大型城市污水处理厂安全评价.doc
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1、安全检查人安全检查人 苏倩苏倩 中原环保港区水务分公司安全评价 The Safety Assessment 摘 要 本文简要介绍了港区水务的现状,包括城市污水处理厂的生产指标、平面布置、 处理工艺以及主要生产设备等。主要工作是对污水处理厂的安全评价,目的是查找、 分析和预测系统存在的危险、有害因素与可能导致的危险、危害事故后果和程度, 提出合理可行的安全对策措施,指导危险源监控和事故预防,以达到最低事故率、 最小损失和最优的安全投资效益。文中对污水处理厂的主要危险有害因素进行了辨 识分析。在评价过程中将污水处理厂分为污水处理系统、变配电系统和沼气收集利 用系统三个评价单元,分别用安全检查表法和
2、系统火灾爆炸指数评价法对其进行了 评价。评价过程中指出了此污水处理厂存在的安全问题并给出了整改措施和建议。 最后给出了安全评价的结论。 关键词:污水处理厂 有害因素 危险源 安全评价 安全检查表法 系统火灾爆 炸指数评价法 Abstract This paper brief introduces the sewage treatment plant east zone status, including urban waste water treatment plant production index, layout, processing technology, and major pro
3、duction equipment,etc. Main task is to evaluate the safety of the sewage treatment plant, the purpose is to find, analyze and forecast system present danger , harmful factors and may cause danger, harm accident consequences and degree, and puts forward the reasonable and feasible safety countermeasu
4、res, guiding hazards monitoring and accident prevention, in order to achieve the minimum rate, minimum loss and optimal of safety investment benefits. In this paper, the major risk and harmful factors of sewage treatment plant has been recognized and analysis. The sewage treatment plant will be divi
5、ded into sewage treatment system, power distribution systems and biogas collection and utilization system of three evaluation units in the evaluation process, and respectively evaluated by Safety Check List and Dow Fire harmful factors;hazard;safety assessment;safety check list;dow fire 分析影响城市污水处理厂安
6、全运行的因素;从保障出水达标、防止污水处 理过程中发生人员伤亡、防止污水处理厂对周围环境产生污染和建立健全完善的管 理制度等方面 ,探讨如何保证污水处理厂安全运行。所探讨的问题 ,主要为提高我 国城市污水处理厂安全运行提供了理论依据 ,并对预防及减少污水处理的安全事故 发挥了积极作用。 安全评价 - 2 - 1.41.4 主要工作及研究方法主要工作及研究方法 1.4.11.4.1 主要工作主要工作 (1)污水处理厂工艺流程的认识。 (2)污水处理厂危险源的辨识。 (3)污水处理厂的安全评价。 从城市污水处理厂安全运行评价的角度,提出城市污水处理厂安全运行的内涵, 即以保障出水达标为核心,同时防
7、止污水处理过程中发生安全事故;分析影响城市污 水处理厂安全运行的因素;通过预先危险分析(PHA)的方法对污水处理厂做出安全 评价。探讨如何保证污水处理厂安全运行。旨在有效预防事故发生,降低事故发生 的概率,避免或者降低人和财产的损伤(损失)。 1.4.21.4.2 研究方法研究方法 (1)调查法 有目的、有计划、有系统地搜集有关污水处理厂安全评价的现实状况和历史状 况的材料。 (2)观察法 实地考察污水处理厂的运行情况从而专业角度分析。 (3)文献研究法 通过调查文献来获得资料,从而全面地、正确地了解掌握有关污水处理厂方面 的问题。 (4)定量分析法 通过定量分析法使污水处理厂的安全评价进一步
8、精确化 。 (5)定性分析法 运用归纳和演绎、分析与综合以及抽象与概括等方法,对污水处理厂的各种材 料进行思维加工,去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里,认识污水处理厂安 全问题的本质、揭示内在规律。 1.51.5 预期结果预期结果 (1)识别与污水处理厂有关的主要危险。 安全评价 - 3 - (2)鉴别产生危险的原因。 (3)预测事故出现对人体及污水处理厂运行产生的影响。 (4)判定已识别的危险性等级,并提出消除或控制危险性的措施。 安全评价 - 4 - 第第 2 2 章章 港区水务概况港区水务概况 2.12.1 污水处理厂的基本情况污水处理厂的基本情况 (1)处理规模:10 万 m3/d
9、。 (2)设计进水水质: BOD5=200mg/L,CODcr=440mg/L,SS=250mg/L,TN=50mg/L,NK3-N=40 mg/L,TP=6 mg/L。 (3)设计出水水质:BOD510 mg/L,CODcr50mg/L,SS10mg/L,TN15mg/L,NK3-N5 mg/L,TP0.5mg/L(一级 A 标准)。 (4)处理工艺:改良 UCT 工艺。 (5)主要构筑物:粗格栅、进水泵房、细格栅、曝气沉砂池、初沉池、生物池、 二沉池、高效沉淀池、化学污泥泵房、纤维转盘滤池、紫外线消毒渠,出水泵房、 加氯加药间、污泥调理池、污泥浓缩池、鼓风机房、污泥脱水机房、泥棚等。 2.
10、22.2 污水处理厂厂区总体规划及总平面布置污水处理厂厂区总体规划及总平面布置 此污水处理厂分为五大功能区。 1)厂前区 污水厂厂前区位于污水厂西南角,位于夏季主导风向侧方向。主要包括综合楼、 生活楼、机修车间及仓库和 2#变电所。 2)预处理和一级处理区 预处理和一级处理区位于厂区的最北端,主要包括粗格栅及进水泵房、细格栅 及曝气沉砂池、初沉池、进水计量井、进水仪表小屋等构建筑物。 3)污水二级处理区 污水处理区位于预处理区的南侧,厂区的中部,其南侧为厂前区,主要包括生 物反应池、二沉池配水井及污泥泵房、二沉池。 4)污水深度处理区(包括预留再生水用地) 污水深度处理区(包括预留再生水用地)
11、位于一期厂区的东南角,主要包括高 效沉淀池、转盘滤池、紫外线消毒渠、出口泵房、消防及再生水回用泵房、加氯加 药间、出水计量井和出水仪表小屋等构建筑物。 安全评价 - 5 - 5)污泥处理区 污泥处理区位于厂区的东北角,南侧为污水深度处理区。在一期厂区最东南侧 设置污水厂的次出入口,道路向南与污水厂南侧的规划公路相接。污泥处理区主要 包括重力浓缩池、储泥池、污泥脱水机房及堆棚、1#变电所及鼓风机房等构建筑物。 2.32.3 污水处理厂的主要处理工艺污水处理厂的主要处理工艺 污水处理工艺的作用是通过生物降解转化作用和固液分离,在使污水得到净化 的同时将污染物富集到污泥中,包括一级处理工段产生的初沉
12、污泥、二级处理工段 产生的剩余活性污泥以及三级处理产生的化学污泥。由于这些污泥含有大量的有机 物和病原体,而且极易腐败发臭,很容易造成二次污染,消除污染的任务尚未完成。 污泥必须经过一定的减容、减量和稳定化无害化处理井妥善处置。污泥处理处置的 成功与否对污水厂有重要的影响,必须重视。如果污泥不进行处理,污泥将不得不 随处理后的出水排放,污水厂的净化效果也就会被抵消掉。 污水处理工艺流程主要包括机械处理、生化处理、污泥处理等工段。由机械处 理以及生化处理构成的系统属于二级处理系统,其 BOD5和 SS 去除率可达到 9098%。处理效果介于一级和二级处理之间的一般称为强化一级处理、一级半 处理或
13、不完全二级处理,庄要有高负荷生物处理法和化学法两大类,BOD5去除率 图 21 港区水务工艺流程 安全评价 - 6 - 4575。具有生物除磷脱氮功能的二级处理系统通常称为深度二级处理。为了 去除特定的物质,在二级处理之后设置的处理系统属三级处理,例如化学除磷,絮 凝过滤,活性炭吸附等34。 2.42.4 污水处理厂的主要生产设备污水处理厂的主要生产设备 主要设备:进水泵、排污泵、格栅、吸砂机、刮渣机、分砂机、刮吸呢机、鼓 风机、潜水搅拌机、板框压滤机、clo2发生器、潜水推流器、污泥回流泵等。 2.52.5 本污水处理厂的特点本污水处理厂的特点 在污水处理厂的生产过程中,会产生一些不安全、不
14、卫生的因素,如不及时采 取防护措施,势必危害劳动者的安全和健康,安全工伤事故或职业病,妨碍生产的 正常运行。例如:污水厂的电器设备很多,如不注意安全用电就可能出现触电事故; 进水泵房的沼气属易燃易爆气体,如不采取防火防爆措施,就可能引起爆炸;污水 池,进水井内易产生和积累有毒的 H2S 气体,如不采取特殊措施,下池下井就可能 中毒乃至死亡;污水中含有各种病菌和寄生虫卵,污水处理工接触污水后,如不注 意卫生,可能引起疾病和寄生虫病。因此,确保安全生产,改善劳动条件是污水处 理厂正常运转的前提条件。在污水处理厂,特别要注意变配电设备的操作条件,配 电间的防爆防火条件,鼓风机房的防噪措施,污泥池的防
15、人落入措施,下井下池的 防毒措施,格栅垃圾和沉砂池沉渣区域的卫生条件。 安全评价 - 7 - 第第 3 3 章章 主要危险、有害因素辨识与分析主要危险、有害因素辨识与分析 3.13.1 危险、有害因素的定义危险、有害因素的定义 (1)危险因素:能对人造成伤亡或对物造成突发性损害的因素。 (2)有害因素:能影响人的身体健康,导致疾病,或对物造成慢性损害的因素。 通常情况下,对两者并不加以区分而统称为危险、有害因素,主要指客观存在 的危险、有害物质或能量超过临界值的设备、设施和场所等56。 3.23.2 危险因素辨识和分析危险因素辨识和分析 3.2.13.2.1 火灾爆炸危险火灾爆炸危险 污水处理
16、厂除工艺构筑物外还配套建设附属构筑物,构筑物中不仅存放易燃物 品,而且建设材料也具有可燃性,当构筑物电源老化、雷击、电器使用不当、使用 明火作业及其它不安全行为时会发生火灾危险:库房、综合办公楼、高低压变电所、 培训楼、进出泵房、机修车间、鼓风机房、加药间、污泥控制室、脱水机房。 在污泥消化处理过程中产生的沼气不仅是有毒有害气体,而且是易燃易爆气体, 因此,工作人员进入消化池、沼气柜、污泥控制室区域时工作时必须在采取有效措 施,由保卫安技部门开具动火令后方可作业。生产过程使用的带有高压容器或管道 的设备(脱水机房空压机、鼓风机、高密度泵)由于安全装置失效可能发生爆炸事故。 14 3.2.1.1
17、 沼气的火灾、爆炸危险 在消化池内产生的沼气是火灾爆炸危险的主要物质。 (1)沼气的主要成分为甲烷(CH4)含量为 60-70%,二氧化碳(CO2)含量为 2540,另有少量的氢气(H2)、氮气(N2)。 甲烷:属易燃易爆气体。比空气轻,与空气混合能形成爆炸性混合物,爆炸极 限 515。甲烷气体的易燃性决定了沼气的火灾危险性。 (2)通常沼气爆炸须具备三个条件:甲烷浓度、引火温度和足够的氧浓度,三者 缺一不可。因此,了解并控制上述三项指标是至关重要的。 甲烷浓度:在新鲜空气中甲烷的爆炸极限一般为 5-15%,当甲烷浓度低于 5% 时,遇火不爆炸,但能在火焰外围形成燃烧层。浓度高于 15%时,在
18、混合气体内遇 安全评价 - 8 - 有火源,不爆炸也不燃烧。甲烷的爆炸极限并不是固定不变的,它受许多因素的影 响 引火温度:沼气爆炸的第二个条件是高温火源的存在。点燃沼气所需要的最 低温度叫引火温度。沼气的引火温度一般在 650750,明火、电气火花、吸烟, 甚至撞击或磨擦产生的火花等,都足以引燃沼气。沼气浓度不同,引火温度也不同, 沼气浓度在 6.5-8%时最易引燃,不同沼气浓度的引火温度见下表。 表表 3 31 1 沼气浓度的引火温度沼气浓度的引火温度 沼气浓度%2.03.46.57.68.19.511.014.7 引火温度C810665512510514525529565 氧浓度:甲烷的
19、爆炸极限与氧浓度有密切关系。甲烷的爆炸极限将随着混合 气体中氧浓度的降低而缩小,当氧浓度降低时,甲烷的爆炸下限缓慢增高,上限则 迅速下降。氧浓度降低到 12%时,沼气混合气体即失去爆炸性,遇火也不爆炸。 (3)该项目中易在以下部位发生沼气爆炸危险: 沼气储气柜的水封装置如出现失灵,造成沼气泄漏,当浓度达到爆炸极限时, 遇火源将引发气体爆炸的危险。 沼气输气管道如出现“跑气”、“漏气”现象,浓度到达爆炸范围时,将引 发火灾、爆炸事故的发生。 相关事故案例: 2001 年 4 月,北京市一家酒楼发生爆炸。引发爆炸的原因是厕所内下水道不畅, 沼气积聚过多,排气扇电线接头打火; 2001 年 12 月
20、 5 日,武汉市某小区内发生爆炸,两只下水道井盖被一团气浪冲 上 20 多米高的空中,引发爆炸的是下水道污水产生的沼气。 3.2.1.2 锅炉系统火灾、爆炸 该设备备有污泥加热用锅炉 2 台(1 用 1 备),以沼气(或柴油)为燃料,在 下列情况下,都可能发生火灾、爆炸危险。 (1)沼气锅炉炉前段管道,在送沼气前,未进行蒸气吹扫,送气时,与管内存留 的空气混合,有发生爆炸的危险。 (2)沼气停气后,未进行蒸气吹扫,残留的沼气也有发生爆炸的危险。 (3)锅炉炉膛爆炸 运行中的锅炉灭火后,未及时发现,继续向炉内供给燃料;运行中的锅炉调 安全评价 - 9 - 整不当,燃烧异常,炉膛温度下降(但未完全
21、熄灭),燃料未完全燃烧;锅炉熄火后 未能将炉内未燃烧的燃料沼气抽尽;当达到爆炸极限遇明火或高温均会发生爆炸。 锅炉以柴油为燃料时,因雾化不良,燃烧不完全而形成的烟气,集中在炉膛 尾部或烟道中,遇明火或高温会引起炉膛或烟道爆炸。 3.2.1.3 H2S 的火灾、爆炸危险 (1)硫化氢(H2S)的危险特性(表 32) 表 32 硫化氢(H H2 2S S)的危险特性 爆炸极限(V/V) 危险性类别引燃温度 上限下限 相对空气密度 (空气1) 火灾危险性 类别 2.1 类易燃气体260464.01.19甲类 (2)硫化氢是易燃气体,同时也是强烈的神经毒物。与空气混合能形成爆炸性混 合物,遇明火、高热
22、能引起燃烧爆炸。与浓硝酸、发烟硝酸或其它强氧化剂剧烈反 应,发生爆炸。气体比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回 燃。 该项目在污水预处理和污泥处理过程中产生的硫化氢气体收集后,通过风机鼓 入生物池滤池,进行除臭处理,因而在这一系统中都存在着火灾、爆炸的危险。 3.2.1.4 受压设备爆炸 该工艺作业中使用空压机和储气柜等受压设备设施,因为设备设施缺陷或管理 不善,作业人员违章操作或误操作等原因也会引发爆炸事故。 3.2.1.5 电气火灾 如变配电设备、电气箱柜及电气线路因发生过载、短路、接触不良、绝缘不良、 安装使用不当或防护不到位、安全距离不够等原因都会引发电气火灾危险。
23、3.2.1.6 燃油火灾 该项目有 2 台燃油/燃气锅炉。为此,备有储气罐一处。当储存的燃油外漏、保 护措施(如静电接地、阻火器失效)不良或无保护措施等原因,都易引发火灾危险。 3.2.23.2.2 触电伤害危险触电伤害危险 安全评价 - 10 - 污水处理厂是用电大户,设计有高低压变配电系统,在作业过程中由于设备、 设施本身的缺陷或设备、设施出现故障,或作业过程中作业人员不严格按照安全操 作规程作业,或缺乏安全用电常识,都有可能发生触电伤害危险。主要部位为:高 低压变电所、发电机房、锅炉房、进水泵房配电室、加药间配电室、鼓风机房配电 室、紫外线消毒渠配电室、污泥控制室配电室、脱水机房配电室、
24、滤池、生物除臭 间、中心控制室、设备控制箱等办公楼及厂区设有电动设备和电气设施场所。 触电通常有以下四种情况: (1)人体直接接触带电体触电。如操作人员在地面或其它接地导体上,人体的某 一部分直接触及带电体,发生触电事故。 (2)人体接触发生漏电故障的电气设备触电。在正常情况下,电气设备的外壳是 不带电的,但当线路故障或绝缘损坏漏电时,接触这些因漏电带电的设备外壳时, 就会发生触电危险。触电情况和直接接触带电体一样。大部分触电事故属于这一类 触电事故。 (3)与带电体的距离过小触电。当人体与带电体的距离过小时,人虽然未与带电 体相接触,但由于空气的绝缘强度小于电场强度,空气被击穿,也有可能发生
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