簡述石油化工生產裝置區大圍堰內污染雨水與非污染雨水分流

（海工英派爾工程有限公司，山東青島266101）

隨著我國石油工業的發展，裝置圍堰內產生的初期雨水量驟增。按清污分流的原則，常規做法為裝置圍堰內的初期雨水經雨水切換閥組切至生產污水管網，后期清潔雨水切至雨水管網。但由于初期雨水量大，全部切入生產污水管網，會對下游廠區污水處理場造成嚴重的影響，且不滿足《石油化工環境保護設計規范》（SH/T3024-2017，以下簡稱“石化環保規”）“石化環保規”中污染源控制第6.2.3條：“在污染區應采取防止雨水漫流的措施并設置合理容積的污染雨水池，污染區的污染雨水與非污染雨水的分流應實現自動切換”。

本文以工程案例為依據，提供一種設計方案，以供給排水設計人員選用。

1 初期污染雨水

石油化工企業內初期污染雨水是廠內污染區域范圍內的初期降雨。由于降雨初時，雨水混雜了空氣中的大量工廠廢氣、酸性氣體等有毒有害污染物，降到工廠地面上，又混合地面上濃度較高的油脂、懸浮固體和重金屬等雜物，若不經處理直接排放到雨水系統，會對廠外河流造成影響。

工廠初期污染雨水在石油化工企業越來越受到重視，隨之“石化環保規”規定了初期污染雨水與后期清潔污水分流的規定。

2 工程概況

本工程為我國西南地區某石化企業2.0×104t/a硫磺回收裝置（以下簡稱“本裝置”）的雨水收集與排放方案。本裝置為一般污染區，其區域長108m，寬 51m，占地面積 5508m2。

3 平面布置及流程

3.1 平面布置

本裝置四周設大圍堰（其中裝置內重點污染區域應設小圍堰，本文不加以論述），大圍堰高度為200mm。總圖設計地面為西南高，東北低，從東南至西北坡度為3‰。在本裝置東北側設初期污染雨水池。其平面布置見圖1。

圖1 平面布置圖

3.2 裝置圍堰內雨水排放工藝流程

在裝置東側和北側，分別設兩條寬度為400mm，坡度為3‰，起始深度為300mm的雨水明溝。裝置圍堰內雨水經圍堰內雨水溝收集后，經雨水沉沙井沉砂后，通過雨水管道排至丙型水封井，初期雨水自流至初期污染雨水池，后期清潔雨水經溢流井排至雨水管網。其流程圖見圖2。

圖2 裝置圍堰內雨水排放工藝流程

4 初期污染雨水池

4.1 初期污染雨水量計算

4.1.1 按“SH3015-2003”計算

按“SH3015-2003”第 5.3.4 條規定：“一次污染雨水量按污染區面積與15mm～30mm降水深度的乘積計算。…”本裝置污染雨水深度取為20mm。污染雨水體積為5508×0.02=110m3。

4.1.2 按“GB50483-2009”計算

按“GB50483-2009”第2.0.11條規定：指一次降雨過程中的前10min～20min降水量。

取 P=1a；t=15min；降雨強度為 218 L/(s·hm2)；

根據降雨量公式Qs=qΨF（Ψ為徑流系數，F為降雨面積）

取Ψ=0.9；F=0.55hm2；前15min降雨流量為107.9L/s，前15min降雨體積為97.1m3。

4.1.3 初期雨水量

經比選，取污染雨水量為150m3。取有效水深為3m。初期污染雨水池尺寸長×寬×高為10m×5m×4.3m。

4.2 初期污染雨水池流程說明

本單元內雨水溝收集的初期雨水排入初期污染雨水池，經污染雨水提升泵P-001A/B（一用一備，互為備用）提升至初期污染雨水池附近含油污水井。污染雨水提升泵與液位計LT-0001聯鎖，低液位停泵并報警，高液位報警，根據雨況現場手動啟泵；待污染雨水池水面高于溢流液位（高液位）時，后期清凈雨水排入廠區雨水系統。

4.3 構筑物及主要設備

構筑物及主要設備見表1。

表1 構筑物及主要設備表

5 管道設計

5.1 初期污染雨水流量設計

5.1.1 按“SH3015-2003”計算

按“SH3015-2003”第 5.3.4 條規定：“…污染雨水流量應根據一次降雨污染雨水總量和調節設施的調節能力確定”，但本裝置初期污染雨水池的初期污染雨水提升泵是在雨停后使用，故雨水管道所容納雨水流量按一次降雨污染雨水流量計算，即15mm～30mm降水深度所對應的降雨流量（按 5min降雨流量），取 P=1a；t=5min；Ψ=0.9；F=0.55hm2；經計算 5min降雨強度為 307.42 L/（s·hm2）；5min 降雨流量為 152 L/s.

5.1.2 按“GB50483-2009”計算

按本文第 4.1.2條，取 P=1a；t=15min；Ψ=0.9；F=0.55hm2；15min降雨強度為218 L/（s·hm2）；前15min降雨流量為107.9L/s。

5.1.3 初期污染雨水流量及

經比選，初期污染雨水流量為152L/s。

5.2 雨水管道管徑

雨水管道采用鋼管，n=0.012；雨水管道的最大設計流量按以下公式計算。

其中Q為雨水管道的最大設計流量（m3/s）;A為雨水管道的斷面面積（m2）；v為管道流速（m/s）；n為粗糙系數；R為水力半徑（m）；I為水力坡度；d為管道直徑（m）；取 i=0.003，d=DN300，計算得DN300能容納的最大設計流量為0.123m3/s(123L/s)；

取i=0.003，d=DN350，計算得DN350能容納的最大設計流量為0.185m3/s(186L/s)；

取i=0.002，d=DN400，計算得DN400能容納的最大設計流量為0.216m3/s(216L/s)；

經計算DN350，坡度為0.003的鋼管，能容納的最大設計流量為186L/s能夠滿足初期污染雨水量152L/s的要求。故排水管道選用DN350，坡度為0.003的鋼管。

6 問題與建議

6.1 雨水溝、雨水沉沙池、雨水管道、丙型水封井及溢流井、初期污染雨水池應按防滲規定進行防滲。

6.2 初期污染雨水的降水深度選用應根據污染物的具體情況選用，一般有害物質區與有毒物質區不同；輕質油污染區與重質油污染區不同。

6.3 裝置雨水量應根據當地暴雨強度公式10min～20min降水量進行水量校核[4]。