羅朝陽

（陜鋼集團(tuán)漢中鋼鐵有限責(zé)任公司安全環(huán)保部）

摘  要：本文通過論證H鋼鐵公司現(xiàn)有水處理系統(tǒng)能力，解決事故狀態(tài)下污水應(yīng)急處理問題。第一步認(rèn)真調(diào)研H鋼鐵公司現(xiàn)有中央水處理設(shè)施和排水管網(wǎng)系統(tǒng)事故污水處理、收納能力；第二步計(jì)算最不利狀態(tài)下事故污水的產(chǎn)生量和流量；第三步提出對(duì)雨水管網(wǎng)進(jìn)行末端收集改造，修建收集池并增設(shè)全封閉閘門，安裝潛水泵，將事故污水全部輸送至中央水處理備用系統(tǒng)水池，解決事故污水的去向、存儲(chǔ)、回用等問題，從而達(dá)到利用現(xiàn)有水處理設(shè)施對(duì)事故水污染環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效防控的目的，解決水污染環(huán)境應(yīng)急措施不足問題。通過對(duì)H鋼鐵公司事故污水應(yīng)急處理能力論證，其它企事業(yè)單位可利用此種方法對(duì)本單位事故污水應(yīng)急處理能力進(jìn)行論證，提高本單位水污染應(yīng)急處置能力,解決同類問題的同時(shí)，為避免企業(yè)重復(fù)性投資和提高現(xiàn)有設(shè)施綜合利用率提供依據(jù)，節(jié)約投資成本。

關(guān)鍵詞：事故；污水；最不利；應(yīng)急；解決辦法

1  背景

水氣聲渣四方面環(huán)境污染防治是每一個(gè)企事業(yè)單位環(huán)保工作的主要內(nèi)容，環(huán)境污染事件應(yīng)急同樣也需要從這四類污染因子方面采取切實(shí)可靠的控制措施。H鋼鐵工程建設(shè)地位于漢江南側(cè)1.5Km處，水污染防治的可靠性尤為重要，不僅要求正常生產(chǎn)情況下不允許污水外排，并且生產(chǎn)事故狀態(tài)下產(chǎn)生的生產(chǎn)、生活污水和火災(zāi)事故狀態(tài)下產(chǎn)生的消防污水也必須有可靠的污水接受系統(tǒng)收納，杜絕事故狀態(tài)下產(chǎn)生的污水隨廠區(qū)雨排管網(wǎng)排出廠外形成污染，也有對(duì)漢江水質(zhì)造成污染的風(fēng)險(xiǎn)，環(huán)保管理部門和工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)單位提出該鋼鐵工程需修建2000m³專用消防事故水收集池。

2   H鋼鐵公司現(xiàn)有水處理系統(tǒng)

2.1  現(xiàn)狀概述

H鋼鐵公司水資源利用方面在本鋼鐵項(xiàng)目設(shè)計(jì)之初就確定了廢水零排放原則，大量采用了節(jié)水技術(shù)（如：干法除塵技術(shù)、循環(huán)利用工業(yè)水技術(shù)、采用串級(jí)補(bǔ)水、廢水處理后回用技術(shù)、雙模法深度處理工業(yè)水技術(shù)等）。公司各生產(chǎn)單元均配置獨(dú)立水處理設(shè)施（凈循環(huán)水系統(tǒng)、濁循環(huán)水系統(tǒng)、軟水系統(tǒng)），做到了分質(zhì)供水、梯級(jí)排水，收集生產(chǎn)、生活廢水，處理后回用。

2.1.1 水處理系統(tǒng)總工藝組成和流程

水處理系統(tǒng)包括中央水處理系統(tǒng)和雨水、污水管網(wǎng)系統(tǒng)，其中中央水處理系統(tǒng)屬于公司生產(chǎn)、生活污水的末端治理設(shè)施，總投資7919.4萬元，主要包括：生產(chǎn)新水制備系統(tǒng)、生活水制備系統(tǒng)、除鹽水制備系統(tǒng)、生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)、生活污水處理系統(tǒng)、污泥處理系統(tǒng)等7大系統(tǒng)，對(duì)各工序產(chǎn)生的生產(chǎn)、生活污水進(jìn)行凈化處理，再輸送至各生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)綜合利用，主要工藝流程詳見圖2-1。

2.1.2 生產(chǎn)廢水處理工藝組成和流程

項(xiàng)目水處理系統(tǒng)內(nèi)包含一用一備兩套生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)處理生產(chǎn)廢水能力為1000m³/h，正常情況下，平均處理廢水量為284m³/h左右，最大處理廢水量為600m³/h。采用絮凝沉淀、過濾工藝，主要設(shè)施有2×2650m³調(diào)節(jié)池，2×800m³高效澄清池，4×200m³V型濾池，2×1000m³回用水池。運(yùn)行水池總?cè)莘e為4850m³，備用水池總?cè)莘e為4850m³，水池容積合計(jì)為9700m³，主要工藝流程見圖2-2。

2.1.3 除鹽水系統(tǒng)工藝和流程

項(xiàng)目除鹽水系統(tǒng)采用雙膜法（超濾膜和反滲透膜）制備工藝，將回用水（或其它水）通過盤式過濾器、超濾膜、反滲透膜處理后，分離水中98%以上的各種離子，制備好的除鹽水用于對(duì)水質(zhì)要求較高的用戶，濃鹽水用于渣處理和料場(chǎng)灑水。設(shè)計(jì)除鹽水系統(tǒng)為一用一備，設(shè)計(jì)除鹽水能力為單系統(tǒng)100m³/h。通過除鹽水系統(tǒng)處理，可有效去除生產(chǎn)廢水中的有害元素，確保廢水可以二次利用，主要工藝流程見圖2-3。

2.2 中央水處理各系統(tǒng)主要設(shè)施及處理能力

2.2.1 主要設(shè)施如下：

生產(chǎn)新水制備系統(tǒng)主要設(shè)施：格柵井、高效澄清池、V型濾池、清水池、供水泵等。

生活水制備系統(tǒng)主要設(shè)施：生活水池、加氯機(jī)、供水泵。

生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)主要設(shè)施：格柵井、調(diào)節(jié)池、污水提升泵、高效澄清池、V型濾池、清水池、供水泵等。

生活污水處理系統(tǒng)主要設(shè)施：格柵井、旋流沉砂器、調(diào)節(jié)池、污水提升泵、清水池、供水泵等。

各系統(tǒng)中的加藥設(shè)備、污泥脫水設(shè)備，均為公用在一個(gè)加藥間、污泥脫水間。

2.2.2 中央水處理各系統(tǒng)功能和處理能力

(1)生產(chǎn)新水制備系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理能力為2000m³/h，設(shè)計(jì)采用混合、絮凝、沉淀、過濾、消毒工藝流程，水質(zhì)達(dá)到生產(chǎn)用水標(biāo)準(zhǔn)，供應(yīng)全廠生產(chǎn)和消防用水。

(2)生活水制備系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理能力為2000m³/d，采用消毒工藝，水質(zhì)達(dá)到國家生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，供應(yīng)全廠生活用水。

(3)生產(chǎn)污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理能力為1000m³/h，配套設(shè)施一用一備，采用混合、絮凝、沉淀、過濾、消毒工藝流程，水質(zhì)達(dá)到回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，供應(yīng)全廠低水質(zhì)用戶（如濁環(huán)系統(tǒng)、渣處理補(bǔ)充水等）。

(4)生活污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理能力為1800m³/d，采用CASS+消毒處理工藝流程，水質(zhì)達(dá)到一級(jí)污水排放標(biāo)準(zhǔn)，供應(yīng)全廠綠化、澆灑道路用水。

(5)除鹽水制備系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理能力為200m³/h，采用外壓式超濾、雙膜法反滲透工藝，處理后水質(zhì)達(dá)到除鹽水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，供應(yīng)煉鋼、軋鋼、自備發(fā)電廠等高品質(zhì)用水系統(tǒng)。

3 最不利狀態(tài)下事故污水的產(chǎn)生途徑和產(chǎn)生量

3.1 鋼鐵企業(yè)最不利狀態(tài)下事故污水的產(chǎn)生途徑

根據(jù)H鋼鐵公司鋼鐵工程《環(huán)境影響報(bào)告書》分析，由于鋼鐵企業(yè)未涉及其它有毒有害的化學(xué)原料，發(fā)生事故情況下的水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)主要是受污染的消防水對(duì)外部環(huán)境的影響，事故池是按照假定全廠同時(shí)發(fā)生兩處火災(zāi)，滅火所需的消防水進(jìn)行的計(jì)算。發(fā)生事故時(shí)，若事故污水處理不當(dāng)，有可能進(jìn)入小漢江，最終對(duì)漢江水質(zhì)造成一定的影響，建議“設(shè)置一定量的消防水收集池，以保障事故狀態(tài)下消防水不外排”。

3.2  H鋼鐵公司最不利狀態(tài)下事故污水的產(chǎn)生量計(jì)算

根據(jù)H鋼鐵公司現(xiàn)有生產(chǎn)裝置分析，最大火災(zāi)事故狀態(tài)為兩煤氣儲(chǔ)柜發(fā)生火災(zāi)，最不利狀態(tài)為發(fā)生火災(zāi)時(shí)下雨，事故污水的產(chǎn)生量參照《化工建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50483-2009，采用公式法計(jì)算，具體算法如下：

V_總＝（V₁＋V₂－V₃）max＋V₄+V₅

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)（本項(xiàng)目儲(chǔ)存物料為高爐煤氣及轉(zhuǎn)爐煤氣，如泄露后將變?yōu)闅怏w狀態(tài)，容積0m³）。

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；（本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的消防設(shè)施給水流量單處為80 L/S ，兩處合計(jì)160L/S）

t_消——消防設(shè)施對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)消防歷時(shí)，h；（參照《化工建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50483-2009，執(zhí)行的相關(guān)設(shè)計(jì)防火規(guī)范消防時(shí)間一般取2—6小時(shí)，本次論證選定為3h）。

V₂=160L/S×3h

=1728 m³

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；本次儲(chǔ)存的物料均為氣態(tài)物質(zhì)，發(fā)生事故時(shí)不存在轉(zhuǎn)移。

V₄——發(fā)生事故時(shí)仍必須進(jìn)入該收集系統(tǒng)的生產(chǎn)污水量，m³；（本項(xiàng)目生產(chǎn)污水處理站采用一用一備模式運(yùn)行，單條生產(chǎn)污水處理能力設(shè)計(jì)為1000m³/h。查閱該公司近一年來中央水處理污水處理記錄，正常情況下，常年平均處理污水量為284m³/h左右，雨天最大處理污水量為600m³/h。事故狀態(tài)下，正常生產(chǎn)污水處理系統(tǒng)，不會(huì)對(duì)備用系統(tǒng)造成影響。）

V₅——發(fā)生事故時(shí)可能進(jìn)入該收集系統(tǒng)的降雨量，m³；（當(dāng)下雨時(shí)發(fā)生火災(zāi)，露天煤氣柜火災(zāi)與下雨強(qiáng)度是一對(duì)矛盾，隨下雨強(qiáng)度增加，火災(zāi)強(qiáng)度減小，消防水量減少，露天設(shè)施大雨及以上的火災(zāi)發(fā)生率極低。按照下中雨時(shí)發(fā)生火災(zāi)計(jì)算，參照國家氣象局頒布的降水強(qiáng)度等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，中雨24小時(shí)最大降雨量為24.9mm，3個(gè)小時(shí)平均降雨量為3.11mm，主雨排匯水面積為807500m²，徑流系數(shù)按0.8計(jì)算，排入雨水排放系統(tǒng)的最大雨水量為2009m³。另外，此水量也可進(jìn)入正常生產(chǎn)污水處理系統(tǒng)。）

通過以上基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可計(jì)算出項(xiàng)目最不利狀態(tài)下事故污水的產(chǎn)生量約為：

V_總＝（V₁＋V₂－V₃）max＋V₄＋V₅

=（0+1728m³-0）+0+2009m³

=3737m³

4  H鋼鐵公司水處理系統(tǒng)改進(jìn)措施

H鋼鐵公司雨、污排獨(dú)立設(shè)置，基本實(shí)現(xiàn)雨污分流。為充分利用水資源、減少社會(huì)污水的排放量，也是為防止各類污水（包括事故污水）經(jīng)雨排排出廠外，該公司可利用廠區(qū)地勢(shì)，沿東西方向在三處雨排末端分別建有具有切斷能力方閘門的事故應(yīng)急、雨水收集水池，配置自動(dòng)提水泵站。非特大暴雨情況下，方閘門保持關(guān)閉，日常收集雨水及廠區(qū)上游村莊、企業(yè)外排污水，既節(jié)約水資源又減少社會(huì)污水的排放量，事故狀態(tài)下，事故污水可靠封堵，抽至中央水處理經(jīng)治理后，回用生產(chǎn)系統(tǒng)。

4.1 東側(cè)事故應(yīng)急、雨水收集池

H鋼鐵公司成品庫側(cè)為東側(cè)雨排總管道，雨排總管道直徑為2m，為公司主要雨水排出口，末端可建設(shè)應(yīng)急、雨水收集池，容積為50 m³，安裝具有切斷功能裝置的2200mm×2200mm方閘門，配備自動(dòng)提升泵站設(shè)3臺(tái)潛水泵，單臺(tái)水泵流量為80m³/h，總提升能力為240m³/h。非特大暴雨時(shí)，方閘門處于關(guān)閉狀態(tài)，封堵在收集池出口，攔截雨水和各類污水（包括事故污水），根據(jù)水位高低自動(dòng)啟停水泵，抽取雨水和各類污水至鋼軋生產(chǎn)系統(tǒng)污排管道，自流至中央水處理進(jìn)行回收利用。

4.2 西側(cè)事故應(yīng)急、雨水收集池

H鋼鐵公司西門口為西側(cè)雨水排水管道，是燒結(jié)西側(cè)道路排水管道，為廠區(qū)輔助雨水排水管道，直徑為DN600，末端可建設(shè)應(yīng)急、雨水收集池，容積為80m³，安裝具有切斷功能的1000mm×1000mm方閘門，配備自動(dòng)提升泵站設(shè)2臺(tái)潛水泵，單臺(tái)水泵流量為80m³/h，總提升能力為160m³/h。非特大暴雨時(shí)，方閘門處于關(guān)閉狀態(tài)，封堵在收集池出口，攔截雨水和各類污水（包括事故污水），根據(jù)水位高低自動(dòng)啟停水泵，抽取雨水和各類污水至煉鐵生產(chǎn)系統(tǒng)污排管道，自流至中央水處理進(jìn)行回收利用。

4.3 中和料場(chǎng)事故應(yīng)急、雨水收集池

H鋼鐵公司中和料場(chǎng)雨水及事故污水可全部收集到中和料場(chǎng)事故應(yīng)急、雨水收集池，不設(shè)外排口。收集到的污水及雨水經(jīng)沉淀澄清后全部回收使用，水池容積500m³，提升泵站安裝5臺(tái)提升泵，單臺(tái)水泵流量為35m³/h，總提升能力為175m³/h，根據(jù)水位高低自動(dòng)啟停水泵，抽至回用水主管網(wǎng)，主要由于料場(chǎng)噴灑降塵和高爐渣池使用，確保污水和雨水全部回收利用，不外排。

5 事故狀態(tài)下事故污水處理措施論證

5.1事故狀態(tài)下事故污水的收集、輸送

最不利狀態(tài)下事故污水是消防污水和雨水的疊加，其流向主要為地面，雨排將會(huì)全部收集。該公司利用廠區(qū)地勢(shì)，沿東西方向在三處雨排末端分別設(shè)置事故應(yīng)急、雨水收集水池，配置自動(dòng)提水泵站及切斷方閘門。非特大暴雨情況下，方閘門保持關(guān)閉，發(fā)生事故時(shí)事故污水被攔截在收集池和雨水管道內(nèi)，當(dāng)液面達(dá)到一定程度，自動(dòng)提水泵站立即工作，事故污水抽至生產(chǎn)污水管道，自流到中央水處理污水調(diào)節(jié)池，事故污水量較少時(shí)可直接進(jìn)調(diào)節(jié)水池正常處理后回用，超出正常處理量時(shí)，事故污水排入水處理備用系統(tǒng)水池。

5.2事故狀態(tài)下，現(xiàn)有水處理備用系統(tǒng)的蓄水

H鋼鐵公司污水處理系統(tǒng)為一用一備兩套生產(chǎn)污水處理系統(tǒng)，設(shè)施中主要的蓄水池有：2×2650m³調(diào)節(jié)池，2×800m³高效澄清池，4×200m³V型濾池，2×1000m³回用水池。備用系統(tǒng)水池總?cè)莘e為4850m³，平時(shí)全部為空池，完全有能力在最不利事故狀態(tài)下3737m³事故污水的臨時(shí)存儲(chǔ)。另外，成品庫側(cè)雨水排水管屬于該公司主要雨排管道，直徑2m，長1760m，不計(jì)支管道，關(guān)閉雨排口閘門可容納約5000m³以上的事故污水臨時(shí)存儲(chǔ)。

5.3 事故污水的全部回收循環(huán)利用

H鋼鐵公司不涉及使用其它有毒有害的化學(xué)原料，消防事故污水主要存在懸浮物、廢油、氧化鐵皮等，污水系統(tǒng)的絮凝、沉淀、隔油、雙膜法反滲透工藝完全可以處理，全部回用至生產(chǎn)系統(tǒng)，不會(huì)造成事故污水的外排。

6 結(jié)論

H鋼鐵公司中央水處理系統(tǒng)采用一用一備形式設(shè)計(jì)和建設(shè)，現(xiàn)有水處理備用系統(tǒng)水池總?cè)莘e為4850m³，平時(shí)全部為空池，完全有能力在最不利事故狀態(tài)下3737m³消防事故污水的臨時(shí)存儲(chǔ)，經(jīng)過雨水收集系統(tǒng)改造后，且有完善的攔截、收集、提升、輸送、儲(chǔ)存、處理、回用事故污水系統(tǒng)，從而保證事故狀態(tài)下污水不外排。因此，該公司現(xiàn)有水處理設(shè)施僅需對(duì)雨排收集系統(tǒng)進(jìn)行改造便可具備事故應(yīng)急水處理能力，不需要建設(shè)單獨(dú)事故應(yīng)急水池。本人通過對(duì)H鋼鐵公司事故污水應(yīng)急處理能力論證，提出有效利用現(xiàn)有水處理設(shè)施，改造雨水收集系統(tǒng)的解決方法，其它企事業(yè)單位可利用此種方法對(duì)本單位事故污水應(yīng)急處理能力進(jìn)行論證，提高本單位水污染應(yīng)急處置能力，解決同類問題的同時(shí)，提高現(xiàn)有設(shè)施綜合利用率提供依據(jù)，節(jié)約重復(fù)性建設(shè)帶來的投資成本，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有資源利用率最大化。

本人在此案例分析和論證過程中，H鋼鐵公司水處理系統(tǒng)工作人員給予的大力支持和幫助，在此表示衷心的感謝！

參考文獻(xiàn)

[1]  中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，《化工建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50483-2009，中國計(jì)劃出版社，2009年.

[2]  王勿曹等，《鋼鐵工業(yè)給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》，北京冶金工業(yè)出版社.

[3]  黃軍強(qiáng)，游德文，《管道安裝工程》，化學(xué)工業(yè)出版社.

[4]  汪波等，《松花江水污染屬重大污染事件》，人民日?qǐng)?bào),2005年11月25日第5版.

[5]  唐仙麗、楊宇靜，《論中國突發(fā)性環(huán)境污染事故應(yīng)急立法的完善》，重慶大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2005年第十一期.