浅谈石油化工企业防渗工程技术.pdf

C 皿 Ⅷ CA J L E NGI N E E RI N G D ES I GN 化工设计 2 0 1 2， 2 2 1 浅谈石油化工企业 防渗工程技术 葛保锋 刘玉中国寰球工程公司北京1 0 0 0 2 9 摘要 介绍石油化工企业主动防渗系统、被动防渗系统、渗漏污染监测系统和应急系统的设计技术和方 法，着重介绍被动防渗系统污染防治区的划分、防渗材料的选择和防渗结构型式等的设计原则和方法。 关键词防渗工程 本文结合某石化炼化 一体化工程 ，根据 国家 环境保护部门和环境影响评价报告的要求，通过 调研、学习国外化工行业防渗工程技术和借鉴国 内其他行业防渗工程技术 ，在汲取垃圾填埋场、 一 般工业固体废物、危险废物填埋、处置场防渗 工程技术 以及地下工程 防水技术 的基 础上 ，结合 石化企业 自身特点，创造性地提出了石化企业防 渗工程体系。 1防渗工程体系 石油化工企业 防渗工程是 一项 系统 工程 ，由 源头控制一防止渗漏一污染监测一事故应急处理 等四个系统组成整体防渗体系，即由主动防渗系 统 源头控制 、被动防渗系统 防止渗漏 、渗 漏污染监测系统 污染 监测 和应 急系统 事故 应急处理组成。①源头控制是指从源头上尽可 能减少污染 源 的泄 、渗漏 ，从 而降低 污染地下 水 的可能性；②防止渗漏是指采取防渗措施，在污 染物一旦发生泄、渗漏后，阻止其污染地下水； ③污染监测指在污染防治区内，根据石油化工企 业各生产 功 能 区 的特点 ，采用 不 同 的监 测方 法 ， 监测污染源是否发 生泄、渗 漏 以及是否对 地下水 造成污染；④事故应急处理指当发生污染物泄、 渗漏至地下水使其受到污染时，采取应急措施， 防止污染物进一步扩散。防渗工程做到了源头有 控制，泄渗、漏后有措施 ，事故后有处置方案的 整体防治体系，确保地下水不受污染。 2 石油化工企业防渗工程设计 2 ． 1 主动防渗设计 主动防渗设计主要在厂址 和生产工艺 的选择、 平面布置、管道及设备设计等方面尽量避免对环 境造成污染 。在项 目建设前期 厂址选择 阶段 ，应 了解项 目厂 址 的 自然 环境、生态 环境、水文地 质 条件和地 下水环境敏感保 护 目标等方 面资料 ，选 择包气带防污性 能强 、项 目场地地下水不易 污染 、 地下水环境不敏感的场地，并尽量远离地下水和 地表水饮用水源保护区；在平面布置中应尽量将 处理和储存含有毒、有害、危险介质的设备按其 物料的物性分类集中布置；在工艺路线的选择上 应选用国内外先进的环保生产工艺技术 ，减少污 染源的产生 ；在管道及 设备 的设计 中，通 过对 管 道及设 备 的连接 方式、密封方式 、材质 比选 ，提 高管道压力等级和腐蚀余度，加强对管道、设备 防腐处理等措 施 ，减 少污染 物的排放 ，从源头 上 控制污染物的泄、渗漏，降低产生污染的风险。 2 ． 2 被动防渗设计 被动防渗设 计包括污染 防治 区的划 分、防渗 材料和防渗结构型式的选择及确定等内容。 在进行被动防渗设计前 ，应 了解生产、储存 、 运输介质的理化性质 、生产 加工工艺 、项 目环 境 影响评价及环保管理部 门对该项 目环评报告 批复 等方面内容。 2 ． 2 ． 1 污染防治区的划分 石油化工企业生产、储运 的物料及产 品种类繁 多、物性复杂，不同泄漏物料对环境造成的危害程 度差异较大，根据石化企业各功能分区的不同和污 染物的理化特征，将石化企业厂区划分为一般污染 防治区、重点污染防治区和特殊污染防治区。 1 据污 染物污染特性 ，剧毒 、有毒 、致癌 性物质、致突变性物质、生殖毒性物质、持久性 } 葛保锋 工程师。1 9 9 7年毕业于北京工业大学计算机技术与应用专业。一直从事总图运输设计工作。联系电话 0 1 0 5 8 6 7 5 7 6 7 ， Ema i l g e b a o f e n g h q c e c ． c o rn。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 葛保锋等浅谈石油化工企业防渗工程技术 2 9 有机污染物对环境危害程度较高，因此对于生产、 加工、储存该种污染 物的 区域应划 为重 点污染 防 治区并进行防渗设计 。 2 污水池、地下污水管道及环墙基础储罐 罐底板底部等区域，由于埋置于地下，泄、渗漏 后难以观察 ，且长期储 存有 污染介质 ，一旦泄漏 后造成的危害非常大。因此，将其定义为特殊污 染防治区并进行防渗设计。 3 其他可 能产生污染物泄 、渗漏 的区域定 义为一般污染防治区。 2 ． 2 ． 2 防渗材料 的选择 目前国 内使用 的防水 材料有很 多种 ，主要 应 用于地下防水工程，参考国内地下工程防水做法、 生活垃圾填埋 场、一般工 业 固体废 物贮 存、处 置 场、危险废物贮存、填埋场的防渗做法，并参考 国外石油化工企业 储罐 区防渗做 法 ，同时结合 石 油化工企业 自身特点 ，考 虑到工程 的可实施性 和 经济适用性，石油化工企业宜选择天然防渗材料 ， 水泥基渗透结 晶型防渗材 料和人工合成有机 防渗 材料作为主要的防渗系统材 料。在石油化 工企业 具体的防渗设计 中，其防渗材料的选择尚应根据 防渗要求、并结合生产功能分区、泄、渗漏污染 物的理化特性、环境条件、施工方法及材料性能 等因素合理确定。防渗材料应具备无毒性、坚 固 性、持久性 、抗化学反应 性、一定程度 的抗穿 透 和抗断裂性等特点 。 2 ． 2 ． 3 防渗结构型式 石油化工企业根据其选用的防渗材料及型式 的不 同，主要有 天然 防渗 结构 、刚性 防渗 结构 、 柔性防渗结构和复合防渗结构等型式。 1 天然防渗结构主要指由粘土构成的防渗 结构；还包括在没有合适的粘土资源或粘土性能 无法达到防渗要求 的情况下 ，将粉质粘 土、粉砂 等进行人工改性 ，使 其达到 防渗性 能要 求 的防渗 材料。天然防渗结构其粘土的渗透系统不应大于 1 ． 01 0 ～c m ／ s ，且应具有一定的厚度。 2 刚性 防渗结构指添加防水 添加剂 水泥 基渗透结晶型防水材料及其它防水添加剂处理 的混凝土结构、经表面涂层处理的混凝土结构或 特殊配比的混凝土结构 ，刚性防渗典型结构见图 1 。其抗渗性能根据防水添加剂的种类，采用不同 的配比，使其渗透系数达到 1 ． 0 1 0 “ c n Cs 至 1 ． 0 1 0一 也c m／s a 水泥基渗透结晶型防渗捺层【 l _0 mmI 面层 基层 垫层 原土压 夯 实 。 ● ll _ ． ． _ ’ ‘’ ． ． ． 一 。一 ／ - - ．／- 6 ‘ ’ ／ ． , - ／ - 6 b 图1 刚性防渗典型结构图 3 柔性防渗结构由土工膜及上下保护层结 构组成，土工膜包括高密度聚乙烯 HD P E 、聚 氯乙烯 P V C 、氯化聚乙烯 C P E 、线性低密度 聚乙烯 L L D P E 、聚丙烯 P P 、合成橡胶等， 上、下保护层采用的材料根据项 目现场实际情况 确定 ， 典型防渗结构见图2 。其渗透系数很容易达 到 1 ． 01 0 c m ／ s以上。 基层 垫层 土工膜上保护层 土工膜 土工膜下保护层 原土压 夯l 实 ’ ． ’ ‘ f ， 0 ．． 一 ． 一 ． ． ‘ _ ‘ ‘ ． ． ⋯ ， ； ， ； 咚 ／ ． 6／- 6 图2 柔性防渗典型结构图 4 复合防渗结构由天然防渗结构、刚性防 渗结构和柔性防渗结构任其两者或三者组合而成 的防渗结构，典型防渗结构见图3 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 0 C HE MI C A L E NG I N E E R I NG D E S I G N 化 工设计 2 0 1 2 ， 2 2 1 抗渗 钢筋j 昆 凝土面层 基层 蛰层 土工膜上保护层 土工膜 土工膜下保护层 原土压 夯 实 1 ‘ ● ， ． ’ ’ ⋯ ． ． ‘ ’ ． ． ． ‘ - ． 一 ‘ ． ‘ 图3 复合防渗典型结构图 防渗结构型式的选择应根据石油化工企业各 功能分 区的不 同和工程实际情况合理确定 。 3 污染监测系统 石油化工企业污染 监测系统包括 渗漏液 收集 井、液体渗漏传感电缆检测设施以及地下水污染 监控井等监测设施。监测设施的设置应根据各功 能分区的不同，结合防渗结构型式合理确定。 1 渗漏液 收集井 可应用于 面层 硬化 ，采用 复合防渗结构 不含抗渗混凝土 防渗涂层复合 防渗结构的区域。上层防渗层渗漏下来的渗漏 液经土工膜上的渗漏液收集层流入渗漏液收集井 内，然后再集中处理。渗漏液收集井可同时作为 该区域上层防渗层 包括储罐罐底渗漏检测报 警设施。根据渗漏液收集井的位置和服务区域， 查找渗漏点，开展对上层防渗层的维修，典型结 构 图见图4。 2 液体渗漏传感电缆检测设施可应用于大 型储罐的罐体底板下部结构层内，检测罐体底板 是否存在渗漏物料。液体渗漏传感 电缆检测主要 利用电阻值 的变化幅度，判断出泄漏点的位置。 石油化工企业应 根据 当地地下水 流 向、污染 源分 布及污染物在地下水 中的扩散形 式 ，在厂 区及其 周边区域布设 一定 数量 的地下水 污染监控井 ，建 立地下水污染监控、预警体系。 总之，泄、渗漏污染监测系统应根据防渗结构 图 4 渗漏液收集井典型结构图 型式和石油化工企业功能分区的不 同而合理确定。 4 应急措施 当通过监测 发现 污染物 料有泄、渗 漏 ，已造 成周 围地 下水 污 染 时，应 立 即控 制 地下 水 流场 ， 采取 隔离 、停 止抽 水等措 施 ，防止 污染 物 扩散 ， 以免造成更大程度的污染。 5 结语 石油化工企业防渗工程体系的建立，以主动 防渗措施为 先 导 ，根 据 污染 防治 区 的划分 原则 ， 合理确定污染防治区，选择适宜防渗材料和防渗 结构型式 ，设置必要 的污染监测方式和应急措施 ， 为确保地下水的安全提供保障。 参考文献 l G B 1 8 4 4 5 2 0 0 1 ， 水泥基渗透结晶型防水材料 [ S ] ． 2 G B 5 0 1 0 8 2 0 0 8 ，地下工程防水技术规范 [ S ] ． 3 G B 1 8 5 9 7 2 0 0 1 ，危 险废 物贮存污染控制标准 [ S ] ． 4 G B 1 8 5 9 8 2 0 0 1 ，危险废物填埋污染控制标准 【 S ] ． 5 G B 1 8 5 9 9 2 0 0 1 ， 一般工业固体废物贮存、处置场污染控 制标准 [ s ] ． 6 C J J 1 1 3 2 0 0 7 ， 生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规 范 [ s ] ． 7 环发 [ 2 0 0 4 ]7 5 号，危险废物安全填埋处置工程建设技术 要求 [ s ] ． 8 Q ／ S Y 1 3 0 3 2 0 1 0 ， 石油化工企业防渗设计通则 [ s 】 ． 修改回稿 2 0 1 2 - 0 1 一 o 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m