淺析石油化工生產裝置內的埋地污水管道的防滲做法

蘇 毅

(山東三維石化工程股份有限公司，山東 青島 266071)

隨著石油化工企業的不斷發展，生產裝置的不斷增多，產生了越來越多的生產污水。在2010年以前的建成的石油化工生產裝置的項目中，對于埋地生產污水采取的防滲措施還只是簡單的管道收集，對于埋地污水管道的管材，連接方式等要求和做法不統一，常用的污水管道及連接方式一般有以下幾類：

(1)采用鑄鐵管作為污水管，承插連接，連接方式有石棉水泥接口或耐油密封圈連接。優點是耐腐蝕，缺點是管道接口處容易出現滲漏。

(2)采用鋼制管道作為污水管，連接方式有電焊連接或法蘭連接。優點是施工方便，結實可靠，密封性好，缺點是成本較高且耐腐蝕程度一般。

(3)采用非金屬管道作為污水管，如PVC、PE、玻璃鋼管道等，連接方式有粘接或密封件連接。優點為耐腐蝕，缺點為不耐高溫，常規只適用在污水溫度小于45℃的情況。

以上都是2010年以前的石油化工生產裝置的項目中經常采用的地下污水管道的管材及連接方式，各有優點和缺點，但都僅僅停留在經濟適用及耐腐蝕的程度上，沒有考慮到一旦發生污水管道泄漏事故后會對地下水環境造成巨大的污染，同時也對人們生活造成巨大影響。隨著地下水污染事故的不斷發生，越來越多的人逐步意識到保護地下水資源的重要性。人們在不斷加強環保意識的同時，也不斷加強和規范統一防止地下水污染的做法，在許許多多的生產裝置的建設實踐中摸索并總結出許多有效保護地下水資源的方式方法。

1 防滲設計原則

石油化工企業在生產裝置的設計及建設中采取的防滲設計原則須與該項目的環境影響評價報告及環保局的環評批復意見一致。地下水污染防治措施堅持“源頭控制、末端防治、污染監控、應急響應相結合”的原則，即采取主動控制和被動控制相結合的措施。

(1)主動控制，即從源頭控制措施，主要包括在工藝、管道、設備、污水儲存及處理構筑物采取相應措施，防止和降低污染物跑、冒、滴、漏，將污染物泄漏的環境風險事故降到最低程度。

(2)被動控制，即末端控制措施，主要包括廠內污染區地面的防滲措施和泄漏、滲漏污染物收集措施，即在污染區地面進行防滲處理，防止灑落地面的污染物滲入地下，并把滯留在地面的污染物收集起來，集中送至綜合污水處理場處理。

(3)實施覆蓋生產區的地下水污染監控系統，包括建立完善的監測制度、配備先進的檢測儀器和設備、科學、合理設置地下水污染監控井，及時發現污染、及時控制。

(4)應急響應措施，包括一旦發現地下水污染事故，立即啟動應急預案、采取應急措施控制地下水污染，并使污染得到治理。

(5)各污染區防滲設計采取地上污染地上防治，地下污染地下防治的設計原則。

(6)堅持最大化的“可視化”原則，輸送含有污染物的管道盡可能地上敷設，減少由于埋地管道泄漏而造成的地下水污染。

2 污染防治分區原則

石油化工企業廠區內的地面防滲應該采取分區防護。根據生產裝置或單元所在的區域情況一般分為重點污染防治區、一般污染防治區和非污染區。

(1)重點污染防治區：一般是指容易滲漏的區域、以及設備和設施發生物料和污染物泄漏很難發現和處理的區域。在石油化工企業廠區內主要是指罐區防火堤內區域及生產裝置區圍堰內區域。其中埋地生產污水管道所在位置均視為重點污染防治區。

(2)一般污染防治區：一般是指發生泄漏容易發現和處理，且處理時間較短的地面工程區域作為一般污染防治區，一般污染防治區為除重點污染防治區及非污染區域以外的區域。

(3)非污染區：一般是指基本沒有污染因素的公用設施區域，在石油化工企業內的非污染區主要包括綠地、辦公室、變配電所、場區道路、預留區、中控室、循環水廠等不涉及液態化工物料的區域。

3 地管防滲等級定義

石油化工企業內的埋地污水管道一般分為三級：

(1)一級地管：廠內各裝置(單元)邊界線以外，用于收集各裝置(單元)的污水并輸送到污水處理場(或污水處理單元)的地下管道。

(2)二級地管：各裝置(單元)與一級地管、單元污水提升池及地下污油罐、地下溶劑罐相連的地下管道。

(3)三級地管：與二級地管相連的其他分支地下管道。石油化工生產裝置內的埋地污水管道基本都屬于三級地管范疇。

4 石油化工裝置內埋地污水管道(三級地管)防滲措施

《石油化工工程防滲技術規范》(GB/T50934-2013)中對于石油化工裝置內的埋地污水管道的防滲做法的要求如下：

(1)三級地管應采用鋼制管道。

(2)當管道公稱直徑不大于500mm時，應采用無縫鋼管；當管道公稱直徑大于500mm時，宜采用直縫埋弧焊焊接鋼管，焊縫應進行100%射線探傷。

(3)管道設計壁厚的腐蝕裕量不應小于2mm或采用內防腐。

(4)管道外防腐采用特加強級防腐。

(5)管道的連接方式采用焊接。

根據《石油化工工程防滲技術規范》(GB/T50934-2013)對于三級地管的防滲做法要求，結合裝置建設前期環評報告及批復意見等要求，以及裝置建設地點的地下水環境敏感程度、含水層易污染特征和包氣帶防污性能等資料，常規做法有以下幾類：

第一種做法：防滲管溝。具體做法如下：

埋地污水管道設置于抗滲鋼筋混凝土防滲管溝內，管溝的溝壁、溝底及溝頂板的混凝土強度不應低于C30，抗滲等級不應小于P8，溝底墊層的混凝土強度不宜低于C15；管頂距離管溝凈距不小于200mm，管底設置200mm厚的砂石墊層，管溝凈寬不小于污水管管徑D+400mm，污水管外部填滿中粗砂；抗滲鋼筋混凝土管溝的溝壁及溝底厚度不小于200mm；溝壁和溝底及溝頂板的內表面應抹聚合物防水砂漿，厚度不小于10mm。管溝的斷面圖如下圖1。

圖1 抗滲鋼筋混凝土防滲管管溝防滲示意圖

根據裝置內污水管道的長度，相應在防滲管溝內設置變形縫，變形縫的間距不宜大于30m。變形縫應設止水帶，縫內應設置填縫板和嵌縫密封料。

第二種做法：內外管套管法。具體做法如下：

埋地污水管道采用無縫鋼管，管道外再用管徑大一級或大二級的無縫鋼管作為套管，這樣形成內外管，在內管外壁間隔一定距離設置定位鋼板，定位板不得妨礙內管與外管的伸縮，套管與內管間的間隙應均勻。內管的焊接用亞弧保護焊打底，確保內管焊接質量。外管的管外壁采用特加強級防腐。內外套管做法參考《石油化工管道伴管和夾套管設計規范》(SH/T3040-2012)。內外管做法中內外管的管徑及彎頭的對照表如下表1。

表1 內外管的管徑及彎頭的對照表

其中定位板的安裝，內外管及彎頭的安裝示意圖如圖2。

圖2 定位板的安裝，內外管及彎頭的安裝示意圖

對于內外套管做法需要設置滲濾液檢查井，滲濾液檢查井的設計要求如下。

(1)井壁及井底的結構厚度不應小于200mm。

(2)混凝土的抗滲等級不應小于P8；且井壁及井底內表面應涂刷水泥基滲透結晶型防水涂料，其厚度不小于1.0mm。

(3)當混凝土內摻加水泥基滲透結晶型防水劑時，摻加量宜為膠凝材料總量的1%～2%。

(4)滲濾液檢查井宜位于污水檢查井、水封井上游，宜與污水檢查井及水封井靠近布置。

(5)滲濾液收集井的間距不宜大于100m。

(6)滲濾液檢查井的平面尺寸宜為1000mm×1000mm，井頂高出地面不宜低于100mm，井底應低于滲濾液收集管300mm。

滲濾液檢查井的做法示意圖如下圖3。 第三種做法：鋼管加厚腐蝕裕量法。在裝置建設所在地的環評報告中對于防滲無特殊要求時，對于石油化工裝置內的埋地污水管道的防滲做法如下。

(1)采用無縫鋼管增加腐蝕余量，管壁加厚不小于2mm；由于裝置內的污水管道(三級地管)中很多為DN50～DN100管道，管道內防腐制作難度很大，常規制作內防腐的最小管徑為DN100，因此常采用增加腐蝕余量取代內防腐。

圖3 滲濾液檢查井的做法示意圖

(2)埋地污水管道的外壁采用特加強級防腐。

(3)埋地鋼管均采用對焊連接，同一焊工焊接的同一管線編號的焊接接頭無損探傷檢測比例不得低于10%，且不少于一個接頭。

(4)污水管道穿污水井的井壁處設置防水套管，做法見國家標準圖集《防水套管》02S404。

(5)污水井內表面涂刷水泥基滲透結晶型防水涂料，其厚度不小于1.0mm，(滲透系數不大于1.0×10-12cm/s)。

(6)污水檢查井、水封井均采用鋼筋混凝土結構，井壁及井底板均采用C30混凝土，混凝土的抗滲等級不小于P8。

5 小結與建議

以上三種石油化工裝置埋地污水管道的防滲做法均有各自的特點，根據建設裝置的環境影響報告書的不同要求，可以采取不同的防滲做法。相對來說，第三種做法較為簡單，也比較經濟實惠，施工難度最低，對于裝置內各類地下設施(設備及構架的土建基礎，地下電纜溝、地下給水管道)的布置也有好處，不僅能節省占地，而且在管道交叉時也相對容易避讓，同時還能夠達到保護地下水的要求。

綜上所述，石油化工企業在建設新的生產裝置時，根據不同的項目環評要求，采用不同的管道防滲措施，既保護了項目所在地的地下水資源，同時也將埋地污水管道的防滲投資在裝置的建設總投資中做到最經濟、最節省。

做好埋地污水管道防滲措施，讓企業與地下水環境都達到“共贏”。