桥面径流收集及处理方案-环保关键技术

根据多年冻土区环境特征以及桥面危化品应急防治的现实需求，提出三种危化品运输事故应急蓄纳设施与桥面雨水径流处理设施系统方案，可应用于实践工程。

（1） 工艺流程

根据应急池和径流处理池串联并联形式的分类，分为两大类方案：第一类湿地处理方案，为并联形式；第二类串联形式，径流处理池兼顾事故池的功能。

1） 并联形式径流处理工艺

方案一的桥面径流处理池包括配水井、应急池、沉淀隔油池、二沉池和湿地，配水井配有两个分别通往应急池和沉淀隔油池的控制阀，沉淀隔油池控制阀处于常开状态，应急池控制阀处于闭关状态，具体如图7—1所示。

通常情况下，由于降水形成桥面径流后，首先进入配水井，配水井口安装有格栅，并且同时具有沉淀池功能，桥面径流经过配水井后，大颗粒污染物被拦截或沉淀去除，然后溢流至沉淀隔油池，该处理单元进一步将剩余的SS、COD和石油类物质去除掉，最后通入湿地。湿地与外界相同，为下沉式高寒草甸湿地。出水流入湿地后可对径流做进一步的净化后下渗。

当发生桥面危化品泄漏事故时，泄漏的危化品首先进入配水井（配水井容量设置足够危化品泄漏量），在此期间，司机在应急事故指示牌的指引下应该将应急池的控制阀打开，同时关闭隔油沉淀池的控制阀，并通知相关应急管理部门对事故进行处理。事故管理部门应对危化品泄漏后造成污染的桥面进行清洗，清洗废水通过配水井暂时进入应急池，清洗完毕后由相关管理部门抽走后处理。

图7—1　桥面径流处理系统方案一

2） 串联形式径流处理工艺

方案二的桥面径流处理池包括初沉池、分离池以及蒸发池。通常情况下，由于降水形成桥面径流后，首先进入初沉池，其中大颗粒物、SS、COD和重金属物质经过沉淀被去除一部分，然后溢流至分离池，分离池兼具二沉池和隔油池的功能，进一步将剩余的SS、COD和石油类物质去除掉，最后进入蒸发池，自然蒸发。当发生危化品泄漏事故时，初沉池、分离池和蒸发池均兼有事故收集的功能，待事故处理结束后，由相关管理部门将危化品抽走后处理，具体如图7—2所示。

图7—2　桥面径流处理系统方案二

方案三的桥面径流处理池包括隔油沉淀池和蒸发池，此工艺和方案二类似，主要利用沉淀功能去除COD、SS和重金属，利用隔油功能去除石油类物质，最后进入蒸发池，自然蒸发。当发生危化品泄漏事故时，隔油沉淀池和蒸发池均兼有事故收集的功能，待事故处理结束后，由相关管理部门将危化品抽走后处理，具体如图7—3所示。

3） 方案选择

图7—3　桥面径流处理系统方案三

当对路（桥）面径流进行收集处理时，针对青藏公路工程走廊带水环境敏感路段，在强敏感区当桥梁处于湿地路段、气候适宜的条件下，可采用方案一；在其他分区，根据地形条件、占地面积和桥面径流汇水面积的大小可分别选择方案二和方案三。

当对桥面危化品进行收集时，强敏感区部分处于湿地路段、气候适宜的条件下，可采用方案一；中敏感区可根据实际情况使用方案二和方案三，同时用于桥面径流收集处理和危化品收集；弱敏感区针对敏感水体可使用方案二和方案三，用作危化品的收集。(https://www.xing528.com)

（2） 主要参数

1） 危化品泄漏量的确定

目前我国常见运输液态危险品的车辆包括运油品的槽罐车和化工液体运输车。研究表明，油罐车发生泄漏事故时油品泄漏量大于2 kg的事件是一个小概率事件，但事实证明此类事件确有发生。设计时应以极限情况（即假设危险品运输车辆所载危险品在桥上全部泄漏）来考虑。

根据中华人民共和国交通运输部令2013年第2号实施生效的《道路危险货物运输管理规定》，运输爆炸品、强腐蚀性危险货物的罐式专用车辆的罐体容积不得超过20 m3，运输剧毒化学品的罐式专用车辆的罐体容积不得超过10 m3。通过调研，目前国内道路上行使的化学危险品车辆罐体容积通常采用半挂车型，最大有效容积为17. 5 m3，因此确定危险品运输车辆最大容积为20 m3。

根据《消防车 第1部分： 通用技术条件》（GB 7956.1—2014），水罐消防车分为轻型、中型及重型三种，其中重型水罐消防车及消防泡沫总重量大于5 t，即总容积不小于5 m3。根据生产厂家车型调研，目前国产消防车最大容积为20 m3（豪泺前四后八水罐消防车）。考虑实际可供消防车出勤的同时作业面，我国公路桥梁大部分为四车道或六车道，即半幅桥梁可同时供上述重型消防车两三辆并行施救。

由上述分析，设计危化品泄漏量应按极限情况泄漏和清洗总量考虑，即单台危险品运输车及并排作业的消防车容积之和，以六车道桥梁计算泄漏量约80 m3。

2） 初期雨水量计算

公路雨水径流中污染成分复杂，主要包括雨水及冲洗废液、汽车尾气及其烟尘污染物、车轮携带的泥沙、运输途中的油料、物料泄漏等。主要污染物有COD、SS、油类、表面活性剂、重金属及其他无机盐类。初期雨水径流量一般采用降雨量和径流产生时间来确定，即雨量法和时间法。水利部黄河泥沙重点实验室研究表明，一般情况下当降雨量为8～10 mm时污染物负荷率可达到60%～80%；当降雨量超过10 mm时，污染物负荷率减缓。环保部华南环境科学研究所研究表明，从降雨初期到形成径流的30 min内，雨水中的SS和石油类污染物浓度比较高，30 min之后，浓度随着降雨历时的延长下降较快；降雨历时40～60 min之后，路面上基本被冲洗干净，路面径流污染物的浓度相对稳定在较低水平。

目前的设计一般根据雨水管道设计理论，排出桥面雨水的截流管采用极限强度理论设计，即设计暴雨强度、降雨历时、汇水面积均取相应的极限值，雨水设计流量的计算公式为

式中 QS — 雨水设计流量（L/s）；

q — 设计暴雨强度（按中国各地的暴雨强度公式选用）［L/ （s·hm2）］；

ψ — 径流系数；

F — 汇水面积（hm2）。

3） 其他参数

沉淀池其他参数如池子长高比、池内挡板的高度等采用经验法，根据《室外排水设计规范》（GB 50014—2006）进行确定。

4） 水处理构筑物及设备材料

所有水池混凝土强度等级为F250，内掺10%水泥用量的UEA微膨胀剂，要求抗渗等级为S8。