油氣庫區(qū)清凈下水及事故水回收綜合利用方案研究

陳祖能 鄭衛(wèi) 吳新民 尹再榮 崔要軒(海洋石油陽江實業(yè)有限公司，廣東 陽江 529500)

0 引言

近年來，國家對油氣庫初期雨水與事故水的排放要求嚴格，安監(jiān)總?；?2006)10號文以及GB 50074—2014《石油庫設計規(guī)范》明確要求各?；髽I(yè)，特別是中央企業(yè)要立即完善事故狀態(tài)下防范環(huán)境污染的措施，不僅僅做到清污分流，還要考慮并且有效措施防止事故狀態(tài)時有毒、有害物隨著清凈下水排出廠外而對環(huán)境造成污染。油氣庫區(qū)現(xiàn)有污水分生產(chǎn)污水及生活污水。生產(chǎn)污水主要來自罐區(qū)及裝車區(qū)的含油污水以及事故應急廢水；生活區(qū)污水來自生活區(qū)及辦公區(qū)，經(jīng)化糞池后進入污水處理單元，兩類污水獨立接入污水處理單元。目前裝車區(qū)及液化石油氣泵組區(qū)無雨污分流流程，造成初期污染雨水流入雨水管網(wǎng)，外排后對水體造成污染。陽江地區(qū)位于廣東沿海，降水比較豐富，有大量的淡水資源可以回收利用；油氣庫區(qū)的消防泵使用自來水進行消防演練與應急使用，會產(chǎn)生一定量的消防演習廢水與事故水；另外，庫區(qū)北側有一座煤場，庫區(qū)的空氣受煤場的影響比較嚴重，因此日常需要噴灑大量的水進行除塵。庫區(qū)用水耗量較大，并且造成了水資源的浪費。針對陽江實業(yè)油氣庫區(qū)事故水、初期雨水無法直接排放，以及消防用水耗量大等問題，提出通過開發(fā)經(jīng)濟、高效的清凈下水與事故水處理技術，實現(xiàn)清凈下水與事故水經(jīng)處理達標后作為消防罐補水、庫區(qū)綠化、噴灑路面、沖廁等用水綜合利用。根據(jù)油氣庫清凈下水及消防演習廢水水質(zhì)特點，通過收集、處理、回用技術研究，優(yōu)化管網(wǎng)，建立一套清凈下水及事故水回收綜合利用系統(tǒng)，既防止污水直排對油氣庫周邊水生態(tài)造成污染，又實現(xiàn)庫區(qū)清凈下水及消防演習廢水回收利用，滿足環(huán)保及減排要求。同時，通過本項目使陽江實業(yè)公司建立起一套完善的給排水管理系統(tǒng)，提升企業(yè)的水處理技術水平和水系統(tǒng)管理能力。

1 生產(chǎn)污水排水設計

汽油罐區(qū)、柴油罐區(qū)、液化石油氣罐區(qū)、裝車區(qū)等污染區(qū)生產(chǎn)中的含油污水，清洗設備產(chǎn)生的污水，通過排污管線自流進污水處理廠進行處理，污水含油量達標后排放。此部分流程為廠區(qū)現(xiàn)有流程。對廠區(qū)現(xiàn)有污水監(jiān)測儀升級改造，實現(xiàn)污水在線監(jiān)測并上傳環(huán)保局功能。事故廢水通過庫區(qū)現(xiàn)有污水排放管網(wǎng)排放至污水處理間事故水提升池內(nèi)，通過新增至事故水池流程，可利用原有事故水池提升泵，實現(xiàn)將事故水提升至事故水池，再經(jīng)一體化雨水處理裝置處理，滿足回用標準后，輸送至清水罐儲存[4]。

2 初期雨水排水設計

2.1 初期雨水處理回用

根據(jù)規(guī)范，按前15min降雨及降雨厚度30mm對初期雨水量進行核算。暴雨強度按如下公式[2]：

式中：P為暴雨設計重現(xiàn)期(年)，取2a；q為設計暴雨強度(L/s·ha)；t為降雨歷時(min)。

排水管道選擇按如下公式：

式中：Q為設計流量(m3/s)；A為水流有效斷面面積(m2)；v為流速(m/s)。

計算結果匯總見表1。

表1 油氣庫區(qū)初期雨水量、管道、收集池、提升泵選型結果

通過在合適位置設立初期雨水收集池，將前期被污染雨水進行收集，然后通過提升泵和出口管線泵送至廢水處理單元，污染雨水經(jīng)污水處理裝置處理達標后排放[1]。當前廢水處理單元的處理指標無法滿足作為消防水回用的要求。因此，需要增加一套一體化雨水處理裝置對雨水進行處理，達標后作為消防水回用。

2.2 汽油罐區(qū)、柴油罐區(qū)初期雨水收集

敷設排水管，將儲罐底部環(huán)溝內(nèi)雨水導入新建雨水收集池。同時考慮到現(xiàn)有部分閥門未在圍堰區(qū)域內(nèi)，在上述區(qū)域設置圍堰將污染雨水導入環(huán)溝內(nèi)。雨水收集池設計提升泵及管線，將收集的初期雨水管輸至污水總管，然后利用原污水處理單元進行處理，污水水質(zhì)達標后排放[4]。

2.3 裝車區(qū)初期雨水收集

在庫區(qū)西北角綠化區(qū)域新建初期雨水收集池。疏通裝車區(qū)雨水排水溝至新建初期雨水收集池，將該區(qū)域的初期雨水收集到初期雨水池。初期雨水收集池設計提升泵及管線至污水總管，然后利用原污水處理單元進行處理，污水水質(zhì)達標后排放。

2.4 液化石油氣泵組區(qū)初期雨水收集

該區(qū)域因為地勢較低，無法依靠自流排雨水，因此在該區(qū)域南側綠化區(qū)新建3#雨水收集池[5]，該區(qū)域的初期雨水收集到緩沖池以后，接至污水總管，然后利用原污水處理單元進行處理，污水水質(zhì)達標后再利用或排放；潔凈雨水泵入排水溝，排放至排?？凇：笃?，待事故水池、一體化雨水處理裝置投用后，可將初期雨水直接導入事故水池，經(jīng)一體化雨水處理裝置處理后，進入清水罐儲存回用。

3 干凈雨水排水設計

柴油罐區(qū)、汽油罐區(qū)、裝車區(qū)的初期雨水收集以后，通過閥門遠程切換，將潔凈雨水排至排?？?，在排?？诮?jīng)水質(zhì)檢測后排海。液化石油氣泵組區(qū)的初期雨水及時提升到污水總管后，通過閥門切換，將該區(qū)潔凈雨水排至雨水溝，在排?？诮?jīng)水質(zhì)檢測后排海。生活區(qū)，籃球場為非污染區(qū)，通過原有排水溝排放至廠區(qū)排?？?，在排?？诮?jīng)水質(zhì)檢測后排海。廠區(qū)雨水外排口設置雨水外排池，并在下游設置切斷閥，經(jīng)檢測達標后排放。

4 消防演習排水設計及廢水回收利用設計

消防演練時，將消防演練產(chǎn)生的廢水通過雨水溝排至雨水外排池，外排池下游設有電動閘板，用于切斷或打開外排口；通過新增提升泵，可將消防廢水通過新增至事故水池流程泵入事故水池，再經(jīng)一體化雨水處理裝置處理達標后，轉輸至清水罐儲存回用[3]。初期雨水、干凈雨水、消防演習水排放、回收流程見圖1。

5 回收量核算

5.1 雨水回收

陽江實業(yè)公司庫區(qū)面積10.6萬m2，年平均降水量為1721.8mm，年最大降水量為3030.5mm，年最小降水量為977.8mm，年平均降水日數(shù)為131.3天(指日降水0.1mm)。通過研究建立雨水收集及處理系統(tǒng)，回收雨水量按年平均降水量的40%計，回收淡水量可達10.6×1.72×40%=7.29 萬m3。

5.2 消防演習水回收

陽江實業(yè)公司油氣庫區(qū)有3臺1100m3柴油消防泵(兩用一備)，使用自來水進行消防演練與應急使用，在應急狀態(tài)下，每小時產(chǎn)生事故水2000m3。3臺消防泵每周進行運行保養(yǎng)一次，加上每月消防演練，每年消耗新鮮水約10.8萬m3，之前采取直接排放方式，現(xiàn)按回收50%計，則每年能回收10.8×50%=5.4萬m3。

能節(jié)約自來水量為：7.29+5.4=12.69萬m3，完全滿足每年消防泵保養(yǎng)運行和消防演習用水量(10.8萬m3)，且剩余1.89萬m3。余下的水可以用作噴灑路面，綠化澆灌，凈化空氣等用途。

圖1 初期雨水、干凈雨水、消防演習水排放、回收流程

6 經(jīng)濟效益分析

從經(jīng)濟效益分析，陽江實業(yè)有限公司可通過雨水收集和事故水收集進行回收綜合應用，每年可直接節(jié)約水費：(7.29萬m3+5.4萬m3)×3.5元=44.42萬元。整個收集系統(tǒng)和處理裝置耗電費用為39966kW·h×0.68元=2.72萬元。則每年可節(jié)省費用為44.42-2.72=41.7萬元。

7 結語

本方案通過對雨水收集、處理、回用技術研究，建立一套清凈下水及事故水回收綜合利用系統(tǒng)，實現(xiàn)減排污水及減少新鮮水用量的目的，確保油氣庫運營的合規(guī)性，節(jié)約水資源，提升企業(yè)的水處理技術水平和水系統(tǒng)管理能力。本方案的實施，從環(huán)境效益分析，污染物含量高的初期雨水，隨著徑流的持續(xù)，雨水徑流的表面被不斷沖洗，污染物含量逐漸減小到相對穩(wěn)定的濃度。因此，通過對初期污染雨水的收集在處理，可以避免直排造成的水體污染，能夠產(chǎn)生積極的環(huán)境生態(tài)效益。從社會效益分析，本次工程可減排污水，確保油氣庫運營的合規(guī)性；且可減少新鮮水用量，有助于陽江實業(yè)公司在陽江地區(qū)樹立良好的環(huán)保形象；同時，可為海油內(nèi)同類企業(yè)做好示范，發(fā)揮中央企業(yè)良好社會責任承擔者的作用，樹立良好企業(yè)形象，突顯中海油企業(yè)的社會責任。