項(xiàng)目環(huán)評(píng)在化工企業(yè)廠(chǎng)區(qū)平面布置優(yōu)化中的作用

張相鋒，于魯冀，2，王 莉，2，羅 云

(1.鄭州大學(xué)環(huán)境技術(shù)咨詢(xún)工程公司，鄭州 450002;2.鄭州大學(xué)，鄭州 450002)

對(duì)于建設(shè)項(xiàng)目而言，廠(chǎng)址選擇是工業(yè)布局最基層的一環(huán)，又是廠(chǎng)內(nèi)總圖布置的前提之一。項(xiàng)目廠(chǎng)區(qū)平面布置不僅與生產(chǎn)工藝、設(shè)備布置、管線(xiàn)設(shè)置等有關(guān)，而且與廠(chǎng)址周?chē)沫h(huán)境密切相關(guān)。從環(huán)評(píng)角度講，一旦項(xiàng)目選址確定，則其廠(chǎng)區(qū)平面布置就決定著項(xiàng)目生產(chǎn)對(duì)周?chē)h(huán)境的影響程度。合理的平面布置能夠做到在實(shí)現(xiàn)工藝要求和節(jié)省建設(shè)投資的基礎(chǔ)上，同時(shí)在一定程度上降低對(duì)周?chē)h(huán)境和人體的影響，減少和防止事故風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率以及影響程度［1～5］。通常企業(yè)會(huì)委托專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)院對(duì)其廠(chǎng)區(qū)平面進(jìn)行布置，設(shè)計(jì)時(shí)依據(jù)《石油化工設(shè)計(jì)規(guī)范》、《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)范，主要從工藝角度考慮進(jìn)行平面布置，大多局限于生產(chǎn)區(qū)應(yīng)位于當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向等基本原則［6］，對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等方面的考慮不夠充分［7～9］。與設(shè)計(jì)規(guī)范中的環(huán)保要求相比，環(huán)境影響評(píng)價(jià)不僅能夠從專(zhuān)業(yè)環(huán)保和區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展角度對(duì)廠(chǎng)區(qū)平面布置的合理性進(jìn)行全面優(yōu)化，而且能夠通過(guò)將優(yōu)化意見(jiàn)反饋給設(shè)計(jì)單位等途徑使企業(yè)廠(chǎng)區(qū)布置能夠達(dá)到工藝和環(huán)保要求，在一定程度上降低對(duì)周?chē)h(huán)境和人們生活造成的影響，進(jìn)而使企業(yè)建設(shè)和生產(chǎn)活動(dòng)實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

本文以河南某化工企業(yè)廠(chǎng)區(qū)平面布置為例，從環(huán)評(píng)角度，對(duì)廠(chǎng)區(qū)功能區(qū)劃分、主要污染源分布、排水路線(xiàn)制定、衛(wèi)生和安全防護(hù)等布置提出優(yōu)化建議，進(jìn)而使項(xiàng)目建設(shè)對(duì)周?chē)h(huán)境影響降至最低，旨在為其它企業(yè)廠(chǎng)區(qū)平面布置優(yōu)化提供參考。

1 企業(yè)概況及廠(chǎng)區(qū)周?chē)h(huán)境

圖1 廠(chǎng)址周?chē)h(huán)境情況Fig.1 Schematic diagram of the surrounding environment of the plant

某化工企業(yè)以石灰石、氯氣、無(wú)水氫氟酸(AHF)和甲醇等為主要原材料生產(chǎn)含氟新材料(四氟乙烯、聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、六氟丙烯、四氯乙烯等)和新型制冷劑 (R410a、R407c等)，同時(shí)利用副產(chǎn)鹽酸生產(chǎn)氯化鈣。項(xiàng)目廢水中特征污染物主要是氟化物、氯化物，廢氣特征污染物主要為氯氣、氟化物、氯化氫和甲醇，固體廢物主要是生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的殘液、廢催化劑、廢硅膠、廢分子篩、脫氟渣、沉淀渣等。項(xiàng)目涉及有毒有害、易燃易爆、酸、堿腐蝕性危險(xiǎn)化學(xué)品多達(dá)21種，重大危險(xiǎn)源13項(xiàng)，存在火災(zāi)、爆炸、中毒等事故風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)周?chē)舾悬c(diǎn)影響較大。

該企業(yè)位于河南省中南部，位于A(yíng)縣某工業(yè)園內(nèi)，A縣與B縣以河為界，河以北為A縣，以南為B縣。項(xiàng)目廠(chǎng)址北側(cè)50m為某鐵路;南廠(chǎng)界前方100m為項(xiàng)目納污水體A河，西北約3km處為某液氯生產(chǎn)企業(yè)，兩條220KV高壓線(xiàn)從廠(chǎng)址西南角穿過(guò)，廠(chǎng)址周?chē)丝诿芏容^大，2km范圍內(nèi)有22個(gè)自然村，約1.3萬(wàn)人，項(xiàng)目廠(chǎng)址周?chē)h(huán)境情況見(jiàn)圖1。該企業(yè)委托某設(shè)計(jì)院對(duì)其進(jìn)行了工藝和廠(chǎng)區(qū)平面設(shè)計(jì)，廠(chǎng)區(qū)平面布置詳見(jiàn)圖2。

2 案例廠(chǎng)址平面布置存在問(wèn)題

根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)及周?chē)h(huán)境特點(diǎn)，經(jīng)初步環(huán)評(píng)分析，發(fā)現(xiàn)該企業(yè)廠(chǎng)區(qū)平面布置存在以下環(huán)境影響問(wèn)題:

(1)項(xiàng)目周?chē)舾悬c(diǎn)較多，衛(wèi)生防護(hù)距離內(nèi)涉及8個(gè)村莊搬遷，其中A縣5個(gè)，B縣3個(gè)，搬遷工作涉及跨縣搬遷，實(shí)施困難;

(2)項(xiàng)目廠(chǎng)址北側(cè)緊鄰某鐵路，根據(jù)《鐵路運(yùn)輸安全保護(hù)條例》:“任何單位和個(gè)人不得在鐵路外側(cè)200m范圍內(nèi)，不得建造、設(shè)立生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)存和銷(xiāo)售易燃、易爆或者放射性物品等危險(xiǎn)物品的場(chǎng)所、倉(cāng)庫(kù)?！保?xiàng)目在鐵路外側(cè)200m范圍內(nèi)布置有用于儲(chǔ)存甲醇的丙類(lèi)倉(cāng)庫(kù)和用于儲(chǔ)存液氯等的乙類(lèi)倉(cāng)庫(kù)，同時(shí)設(shè)置有聚全氟乙丙烯生產(chǎn)車(chē)間，甲醇和聚全氟乙丙烯等屬于易燃易爆物質(zhì)，不符合條例規(guī)定;

圖2 優(yōu)化前廠(chǎng)址平面布置圖Fig.2 The plant layout before optimization

圖3 優(yōu)化后廠(chǎng)址平面布置圖Fig.3 The plant layout after optimization

(3)廠(chǎng)址內(nèi)有兩條高壓線(xiàn)，根據(jù)《電力設(shè)施保護(hù)條例》應(yīng)在高壓線(xiàn)兩側(cè)設(shè)置架空電力線(xiàn)路保護(hù)區(qū)。企業(yè)廠(chǎng)區(qū)平面布置未在相關(guān)區(qū)域設(shè)置架空電力線(xiàn)路保護(hù)區(qū)，不符合條例要求;

(4)廠(chǎng)區(qū)生活辦公區(qū)被生產(chǎn)區(qū)所包圍，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)較大。

3 廠(chǎng)址平面布置優(yōu)化分析及建議

3.1 廠(chǎng)區(qū)功能區(qū)布局優(yōu)化

項(xiàng)目所在區(qū)域主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)镋NE，根據(jù)《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》，工業(yè)企業(yè)生活區(qū)應(yīng)為位于生產(chǎn)區(qū)的上風(fēng)向。原廠(chǎng)區(qū)平面布置中生活區(qū)位于東側(cè)，雖處于生產(chǎn)區(qū)上風(fēng)向，能有效降低工業(yè)污染物排放對(duì)廠(chǎng)區(qū)人員的影響。但四周均為生產(chǎn)裝置且涉及氯氣等有毒有害原料使用，且生產(chǎn)裝置會(huì)產(chǎn)生一定的噪聲，不利于工作人員長(zhǎng)期的身心健康和事故風(fēng)險(xiǎn)防范。出于衛(wèi)生和安全防護(hù)需要，環(huán)評(píng)建議生活區(qū)應(yīng)與生產(chǎn)區(qū)有明顯分割，且中間設(shè)置必要的綠化帶，故建議將生活區(qū)調(diào)整至廠(chǎng)區(qū)東南角，優(yōu)化后的廠(chǎng)區(qū)平面布置見(jiàn)圖3。

3.2 廠(chǎng)區(qū)安全衛(wèi)生布局優(yōu)化

根據(jù)項(xiàng)目污染物產(chǎn)排特點(diǎn)和區(qū)域氣象條件，經(jīng)環(huán)評(píng)初步預(yù)測(cè)分析，影響項(xiàng)目大氣防護(hù)距離和衛(wèi)生防護(hù)距離的主要因子為甲烷氯化物生產(chǎn)區(qū)無(wú)組織排放的氯氣、四氟乙烯、聚四氟乙烯生產(chǎn)區(qū)排放的HF和氯化鈣生產(chǎn)區(qū)排放的HCl，其中以HCl貢獻(xiàn)最大，確定最大防護(hù)距離為1200m。由圖1可知，項(xiàng)目衛(wèi)生防護(hù)距離內(nèi)涉及A、B兩縣共8個(gè)村莊搬遷，氯化鈣裝置距南廠(chǎng)界約500m。項(xiàng)目為A縣招商引資項(xiàng)目，位于B縣的3個(gè)村莊因不屬于同一轄區(qū)，搬遷協(xié)調(diào)難度較大，因此當(dāng)?shù)卣ㄗh，在不搬遷B縣村莊的前提下，通過(guò)增加A縣內(nèi)的村莊搬遷來(lái)保證項(xiàng)目衛(wèi)生防護(hù)需要。經(jīng)環(huán)評(píng)進(jìn)一步論證，可通過(guò)將甲烷氯化物生產(chǎn)區(qū)、四氟乙烯、聚四氟乙烯生產(chǎn)區(qū)、氯化鈣生產(chǎn)區(qū)北移進(jìn)行解決，優(yōu)化后氯化鈣裝置需距南廠(chǎng)界約1250m。調(diào)整后，經(jīng)進(jìn)一步預(yù)測(cè)，能夠在不搬遷B縣村莊的前提下，通過(guò)增加A縣某小學(xué)搬遷實(shí)現(xiàn)衛(wèi)生防護(hù)距離需要，優(yōu)化后的廠(chǎng)區(qū)平面布置見(jiàn)圖3。

3.3 廠(chǎng)區(qū)風(fēng)險(xiǎn)防范布局優(yōu)化

由《鐵路運(yùn)輸安全保護(hù)條例》可知，原平面布置不能滿(mǎn)足相關(guān)防護(hù)要求。環(huán)評(píng)通過(guò)對(duì)項(xiàng)目生產(chǎn)和儲(chǔ)存的物質(zhì)和原料的易燃易爆和毒性等參數(shù)進(jìn)行識(shí)別和判定，篩選出適合布置在鐵路200m保護(hù)范圍內(nèi)的生產(chǎn)單元。經(jīng)分析，可通過(guò)將聚全氟乙丙烯生產(chǎn)區(qū)、輔助設(shè)施區(qū)和乙類(lèi)儲(chǔ)罐區(qū)南移，將戊類(lèi)儲(chǔ)罐區(qū)和氯化鈣生產(chǎn)區(qū) (不涉及易燃易爆物質(zhì))、新型混合制冷劑生產(chǎn)區(qū) (僅物理混合造粒)布置在廠(chǎng)區(qū)靠近鐵路一側(cè)，從而滿(mǎn)足鐵路防護(hù)的相關(guān)要求，優(yōu)化后的廠(chǎng)區(qū)平面布置見(jiàn)圖3。

關(guān)于項(xiàng)目廠(chǎng)址平面布置不符合《電力設(shè)施保護(hù)條例》“應(yīng)在高壓線(xiàn)兩側(cè)設(shè)置架空電力線(xiàn)路保護(hù)區(qū)”的要求，通過(guò)當(dāng)?shù)卣畢f(xié)調(diào)，將兩條高壓線(xiàn)進(jìn)行拆除，優(yōu)化后的廠(chǎng)區(qū)平面布置見(jiàn)圖3。

3.4 廠(chǎng)區(qū)排水方案優(yōu)化

項(xiàng)目廢水量約6000m3/d，擬經(jīng)廠(chǎng)區(qū)污水處理設(shè)施處理后排入某污水處理廠(chǎng)。由圖1可知，項(xiàng)目區(qū)域地下水流向自西向東，區(qū)域地勢(shì)西高東低，項(xiàng)目廢水排入需額外消耗能源，且管線(xiàn)長(zhǎng)約2km，存在事故狀態(tài)下污染地下水風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)由于該污水處理廠(chǎng)以處理城市生活廢水為主，項(xiàng)目廢水水質(zhì)相對(duì)復(fù)雜，易對(duì)污水處理廠(chǎng)出水水質(zhì)造成沖擊，同時(shí)排廢水量較大，如進(jìn)入污水處理廠(chǎng)處理，則占用負(fù)荷較大，不能滿(mǎn)足區(qū)域城市生活污水排放需要。從區(qū)域發(fā)展和廢水處理需要和環(huán)評(píng)角度，建議企業(yè)提高廢水處理標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)直接達(dá)標(biāo)排放。優(yōu)化后的排水路線(xiàn)為廠(chǎng)區(qū)污水處理站至A河的最近直線(xiàn)距離，長(zhǎng)度約300m，采用架空管道輸送。

3.5 廠(chǎng)區(qū)綠化美化布局優(yōu)化

從環(huán)評(píng)角度來(lái)講，廠(chǎng)區(qū)綠化美化是重要的污染防治措施［10］。根據(jù)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告，其廠(chǎng)區(qū)綠化率約為14%，主要集中在道路兩側(cè)和生活區(qū)。為營(yíng)造賞心悅目的工作環(huán)境和降低污染排放需要，建議在生產(chǎn)裝置區(qū)與輔助區(qū)設(shè)置綠地防護(hù)帶，在不影響交通運(yùn)輸、安全生產(chǎn)、消防及各類(lèi)管線(xiàn)敷設(shè)和維修的情況下，充分利用通道、零星空地，進(jìn)行綠化。

針對(duì)本項(xiàng)目的特征污染排放，建議根據(jù)不同生產(chǎn)單元選擇不同的耐污染物樹(shù)種。在甲烷氯化物裝置、四氯乙烯裝置、氯化鈣裝置等周邊區(qū)域種植合歡、紫荊、刺槐、木槿、接骨木、楊樹(shù)、國(guó)槐、小葉女貞等耐氯氣和耐氯化氫樹(shù)種;在四氟乙烯、聚全氟乙丙烯等氟化物生產(chǎn)裝置周邊區(qū)域種植桑樹(shù)、黃連木、丁香、羅漢松、龍柏等耐氟化氫樹(shù)種。在鍋爐房附近種植柏樹(shù)、楊樹(shù)、刺槐、黃楊等耐二氧化硫樹(shù)種，以降低鍋爐煙氣中二氧化硫?qū)ι顓^(qū)空氣環(huán)境的影響。在儲(chǔ)罐區(qū)附近種植合歡、龍柏、楊樹(shù)、黃連木等耐氟化氫、氯氣等樹(shù)木;在辦公區(qū)進(jìn)行重點(diǎn)綠化，多設(shè)置適合當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的觀(guān)賞性樹(shù)種。

4 廠(chǎng)區(qū)平面布置優(yōu)化思考

綜上所述，環(huán)境影響評(píng)價(jià)對(duì)廠(chǎng)區(qū)平面布置優(yōu)化具有重要作用，其主要體現(xiàn)在:(a)通過(guò)廠(chǎng)區(qū)功能區(qū)劃分、安全衛(wèi)生、風(fēng)險(xiǎn)防范等布局優(yōu)化不僅能夠有效降低工業(yè)污染物排放對(duì)廠(chǎng)區(qū)人員及附近敏感點(diǎn)的影響，而且能夠通過(guò)一定程度的調(diào)整將鐵路、高壓線(xiàn)、環(huán)境敏感點(diǎn)跨轄區(qū)搬遷等限制條件對(duì)項(xiàng)目主要生產(chǎn)功能區(qū)布置的影響降到最低;(b)能夠有效反饋廠(chǎng)區(qū)平面設(shè)計(jì)中存在的不足，通過(guò)優(yōu)化調(diào)整，提高企業(yè)生產(chǎn)中的衛(wèi)生安全和風(fēng)險(xiǎn)防護(hù)水平，減少企業(yè)環(huán)境影響和風(fēng)險(xiǎn)事故發(fā)生;(c)在采用環(huán)評(píng)合理化建議的基礎(chǔ)上，能夠從根源上削減污染物排放影響，降低企業(yè)環(huán)保投入，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益協(xié)調(diào)發(fā)展。

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