蘇 毅

(山東三維石化工程股份有限公司，山東 青島 266071)

隨著石油化工企業(yè)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)裝置的不斷增多，產(chǎn)生了越來越多的生產(chǎn)污水。在2010年以前的建成的石油化工生產(chǎn)裝置的項目中，對于埋地生產(chǎn)污水采取的防滲措施還只是簡單的管道收集，對于埋地污水管道的管材，連接方式等要求和做法不統(tǒng)一，常用的污水管道及連接方式一般有以下幾類：

(1)采用鑄鐵管作為污水管，承插連接，連接方式有石棉水泥接口或耐油密封圈連接。優(yōu)點是耐腐蝕，缺點是管道接口處容易出現(xiàn)滲漏。

(2)采用鋼制管道作為污水管，連接方式有電焊連接或法蘭連接。優(yōu)點是施工方便，結(jié)實可靠，密封性好，缺點是成本較高且耐腐蝕程度一般。

(3)采用非金屬管道作為污水管，如PVC、PE、玻璃鋼管道等，連接方式有粘接或密封件連接。優(yōu)點為耐腐蝕，缺點為不耐高溫，常規(guī)只適用在污水溫度小于45℃的情況。

以上都是2010年以前的石油化工生產(chǎn)裝置的項目中經(jīng)常采用的地下污水管道的管材及連接方式，各有優(yōu)點和缺點，但都僅僅停留在經(jīng)濟適用及耐腐蝕的程度上，沒有考慮到一旦發(fā)生污水管道泄漏事故后會對地下水環(huán)境造成巨大的污染，同時也對人們生活造成巨大影響。隨著地下水污染事故的不斷發(fā)生，越來越多的人逐步意識到保護地下水資源的重要性。人們在不斷加強環(huán)保意識的同時，也不斷加強和規(guī)范統(tǒng)一防止地下水污染的做法，在許許多多的生產(chǎn)裝置的建設(shè)實踐中摸索并總結(jié)出許多有效保護地下水資源的方式方法。

1 防滲設(shè)計原則

石油化工企業(yè)在生產(chǎn)裝置的設(shè)計及建設(shè)中采取的防滲設(shè)計原則須與該項目的環(huán)境影響評價報告及環(huán)保局的環(huán)評批復(fù)意見一致。地下水污染防治措施堅持“源頭控制、末端防治、污染監(jiān)控、應(yīng)急響應(yīng)相結(jié)合”的原則，即采取主動控制和被動控制相結(jié)合的措施。

(1)主動控制，即從源頭控制措施，主要包括在工藝、管道、設(shè)備、污水儲存及處理構(gòu)筑物采取相應(yīng)措施，防止和降低污染物跑、冒、滴、漏，將污染物泄漏的環(huán)境風(fēng)險事故降到最低程度。

(2)被動控制，即末端控制措施，主要包括廠內(nèi)污染區(qū)地面的防滲措施和泄漏、滲漏污染物收集措施，即在污染區(qū)地面進行防滲處理，防止灑落地面的污染物滲入地下，并把滯留在地面的污染物收集起來，集中送至綜合污水處理場處理。

(3)實施覆蓋生產(chǎn)區(qū)的地下水污染監(jiān)控系統(tǒng)，包括建立完善的監(jiān)測制度、配備先進的檢測儀器和設(shè)備、科學(xué)、合理設(shè)置地下水污染監(jiān)控井，及時發(fā)現(xiàn)污染、及時控制。

(4)應(yīng)急響應(yīng)措施，包括一旦發(fā)現(xiàn)地下水污染事故，立即啟動應(yīng)急預(yù)案、采取應(yīng)急措施控制地下水污染，并使污染得到治理。

(5)各污染區(qū)防滲設(shè)計采取地上污染地上防治，地下污染地下防治的設(shè)計原則。

(6)堅持最大化的“可視化”原則，輸送含有污染物的管道盡可能地上敷設(shè)，減少由于埋地管道泄漏而造成的地下水污染。

2 污染防治分區(qū)原則

石油化工企業(yè)廠區(qū)內(nèi)的地面防滲應(yīng)該采取分區(qū)防護。根據(jù)生產(chǎn)裝置或單元所在的區(qū)域情況一般分為重點污染防治區(qū)、一般污染防治區(qū)和非污染區(qū)。

(1)重點污染防治區(qū)：一般是指容易滲漏的區(qū)域、以及設(shè)備和設(shè)施發(fā)生物料和污染物泄漏很難發(fā)現(xiàn)和處理的區(qū)域。在石油化工企業(yè)廠區(qū)內(nèi)主要是指罐區(qū)防火堤內(nèi)區(qū)域及生產(chǎn)裝置區(qū)圍堰內(nèi)區(qū)域。其中埋地生產(chǎn)污水管道所在位置均視為重點污染防治區(qū)。

(2)一般污染防治區(qū)：一般是指發(fā)生泄漏容易發(fā)現(xiàn)和處理，且處理時間較短的地面工程區(qū)域作為一般污染防治區(qū)，一般污染防治區(qū)為除重點污染防治區(qū)及非污染區(qū)域以外的區(qū)域。

(3)非污染區(qū)：一般是指基本沒有污染因素的公用設(shè)施區(qū)域，在石油化工企業(yè)內(nèi)的非污染區(qū)主要包括綠地、辦公室、變配電所、場區(qū)道路、預(yù)留區(qū)、中控室、循環(huán)水廠等不涉及液態(tài)化工物料的區(qū)域。

3 地管防滲等級定義

石油化工企業(yè)內(nèi)的埋地污水管道一般分為三級：

(1)一級地管：廠內(nèi)各裝置(單元)邊界線以外，用于收集各裝置(單元)的污水并輸送到污水處理場(或污水處理單元)的地下管道。

(2)二級地管：各裝置(單元)與一級地管、單元污水提升池及地下污油罐、地下溶劑罐相連的地下管道。

(3)三級地管：與二級地管相連的其他分支地下管道。石油化工生產(chǎn)裝置內(nèi)的埋地污水管道基本都屬于三級地管范疇。

4 石油化工裝置內(nèi)埋地污水管道(三級地管)防滲措施

《石油化工工程防滲技術(shù)規(guī)范》(GB/T50934-2013)中對于石油化工裝置內(nèi)的埋地污水管道的防滲做法的要求如下：

(1)三級地管應(yīng)采用鋼制管道。

(2)當(dāng)管道公稱直徑不大于500mm時，應(yīng)采用無縫鋼管；當(dāng)管道公稱直徑大于500mm時，宜采用直縫埋弧焊焊接鋼管，焊縫應(yīng)進行100%射線探傷。

(3)管道設(shè)計壁厚的腐蝕裕量不應(yīng)小于2mm或采用內(nèi)防腐。

(4)管道外防腐采用特加強級防腐。

(5)管道的連接方式采用焊接。

根據(jù)《石油化工工程防滲技術(shù)規(guī)范》(GB/T50934-2013)對于三級地管的防滲做法要求，結(jié)合裝置建設(shè)前期環(huán)評報告及批復(fù)意見等要求，以及裝置建設(shè)地點的地下水環(huán)境敏感程度、含水層易污染特征和包氣帶防污性能等資料，常規(guī)做法有以下幾類：

第一種做法：防滲管溝。具體做法如下：

埋地污水管道設(shè)置于抗?jié)B鋼筋混凝土防滲管溝內(nèi)，管溝的溝壁、溝底及溝頂板的混凝土強度不應(yīng)低于C30，抗?jié)B等級不應(yīng)小于P8，溝底墊層的混凝土強度不宜低于C15；管頂距離管溝凈距不小于200mm，管底設(shè)置200mm厚的砂石墊層，管溝凈寬不小于污水管管徑D+400mm，污水管外部填滿中粗砂；抗?jié)B鋼筋混凝土管溝的溝壁及溝底厚度不小于200mm；溝壁和溝底及溝頂板的內(nèi)表面應(yīng)抹聚合物防水砂漿，厚度不小于10mm。管溝的斷面圖如下圖1。

圖1 抗?jié)B鋼筋混凝土防滲管管溝防滲示意圖

根據(jù)裝置內(nèi)污水管道的長度，相應(yīng)在防滲管溝內(nèi)設(shè)置變形縫，變形縫的間距不宜大于30m。變形縫應(yīng)設(shè)止水帶，縫內(nèi)應(yīng)設(shè)置填縫板和嵌縫密封料。

第二種做法：內(nèi)外管套管法。具體做法如下：

埋地污水管道采用無縫鋼管，管道外再用管徑大一級或大二級的無縫鋼管作為套管，這樣形成內(nèi)外管，在內(nèi)管外壁間隔一定距離設(shè)置定位鋼板，定位板不得妨礙內(nèi)管與外管的伸縮，套管與內(nèi)管間的間隙應(yīng)均勻。內(nèi)管的焊接用亞弧保護焊打底，確保內(nèi)管焊接質(zhì)量。外管的管外壁采用特加強級防腐。內(nèi)外套管做法參考《石油化工管道伴管和夾套管設(shè)計規(guī)范》(SH/T3040-2012)。內(nèi)外管做法中內(nèi)外管的管徑及彎頭的對照表如下表1。

表1 內(nèi)外管的管徑及彎頭的對照表

其中定位板的安裝，內(nèi)外管及彎頭的安裝示意圖如圖2。

圖2 定位板的安裝，內(nèi)外管及彎頭的安裝示意圖

對于內(nèi)外套管做法需要設(shè)置滲濾液檢查井，滲濾液檢查井的設(shè)計要求如下。

(1)井壁及井底的結(jié)構(gòu)厚度不應(yīng)小于200mm。

(2)混凝土的抗?jié)B等級不應(yīng)小于P8；且井壁及井底內(nèi)表面應(yīng)涂刷水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料，其厚度不小于1.0mm。

(3)當(dāng)混凝土內(nèi)摻加水泥基滲透結(jié)晶型防水劑時，摻加量宜為膠凝材料總量的1%～2%。

(4)滲濾液檢查井宜位于污水檢查井、水封井上游，宜與污水檢查井及水封井靠近布置。

(5)滲濾液收集井的間距不宜大于100m。

(6)滲濾液檢查井的平面尺寸宜為1000mm×1000mm，井頂高出地面不宜低于100mm，井底應(yīng)低于滲濾液收集管300mm。

滲濾液檢查井的做法示意圖如下圖3。 第三種做法：鋼管加厚腐蝕裕量法。在裝置建設(shè)所在地的環(huán)評報告中對于防滲無特殊要求時，對于石油化工裝置內(nèi)的埋地污水管道的防滲做法如下。

(1)采用無縫鋼管增加腐蝕余量，管壁加厚不小于2mm；由于裝置內(nèi)的污水管道(三級地管)中很多為DN50～DN100管道，管道內(nèi)防腐制作難度很大，常規(guī)制作內(nèi)防腐的最小管徑為DN100，因此常采用增加腐蝕余量取代內(nèi)防腐。

圖3 滲濾液檢查井的做法示意圖

(2)埋地污水管道的外壁采用特加強級防腐。

(3)埋地鋼管均采用對焊連接，同一焊工焊接的同一管線編號的焊接接頭無損探傷檢測比例不得低于10%，且不少于一個接頭。

(4)污水管道穿污水井的井壁處設(shè)置防水套管，做法見國家標(biāo)準(zhǔn)圖集《防水套管》02S404。

(5)污水井內(nèi)表面涂刷水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料，其厚度不小于1.0mm，(滲透系數(shù)不大于1.0×10-12cm/s)。

(6)污水檢查井、水封井均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，井壁及井底板均采用C30混凝土，混凝土的抗?jié)B等級不小于P8。

5 小結(jié)與建議

以上三種石油化工裝置埋地污水管道的防滲做法均有各自的特點，根據(jù)建設(shè)裝置的環(huán)境影響報告書的不同要求，可以采取不同的防滲做法。相對來說，第三種做法較為簡單，也比較經(jīng)濟實惠，施工難度最低，對于裝置內(nèi)各類地下設(shè)施(設(shè)備及構(gòu)架的土建基礎(chǔ)，地下電纜溝、地下給水管道)的布置也有好處，不僅能節(jié)省占地，而且在管道交叉時也相對容易避讓，同時還能夠達(dá)到保護地下水的要求。

綜上所述，石油化工企業(yè)在建設(shè)新的生產(chǎn)裝置時，根據(jù)不同的項目環(huán)評要求，采用不同的管道防滲措施，既保護了項目所在地的地下水資源，同時也將埋地污水管道的防滲投資在裝置的建設(shè)總投資中做到最經(jīng)濟、最節(jié)省。

做好埋地污水管道防滲措施，讓企業(yè)與地下水環(huán)境都達(dá)到“共贏”。