化工项目初期雨水收集池设计探讨

万德强

（湖南化工设计院有限公司，湖南长沙 410007）

《化工建设项目环境保护设计标准》GB/T50483—2019第6.2.4条规定：生产装置、作业场所等污染区域的冲洗水以及受污染的雨水均应收集并处理。

化工项目工艺装置区、储罐区、装卸区等在生产、运输的过程中极易产生跑冒滴漏等现象，各种化工原料会随着地表径流进入雨水管道，造成初期雨水的COD、pH、石油类、氨氮、挥发酚、SS 等污染物浓度超标，随着雨水管道排出厂外，会对下游的收纳水体造成污染。因此，化工项目必须对污染区域的初期雨水进行收集处理，对初期雨水与清净雨水进行分流。

本文将从以下几个方面对初期雨水收集池的设计进行介绍。

1 初期雨水的收集范围

初期雨水的收集范围，是根据生产工艺，环保要求等综合多方面要求考虑。

目前，收集范围的确定有两种方法：集中收集和按局部受污染区收集。

集中收集是指整个厂区设置一个容积大的收集池，对整个厂区的初期雨水进行收集。以某石油化工企业为例，主要生产设施为生产装置区、罐区，总平面图见图1。

厂区受污染的区域为生产装置区、储罐区、装卸区，初期雨水的收集范围按全厂生产区考虑。如图2阴影部分。

第二种为厂区按局部受污染区收集，可以设置多个独立的初期雨水收集池。以某化工企业为例，主要可能产生污染的区域为罐区和泵区，其他生产部位均在车间内部，无室外设备区，见图3。

第一种方法的特点是初期雨水收集池的运行管理方便，但是占地面积大，需设置在厂区的最低点（否则管道埋深会比较深），管路较长，计算初期雨水收集池的容积时，应按最远端初期雨水全部流入初期雨水收集池的径流时间作为降雨时间复核收集池的有效容积。

第二种方法的特点是初期雨水收集池的数量较多，运行维护较为复杂，但是单个初期雨水收集池的占地面积小，设置位置灵活，管线较短。

图1 某化工厂总平面图

由此可以看出：对于工厂面积不大或污染区较为集中的小型化工项目可以采用集中收集的方法；对于占地面积较大的化工项目、主要生产厂房为封闭厂房或污染区域较为分散的项目可以采用分区域收集的方法。

2 初期雨水的收集措施

在储罐区设置不小于1.0m 的防火堤，防火堤内设置排水沟和集水坑；生产装置区设置不小于0.2m 的围堰，围堰内设置排水沟。储罐区及生产装置区内需做防渗地面，地面应根据生产工艺做防腐处理。若装置区、罐区的初期雨水中含有可燃液体或气体的，收集支管进入总管前需设置水封井（图4）。

3 水量计算

初期雨水量的计算方法直接影响初期雨水收集池的容积大小，目前常用的计算方法有两种。

3.1 按照当地的暴雨强度公式计算

图2 某化工厂初期雨水收集范围

图3 某化工厂初期雨水局部收集范围

图4 初期雨水收集措施

q为当地暴雨强度（L/S.m2）；

Ψ为径流系数（一般取0.9）；

F为受污染区的面积（m2）；

T为收集时间（根据收集管道的长度计算，但不小于15min）。

3.2 期雨水收集水量的计算公式

根据《化工建设项目环境保护设计标准》GB/T50483—2019 第2.0.8 条初期污染雨水的定义：污染区域降雨初期产生的雨水，宜取一次降雨初期15～30min 雨量，或降雨初期20～30mm 厚度的雨量。据此，初期雨水收集水量的计算公式为：

F为受污染区的面积（m2）；

h为初期雨水降雨深度（mm）。

第一种方法相对较复杂，需先确定暴雨强度公式，根据收集的范围、管线的长度计算初期雨水的收集时间。第二种方法相对简单，可根据污染物的种类、性质及污染程度选择合适的深度。

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动控制。人工控制的方式需要操作工人根据降雨时间或初期雨水收集池的液位进行操作，管理上容易疏漏，反应滞后，初期雨水有收集不到位，溢流超标排放至清净雨水的风险。

自动控制是根据初期雨水收集池的液位信号和进水管的电动阀门连锁控制。自动控制可以避免过多的人工操作，初期雨水的收集更加精确，从而达到更好的清污分流效果。具体设计见图5、图6。

图5 初期雨水收集池平面示意图

图6 初期雨水收集池剖面示意图

图5中的电动阀1为常开，电动阀2常闭。降雨时，初期雨水通过管道进入初期雨水收集池，当液位达到图6中高液位时，此时受污染的初期雨水全部进入初期雨水收集池，液位连锁信号开启电动阀2，关闭电动阀1，此时清净雨水通过电动阀2进入清净雨水系统。降雨结束后手动开启电动阀1，关闭电动阀2。

降雨后可根据厂区污水处理站的富裕能力，手动有序开启初期雨水提升泵，将初期雨水送至污水处理。初期雨水提升泵的流量可按24h 内排空初期雨水收集池考虑，提升泵需低液位（图6停泵液位）连锁停泵。

5 结束语

初期雨水收集池是化工企业污染防治的重要组成部分，需合理选择初期雨水收集池的收集范围、水量计算方法，满足环保的要求。

1）初期雨水收集池的收集范围、有效容积等还需满足环评和当地主管部门的要求。

2）初期雨水水量计算建议采用降雨初期20～30mm 厚度值进行计算，然后采用暴雨强度公式进行核算。

3）化工企业的初期雨水可能含有腐蚀性的物料，收集管道、阀门、检查井等应根据物料性质采用合理的防腐设计。初期雨水收集池应做防腐处理，水池应设可燃气体、有毒气体检测装置。初期雨水中可能会挥发出易燃易爆的气体时，初期雨水收集池的提升泵应采用防爆电机。

（1）建议大中型化工企业的初期雨水分区域设置。

（2）初期雨水的收集，建议采用液位和电动阀门连锁自动控制，减少人工操作，从而达到更好的清污分流效果。