化工項目初期雨水收集池設計探討

萬德強

（湖南化工設計院有限公司，湖南長沙 410007）

《化工建設項目環境保護設計標準》GB/T50483—2019第6.2.4條規定：生產裝置、作業場所等污染區域的沖洗水以及受污染的雨水均應收集并處理。

化工項目工藝裝置區、儲罐區、裝卸區等在生產、運輸的過程中極易產生跑冒滴漏等現象，各種化工原料會隨著地表徑流進入雨水管道，造成初期雨水的COD、pH、石油類、氨氮、揮發酚、SS 等污染物濃度超標，隨著雨水管道排出廠外，會對下游的收納水體造成污染。因此，化工項目必須對污染區域的初期雨水進行收集處理，對初期雨水與清凈雨水進行分流。

本文將從以下幾個方面對初期雨水收集池的設計進行介紹。

1 初期雨水的收集范圍

初期雨水的收集范圍，是根據生產工藝，環保要求等綜合多方面要求考慮。

目前，收集范圍的確定有兩種方法：集中收集和按局部受污染區收集。

集中收集是指整個廠區設置一個容積大的收集池，對整個廠區的初期雨水進行收集。以某石油化工企業為例，主要生產設施為生產裝置區、罐區，總平面圖見圖1。

廠區受污染的區域為生產裝置區、儲罐區、裝卸區，初期雨水的收集范圍按全廠生產區考慮。如圖2陰影部分。

第二種為廠區按局部受污染區收集，可以設置多個獨立的初期雨水收集池。以某化工企業為例，主要可能產生污染的區域為罐區和泵區，其他生產部位均在車間內部，無室外設備區，見圖3。

第一種方法的特點是初期雨水收集池的運行管理方便，但是占地面積大，需設置在廠區的最低點（否則管道埋深會比較深），管路較長，計算初期雨水收集池的容積時，應按最遠端初期雨水全部流入初期雨水收集池的徑流時間作為降雨時間復核收集池的有效容積。

第二種方法的特點是初期雨水收集池的數量較多，運行維護較為復雜，但是單個初期雨水收集池的占地面積小，設置位置靈活，管線較短。

圖1 某化工廠總平面圖

由此可以看出：對于工廠面積不大或污染區較為集中的小型化工項目可以采用集中收集的方法；對于占地面積較大的化工項目、主要生產廠房為封閉廠房或污染區域較為分散的項目可以采用分區域收集的方法。

2 初期雨水的收集措施

在儲罐區設置不小于1.0m 的防火堤，防火堤內設置排水溝和集水坑；生產裝置區設置不小于0.2m 的圍堰，圍堰內設置排水溝。儲罐區及生產裝置區內需做防滲地面，地面應根據生產工藝做防腐處理。若裝置區、罐區的初期雨水中含有可燃液體或氣體的，收集支管進入總管前需設置水封井（圖4）。

3 水量計算

初期雨水量的計算方法直接影響初期雨水收集池的容積大小，目前常用的計算方法有兩種。

3.1 按照當地的暴雨強度公式計算

圖2 某化工廠初期雨水收集范圍

圖3 某化工廠初期雨水局部收集范圍

圖4 初期雨水收集措施

q為當地暴雨強度（L/S.m2）；

Ψ為徑流系數（一般取0.9）；

F為受污染區的面積（m2）；

T為收集時間（根據收集管道的長度計算，但不小于15min）。

3.2 期雨水收集水量的計算公式

根據《化工建設項目環境保護設計標準》GB/T50483—2019 第2.0.8 條初期污染雨水的定義：污染區域降雨初期產生的雨水，宜取一次降雨初期15～30min 雨量，或降雨初期20～30mm 厚度的雨量。據此，初期雨水收集水量的計算公式為：

F為受污染區的面積（m2）；

h為初期雨水降雨深度（mm）。

第一種方法相對較復雜，需先確定暴雨強度公式，根據收集的范圍、管線的長度計算初期雨水的收集時間。第二種方法相對簡單，可根據污染物的種類、性質及污染程度選擇合適的深度。

4 初期雨水收集池的控制

初期雨水收集池的控制通常采用人工控制和自動控制。人工控制的方式需要操作工人根據降雨時間或初期雨水收集池的液位進行操作，管理上容易疏漏，反應滯后，初期雨水有收集不到位，溢流超標排放至清凈雨水的風險。

自動控制是根據初期雨水收集池的液位信號和進水管的電動閥門連鎖控制。自動控制可以避免過多的人工操作，初期雨水的收集更加精確，從而達到更好的清污分流效果。具體設計見圖5、圖6。

圖5 初期雨水收集池平面示意圖

圖6 初期雨水收集池剖面示意圖

圖5中的電動閥1為常開，電動閥2常閉。降雨時，初期雨水通過管道進入初期雨水收集池，當液位達到圖6中高液位時，此時受污染的初期雨水全部進入初期雨水收集池，液位連鎖信號開啟電動閥2，關閉電動閥1，此時清凈雨水通過電動閥2進入清凈雨水系統。降雨結束后手動開啟電動閥1，關閉電動閥2。

降雨后可根據廠區污水處理站的富裕能力，手動有序開啟初期雨水提升泵，將初期雨水送至污水處理。初期雨水提升泵的流量可按24h 內排空初期雨水收集池考慮，提升泵需低液位（圖6停泵液位）連鎖停泵。

5 結束語

初期雨水收集池是化工企業污染防治的重要組成部分，需合理選擇初期雨水收集池的收集范圍、水量計算方法，滿足環保的要求。

1）初期雨水收集池的收集范圍、有效容積等還需滿足環評和當地主管部門的要求。

2）初期雨水水量計算建議采用降雨初期20～30mm 厚度值進行計算，然后采用暴雨強度公式進行核算。

3）化工企業的初期雨水可能含有腐蝕性的物料，收集管道、閥門、檢查井等應根據物料性質采用合理的防腐設計。初期雨水收集池應做防腐處理，水池應設可燃氣體、有毒氣體檢測裝置。初期雨水中可能會揮發出易燃易爆的氣體時，初期雨水收集池的提升泵應采用防爆電機。

（1）建議大中型化工企業的初期雨水分區域設置。

（2）初期雨水的收集，建議采用液位和電動閥門連鎖自動控制，減少人工操作，從而達到更好的清污分流效果。