初期雨水的收集与处理问题探讨
原标题：初期雨水的收集与处理问题探讨
原作者：李学金，王冲，史铁锤
说明：本文刊登于环境影响评价杂志，内容有所删减或调整。
1 初期雨水的控制要求
一般情况下，工业企业厂区的初期雨水要求通过分流排入到初期雨水收集池，再用泵逐步打到污水处理站与生产废水一起处理达标后排放。雨水排放口水质一般要求达到《污水综合排放标准》 ( GB 8978—1996) 一级标准。雨水排放口一般要求设置切换阀门，污染严重的印染、造纸、制革、化工等企业雨水排放口要求安装在线监测设施，并与环保部门联网。
2 存在的主要问题
初期雨水收集与处理方面存在的主要问题如下:
(1)对象不明确；
(2)收集池容积的确定方法不统一；
(3)收集与分流方式不确定；
(4)收集池设置不合理；
(5)后续废水处理不规范。
3 主要问题探讨
3.1 对象不明确
对象不明确主要是指要求进行初期雨水收集与处理的企业类型不明确，即:没有相关要求说明哪些企业需要进行收集与处理，哪些企业不需要。目前，仅《石油化工污水处理设计规范》(GB 50747—2012)和《化学工业污水处理与回用设计规范》(GB50684—2011) 中要求对初期雨水进行收集与处理，其他行业暂时还没有相关国家标准规范要求。这就造成了环评内容混乱，专家意见各异，可能出现同一类企业在不同地区的要求不同，甚至在同一地区，由于环评单位、专家的理解不同而出现不同的要求。在这一点上，浙江省诸暨市走在了全国前列，在2015 年发布的《诸暨市企业水环境整治要求》中明确了应设置初期雨水收集池的企业类型及情况。
3.2 收集池容积的确定方法不统一
初期雨水收集池是初期雨水收集与处理系统中最主要的构筑物，收集池容积的大小关系到雨水排放口能否达标排放、污水站处理规模及环保投资等。收集池容积过小，控制初期雨水污染的效果不明显，雨水排放口难以达标排放，收集池容积过大，则会增大控制设施的规模和工程投资。初期雨水收集池容积的计算常用的方法有两种:一是当地暴雨强度公式法;二是采用一定的降雨深度与污染区域面积的乘积。
3.2.1当地暴雨强度公式法
该方法是环评中最常用的方法，但重现期、降雨历时等参数的选择对计算结果影响较大，比如以杭州为例，按污染区域面积为20000m2进行计算，计算结果见表1。
由表可知，重现期分别为1年、2年，降雨时间分别为10min、15min、20min时，计算初期雨水收集池最大约530m3，最小约274m3，最大约为最小的1.9倍。
3.2.2 采用一定的降雨深度与污染区面积的乘积
该方法比较简单，主要是确定降雨深度和污染区域面积，在环评中的应用也越来越多。《石油化工污水处理设计规范》(GB 50747—2012)规定“降雨深度为 15～30mm”，《化学工业污水处理与回用设计规范》(GB50684—2011)规定“降雨深度为10～30mm”。对于一般企业，初期雨水降雨深度按照10mm收集、分流后，正常情况下，雨水排放口基本可以做到达标排放。但对于被黏度大的重油、油漆、颜料、染料等不宜被雨水冲刷的物质，在收集、分流10mm初期雨水后，雨水(清下水)排放口仍存在超标现象，收集延长到15mm后，基本可以做到达标排放。
3.2.3 污染区域面积
以上计算初期雨水收集池容积的两种方法均与污染区域面积有关，污染区域面积直接影响计算的初期雨水收集池容积大小。但目前环评中，污染区域面积的确定很混乱，主要有以下几种情况:
(1)厂区面积；
(2)生产区面积；
(3)生产区中的装置区及储罐区面积；
(4)厂区或生产区扣除绿化面积；
(5)厂区或生产区扣除建筑占地面积(屋面)等。
在环评中，应结合厂区总平面布置图、雨水收集及分流方式等因素综合考虑，合理确定污染区域面积。
3.3 收集与分流方式不确定
3.3.1 收集与分流方式
初期雨水收集方式一般分为统一收集、独立收集两种方式。
统一收集是全厂设置1个初期雨水收集池，适用于厂区面积较小，或装置区、 储罐区等污染区域较集中的情况。优点是方便运行管理;缺点是初期雨水收集管线较长，埋地较深，管网建设投资大，收集池的位置受到限制，并且不同区域的初期雨水径流时间不同，导致远端污染区的初期雨水还未达到收集池，就被近端的污染区后期清净雨水填满， 起不到分流作用。
独立收集是在每个污染区域附近单独设置1个初期雨水收集池，适用于厂区面积较大，装置区、储罐区等污染区域较分散的情况。优点是初期雨水收集管线较短，管网建设投资小， 收集池的位置灵活，分流效果明显;缺点是收集池多，运行管理复杂。
收集方式示意图见图1和图2。
初期雨水分流一般分为末端分流和源头分流两种方式。
末端分流是在全厂雨水排放口处设置初期雨水收集池和切换阀门，通过末端阀门切换实现分流，适用于厂区面积较小，大部分装置设备位于室内的情况，一般与统一收集方式配套使用。优点是方便运行管理;缺点是初期雨水与洁净雨水为一路管线， 后期洁净雨水容易受到污染。
源头分流是在污染区域进行清污分流，设置初期雨水和洁净雨水两路管线，在源头设置切换阀门，通过阀门切换实现初期雨水分流， 统一收集、独立收集方式都适合采用源头分流。优点是进入收集系统的雨水量少，可将污染控制在一定区域内; 缺点是管路及附属设施多，管理操作复杂。对于初期雨水的收集与分流方式， 目前大部分环评中只是简单地描述为“雨污分流”，缺少收集与分流方式相关内容。根据目前环境管理要求， 应该明确初期雨水收集与分流方式，确定初期雨水池及切换阀门位置，并附厂区雨污分流管网图。
3.3.2 分流控制方式
分流控制是通过阀门切换将初期雨水排入收集池，后期洁净雨水排入雨水管， 控制方式主要有时间控制( 自动或人工) 和液位控制。时间控制是通过控制阀门的开启时间， 将前 10 min 或 15 min 内的降雨收集于初期雨水收集池， 但由于降雨时间的不确定性，不管是采用自动控制还是人工控制， 在实际操作中都存在一定困难， 加上操作人员的不重视，很多时候达不到分流的目的。液位控制是在收集池前设置分流井，将收集池的液位标高与切换阀门开启连锁，通过设定的液位控制阀门开启或关闭，实现初期污染雨水与后期洁净雨水自然分流。液位控制不需人工控制，操作方便，越来越多的企业采用该方法。
3.4 收集池设置不合理
一般情况下，初期雨水收集池应设置在厂区位置标高较低处，初期雨水通过重力流排入收集池， 收集池宜单独设置，不宜与事故应急池混用。
另外，环评中经常出现事故应急池兼做初期雨水收集池的情况。事故应急池是企业发生化学品泄漏、火灾、爆炸等事故时为有效收集与处理泄漏的物料和消防废水而设计的。事故应急池平时闲置不用， 发生事故时才使用，而初期雨水收集池属常规污染防治设施，会经常使用。如果在设计时考虑到事故状态下全厂初期雨水可能进入事故应急池， 事故应急池兼做初期雨水收集池也是允许的， 但为了方便管理，建议将初期雨水收集池单独设置和单独管理。
3.5 后续废水处理不规范
初期雨水收集后应对其进行检测，符合排放标准时可以直接排放，不符合排放标准时应进行处理达标后排放，一般是将初期雨水用泵逐步提升到污水处理站调节池与生产废水一起处理达标后排放。初期雨水应在5d内处理完毕，污水处理站处理规模应考虑初期雨水量。而这一点，在很多环评和设计中都被忽略了，一般环评中是把全年的初期雨水量平均到每天，而不是按照一次最大初期雨水量 5 d 内处理完来考虑污水站的设计规模， 导致降雨时污水处理站处理负荷过大，不能正常运行。
4 结语与建议
(1) 在环评、设计及建设过程中， 应充分重视初期雨水收集与处理， 根据项目特点， 确定初期雨水收集池容积和位置、收集与分流方式及污水处理规模。
(2) 相关管理部门应出台相应文件，明确需要进行初期雨水收集与处理的企业类型或情况， 避免要求不统一或不明确。
(3) 建议根据规范要求，采用一定的降雨深度与污染区面积的乘积确定收集池容积， 并用当地暴雨强度公式法进行核算， 确定合理的容积。结合项目特点、 厂区总平面布置图等因素综合考虑， 确定污染区域面积、 合理的收集及分流方式及收集池位置。
(4) 液位控制不需人工控制， 操作方便， 建议初期雨水分流控制方式采用液位控制。
(5) 根据规范要求，按照初期雨水收集池5d内排空考虑，合理确定污水处理站处理规模。
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本期编辑：青木 冰糖