐、倉庫、車間,火災持續(xù)時間均為6h。而某含氟無機鹽及新型含氟制冷劑建設項目,依然根據(jù)十幾年前的《水體污染防控緊急措施設計導則》進行事故應急池有效容積符合性分析。
今年,某石油精細化工工程項目突發(fā)環(huán)境事件應急預案事故應急池是按《事故狀態(tài)下水體污染的預防與控制技術要求》(Q/SY 65-2009)進行計算,火災延續(xù)時間雖然按照6h計算,但沒有分別計算罐區(qū)、裝置區(qū)、倉庫、車間等的(V1+V2-V3)值并取其中最大值,而是直接以最大儲罐計。由于儲罐防火堤或存液池都按最大儲罐容積設計,所以按此計算的事故應急水池容積有時會小于裝置區(qū)的計算結果(見表6)。一旦裝置區(qū)發(fā)生事故,事故應急水池可能無法容納事故污水。
至今,相關標準仍無法在公開的網(wǎng)絡查詢,標準的收集必須通過專門渠道獲悉,標準被封鎖起來。不論是制定強制性標準還是推薦性標準的單位不能將標準與專利等同,均應向社會公開。標準是向社會推廣使用,而技術專利在有效期是必須有償使用,兩者完全不同。
一些技術咨詢單位及技術人員的知識更新不足,拿來主義、上網(wǎng)拷貝成為常態(tài)。他們可能認為別人能用、我為什么不能用,反正不是我一個人錯。如此下來,錯誤一直在延續(xù),真知卻得不到推廣使用。
認真分析三項新標準公式(1)(2)(3)的計算方法,其中參數(shù)不是在頁下注解,就是在編制說明或在其他章節(jié)描述。僅膚淺的看計算公式,未深入掌握標準的具體規(guī)定,只知其然不知其所以然,最終結果不是遺漏,就是失誤。
按《中華人民共和國標準化法》規(guī)定,《化工建設項目環(huán)境保護設計標準》是國家標準,必須執(zhí)行。而《石化企業(yè)水體環(huán)境風險防控技術要求》《事故狀態(tài)下水體污染的預防和控制規(guī)范》等是行業(yè)、企業(yè)標準,雖然國家鼓勵采用,但是技術要求不得低于國家標準的相關技術要求,環(huán)境應急水池容積不得小于《化工建設項目環(huán)境保護設計標準》計算結果。
這三項標準頒發(fā)后,以往有關事故應急水池的標準、要求、規(guī)范等一律廢止,不得引用。
中國石油天然氣集團所屬企業(yè),應嚴格按《事故狀態(tài)下水體污染的預防和控制規(guī)范》執(zhí)行。
中國石油化工集團所屬企業(yè)應嚴格遵守《石化企業(yè)水體環(huán)境風險防控技術要求》。
其他行業(yè)、企業(yè)應按國家《化工建設項目環(huán)境保護設計標準》所規(guī)定的計算方式,設計和建設環(huán)境應急水池。