工业企业初期雨水收集和处理探讨

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1、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

2、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 。 室外排水设计规范( GB 50014 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” 。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 300 m 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

3、流 。该项目的环 评仅按常规要求厂区雨污分流 ,污废水达到 污水综 合排放标准( GB 8978 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

4、雨污分流 ,污水处理达到相应的标 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

5、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 污水综合排放标准 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

6、 ; 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262 给水排水 Vol . 34 增刊 2008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 5 mi n 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 。

7、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

8、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 ( 24 h 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

9、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

10、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24 h 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

11、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 取 0 . 6 ,降雨历时 t = t1 + m t2 = 8 + 2 t2 ,汇水面积约 0 . 9 h m2 。经计算雨水最大流量 Q = 115 L / s , 雨水 收集时间 T = 8 + 4 + 5 = 17 ( mi n) ,故雨水储存池有 效容积 V = 115 L / s 17 mi n 60 = 117 m3 。雨水 储存池前设置格栅 ,若初期雨水含油量较大 ,可在雨图 1 雨水收集处理方案一 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

12、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 ,给水排水 Vol . 34 增刊 2008 263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 . 5 m3 。(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 24 h 。 雨水提 升 泵 的 流 量 Q = 雨 水 储 存 池 容 积/ 24 h =4 .

13、88 m3 / h , H = 8 m 。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24 h 后 ,雨水 池内水位降至低水位 ,雨水泵关闭 ,24 h 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

14、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

15、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 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

16、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 。图 3 雨水储存池结构示意 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