简述石油化工生产装置区大围堰内污染雨水与非污染雨水分流

（海工英派尔工程有限公司，山东青岛266101）

随着我国石油工业的发展，装置围堰内产生的初期雨水量骤增。按清污分流的原则，常规做法为装置围堰内的初期雨水经雨水切换阀组切至生产污水管网，后期清洁雨水切至雨水管网。但由于初期雨水量大，全部切入生产污水管网，会对下游厂区污水处理场造成严重的影响，且不满足《石油化工环境保护设计规范》（SH/T3024-2017，以下简称“石化环保规”）“石化环保规”中污染源控制第6.2.3条：“在污染区应采取防止雨水漫流的措施并设置合理容积的污染雨水池，污染区的污染雨水与非污染雨水的分流应实现自动切换”。

本文以工程案例为依据，提供一种设计方案，以供给排水设计人员选用。

1 初期污染雨水

石油化工企业内初期污染雨水是厂内污染区域范围内的初期降雨。由于降雨初时，雨水混杂了空气中的大量工厂废气、酸性气体等有毒有害污染物，降到工厂地面上，又混合地面上浓度较高的油脂、悬浮固体和重金属等杂物，若不经处理直接排放到雨水系统，会对厂外河流造成影响。

工厂初期污染雨水在石油化工企业越来越受到重视，随之“石化环保规”规定了初期污染雨水与后期清洁污水分流的规定。

2 工程概况

本工程为我国西南地区某石化企业2.0×104t/a硫磺回收装置（以下简称“本装置”）的雨水收集与排放方案。本装置为一般污染区，其区域长108m，宽 51m，占地面积 5508m2。

3 平面布置及流程

3.1 平面布置

本装置四周设大围堰（其中装置内重点污染区域应设小围堰，本文不加以论述），大围堰高度为200mm。总图设计地面为西南高，东北低，从东南至西北坡度为3‰。在本装置东北侧设初期污染雨水池。其平面布置见图1。

图1 平面布置图

3.2 装置围堰内雨水排放工艺流程

在装置东侧和北侧，分别设两条宽度为400mm，坡度为3‰，起始深度为300mm的雨水明沟。装置围堰内雨水经围堰内雨水沟收集后，经雨水沉沙井沉砂后，通过雨水管道排至丙型水封井，初期雨水自流至初期污染雨水池，后期清洁雨水经溢流井排至雨水管网。其流程图见图2。

图2 装置围堰内雨水排放工艺流程

4 初期污染雨水池

4.1 初期污染雨水量计算

4.1.1 按“SH3015-2003”计算

按“SH3015-2003”第 5.3.4 条规定：“一次污染雨水量按污染区面积与15mm～30mm降水深度的乘积计算。…”本装置污染雨水深度取为20mm。污染雨水体积为5508×0.02=110m3。

4.1.2 按“GB50483-2009”计算

按“GB50483-2009”第2.0.11条规定：指一次降雨过程中的前10min～20min降水量。

取 P=1a；t=15min；降雨强度为 218 L/(s·hm2)；

根据降雨量公式Qs=qΨF（Ψ为径流系数，F为降雨面积）

取Ψ=0.9；F=0.55hm2；前15min降雨流量为107.9L/s，前15min降雨体积为97.1m3。

4.1.3 初期雨水量

经比选，取污染雨水量为150m3。取有效水深为3m。初期污染雨水池尺寸长×宽×高为10m×5m×4.3m。

4.2 初期污染雨水池流程说明

本单元内雨水沟收集的初期雨水排入初期污染雨水池，经污染雨水提升泵P-001A/B（一用一备，互为备用）提升至初期污染雨水池附近含油污水井。污染雨水提升泵与液位计LT-0001联锁，低液位停泵并报警，高液位报警，根据雨况现场手动启泵；待污染雨水池水面高于溢流液位（高液位）时，后期清净雨水排入厂区雨水系统。

4.3 构筑物及主要设备

构筑物及主要设备见表1。

表1 构筑物及主要设备表

5 管道设计

5.1 初期污染雨水流量设计

5.1.1 按“SH3015-2003”计算

按“SH3015-2003”第 5.3.4 条规定：“…污染雨水流量应根据一次降雨污染雨水总量和调节设施的调节能力确定”，但本装置初期污染雨水池的初期污染雨水提升泵是在雨停后使用，故雨水管道所容纳雨水流量按一次降雨污染雨水流量计算，即15mm～30mm降水深度所对应的降雨流量（按 5min降雨流量），取 P=1a；t=5min；Ψ=0.9；F=0.55hm2；经计算 5min降雨强度为 307.42 L/（s·hm2）；5min 降雨流量为 152 L/s.

5.1.2 按“GB50483-2009”计算

按本文第 4.1.2条，取 P=1a；t=15min；Ψ=0.9；F=0.55hm2；15min降雨强度为218 L/（s·hm2）；前15min降雨流量为107.9L/s。

5.1.3 初期污染雨水流量及

经比选，初期污染雨水流量为152L/s。

5.2 雨水管道管径

雨水管道采用钢管，n=0.012；雨水管道的最大设计流量按以下公式计算。

其中Q为雨水管道的最大设计流量（m3/s）;A为雨水管道的断面面积（m2）；v为管道流速（m/s）；n为粗糙系数；R为水力半径（m）；I为水力坡度；d为管道直径（m）；取 i=0.003，d=DN300，计算得DN300能容纳的最大设计流量为0.123m3/s(123L/s)；

取i=0.003，d=DN350，计算得DN350能容纳的最大设计流量为0.185m3/s(186L/s)；

取i=0.002，d=DN400，计算得DN400能容纳的最大设计流量为0.216m3/s(216L/s)；

经计算DN350，坡度为0.003的钢管，能容纳的最大设计流量为186L/s能够满足初期污染雨水量152L/s的要求。故排水管道选用DN350，坡度为0.003的钢管。

6 问题与建议

6.1 雨水沟、雨水沉沙池、雨水管道、丙型水封井及溢流井、初期污染雨水池应按防渗规定进行防渗。

6.2 初期污染雨水的降水深度选用应根据污染物的具体情况选用，一般有害物质区与有毒物质区不同；轻质油污染区与重质油污染区不同。

6.3 装置雨水量应根据当地暴雨强度公式10min～20min降水量进行水量校核[4]。