郭賽(中國(guó)石油遼河石化公司， 遼寧 盤(pán)錦 124022)

雨水池在三級(jí)防控中的作用及溢油監(jiān)控

郭賽(中國(guó)石油遼河石化公司， 遼寧 盤(pán)錦 124022)

通過(guò)建立雨水池溢油監(jiān)控系統(tǒng),可使其在中石油石油化工企業(yè)水污染應(yīng)急三級(jí)防控中增強(qiáng)了企業(yè)應(yīng)急防范能力，同時(shí)為企業(yè)充分利用雨水資源帶來(lái)了可能。推廣雨水池功能的充分開(kāi)發(fā)、利用,既給石化企業(yè)自身帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，也由于強(qiáng)化了環(huán)境保護(hù)，大量節(jié)約水資源,帶來(lái)良好的社會(huì)效益。

三級(jí)防控；雨水池；溢油監(jiān)控

0 引言

石油化工企業(yè)歷來(lái)是高污染、高危險(xiǎn)行業(yè)。要確保安全生產(chǎn)，堅(jiān)持走低污染、低排放、低能耗的低碳發(fā)展之路，就必須加強(qiáng)水污染三級(jí)防控體系建設(shè)。雨水池溢油在線監(jiān)控實(shí)現(xiàn)了環(huán)境監(jiān)測(cè)的數(shù)字化、自動(dòng)化，提高了三級(jí)防控系統(tǒng)的自動(dòng)控制水平和應(yīng)急反應(yīng)速度，為石化企業(yè)充分利用雨水資源創(chuàng)造了有力條件。

1 石油類污染對(duì)水質(zhì)的危害

石油化工行業(yè)是我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)部門(mén)之一，是化學(xué)工業(yè)中的基干工業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中有重要作用。石油化工行業(yè)同時(shí)是高污染的行業(yè)，在石油開(kāi)采、儲(chǔ)運(yùn)、煉制和使用過(guò)程中，由于工藝和處理技術(shù)的限制，污水的不合理排放使大量有毒有害的石油有機(jī)污染物進(jìn)入自然水體造成水環(huán)境污染。石油類污染不僅給企業(yè)、社會(huì)造成重大經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)對(duì)人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境造成破壞。石油化工行業(yè)屬于高危行業(yè)，石化原料、產(chǎn)品大多屬易燃、易爆、有毒、有害品，這一行業(yè)特征決定了石油化工生產(chǎn)行業(yè)是特、重大事故的高發(fā)區(qū)。事故除可產(chǎn)生嚴(yán)重的安全危害后果外，通常還會(huì)引發(fā)環(huán)境污染的惡性事件。這類環(huán)境污染的惡性事件除造成爆炸、火災(zāi)、毒害外大多造成石油及石油產(chǎn)品泄露，對(duì)水環(huán)境嚴(yán)重污染。我國(guó)近年以來(lái)，由于石油化工行業(yè)事故多發(fā)造成石油及石油產(chǎn)品對(duì)水體嚴(yán)重污染的案例非常突出。

2 雨水池的功能和在三級(jí)防控中的作用

中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司石油化工企業(yè)水污染應(yīng)急防控技術(shù)指南要求預(yù)防為主、防控結(jié)合，建立安全、及時(shí)、有效的污染綜合防控體系原則。針對(duì)石油化工企業(yè)污染物來(lái)源及其特性，以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放和滿足應(yīng)急處置為原則，建立污染源頭、過(guò)程處理和最終排放的“三級(jí)防控”機(jī)制。

在企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)踐中由于裝置的老化、生產(chǎn)管理的一些漏洞以及生產(chǎn)裝置的跑、冒、滴、漏，雨水對(duì)石油石化企業(yè)廠區(qū)地表、罐區(qū)、生產(chǎn)裝置的沖刷作用致使雨水中經(jīng)常遭受石油化工類污染物污染。為了確保達(dá)標(biāo)排放，在非雨季，雨水系統(tǒng)雨水由污水泵輸送去污水處理廠處理后再排放到自然水域。眾所周知石化企業(yè)污水處理的成本很高，由于對(duì)環(huán)保的要求越來(lái)越嚴(yán)格，污水處理廠承受的壓力很大，而那些生產(chǎn)工藝管理水平比較高的企業(yè)在生產(chǎn)正常時(shí)雨水中的含油污染物極低，符合國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該允許排放到自然水域的。如果對(duì)于所有雨水都不加區(qū)別經(jīng)污水處理廠處理后外排既增大了污水處理廠的壓力和費(fèi)用，又是對(duì)水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。

在石化企業(yè)的雨水管網(wǎng)系統(tǒng)中都建有多個(gè)雨水池，傳統(tǒng)的雨水池僅具有收集、緩沖、中轉(zhuǎn)功能。從石化企業(yè)對(duì)自然水體三級(jí)防控的角度和現(xiàn)代化石化企業(yè)節(jié)能、減排的理念來(lái)看雨水池的很多功能都未開(kāi)發(fā)利用。石化企業(yè)廠區(qū)的雨水不僅可能是污染水，更應(yīng)該是企業(yè)很好利用的再回收資源。以遼河石化為例：匯水面積為204萬(wàn)平方米(㎡)；盤(pán)錦地區(qū)年平均降雨水量為651mm；廠區(qū)每年可收集的雨水量為：72萬(wàn)m3(根據(jù)雨水流量計(jì)算公式，雨水平均徑流系數(shù)0.8，初期雨水棄流系數(shù)0.85，季節(jié)折減系數(shù)0.80，深入系數(shù)取0.2)；5個(gè)雨水池蓄水量為4000m3；現(xiàn)在每年雨水池排水至污水處理廠38萬(wàn)m3；污水處理單位成本6元/m3。如果每年少向污水處理廠排放38萬(wàn)m3雨水，就可節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本228萬(wàn)元。三級(jí)防控完成后，清污實(shí)現(xiàn)分離，雨水就可以回收再利用。每年如果能回收利用50%-80%的雨水不僅可以減輕污水處理的壓力，而且能實(shí)現(xiàn)水源再利用，雨水合格可以用于園林灌溉、道路維護(hù)。而這些目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要科學(xué)化管理和軟硬件的同步提高相結(jié)合。

石化企業(yè)的雨水池在三級(jí)防控中起著重要作用，在正常狀態(tài)下，罐區(qū)、裝置區(qū)的雨水閥處于關(guān)閉狀態(tài)，經(jīng)檢查收集的雨水確保沒(méi)有發(fā)生污染泄漏時(shí)，才能打開(kāi)排泄閥將雨水經(jīng)雨水管網(wǎng)排入雨水池，排泄后要及時(shí)重新關(guān)閉。雨水池的雨水超過(guò)儲(chǔ)備容量時(shí)經(jīng)檢測(cè)達(dá)標(biāo)的條件時(shí)允許直接外排。

一級(jí)防控要求將污染物控制在生產(chǎn)車間、裝置區(qū)、罐區(qū)圍堰界區(qū)內(nèi)；由于雨水閥處于關(guān)閉狀態(tài)，污染水不能進(jìn)入雨水管網(wǎng)，只能經(jīng)污水管道進(jìn)入污水系統(tǒng)。二級(jí)防控啟動(dòng)時(shí)，要求將事故污染水控制在事故緩沖池。此時(shí)必須嚴(yán)格監(jiān)控雨水池入口，確保污染水不會(huì)進(jìn)入雨水池。當(dāng)發(fā)生重大嚴(yán)重事故時(shí)雨水管網(wǎng)受到事故污染或事故緩沖池容積不夠時(shí)，雨水池就成為備用事故緩沖池，把事故控制在廠區(qū)范圍內(nèi)。這就是石化企業(yè)的水體環(huán)境污染事故應(yīng)急預(yù)案中把好“三關(guān)”的原則。

雨水池在生產(chǎn)正常時(shí)應(yīng)具備對(duì)石化廠區(qū)雨水收集、吸納、儲(chǔ)存、利用、排放的功能，在雨水系統(tǒng)中僅僅是一個(gè)小單元，而這個(gè)小單元要是得以充分利用和開(kāi)發(fā)，也可以創(chuàng)收大效益，要實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水池的系統(tǒng)化、科學(xué)化管理就需要一套切實(shí)可行的運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)：HS-JXT2 雨水池溢油監(jiān)控系統(tǒng)。

3 HS-JXT2 雨水池溢油監(jiān)控系統(tǒng)

要想使石化企業(yè)的雨水管網(wǎng)、雨水池達(dá)到三級(jí)防控的要求，能根據(jù)實(shí)際情況既充分利用雨水資源又能在事故應(yīng)急時(shí)發(fā)揮作用，就必須隨時(shí)全面掌控雨水管網(wǎng)、雨水池的水質(zhì)情況。因此必須在雨水管網(wǎng)、雨水池的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)對(duì)雨水水質(zhì)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。這包括罐區(qū)圍堰內(nèi)雨水排放口；生產(chǎn)裝置區(qū)主要雨水排放口等易發(fā)生跑、冒、滴、漏的重要工藝位置的雨水排放口。為了充分發(fā)揮雨水池的調(diào)控作用和在事故應(yīng)急時(shí)及時(shí)可靠地進(jìn)行功能轉(zhuǎn)換，首先必須對(duì)雨水池進(jìn)口和排放口進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)。

為了確保石化企業(yè)雨水外排不造成對(duì)自然環(huán)境水體污染，對(duì)于雨水池的排放口水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)應(yīng)更為嚴(yán)格。按中石油對(duì)外排口的要求必須在線監(jiān)測(cè)：石油類、COD、氨氮三參數(shù)，并在外排泵出口應(yīng)安裝流量計(jì)。雨水池入口一般可只測(cè)石油類，用于判斷進(jìn)池雨水是否受污染。

由于石油石化企業(yè)廠區(qū)雨水(特別是雨季大雨、暴雨)對(duì)地表和生產(chǎn)裝置的沖刷作用，雨水中含有大量的泥沙、垃圾及雜物。經(jīng)過(guò)雨水池入口的除污處理，雖可以清除大部分水面表層的較大垃圾，但是仍有大量的固體顆粒物和懸浮物混在雨水中進(jìn)入集水池，從而導(dǎo)致集水池內(nèi)雨水的水質(zhì)非常臟，水質(zhì)渾濁，這給在線監(jiān)測(cè)水中的石油類污染物帶來(lái)了很大的干擾，使我們不能采用通常監(jiān)測(cè)工業(yè)循環(huán)水、蒸汽冷凝水或經(jīng)污水處理廠處理過(guò)的達(dá)標(biāo)排放污水的方法來(lái)對(duì)雨水進(jìn)行監(jiān)測(cè)。該系統(tǒng)旨在利用自主研發(fā)的專用技術(shù)，先進(jìn)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，能夠很好的解決雨水池溢油在線監(jiān)控問(wèn)題。

HS-JXT2監(jiān)控系統(tǒng)是綜合考慮三級(jí)防控的要求及中國(guó)石油天然氣股份有限公司遼河石化分公司現(xiàn)場(chǎng)工況進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用獨(dú)特的采水單元、預(yù)處理單元，先進(jìn)的專用分析儀器、數(shù)據(jù)處理單元及系統(tǒng)控制單元。系統(tǒng)充分考慮到雨水池水質(zhì)臟、水位變化大等特點(diǎn)保障監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確及控制的可靠。

HS-JXT2系統(tǒng)通過(guò)在線監(jiān)測(cè)儀器監(jiān)測(cè)雨水池進(jìn)口和排放口水中含油量的數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理后控制排放口能否正常排放和進(jìn)水口能否開(kāi)通。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)處理生成數(shù)據(jù)文件、報(bào)表，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳。廠三級(jí)防控指揮中心根據(jù)上傳數(shù)據(jù)可對(duì)全廠雨水管網(wǎng)、池的情況了如指掌，正常時(shí)能做到充分利用廠內(nèi)水資源，在發(fā)生事故應(yīng)急時(shí)可以做到從容調(diào)度指揮。

3.1 采樣和監(jiān)測(cè)單元

根據(jù)三級(jí)防控的總體要求和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況將雨水池排放口的采樣點(diǎn)選在泵管口上方300mm處，保證準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)到外排雨水的含油量。雨水池進(jìn)口的采樣點(diǎn)應(yīng)選在池水入口閘閥前20-30m處，以保證發(fā)現(xiàn)入口雨水有污染物時(shí)能及時(shí)關(guān)閉池水入口閘閥。采樣口安裝有阻攔網(wǎng)和不銹鋼板過(guò)濾網(wǎng)，可濾除水中大的雜質(zhì)，防止采樣泵進(jìn)水口堵塞。

為了保證站房的進(jìn)口壓力和流速流量達(dá)到分析儀器的要求，要使用優(yōu)質(zhì)防爆水泵；采用雙泵/雙管路采水，一采一備，滿足實(shí)時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)的要求；并且當(dāng)一路出現(xiàn)故障時(shí)，能夠自動(dòng)切換到另一路進(jìn)行工作，保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。采水單元可采用連續(xù)或間歇方式工作，采水泵具有停電后來(lái)電再啟動(dòng)的自動(dòng)恢復(fù)功能。

水樣的預(yù)處理可保證分析系統(tǒng)的連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間可靠運(yùn)行。針對(duì)雨水池懸浮物、顆粒物較多的情況，采用初級(jí)過(guò)濾和中級(jí)過(guò)濾相結(jié)合的多重過(guò)濾模式。所有的預(yù)處理設(shè)備均應(yīng)具備自動(dòng)反清洗功能，預(yù)處理單元的自動(dòng)運(yùn)行及定時(shí)反清洗由控制系統(tǒng)控制。

在線水中油監(jiān)測(cè)儀是雨水池溢油在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心，儀器選用HS-24AE水中油在線監(jiān)測(cè)儀，該產(chǎn)品是專為監(jiān)測(cè)水質(zhì)較差的雨水油含量而量身定制，采用紫外熒光測(cè)量原理。雨水池的水質(zhì)渾濁，固體顆粒物、懸浮物的含量極高，通常達(dá)到：500 mg/L，最高可達(dá)1500 mg/L，濁度可達(dá)3000NTU。由于光折射、散射法是通過(guò)測(cè)量油滴來(lái)測(cè)量石油類污染物，因此很難準(zhǔn)確區(qū)分固體顆粒物、懸浮物和石油類污染物。而紫外熒光法則是對(duì)石油類污染物產(chǎn)生的分子熒光進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)水質(zhì)惡劣的工況適應(yīng)性更強(qiáng)。

3.2 控制單元

控制單元主要由PLC和TPC嵌入式增強(qiáng)型智能觸摸屏(嵌入式一體化工控機(jī))組成。為保證能在石化企業(yè)危險(xiǎn)環(huán)境下安全工作，泵房小屋的采樣泵、電動(dòng)球閥、開(kāi)關(guān)等電器部件均采用防爆型。所有的非防爆型儀表、電器部件均放置在正壓防爆機(jī)箱內(nèi)。正壓防爆機(jī)箱內(nèi)充滿安全氣體(儀表風(fēng))，并保持高于大氣壓的微正壓，保證整個(gè)系統(tǒng)在危險(xiǎn)氣體環(huán)境下安全、可靠工作。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述分析和對(duì)石化企業(yè)現(xiàn)狀調(diào)研認(rèn)為：石化企業(yè)在落實(shí)中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司石油化工企業(yè)水污染應(yīng)急防控技術(shù)指南時(shí)要重視企業(yè)雨水管網(wǎng)、雨水池污染的監(jiān)控，為增強(qiáng)石油化工企業(yè)水污染應(yīng)急防控能力、做好節(jié)約能源和減少環(huán)境有害物排放工作，石化企業(yè)應(yīng)該充分開(kāi)發(fā)、利用雨水管網(wǎng)和雨水池的功能。

[1]趙文芳.石化企業(yè)水體污染風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)與防范環(huán)境污染與防范(8)[P].2008.8.

[2]集團(tuán)公司質(zhì)量安全環(huán)保部.中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司石油化工企業(yè)水污染應(yīng)急防控技術(shù)指南(試行)[P].

郭賽(1990- )，女，助理工程師，畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)，現(xiàn)從事動(dòng)力運(yùn)行部宣傳及計(jì)量管理工作。