羅朝陽

（陜鋼集團漢中鋼鐵有限責任公司安全環保部）

摘  要：本文通過論證H鋼鐵公司現有水處理系統能力，解決事故狀態下污水應急處理問題。第一步認真調研H鋼鐵公司現有中央水處理設施和排水管網系統事故污水處理、收納能力；第二步計算最不利狀態下事故污水的產生量和流量；第三步提出對雨水管網進行末端收集改造，修建收集池并增設全封閉閘門，安裝潛水泵，將事故污水全部輸送至中央水處理備用系統水池，解決事故污水的去向、存儲、回用等問題，從而達到利用現有水處理設施對事故水污染環境風險進行有效防控的目的，解決水污染環境應急措施不足問題。通過對H鋼鐵公司事故污水應急處理能力論證，其它企事業單位可利用此種方法對本單位事故污水應急處理能力進行論證，提高本單位水污染應急處置能力,解決同類問題的同時，為避免企業重復性投資和提高現有設施綜合利用率提供依據，節約投資成本。

關鍵詞：事故；污水；最不利；應急；解決辦法

1  背景

水氣聲渣四方面環境污染防治是每一個企事業單位環保工作的主要內容，環境污染事件應急同樣也需要從這四類污染因子方面采取切實可靠的控制措施。H鋼鐵工程建設地位于漢江南側1.5Km處，水污染防治的可靠性尤為重要，不僅要求正常生產情況下不允許污水外排，并且生產事故狀態下產生的生產、生活污水和火災事故狀態下產生的消防污水也必須有可靠的污水接受系統收納，杜絕事故狀態下產生的污水隨廠區雨排管網排出廠外形成污染，也有對漢江水質造成污染的風險，環保管理部門和工程環境影響評價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鋼鐵公司現有水處理系統

2.1  現狀概述

H鋼鐵公司水資源利用方面在本鋼鐵項目設計之初就確定了廢水零排放原則，大量采用了節水技術（如：干法除塵技術、循環利用工業水技術、采用串級補水、廢水處理后回用技術、雙模法深度處理工業水技術等）。公司各生產單元均配置獨立水處理設施（凈循環水系統、濁循環水系統、軟水系統），做到了分質供水、梯級排水，收集生產、生活廢水，處理后回用。

2.1.1 水處理系統總工藝組成和流程

水處理系統包括中央水處理系統和雨水、污水管網系統，其中中央水處理系統屬于公司生產、生活污水的末端治理設施，總投資7919.4萬元，主要包括：生產新水制備系統、生活水制備系統、除鹽水制備系統、生產廢水處理系統、生活污水處理系統、污泥處理系統等7大系統，對各工序產生的生產、生活污水進行凈化處理，再輸送至各生產系統進行循環綜合利用，主要工藝流程詳見圖2-1。

2.1.2 生產廢水處理工藝組成和流程

項目水處理系統內包含一用一備兩套生產廢水處理系統，設計處理生產廢水能力為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，主要設施有2×2650m³調節池，2×800m³高效澄清池，4×200m³V型濾池，2×1000m³回用水池。運行水池總容積為4850m³，備用水池總容積為4850m³，水池容積合計為9700m³，主要工藝流程見圖2-2。

2.1.3 除鹽水系統工藝和流程

項目除鹽水系統采用雙膜法（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水質要求較高的用戶，濃鹽水用于渣處理和料場灑水。設計除鹽水系統為一用一備，設計除鹽水能力為單系統100m³/h。通過除鹽水系統處理，可有效去除生產廢水中的有害元素，確保廢水可以二次利用，主要工藝流程見圖2-3。

2.2 中央水處理各系統主要設施及處理能力

2.2.1 主要設施如下：

生產新水制備系統主要設施：格柵井、高效澄清池、V型濾池、清水池、供水泵等。

生活水制備系統主要設施：生活水池、加氯機、供水泵。

生產廢水處理系統主要設施：格柵井、調節池、污水提升泵、高效澄清池、V型濾池、清水池、供水泵等。

生活污水處理系統主要設施：格柵井、旋流沉砂器、調節池、污水提升泵、清水池、供水泵等。

各系統中的加藥設備、污泥脫水設備，均為公用在一個加藥間、污泥脫水間。

2.2.2 中央水處理各系統功能和處理能力

(1)生產新水制備系統設計處理能力為2000m³/h，設計采用混合、絮凝、沉淀、過濾、消毒工藝流程，水質達到生產用水標準，供應全廠生產和消防用水。

(2)生活水制備系統設計處理能力為2000m³/d，采用消毒工藝，水質達到國家生活飲用水水質標準，供應全廠生活用水。

(3)生產污水處理系統設計處理能力為1000m³/h，配套設施一用一備，采用混合、絮凝、沉淀、過濾、消毒工藝流程，水質達到回用水水質標準，供應全廠低水質用戶（如濁環系統、渣處理補充水等）。

(4)生活污水處理系統設計處理能力為1800m³/d，采用CASS+消毒處理工藝流程，水質達到一級污水排放標準，供應全廠綠化、澆灑道路用水。

(5)除鹽水制備系統設計處理能力為200m³/h，采用外壓式超濾、雙膜法反滲透工藝，處理后水質達到除鹽水水質標準，供應煉鋼、軋鋼、自備發電廠等高品質用水系統。

3 最不利狀態下事故污水的產生途徑和產生量

3.1 鋼鐵企業最不利狀態下事故污水的產生途徑

根據H鋼鐵公司鋼鐵工程《環境影響報告書》分析，由于鋼鐵企業未涉及其它有毒有害的化學原料，發生事故情況下的水環境風險主要是受污染的消防水對外部環境的影響，事故池是按照假定全廠同時發生兩處火災，滅火所需的消防水進行的計算。發生事故時，若事故污水處理不當，有可能進入小漢江，最終對漢江水質造成一定的影響，建議“設置一定量的消防水收集池，以保障事故狀態下消防水不外排”。

3.2  H鋼鐵公司最不利狀態下事故污水的產生量計算

根據H鋼鐵公司現有生產裝置分析，最大火災事故狀態為兩煤氣儲柜發生火災，最不利狀態為發生火災時下雨，事故污水的產生量參照《化工建設項目環境保護設計規范》GB50483-2009，采用公式法計算，具體算法如下：

V_總＝（V₁＋V₂－V₃）max＋V₄+V₅

注：（V₁＋V₂-V₃）max是指對收集系統范圍內不同罐組或裝置分別計算。V₁＋V₂－V₃，取其中最大值。

V₁——收集系統范圍內發生事故的一個罐組或一套裝置的物料量。

注：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器或中間儲罐計（本項目儲存物料為高爐煤氣及轉爐煤氣，如泄露后將變為氣體狀態，容積0m³）。

V₂——發生事故的儲罐或裝置的消防水量，m³；

Q_消——發生事故的儲罐或裝置的同時使用的消防設施給水流量，m³/h；（本項目設計的消防設施給水流量單處為80 L/S ，兩處合計160L/S）

t_消——消防設施對應的設計消防歷時，h；（參照《化工建設項目環境保護設計規范》GB50483-2009，執行的相關設計防火規范消防時間一般取2—6小時，本次論證選定為3h）。

V₂=160L/S×3h

=1728 m³

V₃——發生事故時可以轉輸到其他儲存或處理設施的物料量，m³；本次儲存的物料均為氣態物質，發生事故時不存在轉移。

V₄——發生事故時仍必須進入該收集系統的生產污水量，m³；（本項目生產污水處理站采用一用一備模式運行，單條生產污水處理能力設計為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。事故狀態下，正常生產污水處理系統，不會對備用系統造成影響。）

V₅——發生事故時可能進入該收集系統的降雨量，m³；（當下雨時發生火災，露天煤氣柜火災與下雨強度是一對矛盾，隨下雨強度增加，火災強度減小，消防水量減少，露天設施大雨及以上的火災發生率極低。按照下中雨時發生火災計算，參照國家氣象局頒布的降水強度等級劃分標準，中雨24小時最大降雨量為24.9mm，3個小時平均降雨量為3.11mm，主雨排匯水面積為807500m²，徑流系數按0.8計算，排入雨水排放系統的最大雨水量為2009m³。另外，此水量也可進入正常生產污水處理系統。）

通過以上基礎數據可計算出項目最不利狀態下事故污水的產生量約為：

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改進措施

H鋼鐵公司雨、污排獨立設置，基本實現雨污分流。為充分利用水資源、減少社會污水的排放量，也是為防止各類污水（包括事故污水）經雨排排出廠外，該公司可利用廠區地勢，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急、雨水收集水池，配置自動提水泵站。非特大暴雨情況下，方閘門保持關閉，日常收集雨水及廠區上游村莊、企業外排污水，既節約水資源又減少社會污水的排放量，事故狀態下，事故污水可靠封堵，抽至中央水處理經治理后，回用生產系統。

4.1 東側事故應急、雨水收集池

H鋼鐵公司成品庫側為東側雨排總管道，雨排總管道直徑為2m，為公司主要雨水排出口，末端可建設應急、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，配備自動提升泵站設3臺潛水泵，單臺水泵流量為80m³/h，總提升能力為240m³/h。非特大暴雨時，方閘門處于關閉狀態，封堵在收集池出口，攔截雨水和各類污水（包括事故污水），根據水位高低自動啟停水泵，抽取雨水和各類污水至鋼軋生產系統污排管道，自流至中央水處理進行回收利用。

4.2 西側事故應急、雨水收集池

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

4.3 中和料場事故應急、雨水收集池

H鋼鐵公司中和料場雨水及事故污水可全部收集到中和料場事故應急、雨水收集池，不設外排口。收集到的污水及雨水經沉淀澄清后全部回收使用，水池容積500m³，提升泵站安裝5臺提升泵，單臺水泵流量為35m³/h，總提升能力為175m³/h，根據水位高低自動啟停水泵，抽至回用水主管網，主要由于料場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 事故狀態下事故污水處理措施論證

5.1事故狀態下事故污水的收集、輸送

最不利狀態下事故污水是消防污水和雨水的疊加，其流向主要為地面，雨排將會全部收集。該公司利用廠區地勢，沿東西方向在三處雨排末端分別設置事故應急、雨水收集水池，配置自動提水泵站及切斷方閘門。非特大暴雨情況下，方閘門保持關閉，發生事故時事故污水被攔截在收集池和雨水管道內，當液面達到一定程度，自動提水泵站立即工作，事故污水抽至生產污水管道，自流到中央水處理污水調節池，事故污水量較少時可直接進調節水池正常處理后回用，超出正常處理量時，事故污水排入水處理備用系統水池。

5.2事故狀態下，現有水處理備用系統的蓄水

H鋼鐵公司污水處理系統為一用一備兩套生產污水處理系統，設施中主要的蓄水池有：2×2650m³調節池，2×800m³高效澄清池，4×200m³V型濾池，2×1000m³回用水池。備用系統水池總容積為4850m³，平時全部為空池，完全有能力在最不利事故狀態下3737m³事故污水的臨時存儲。另外，成品庫側雨水排水管屬于該公司主要雨排管道，直徑2m，長1760m，不計支管道，關閉雨排口閘門可容納約5000m³以上的事故污水臨時存儲。

5.3 事故污水的全部回收循環利用

H鋼鐵公司不涉及使用其它有毒有害的化學原料，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，全部回用至生產系統，不會造成事故污水的外排。

6 結論

H鋼鐵公司中央水處理系統采用一用一備形式設計和建設，現有水處理備用系統水池總容積為4850m³，平時全部為空池，完全有能力在最不利事故狀態下3737m³消防事故污水的臨時存儲，經過雨水收集系統改造后，且有完善的攔截、收集、提升、輸送、儲存、處理、回用事故污水系統，從而保證事故狀態下污水不外排。因此，該公司現有水處理設施僅需對雨排收集系統進行改造便可具備事故應急水處理能力，不需要建設單獨事故應急水池。本人通過對H鋼鐵公司事故污水應急處理能力論證，提出有效利用現有水處理設施，改造雨水收集系統的解決方法，其它企事業單位可利用此種方法對本單位事故污水應急處理能力進行論證，提高本單位水污染應急處置能力，解決同類問題的同時，提高現有設施綜合利用率提供依據，節約重復性建設帶來的投資成本，實現現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

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