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石化类项目防渗设计小结

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发表于 2016-10-6 10:25:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
石化类项目防渗设计小结
当前,我国地下水环境污染形势严峻,尤其是在石油的大规模勘探、开采,炼制发展及其产品的广泛应用之后,所导致的地下水污染已成为不可忽视的问题。石化项目的汽油、柴油、苯系物及其它含苯环的碳水化合物泄漏问题,已经造成地下水污染。一方面原因是由于在非正常工况下髙温物料进入到地下污油罐中,造成地下管线泄漏而污染了地下水。另一方面原因是由于生产管理疏忽和地下管线腐蚀老化等问题,也为防止地下水污染带来了一定的挑战。
石油化工项目的地下水污染防渗措施应按照 “源头控制、分区控制、污染监控、应急响应” 的主动与被动防渗相结合的防渗原则。
防渗设计基本内容与要求
石油化工项目防渗设计是指各生产、储运装置及污染处理设施,在正常工况与非正常工况下通过各种途径产生有毒有害原辅材料、中间物料和产品 (含跑、冒、滴、漏)等,可能泄漏到地下水环境中需进行防渗。根据污染物性质的不同,将石化厂区进行污染防渗分区设计。污染区的防渗设计采取地上污染地上防治,地下污染地下防治的原则。
防渗分区划分原则
根据生产装置、辅助设施及公用工程可能泄露物质的性质将污染区划分为:
1非污染防治区:没有物料或污染物泄漏,不会对地下水环境造成污染的区域或部位。
2一般污染防治区:裸露于地面的生产功能单元,污染地下水环境的物料或污染物泄漏后,可及时发现和处理的区域或部位。
3重点污染防治区:位于地下或半地下的生产功能单元,污染地下水环境的物料或污染物泄漏后,不易及时发现和处理的区域或部位。
1石油化工工程防渗典型污染防治分区
  
序号
  
装置、单元名称
污染防治区域及部位
污染防治区类别
1
装置区

2
地下管道
生产污水(初期雨水)、污油、各种废溶剂等地下管道
重点
3
地下罐
各种地下污油罐、废溶剂罐、碱渣罐、烯烃罐等基础的底  板及壁板
重点
4
生产污水井及各种污 水池
生产污水的检查井、水封井、渗漏液检查井、污水池和初  期雨水提升池底板及壁板
重点
5
生产污水预处理
生产污水预处理池的底板及壁板
重点
6
储焦池
储焦池的底板及壁板
重点
7
液硫池
液硫池的底板及壁板
一般
8
生产污水沟
机泵边沟、油站、除盐水站边沟和生产污水明沟的底板及  壁板
一般
9
地面

  
一般
10
储运工程区

11
油品储罐区

12
原料油、轻质油品、液 体化工品等储罐区
环墙式和护坡式罐基础
重点
承台式罐基础
一般
储罐到防火堤之间的地面及防火堤
一般
13
油泵及油品计量站
油泵及油品计量站界区内的地面
一般
14
油品装卸车

15
铁路、汽车装卸车
装卸车栈台界区内的地面
一般
16
油气回收设施
油气回收设施界区内的地面
一般
17
铁路槽车洗罐站
洗罐站界区内的地面
一般
18
地下罐
地下凝液罐、污油罐、废溶剂罐等基础的底板及壁板
重点
19
地下管道
生产污水、污油、废溶剂等地下管道
重点
20
系统管廊
系统管廊集中阀门区的地面
一般
21
公用工程区

22
动力站

23
湿法除灰
储灰池的底板及壁板,冲灰沟的底板及壁板
重点


  
  
装置、单元名称
污染防治区域及部位
污染防治区类别
24
锅炉事故油池
事故油池的底板及壁板
重点
25
排污池、地坑
排污池及地坑的底板及壁板
重点
26
变电所事故油池
事故油池的底板及壁板
重点
27
化学水处理站

28
酸碱罐区
环墙式和护坡式罐基础
重点
承台式罐基础
一般
酸碱罐至围堰之间的地面及围堰
一般
29
酸碱中和池及污水沟
酸碱中和池的底板及壁板,污水沟的底板及壁板
重点
30
水处理厂房
水处理厂房内的地面
一般
31
循环水场

32
排污水池
排污水池的底板及壁板
重点
33
冷却塔底水池及吸水 池
塔底水池及吸水池的底板及壁板
一般
34
加药间
房间内的地面
一般
35
雨水和事故水

36
雨水监控池
雨水监控池的底板及壁板
一般
37
事故水池
事故水池的底板及壁板
一般
38
污水处理场

39
地下生产污水管道
地下生产污水管道
重点
40
调节罐、隔油罐和污油 罐
环墙式和护坡式罐基础
重点
承台式罐基础
一般
罐至防火堤之间的地面及防火堤
一般
41
生产污水、污油、污泥 池,沉淀池、污水井
调节池、均质池、隔油池、气浮池、生化池、污油池、油  泥池、浮渣池、沉淀池、和污泥池的底板及壁板;检查井、 水封井和检漏井的底板及壁板
重点
42
污泥储存池
污泥储存池的底板及壁板
重点
43
污泥焚烧
污泥焚烧界区内的地面
一般
44
辅助工程区

45
散装且溶于水的原料 及产品仓库
仓库内的地面
一般
46
液体化学品库
化学品库的室内地面
一般


防渗设计要求
1、石油化工防渗工程的设计使用年限宜按50年进行设计。
2、污染防治区应设置防渗层,防渗层的渗透系数不应大于1.0×10-7cm/s。一般污染防治区的防渗性能应与1.5m厚粘土层(渗透系数1.0×10-7cm/s)等效;重点污染防治区的防渗性能应与6.0m厚粘土层(渗透系数1.0×10-7cm/s)等效。
3、石油化工设备、地下管道或建、构筑物防渗的设计使用年限分别不应低于相应设备、地下管道或建、构筑物的设计使用年限。
4、防渗层可由单一或多种防渗材料组成;污染防治区地面应坡向排水口或排水沟。
5、当污染物有腐蚀性时,应采用耐腐蚀材料或采取防腐处理。
防渗材料及选择
1、天然防渗材料
天然防渗材料主要包括天然粘土、亚粘土、膨润土等,或将上述材料进行人工改性,使其达到防渗性能要求的防渗材料。
2、水泥基渗透结晶型防渗材料
水泥基渗透结晶型防渗材料是以硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、石英砂等为基材,掺入活性化学物质制成的一种产品,是一种新型刚性防水材料。其作用机理是材料中含有的活性化学物质以水作为载体,在混凝土微孔及毛细管中渗透、充盈、催化混凝土中的微粒及未完全水化的水泥成分再水化,形成不溶于水的枝蔓状结晶体,堵塞毛细孔道,与混凝土结合成为整体。目前在地下工程防水设计中应用比较广泛。
3、人工合成有机防渗材料
人工合成有机防渗材料广泛应用于垃圾填埋场、危险废物贮存处置场、危险废物填埋场、污水处理场、液体物料储罐区及水体防渗等工程项目。
常用的土工膜有很多种类,如聚氯乙烯 (PVC)土工膜、高密度聚乙烯(HDPE) 土工膜、氯化聚乙烯(CPE) 土工膜等。
针对石油化工企业生产特点,防渗材料选用时应同时考虑化学兼容、防腐、防火、安全等因素。人工合成有机防渗材料宜多用HDPE 土工膜。参考国内地下工程防水做法、生活垃圾填埋场、危险废物储存、填埋场的防渗做法,结合石油化工企业的自身特点,考虑到工程的可实施性和经济适用性,确定水泥基渗透结晶型材料和人工合成有机材料作为两种主要的防渗材料。
防渗材料的选择应根据防渗要求,并结合生产功能分区、泄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。选择的防渗材料应具备无毒性、坚固性、持久性、抗化学反应性、抗穿透和抗断裂性等性能特点。在满足防渗要求的条件下,考虑其易得性和经济性。
防渗措施
石化项目防渗工程分为主动防渗和被动防渗两部分,主动防渗措施主要包括布置、管道、设备等内容;被动防渗措施是项目建设阶段必须完成的硬性指标,其主要包括:防渗混凝土防渗、防渗涂层防渗和 HDPE土工膜防渗3种方式。







表二防渗结构形式及说明
型式
说 明
天然防渗结构
主要指由黏土、粉质黏土、膨润土构成的防渗结构;还包括在没有合适的黏土资源或黏土的性能无 法达到防渗要求的情况下,将粉质黏土、粉砂等进行人工改性,使其达到防渗性能要求的防渗材  料,以及膨润土防水毯等材料构成的防渗结构
刚性防渗结构
经混凝土添加剂改性(水泥基渗透结晶型防水材料及其他防水添加剂)处理、经混凝土表面涂层处 理的混凝土结构或特殊配比的混凝土结构
柔性防渗结构
土工膜及上下保护层结构,土工膜包括高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、氯化聚乙烯 (CPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP)、合成橡胶等
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组合而成的防渗结构
  
表三典型防渗结构型式选择参考表
污染区
防渗结构型式
说 明
重点污染防治区
天然材料防渗结构
天然材料防渗层饱和渗透系数不应大于1.0×10-7cm/s,厚度不应小于2m。
刚性防渗结构
水泥基渗透结晶型抗渗混凝土(厚度不宜小于150 mm)+水泥基渗透结晶型防渗涂层(厚度不宜小于0.8  mm)结构型式。防渗结构层渗透系数不应大于1.0× 10-10  cm/s。
  
复合防渗结构
土工膜(厚度不小于1.5mm) +抗渗混凝土(厚度不宜小于100mm)结构。抗渗混凝土的渗透系数不大于1×10-6 cm/s。
  
特殊污染防治(污染水池适用)
刚性防渗结构
水泥基渗透结晶型抗渗混凝土厚度不宜小于250m m)+水泥基渗透结晶型防渗涂层结构型式(厚度不小于1.0mm),防渗结构层渗透系数不应大于1×10-12cm/s。
  
复合防渗结构
土工膜(厚度不小于1.5mm) +抗渗混凝土结构(厚度不宜小于250mm)。抗渗混凝土的渗透系数不大于1× 10-6 cm/s。
  
特殊污染防治(含污染物介质的地下管道适用)
天然材料防渗结构
天然材料防渗层饱和渗透系数不应大于1.0×10_7cm/s,厚度不应小于2m
柔性防渗结构
土工膜(厚度不小于1.5mm)
一般污染防治区
天然材料防渗结构
天然材料防渗层饱和渗透系数不应大于1.0×10_7cm/s,厚度不应小于1.5m
刚性防渗结构
抗渗混凝土(厚度不宜小于lOOmm),渗透系数不宜大于1.0×10-8cm/s
柔性防渗结构
  
土工膜(厚度不小于1.5mm)
  

防渗设计
1、装置区防渗设计
①装置区应根据污染防治区的划分、包气带防污能力等,合理选择防渗结构型式。
②重点污染防治区刚性防渗结构层渗透系数不宜大于1. 0 × 10-10cm/s,厚度不宜小于150mm。
③一般污染防治区刚性防渗结构层渗透系数不宜大于1. 0 × 10-8cm/s,厚度不宜小于100mm。
④装置区内污染防治区宜采用刚性防渗结构型式或复合防渗结构型式。
⑤装置区内抗渗混凝土表层的防渗涂层宜采用无机防渗涂层材料。
⑥污染防治区内的检修作业区面层宜采用防渗钢筋混凝土面层。
⑦刚性防渗层接缝处等细部构造应采取有效防渗处理。   
⑧污染区地面应坡向排水口/沟,地面坡度根据总体竖向布置确定,不应小于0.3%,且不应出现平坡或排水不畅区域。
⑨装置区内输送含污染物介质的地下管道及污水收集、储存及处理设施的防渗设计应符合7. 4 的规定。
⑩酸、碱储存及处置区除做防渗处理外,还应进行防腐处理。
⑪使用火炬设施中的分液罐、水封罐、凝缩油罐及凝液泵等设施应集中布置,设备区四周应设围堰,围堰内地面坡度不应小于0.5%。









2、储罐区防渗设计
①环墙基础罐底板下宜采用柔性防渗结构,柔性防渗材料应与环墙基础严密连接。
②渗漏液应设导排和收集设施,收集液集中处理。.
③储罐基础至防火堤间区域宜采用复合或柔性防渗处理结构型式。柔性防渗材料应与防火堤、隔堤及其他设施基础严密连接。
④管道穿柔性防渗材料处应严密封闭。




3、装卸设施(含灌装站)防渗设计
①铁路液体槽车装卸车栈台宜按整体道床设计,并应设置采取防渗措施的排液沟和集液池。
②铁路液体槽车装卸台范围内宜釆刚性或复合防渗结沟。
③汽车液体装卸站场禅面宜采角刚性或伞介防洛八治型武:陣面坡度不宜小于0.5%,不应出现平坡或排水不畅区域。
4、地下污水管线及污水收集、储存、处理设施防渗设计
①特殊污染防治区中的污水池宜采用刚性防渗结构或复合防渗结构,生产污水和污染雨水管道宜采用柔性防渗结构,渗透系数均不宜大于1×10-12cm/s。
②特殊污染防治区内污水管道设计壁厚应适当加厚,并且采用最高级别的外防腐层。金属污水管道接口焊缝不得低于焊缝质量分级标准的Ⅲ级。
③穿过污水池(或井、沟)壁的管道和预埋件,应预先设置,不得打洞。
④禁止利用渗井、渗坑收集工艺废物、及有污染可能的凝液。



5、其他公用工程及辅助设施防渗设计
①危险品及化学品仓库内部宜采用刚性或复合防渗结构型式,并设置泄、渗漏液收集设施。
②危险品及化学品仓库地坪宜比门口或墙体开洞低至少0.15m,以确保物料及地面冲洗水不会溢流到室外。
③对其他可能造成地下水污染的区域宜采用刚性或复合防渗结构型式。

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