罗朝阳

（陕钢集团汉中钢铁有限责任公司安全环保部）

摘  要：本文通过论证H钢铁公司现有水处理系统能力，解决事故状态下污水应急处理问题。第一步认真调研H钢铁公司现有中央水处理设施和排水管网系统事故污水处理、收纳能力；第二步计算最不利状态下事故污水的产生量和流量；第三步提出对雨水管网进行末端收集改造，修建收集池并增设全封闭闸门，安装潜水泵，将事故污水全部输送至中央水处理备用系统水池，解决事故污水的去向、存储、回用等问题，从而达到利用现有水处理设施对事故水污染环境风险进行有效防控的目的，解决水污染环境应急措施不足问题。通过对H钢铁公司事故污水应急处理能力论证，其它企事业单位可利用此种方法对本单位事故污水应急处理能力进行论证，提高本单位水污染应急处置能力,解决同类问题的同时，为避免企业重复性投资和提高现有设施综合利用率提供依据，节约投资成本。

关键词：事故；污水；最不利；应急；解决办法

1  背景

水气声渣四方面环境污染防治是每一个企事业单位环保工作的主要内容，环境污染事件应急同样也需要从这四类污染因子方面采取切实可靠的控制措施。H钢铁工程建设地位于汉江南侧1.5Km处，水污染防治的可靠性尤为重要，不仅要求正常生产情况下不允许污水外排，并且生产事故状态下产生的生产、生活污水和火灾事故状态下产生的消防污水也必须有可靠的污水接受系统收纳，杜绝事故状态下产生的污水随厂区雨排管网排出厂外形成污染，也有对汉江水质造成污染的风险，环保管理部门和工程环境影响评价单位提出该钢铁工程需修建2000m³专用消防事故水收集池。

2   H钢铁公司现有水处理系统

2.1  现状概述

H钢铁公司水资源利用方面在本钢铁项目设计之初就确定了废水零排放原则，大量采用了节水技术（如：干法除尘技术、循环利用工业水技术、采用串级补水、废水处理后回用技术、双模法深度处理工业水技术等）。公司各生产单元均配置独立水处理设施（净循环水系统、浊循环水系统、软水系统），做到了分质供水、梯级排水，收集生产、生活废水，处理后回用。

2.1.1 水处理系统总工艺组成和流程

水处理系统包括中央水处理系统和雨水、污水管网系统，其中中央水处理系统属于公司生产、生活污水的末端治理设施，总投资7919.4万元，主要包括：生产新水制备系统、生活水制备系统、除盐水制备系统、生产废水处理系统、生活污水处理系统、污泥处理系统等7大系统，对各工序产生的生产、生活污水进行净化处理，再输送至各生产系统进行循环综合利用，主要工艺流程详见图2-1。

2.1.2 生产废水处理工艺组成和流程

项目水处理系统内包含一用一备两套生产废水处理系统，设计处理生产废水能力为1000m³/h，正常情况下，平均处理废水量为284m³/h左右，最大处理废水量为600m³/h。采用絮凝沉淀、过滤工艺，主要设施有2×2650m³调节池，2×800m³高效澄清池，4×200m³V型滤池，2×1000m³回用水池。运行水池总容积为4850m³，备用水池总容积为4850m³，水池容积合计为9700m³，主要工艺流程见图2-2。

2.1.3 除盐水系统工艺和流程

项目除盐水系统采用双膜法（超滤膜和反渗透膜）制备工艺，将回用水（或其它水）通过盘式过滤器、超滤膜、反渗透膜处理后，分离水中98%以上的各种离子，制备好的除盐水用于对水质要求较高的用户，浓盐水用于渣处理和料场洒水。设计除盐水系统为一用一备，设计除盐水能力为单系统100m³/h。通过除盐水系统处理，可有效去除生产废水中的有害元素，确保废水可以二次利用，主要工艺流程见图2-3。

2.2 中央水处理各系统主要设施及处理能力

2.2.1 主要设施如下：

生产新水制备系统主要设施：格栅井、高效澄清池、V型滤池、清水池、供水泵等。

生活水制备系统主要设施：生活水池、加氯机、供水泵。

生产废水处理系统主要设施：格栅井、调节池、污水提升泵、高效澄清池、V型滤池、清水池、供水泵等。

生活污水处理系统主要设施：格栅井、旋流沉砂器、调节池、污水提升泵、清水池、供水泵等。

各系统中的加药设备、污泥脱水设备，均为公用在一个加药间、污泥脱水间。

2.2.2 中央水处理各系统功能和处理能力

(1)生产新水制备系统设计处理能力为2000m³/h，设计采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒工艺流程，水质达到生产用水标准，供应全厂生产和消防用水。

(2)生活水制备系统设计处理能力为2000m³/d，采用消毒工艺，水质达到国家生活饮用水水质标准，供应全厂生活用水。

(3)生产污水处理系统设计处理能力为1000m³/h，配套设施一用一备，采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒工艺流程，水质达到回用水水质标准，供应全厂低水质用户（如浊环系统、渣处理补充水等）。

(4)生活污水处理系统设计处理能力为1800m³/d，采用CASS+消毒处理工艺流程，水质达到一级污水排放标准，供应全厂绿化、浇洒道路用水。

(5)除盐水制备系统设计处理能力为200m³/h，采用外压式超滤、双膜法反渗透工艺，处理后水质达到除盐水水质标准，供应炼钢、轧钢、自备发电厂等高品质用水系统。

3 最不利状态下事故污水的产生途径和产生量

3.1 钢铁企业最不利状态下事故污水的产生途径

根据H钢铁公司钢铁工程《环境影响报告书》分析，由于钢铁企业未涉及其它有毒有害的化学原料，发生事故情况下的水环境风险主要是受污染的消防水对外部环境的影响，事故池是按照假定全厂同时发生两处火灾，灭火所需的消防水进行的计算。发生事故时，若事故污水处理不当，有可能进入小汉江，最终对汉江水质造成一定的影响，建议“设置一定量的消防水收集池，以保障事故状态下消防水不外排”。

3.2  H钢铁公司最不利状态下事故污水的产生量计算

根据H钢铁公司现有生产装置分析，最大火灾事故状态为两煤气储柜发生火灾，最不利状态为发生火灾时下雨，事故污水的产生量参照《化工建设项目环境保护设计规范》GB50483-2009，采用公式法计算，具体算法如下：

V_总＝（V₁＋V₂－V₃）max＋V₄+V₅

注：（V₁＋V₂-V₃）max是指对收集系统范围内不同罐组或装置分别计算。V₁＋V₂－V₃，取其中最大值。

V₁——收集系统范围内发生事故的一个罐组或一套装置的物料量。

注：储存相同物料的罐组按一个最大储罐计，装置物料量按存留最大物料量的一台反应器或中间储罐计（本项目储存物料为高炉煤气及转炉煤气，如泄露后将变为气体状态，容积0m³）。

V₂——发生事故的储罐或装置的消防水量，m³；

Q_消——发生事故的储罐或装置的同时使用的消防设施给水流量，m³/h；（本项目设计的消防设施给水流量单处为80 L/S ，两处合计160L/S）

t_消——消防设施对应的设计消防历时，h；（参照《化工建设项目环境保护设计规范》GB50483-2009，执行的相关设计防火规范消防时间一般取2—6小时，本次论证选定为3h）。

V₂=160L/S×3h

=1728 m³

V₃——发生事故时可以转输到其他储存或处理设施的物料量，m³；本次储存的物料均为气态物质，发生事故时不存在转移。

V₄——发生事故时仍必须进入该收集系统的生产污水量，m³；（本项目生产污水处理站采用一用一备模式运行，单条生产污水处理能力设计为1000m³/h。查阅该公司近一年来中央水处理污水处理记录，正常情况下，常年平均处理污水量为284m³/h左右，雨天最大处理污水量为600m³/h。事故状态下，正常生产污水处理系统，不会对备用系统造成影响。）

V₅——发生事故时可能进入该收集系统的降雨量，m³；（当下雨时发生火灾，露天煤气柜火灾与下雨强度是一对矛盾，随下雨强度增加，火灾强度减小，消防水量减少，露天设施大雨及以上的火灾发生率极低。按照下中雨时发生火灾计算，参照国家气象局颁布的降水强度等级划分标准，中雨24小时最大降雨量为24.9mm，3个小时平均降雨量为3.11mm，主雨排汇水面积为807500m²，径流系数按0.8计算，排入雨水排放系统的最大雨水量为2009m³。另外，此水量也可进入正常生产污水处理系统。）

通过以上基础数据可计算出项目最不利状态下事故污水的产生量约为：

V_总＝（V₁＋V₂－V₃）max＋V₄＋V₅

=（0+1728m³-0）+0+2009m³

=3737m³

4  H钢铁公司水处理系统改进措施

H钢铁公司雨、污排独立设置，基本实现雨污分流。为充分利用水资源、减少社会污水的排放量，也是为防止各类污水（包括事故污水）经雨排排出厂外，该公司可利用厂区地势，沿东西方向在三处雨排末端分别建有具有切断能力方闸门的事故应急、雨水收集水池，配置自动提水泵站。非特大暴雨情况下，方闸门保持关闭，日常收集雨水及厂区上游村庄、企业外排污水，既节约水资源又减少社会污水的排放量，事故状态下，事故污水可靠封堵，抽至中央水处理经治理后，回用生产系统。

4.1 东侧事故应急、雨水收集池

H钢铁公司成品库侧为东侧雨排总管道，雨排总管道直径为2m，为公司主要雨水排出口，末端可建设应急、雨水收集池，容积为50 m³，安装具有切断功能装置的2200mm×2200mm方闸门，配备自动提升泵站设3台潜水泵，单台水泵流量为80m³/h，总提升能力为240m³/h。非特大暴雨时，方闸门处于关闭状态，封堵在收集池出口，拦截雨水和各类污水（包括事故污水），根据水位高低自动启停水泵，抽取雨水和各类污水至钢轧生产系统污排管道，自流至中央水处理进行回收利用。

4.2 西侧事故应急、雨水收集池

H钢铁公司西门口为西侧雨水排水管道，是烧结西侧道路排水管道，为厂区辅助雨水排水管道，直径为DN600，末端可建设应急、雨水收集池，容积为80m³，安装具有切断功能的1000mm×1000mm方闸门，配备自动提升泵站设2台潜水泵，单台水泵流量为80m³/h，总提升能力为160m³/h。非特大暴雨时，方闸门处于关闭状态，封堵在收集池出口，拦截雨水和各类污水（包括事故污水），根据水位高低自动启停水泵，抽取雨水和各类污水至炼铁生产系统污排管道，自流至中央水处理进行回收利用。

4.3 中和料场事故应急、雨水收集池

H钢铁公司中和料场雨水及事故污水可全部收集到中和料场事故应急、雨水收集池，不设外排口。收集到的污水及雨水经沉淀澄清后全部回收使用，水池容积500m³，提升泵站安装5台提升泵，单台水泵流量为35m³/h，总提升能力为175m³/h，根据水位高低自动启停水泵，抽至回用水主管网，主要由于料场喷洒降尘和高炉渣池使用，确保污水和雨水全部回收利用，不外排。

5 事故状态下事故污水处理措施论证

5.1事故状态下事故污水的收集、输送

最不利状态下事故污水是消防污水和雨水的叠加，其流向主要为地面，雨排将会全部收集。该公司利用厂区地势，沿东西方向在三处雨排末端分别设置事故应急、雨水收集水池，配置自动提水泵站及切断方闸门。非特大暴雨情况下，方闸门保持关闭，发生事故时事故污水被拦截在收集池和雨水管道内，当液面达到一定程度，自动提水泵站立即工作，事故污水抽至生产污水管道，自流到中央水处理污水调节池，事故污水量较少时可直接进调节水池正常处理后回用，超出正常处理量时，事故污水排入水处理备用系统水池。

5.2事故状态下，现有水处理备用系统的蓄水

H钢铁公司污水处理系统为一用一备两套生产污水处理系统，设施中主要的蓄水池有：2×2650m³调节池，2×800m³高效澄清池，4×200m³V型滤池，2×1000m³回用水池。备用系统水池总容积为4850m³，平时全部为空池，完全有能力在最不利事故状态下3737m³事故污水的临时存储。另外，成品库侧雨水排水管属于该公司主要雨排管道，直径2m，长1760m，不计支管道，关闭雨排口闸门可容纳约5000m³以上的事故污水临时存储。

5.3 事故污水的全部回收循环利用

H钢铁公司不涉及使用其它有毒有害的化学原料，消防事故污水主要存在悬浮物、废油、氧化铁皮等，污水系统的絮凝、沉淀、隔油、双膜法反渗透工艺完全可以处理，全部回用至生产系统，不会造成事故污水的外排。

6 结论

H钢铁公司中央水处理系统采用一用一备形式设计和建设，现有水处理备用系统水池总容积为4850m³，平时全部为空池，完全有能力在最不利事故状态下3737m³消防事故污水的临时存储，经过雨水收集系统改造后，且有完善的拦截、收集、提升、输送、储存、处理、回用事故污水系统，从而保证事故状态下污水不外排。因此，该公司现有水处理设施仅需对雨排收集系统进行改造便可具备事故应急水处理能力，不需要建设单独事故应急水池。本人通过对H钢铁公司事故污水应急处理能力论证，提出有效利用现有水处理设施，改造雨水收集系统的解决方法，其它企事业单位可利用此种方法对本单位事故污水应急处理能力进行论证，提高本单位水污染应急处置能力，解决同类问题的同时，提高现有设施综合利用率提供依据，节约重复性建设带来的投资成本，实现现有资源利用率最大化。

本人在此案例分析和论证过程中，H钢铁公司水处理系统工作人员给予的大力支持和帮助，在此表示衷心的感谢！

参考文献

[1]  中华人民共和国住房和城乡建设部，《化工建设项目环境保护设计规范》GB50483-2009，中国计划出版社，2009年.

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[5]  唐仙丽、杨宇静，《论中国突发性环境污染事故应急立法的完善》，重庆大学学报（社会科学版），2005年第十一期.