港口危险品集装箱的风险防范设计

摘 要：由于危险品集装箱具有的危险特性，因此需对预防港口危险品集装箱装卸和堆存中可能产生的环境风险措施进行专门的设计，以确保港区安全。本文将从码头和堆场两个部分探讨危险品集装箱运输和堆存过程中的风险防范的设计。

关键词：危险品 集装箱 风险

随着经济的快速发展，我国对能源和化工产品的需求也急速增长，危险品的品种和数量日益增加，水路运输已成为危险品运输的重要方式。通常，运输普通集装箱的码头也运输危险品集装箱，虽然危险品集装箱运量相对较少，但是危险品集装箱在运输或堆存中可能发生的风险事故，将会对港口运营和周围环境产生影响。因此，在科学规划和布置港口集装箱运输的同时，加强港区危险品集装箱的风险防范措施设计对减少集装箱码头的安全隐患也具有十分重要的意义。

码头风险防范设计

1、码头风险防范的设计范围

危险品集装箱在装卸的过程中，如果产生少量危险品的泄漏，若操作人员未能及时发现和采取相应的处理措施，遇到降雨时，码头面的污染物将被雨水冲刷进入周边水体，易对水环境造成污染和破坏。

由于集装箱码头多采用集装箱装卸桥进行装卸作业，无法像石油、化工码头一样进行小面积围堰的污水收集，因此如果产生初期雨污水和事故泄漏，需进行全码头面的污水收集。

2、污水收集池容积的确定

由于码头结构的限制，集装箱码头污水收集池容积主要考虑初期雨污水量和一个集装箱事故泄漏量，暂不考虑消防水的储存。污水收集池统计的确定主要考虑以下两种方法。

方法一：根据《室外排水设计规范》（GB50014-2006），采用设计暴雨强度计算，按降雨开始后一定时间内降雨量作为初期雨水量，将降雨前10～15分钟雨水量作为初期雨水。

方法二：参考当地暴雨强度资料，采用历年统计资料中的一小时最大降雨量，取降雨前10～15分钟雨水量作为初期雨水。

两种方法计算得到的初期雨水量相当，因此设计中取两者中的较大值作为污水收集池的容积。堆场初期雨污水量也可用这种方法进行计算。

3、 污水的收集和处理

污水收集池内污水泵应采用防爆和抗腐蚀的泵体。当发生事故时，应尽量以转移事故集装箱和收集泄漏化学品为主。如遇大雨或暂时无法转移事故集装箱时，应通过浮球阀和水泵启闭水位控制，及时开启污水泵将事故污水通过管道输送至后方堆场事故水池，直到事故得到处理，尽量避免事故污水进入附近水体。

堆场风险防范设计

《河港工程总体设计规范》（JTJ212-2006）中以强制性条文明确提出，“危险品集装箱周围应设置独立的排水管、渠，并应设置污水收集设施，未经处理或处理后未达到国家排放标准的污水，不得排入集装箱堆场的雨水排水系统”。《港口工程环境保护设计规范》（JTS149-1-2007）中也有类似强制性条款。但是，目前有关危险品集装箱堆场风险防范设计的标准和规范还很少，暂只能参照石化行业的规范要求。

1、应急事故水量的确定

根据《化工建设项目环境保护设计规范》（GB50483-2009）中的相关条文说明：

应急事故废水池容量=应急事故废水最大计算量-装置或罐区围堤内净空容量-事故废水管道容量。

其中，应急事故废水的最大量包括：最大一个容量的设备或贮罐物料量；在装置区或贮罐区一旦发生火灾爆炸时的消防用水量，包括扑灭火灾所需用水量和保护临近设备或贮罐（最少3个）的喷淋水量；当地的最大降雨量。

应用到危险品集装箱堆场的设计中，可用下式表示：

V事故池=（V1+V2+V雨）max-V3

式中：（V1+V2+V雨）max——应急事故废水最大计算量，m3；

V1——最大一个集装箱的物料储存量；

V2——危险品集装箱堆场一旦发生火灾爆炸及泄漏时的最大消防用水量，包括扑灭火灾所需用水量和保护临近危险品集装箱（最少4列）的喷淋水量；

V3——危险品集装箱堆场围堰内净空容量与事故废水导排管道容量只和；

V雨——当地的最大雨量。

中国石化安环『2006]10号“关于印发《水体环境风险防控要点》（试行）的通知”以企业文件的方式规定了事故池容量的计算方法中发生事故时可能进入收集系统的降雨量的计算方法。

V雨=10×q×F

式中：q——降雨强度（按平均日降雨量计算，q=qa/n，q为当地多年平均降雨量，mm；n为年平均降雨日数，d），mm/d；

F——必须进入事故废水收集系统的雨水汇水面积，hm2。

值得注意的是，事故期进入事故水池的雨量很难确定，规范中也没有明确最大雨量的计算方法。如果按上式采用平均日降雨量计算，则计算的降雨量偏小；如采用设计暴雨强度进行计算，则计算的降雨量偏大；建议采用历年统计资料中的一日最大降雨量进行计算，按此方法计算得到的结果比较适中。

2、初期雨污水和应急事故污水的收集转换措施

危险品集装箱堆场建议参照石油化工罐区的设计，设置一定高度的围堰，该围堰能在第一时间内阻止应急事故污水外泄。同时，在围堰外应设置初期雨污水池和应急事故水池。

初期雨水的收集采用闸阀控制，通常分为手动和电动控制两种。手动控制初期雨水流向虽然及时、可靠，能够保证初期雨水的流量，但是给生产管理带来很大麻烦，而且雨水管道口径较大，对闸门启闭操作较为困难，工程中可操作性较差。电动控制是将手动控制方式中的闸门更换为电动闸门，然后通过设定程序实现远程或现场控制。但这两种方法的弊端是，如控制闸门停用较长时间，会产生污染锈蚀而无法及时启闭闸门，影响初期雨水的正常收集。工程中采用此种收集方式，使用单位也会因管理繁琐而放弃对初期雨水的收集，极有可能造成水体环境污染。因此，初期雨水的收集最好能简单、易操作，并使其在采用闸阀控制的同时达到自然分流的效果，采用拍门控制能达到此效果。

在满足场地排水条件下进行管道高程设计时，使流向水池进水管管顶标高和流向雨水管道管底标高相同或存在一定高差，这样初期雨水首先流入初期雨水收集池，当池内达到设计水容积时，设置拍门自动控制，此后的清洁雨水便经雨水管道流至区外。

当发生事故时，为保证事故污水不进入雨水管网，应在雨水管网上设置拍门。正常状态下，雨水管道上的拍门常开；事故状态下，应立即关闭。为实现不同水质的排水自流至不同的去向，可设置三向拍门，工艺流程见图1所示，拍门切换操作见表1。

结语

综上所述，尽管危险品集装箱占集装箱港口的比例较小，但由于目前其运量逐渐增大，且货种存在一定的不确定性，其危险也也存在一定的不确定性。因此，在危险品集装箱港口设计中，风险防范设计应得到重视。

初期雨水收集池在事故状态下可兼作应急事故水池，但是应急事故水池不能兼作初期雨水收集池，以免事故发生时事故水池容积不够。

目前大多数危险品集装箱堆场均做到了与普通集装箱堆场分开，并设置独立的排水管、渠，但是并未设置围堰。实际操作中，集装箱可能堆放在排水渠上，发生事故时，事故污水还是有可能进入危险品箱堆场以外的场地，因此建议在排水渠外侧设置20～30cm高的围堰，防止事故污水的溢流。

（作者单位：中交第二航务工程勘察设计院有限公司）