合流制系统中初期污染雨水的排放设计

张加伟
(中石化南京化工厂 设计院，江苏 南京 210038)

　　摘要：在石化企业中，利用液位标高与闸板的有机结合，实现了合流制条件下的初期污染雨水、后期清净雨水分流，降低了污水处理费用，该方法安全、经济、可靠。
　　关键词：雨污分流；合流制；初期污染雨水；后期清净雨水
　　中图分类号：TU992.02 文献标识码：B 文章编号：1009—2455(2003)05-0057—02

　　南京化工厂主产品是精细化工产品，主要有三大类：氯碱系列、防老剂系列、促进剂系列。由于本厂是个老企业，除了车间的工艺污水采取处理措施外，其他雨水、生活污水、循环水系统排污水以及冲地水都是采取合流制系统，以排水明沟为主直接排放。随着国家对环境问题越来越重视，环保要求越来越高，因此对前期污染雨水及冲地水的收集处理就显得日益重要。

1 为什么要对初期污染雨水进行收集处理

　　由于每个装置区围堰内地面和楼面受生产设备跑、冒、滴、漏的影响，冲洗地面和遇到降雨时，地面污染物被冲洗下来，开始，冲洗排水及降雨初期的雨水，均受到污染，需单独送到污水处理厂进行处理。随着地面冲洗和降雨的延续，地面被冲洗干净，这时把清净的水切换到直排系统之中，这样既保护了环境，也减少了对污水处理车间的冲击负荷，降低了工厂污水处理的费用，同时也满足了生产的安全卫生要求。

2 初期污染雨水处置的几种方法

2.1 手动控制
　　在刚下雨时，手动开启污水管线阀门，把初期雨水切换到污水管线(或初期污染雨水收集池)内，同时手动关闭雨水管线阀门，一段时间(一般10～15min)后手动开启雨水阀同时手动关闭污水阀，使后期清净雨水切换到雨水管线内排放。
　　手动控制、切换雨水排放的特点是关闭及时、可靠，不会出现其他意外情况。但在管理跟不上的情况下，会出现污水处理车间处理负荷加大或者初期污染雨水全部直接排放的后果，导致处理费用加大或环境污染，而且时间长了会出现阀门由于污染锈蚀打不开的现象。
2.2 自动切换
　　在从装置围堰内接出的雨水管线上增设两套电动阀，然后设定程序控制，即在降水初期打开污水阀门，将初期污染雨水切换到生产污水管线内或初期污染雨水收集池，一段时间后(一般10-15min)关闭污水阀，开启清水阀，将后期清净雨水切换到雨水管线内或直排系统，实现自动切换。但也有一些缺点：
　　①费用高，一般仅电动阀和程序控制约需要15万元左右；
　　②由于各种原因，这种自控系统易出现故障，一旦阀门失灵，雨水自动切换就成了一句空话；
　　③难以操作，由于利用时间控制，大雨和小雨水量差别较大，使用时会遇到很多麻烦。
2.3 自然分流
　　根据当地的暴雨强度公式、设计重现期、围堰区的面积计算出10～15min的污染雨水量，作为初期污染雨水收集调节池的有效容积[1]。根据厂区雨水管线的布置，计算出雨水管线到初期污染雨水收集调节池的水力坡降，确定初期污染雨水收集调节池的最高水位。以初期污染雨水收集调节池的最高水面标高为依据，设计初期污染雨水收集调节池。在最高水面处设溢流管，作为清净雨水排水管。调节池设排污泵，根据污水处理车间的调度，用泵将地面冲洗水及初期污染雨水排至污水处理厂。

3 合流制系统中的初期污染雨水分流

　　我厂现有排水系统为污水和雨水合流制排水系统[1]，由于我厂地下管线情况复杂，地上障碍物较多，改为清污分流、雨污分流，困难很大，投资费用巨大；因此一直沿用此合流系统至今。从上面三种方法来看，自然分流的效果是最好的，但这种法只适用于雨污分流系统中，在合流制系统中，如果采用自然分流系统，初期污染雨水收集调节池将永远处于充满状态，因为生活污水及循环水系统排污水是不停地排放的，这样雨水调节池就失去了作用，其他两种方法都有这样那样的缺点。
　　针对上述情况，2002年我厂在设计1.5×l0t／a RT培司装置的时候，在充分吸取了国内外先进经验的基础上，采用如下办法：
　　①在设计合流制系统中的初期污染雨水分流时，首先利用本地的暴雨强度公式、降雨历时、设计重现期计算出暴雨强度，再根据该装置的汇水面积，计算出雨水设计流量，再根据生活污水设计流量和循环水系统排污水设计流量计算出总排水设计流量，设计出排水明沟的宽度及起始深度[2]。
　　②根据(10-15min)的雨水流量计算出初期污染雨水调节池的有效容积。再计算出排水明沟到初期污染雨水调节池的沟内底标高，以此标高作为设计池子有效容积的最高水位，并以此标高设溢流口，作为后期雨水的排放起始标高。其中，初期污染雨水的时间(10～15 min)为经验数据，如果要测定具体时间，必须根据各化工装置跑、冒、滴、漏实际状况和物料性质，并且结合当地的暴雨强度公式，再根据初、后期雨水的污染物浓度对比，来确定初期污染雨水的时间。从而精确计算出初期污染雨水收集调节池的有效容积。
　　③对初期污染雨水收集池平面进行布置(如图在排水明沟接人初期污染雨水收集池前设置一阀门，由于是明沟，且废水有腐蚀性，阀门采用玻璃钢闸板。此阀门在下雨初期打开，水池蓄满水后自动溢流，在溢流口与排水总沟连接处设置隔油池，以防止漂浮在水面上的油污通过溢流口随后期雨水的排放，造成污染。阀门可在适当时候关闭(至少10～15min以后)，然后再用排污泵把初期污染雨水送至污水处理车间处理。排污泵采用液下自吸排污泵，初期污染雨水收集池为密闭式，盖板上设人孔及通气管，人孔内设置扶梯，以方便清淤及维修。并设置液位显示，防止打空泵。

　　此种特殊情况下设计的初期污染雨水收集方法基本上综合了人工手动切换与自然分流的优点。与人工手动切换．比较，省却了一道后期清净雨水排放的阀门，只要在下雨初期打开水池闸板阀即可，关闭的时间要求不严，因此从管理上来讲，方便了许多，也更容易做到。与自然分流相比，增加了隔油池，从而杜绝了油类的污染，提高了雨水收集的综合效益，保护了环境。

参考文献：

[1] 周玉文，赵洪宾．排水管网理论与计算[M]．北京：中国建筑工业出版社，2000．
[2] 中国市政西南设计研究院．给水排水设计手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，2000．

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作者简介：张加伟(1968—)，男，江苏南京人，工程师，本科学历，南京化工厂设计院公用工程室，电话(025)5315414—02224。