工业企业初期雨水收集和处理探讨

工业企业初期雨水收集和处理探讨

陆 荣 海

(中国联合工程公司,杭州 310022)

摘要 结合具体工程设计,介绍了工业企业初期雨水的收集和处理。针对技术上存在的问题,进行了详细分析并提出解决方法。对雨水的处理方法、控制方式等方面进行了方案比较,提出了从源头控制水质的措施。

关键词 初期雨水 收集 隔油 沉淀 降雨历时 收集时间 水质控制

工业企业地面雨水的污染物随工厂性质的不同而不同,其成分复杂,种类更多,部分污染物浓度较城市雨水更高,如油类、COD、重金属等。2005年发生的松花江水污染事件,其污染物通过雨水管道进入松花江。随着国家对环保的日益重视,初期雨水尤其是工业企业初期雨水的收集处理越来越重要。5室外排水设计规范6(GB50014)2006)1.0.4条规定:/对水体保护要求高的地区,可对初期雨水进行截流、调蓄和处理0。下面结合笔者设计工作中的一个工程项目,介绍初期雨水的收集、处理。1 工程概况

该项目位于开发区,为机械加工行业,制造加工普通机械、机床、模具。周边道路上均敷设有市政雨水、污水管,开发区设有市政污水处理厂,距厂区300m有一河流,为该地区水厂取水水源,市政雨水和市政污水处理厂出水均排入该河流。该项目的环评仅按常规要求厂区雨污分流,污废水达到5污水综合排放标准6(GB8978)1996)三级标准后排入市政污水管网,而浙江省环保局的批复意见则要求部分易污染地面区域(油化库、堆场、热处理车间、所有露天制造作业场所),其初期雨水必须设置收集和初步处理设施如隔油、沉淀等,且该初期雨水经处理后须排入厂区污水管网,最终至市政污水处理厂处理。2 存在问题

笔者认为环保局提出的要求是合理、正确的,目的是保护水源不受初期雨水的污染。随着我国对环境保护的日益重视,初期雨水的收集处理必然会越来越广泛。

以前工厂的设计一般要求雨污分流,污水处理

Vol. 达到相应的标准即可,未对初期雨水进行收集、处

理,故没有这方面的设计实例,规范、手册等也没有对初期雨水的收集处理作详细的介绍,设计无详细的指导资料,个人的理解和思路不同,具体设计可能差别较大。由于是初次接触初期雨水的收集处理,我们经过仔细考虑,提出了一些问题,并与环保局进行了充分的沟通。

2.1 初期雨水处理后的去向

初期雨水既然已经过隔油、沉淀处理,是否可直接排入雨水管网而不排入污水管网?初期雨水进入市政污水处理厂,会使污水处理厂的水质、水量变化较大,增加污水处理厂的处理难度,若将来管理不善,会使后期雨水大量进入污水处理厂,对污水处理厂的安全运行不利。环保局认为初期雨水成分复杂,靠简单的隔油、沉淀处理未必能达到要求,至于如何避免后期雨水进入市政污水管网,可以通过优化设计、加强管理、落实制度来避免。当然若将初期雨水处理达到5污水综合排放标准6一级标准,则可以排入雨水管,但初期雨水成分复杂,变化很大,企业自己处理有一定的难度。2.2 初期雨水的收集时间

降雨开始后几分钟的雨水算初期雨水?一方面大雨和小雨的情况是不同的,大雨可能几分钟即可将地面污染物冲洗干净,而小雨需要的时间会很长;另一方面,初期雨水是无法同步收集的,距离雨水储存池远的雨水与距离雨水储存池近的雨水进入雨水储存池的时间是不同的。当距离雨水储存池远的雨水刚刚流入雨水储存池时,距离雨水储存池近的雨水早已大量进入。因此计算雨水储存池的收集时

间,应在确定的重现期下,以收集范围内最远点的雨水流到雨水池为基准,再延续至少5min确定。当收集范围内最远点的雨水流至雨水储存池时,全面积产生汇流,即所有收集范围内的雨水已进入雨水储存池,此时雨水管的设计流量最大,这也是雨水流量计算的极限强度理论。初期雨水的收集时间应为地面集水时间加管内流行时间再加延续时间,由于整个收集时间段内,雨水进入雨水储存池的流量是不同的,各时间段的流量计算比较复杂。为方便计算,同时也为留有余量,该时间段的雨水流量统一按最大流量计算,即最远点的雨水流达雨水储存池的流量。该最大流量@收集时间即为雨水储存池的容积。

2.3 初期雨水收集、处理的控制

初期雨水处理后排入市政污水管网,中后期雨水排入市政雨水管网,在控制上有一定的困难,是采用时间控制还是人工控制,或是其他控制方式?若采用时间控制则大雨和小雨是不同的,若采用人工控制,则灵活性太大,这跟工厂制度、工人的责任心都有关系,往往很难落实,最终形同虚设。另外当降雨开始后的一段时间(24h或更长)内,若再有一场降雨,则后场降雨不应再收集初期雨水,因为前后两次降雨的间隔时间太短,地面已无太多污染物。因此在确定雨水收集处理方案时,必须考虑以上因素,并且采用自动控制的方式,如水位控制等,避免过多的人工操作。3 设计方案选择

3.1 方案一

设计初期考虑人工切换方式,不设雨水储存池,流程见图1。

一段时间后,打开进雨水管阀门,关闭进污水管阀门。通过人工操作的方式使初期雨水经处理后进污水管,中后期清洁雨水进雨水管。此方案设计简单,投资少,但人为因素太大,若管理不到位,则初期雨水可能直接进雨水管或中后期雨水大量进污水管,实际可能形同虚设,造成不利后果。最终本着对环境保护负责的态度,本工程没有采用上述方案。3.2 方案二

本工程最终采用的方案为自动控制方式,通过高低液位控制雨水流向。

(1)收集处理流程(见图2)。

图2 雨水收集处理方案二

(2)控制方式。雨水储存池兼作雨水沉淀池,雨水储存池内设液位控制器,当水位达到高水位时,自动开启1电动阀,关闭2电动阀,使雨水直接进厂区雨水管,同时自动启动雨水提升泵,将池内雨水提升至隔油池处理后进入厂区污水管。约24h后,雨水池内水位降至低水位,此时自动关闭雨水泵,然后自动开启2#电动阀,关闭1#电动阀,等待后续降雨的初期雨水进入。若电动阀故障或水位上升到超高水位时,产生声光报警信号,上述水位信号、阀门启闭信号、水泵启停信号等都可传至就近传达室内。

(3)构筑物选择。雨水储存池兼作雨水沉淀池,有效容积按场地最远点雨水流至雨水储存池时的流量即雨水管最大设计流量@雨水收集时间计算。雨水收集时间按地面集水时间加管内流行时间再加延续时间计算。雨水管最大设计流量按当地暴雨强度公式计算,设计重现期取1年,径流系数7

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图1 雨水收集处理方案一

取0.6,降雨历时t=t1+mt2=8+2t2,汇水面积约0.9hm2。经计算雨水最大流量Q=115L/s,雨水收集时间T=8+4+5=17(min),故雨水储存池有效容积V=115L/s@17min@60=117m。雨水储存池前设置格栅,若初期雨水含油量较大,可在雨

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收集范围内雨水经雨水管汇总后分两路,一路经隔油沉淀处理后进厂区污水管,另一路直接进厂

区雨水管。每一分路设手动闸阀,人工控制。当降雨开始前,打开进污水管阀门,关闭进雨水管阀门,

水储存池内设置浮油收集器,地面设油水分离器。采用国标4型隔油池,有效容积4.5m3。

(4)雨水提升泵选择。雨水提升泵一方面将雨水提升至隔油池处理,另一方面控制雨水高水位至低水位的时间,使一段时间内的再次降雨不再收集初期雨水,与环保局商议后,该时间在本工程确定为24h。雨水提升泵的流量Q=雨水储存池容积/24h=4.88m3/h,H=8m。这样,通过雨水泵缓慢地将雨水提升至隔油池处理后排入污水管,约24h后,雨水池内水位降至低水位,雨水泵关闭,24h内的重复降雨不再收集。雨水泵采用潜污泵,自动耦合安装,雨水泵控制柜放在就近传达室内。

(5)雨水储存池兼沉淀池示意见图3。

程中油品泄漏,必须使整个油品输送系统密闭。另外在储运工艺中采用性能可靠的装卸臂,并保持阀门、法兰连接的可靠性。库房内设置截流沟防止油品、化学品和地面冲洗水外溢至厂房外。

(3)取消一切露天制造作业场所,废料、原材料、半成品不露天堆放,全部放在室内,室内设置截流沟,防止地面冲洗水外溢至厂房外。

(4)雨水收集范围内所有雨水口设沉泥井,雨水口篦子下加设不锈钢网或截污挂篮。

(5)建筑物周围设雨水沟,屋面雨水排入其中。雨水沟末端设沉泥井,雨水排入沉泥井处加格栅网。

(6)企业应制定相应的管理规范和操作规程,以确保上述措施的执行,即使事故发生时,地面污染物严格控制在厂区范围内,不得排入市政雨水管网,避免对水源的污染。5 结语

随着我国对环境保护的日益重视,工业企业初期雨水的收集处理会越来越广泛。希望能尽快制定较为详细的规范,包括雨水收集范围、收集时间、处理方法、控制方式、雨水去向等,以指导工程设计。

当然,初期雨水的收集处理也不能采取一刀切的标准,不是所有工业企业都需要初期雨水处理。企业性质不同,厂区地表状况的差别,多雨的南方和干旱的北方的不同,都使得初期雨水的污染

图3 雨水储存池结构示意

程度有很大差别。即使性质相同的企业,其内部管理不同,产生的污染程度亦不同。需要对初期雨水进行处理的企业也不是厂区内所有地方都需要处理,只需在易受污染的局部场所设初期雨水收集处理设施。

初期雨水在收集并初步处理后,也要根据污染程度、污染物的种类确定排入污水管网还是雨水管网。对于污染物浓度不高,主要为少量油和泥砂的初期雨水,初步处理后可排入雨水系统,不必排入污水系统。

x通讯处:310022杭州市石桥路338号

4 初期雨水的水质控制

工业企业初期雨水的污染除了地面垃圾、泥砂外,更为严重的是来自生产、储存及运输过程中的跑、冒、滴、漏和各种事故,为了避免污染物通过雨水管污染水源,对初期雨水进行收集处理是切实有效的。但更为重要的是避免初期雨水的污染,即从源头上控制雨水水质。下面以机械工厂为例介绍部分消除生产、物流过程中的污染因素的方法。

(1)清洗车间及试车装配车间从工艺上采取措施,将板式清洗由水洗改为饱和蒸汽清洗,减少生产废水量。车间设置截流沟防止生产废水和地面冲洗水外溢至厂房外。

(2)油化库内为了防止油品和化学品外溢,各储罐均设有液位计,高低液位报警。为防止装卸过

Vol. 电话:(0571)88151890E-mail:[email protected]收稿日期:2007-12-07