全地埋式生活污水處理廠風險分析及防范措施

全地埋式生活污水處理廠風險分析及防范措施——以某大型全地埋式生活污水處理廠為例0引言全地埋式生活污水處理廠由于其環(huán)境友好、克服鄰避效應(yīng)、節(jié)約土地等優(yōu)勢，得到社會廣泛關(guān)注，近年來發(fā)展迅速。全地埋式生活污水處理廠基本上是組團布置所有建筑物，使其構(gòu)成一個箱體并設(shè)置在地下，一般情況，因受占地面積限制，需要多層疊拼。此種布置方式對工藝設(shè)計、設(shè)備系統(tǒng)布置、安全風險防范、建筑防火與消防系統(tǒng)、安全運行管理等方面提出了更高的要求。1項目概述貴陽市某大型地埋式生活污水處理廠位于市區(qū)中心，項目整體占地面積6.1萬明污水處理廠部分總建筑面積36330.74m,污水處理能力為12萬m/d,項目主體工藝系統(tǒng)即為污水處理系統(tǒng)，包括污水預(yù)處理及一級處理系統(tǒng)、二級生物處理系統(tǒng)、深度處理系統(tǒng)、除臭工藝系統(tǒng)、污泥處置工藝系統(tǒng)。預(yù)處理采用中格柵、細格柵、轉(zhuǎn)鼓超細格柵、曝氣沉砂池。污水處理系統(tǒng)全部置于地下空間，主體構(gòu)筑物均埋在地面以下，地下池體部分是整個污水處理廠的主體，分為兩層，即地下負4層和負5層，負4層為檢修操作層，負5層為水處理水池構(gòu)筑物。整個污水處理廠埋深超過32m（見圖1）O圖1某全地埋式生活污水處理廠豎向剖面圖2主要安全運行風險由于其地下空間環(huán)境的特殊性，全地埋式生活污水處理廠除具有傳統(tǒng)地面污水處理廠常見風險類型外，還存在7類突出安全風險。1中毒窒息臭氣中的硫化氫(HS)和氨(NH)均屬于有毒物質(zhì)。若惡臭氣體集聚，人員接觸極易造成不同程度中毒，甚至在短時間內(nèi)導(dǎo)致人員死亡。污水處理工藝使用的次氯酸鈉藥劑與酸接觸后，易產(chǎn)生劇毒化學品氯氣(C1),若不能及時檢測和排出，易造成氯氣中毒事故。此外，地下建筑物內(nèi)空氣流通不暢，如果機械通風系統(tǒng)設(shè)計不合理或設(shè)備故障，導(dǎo)致空氣中氧含量低于19.5%,將導(dǎo)致作業(yè)人員身體不適，甚至引發(fā)缺氧窒息事故。火災(zāi)爆炸全地埋式生活污水處理廠產(chǎn)生臭氣的主要環(huán)節(jié)是預(yù)處理區(qū)及生化區(qū)，包括中、細格柵渠，MBR生化池，污泥脫水車間等區(qū)域。臭氣中含量最高的氣體成分為硫化氫(HS)、氨(NH),以及甲烷(CH)、甲硫醇、甲硫酸等微量有害氣體。依據(jù)CJJ/T243-2016《城鎮(zhèn)污水處理廠臭氣處理技術(shù)規(guī)程》，城鎮(zhèn)污水處理廠臭氣污染物濃度如表1所示。有限空間全地埋式生活污水處理廠主體構(gòu)筑物均埋在地下，可將整個地下空間視為有限空間，若地下空間機械通風、排風系統(tǒng)設(shè)計不合理，通風、排風系統(tǒng)失效，在人員作業(yè)巡檢區(qū)域內(nèi)未設(shè)置氧含量、可燃氣體和有毒氣體等檢測報警裝置，或報警裝置未與事故通風裝置連鎖等，都有可能導(dǎo)致進入地下空間的人員發(fā)生中毒窒息事故。此外，污水處理廠各類水池、臭氣處理系統(tǒng)吸氣罩、臭氣輸送管道系統(tǒng)、除臭塔、機械通風管道等均屬于有限空間，若對其進行檢修作業(yè)時安全措施不當，極易發(fā)生中毒窒息事故。表1污水處理廠臭氣污染物濃度人員疏散困難全地埋式生活污水處理廠由于按照戊類廠房設(shè)計，防火分區(qū)面積相對較大，人員疏散距離相對較長，當應(yīng)急照明系統(tǒng)與疏散指示系統(tǒng)不能正常工作或照度不符合要求時，將極大地影響人員疏散效率。特別是發(fā)生火災(zāi)或其他緊急情況，人員因不熟悉地下水廠疏散路徑不能及時疏散，將導(dǎo)致傷亡事故。水淹風險全地埋式生活污水處理廠在緊急狀態(tài)下，存在重力流進水不能停止和地面積水倒灌廠區(qū)的雙重風險。進水的停止主要依賴于速閉閥等外圍安全設(shè)施，廠區(qū)排水依賴排水泵及臨時泵，一旦設(shè)施設(shè)備失靈或柴油機組應(yīng)急電源出現(xiàn)問題，水廠就存在被淹的可能。部分全地埋式或半地埋式生活污水處理廠建構(gòu)筑物埋深較淺，廠區(qū)內(nèi)排水相對容易，遭遇水淹事故的風險相對較小。6人員淹溺污水處理系統(tǒng)的沉砂池，中、細格柵渠及事故池，其水深較深，最深超過7mo若以上設(shè)施、水池等未設(shè)置安全標識，或其防護蓋板、防護欄桿缺失或防護蓋板承載力下降，人員站在蓋板上作業(yè)或人員依附欄桿，以及從事其他活動時，有可能從欄桿或蓋板墜落到水池中，導(dǎo)致淹溺事故發(fā)生。噪聲危害地下空間內(nèi)各類機械設(shè)備運轉(zhuǎn)的噪聲較大，尤其是鼓風機系統(tǒng)，其運行噪聲大、振動大，為廠內(nèi)最大的噪聲源，如不采取減振、消音、封閉等措施，作業(yè)人員長時間無保護地暴露在噪聲環(huán)境中會造成聽力受損。防范措施全地埋式生活污水處理廠安全風險類型及其危害程度遠遠高于傳統(tǒng)地上污水處理廠，必須通過強化本質(zhì)安全設(shè)計、加強安全運營維護、提高應(yīng)急處置能力等對策措施，落實安全風險防范措施，保護人員安全和設(shè)備穩(wěn)定運行。3.1本質(zhì)安全設(shè)計方面3.1.1總平面布置全地埋式生活污水處理廠生產(chǎn)管理區(qū)與生產(chǎn)處理區(qū)完全分隔，總平面布置中考慮功能分區(qū)明確，使噪聲、有毒氣體產(chǎn)生源集中布置、集中監(jiān)控和防護。建（構(gòu)）筑物間隔除滿足工藝流程要求外，同時還滿足防火、通風、照度等距離要求。3.1.2自動化控制系統(tǒng)全地埋式生活污水處理廠實現(xiàn)自動化控制系統(tǒng)，在中央控制室值班監(jiān)控。自動化控制系統(tǒng)包括生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)、在線檢測儀表、CCTV閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、管理計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、污水廠管理軟件系統(tǒng)、自動化DCS系統(tǒng)及儀表的保護、接地，入侵報警系統(tǒng)及電子巡更系統(tǒng)等。3.1.3人員定位系統(tǒng)人員定位系統(tǒng)由定位管理器、定位網(wǎng)關(guān)與電子標簽（人員定位卡）構(gòu)成，采用無線技術(shù)實現(xiàn)綜合定位功能。該廠設(shè)置58個定位管理器、20個人員定位卡，覆蓋現(xiàn)場全員全區(qū)域。廠區(qū)人員佩戴人員定位卡，系統(tǒng)可對佩戴人員當前所在位置進行實時監(jiān)控，同時系統(tǒng)對佩戴人員巡檢路線進行記錄，對危險區(qū)域的人員進入，現(xiàn)場提示報警，且在危險情況下，佩戴人員可通過定位卡S0S鍵進行求救。3.1.4電力系統(tǒng)該全地埋式生活污水處理廠按二級電力負荷設(shè)計，采用雙回路電源供電，并增加一套800kW應(yīng)急柴油發(fā)電機系統(tǒng)。兩路電源一用一備，互為備用，每路電源都能滿足本項目全部負荷需要，當一路高壓電源失電時，采用自動方式倒閘，最大限度保障電力供應(yīng)；應(yīng)急柴油發(fā)電機可以滿足全部重要設(shè)備設(shè)施的持續(xù)供電。3.1.5除臭系統(tǒng)全地埋式生活污水處理廠將容易產(chǎn)生臭氣的構(gòu)筑物與設(shè)備均加蓋密封并進行負壓抽引，防止臭氣擴散，通過管道收集系統(tǒng)將臭氣收集至生物除臭裝置，通過微生物的作用將臭氣成分氧化分解，使之無害化后排放至廠內(nèi)排氣豎井內(nèi)。3.1.6機械通風系統(tǒng)全地埋式生活污水處理廠操作層及設(shè)備區(qū)設(shè)機械通風系統(tǒng)。送、排風系統(tǒng)采用高可靠性的通風設(shè)備，平時開啟，確保地下空間內(nèi)空氣品質(zhì)滿足室內(nèi)空氣質(zhì)量衛(wèi)生標準。3.1.7環(huán)境監(jiān)測及有毒氣體監(jiān)測報警系統(tǒng)全地埋式生活污水處理廠依據(jù)GB12358-2006《作業(yè)場所環(huán)境氣體檢測報警儀通用技術(shù)要求》、GBZ/T223-2009《工作場所有毒氣體檢測報警裝置設(shè)置規(guī)范》、GB/T50493—2019《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設(shè)計標準》等相關(guān)標準，根據(jù)各工藝段產(chǎn)生的有毒有害氣體種類，設(shè)置HS、CH、NH、C1、0等5種氣體監(jiān)測儀表40余個，以及配套報警控制器10套，監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳送至中控室。在可能產(chǎn)生可燃氣體和有毒氣體的地點，張貼安全警示標識，配備防毒面具等防護措施，進入廠區(qū)人員攜帶便攜式四合一檢測儀（HS、0、C0、可燃氣體），隨時檢測氣體濃度。消防設(shè)計當前還沒有專項的防火規(guī)范應(yīng)用于全地埋式生活污水處理廠的管理，在設(shè)計時可參考現(xiàn)行GB50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范（2018版）》的相關(guān)規(guī)定，并借鑒國內(nèi)成功經(jīng)驗、消防部門評審以及專家論證的結(jié)果，結(jié)合全地埋式生活污水處理廠火災(zāi)風險特點，其防火分區(qū)面積可按照地下設(shè)備用房2000m最大面積進行設(shè)計，在確保安全的情況下達到經(jīng)濟實用的效果。廠內(nèi)所有構(gòu)建筑物嚴格依照GB50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范（2018版）》設(shè)計要求。1.9防水淹設(shè)計全地埋式生活污水處理廠排水為雨污分流制，地面雨水統(tǒng)一收集后匯入廠區(qū)雨水管道。在進水處截污溝內(nèi)設(shè)置了進水限流裝置，在進水管處設(shè)置閘閥和速閉閥兩道閘門，可自動控制，也可手動控制，速閉閥具有失電自動關(guān)閉功能。如發(fā)生停電等不可預(yù)測因素導(dǎo)致污水無法處置時，可在地下2500m事故池短時間儲存，確保不超標排放。若出現(xiàn)暴雨、洪水等，事故池亦可起到較好緩沖作用。1.10噪聲控制全地埋式生活污水處理廠在平面布置上將生產(chǎn)管理區(qū)功能用房布置在地面，遠離噪聲源。生產(chǎn)處理區(qū)布置于地下，采用先進的生產(chǎn)設(shè)備和減振降噪措施，控制噪聲源的強度。對于噪聲較大的鼓風機房和泵房，則在室內(nèi)設(shè)置吸音墻裙、吸音吊頂和懸掛強吸收體，吸收和降低反射聲強度，達到降噪效果。同時加強密閉性，防止噪聲擴散，減少干擾，改善工作環(huán)境。安全運行維護方面一是強化安全生產(chǎn)和專業(yè)技術(shù)力量配備。全地埋式生活污水處理廠火災(zāi)爆炸、中毒窒息等事故風險突出，危險程度高，該廠雖然勞動定員達不到《安全生產(chǎn)法》規(guī)定的設(shè)置安全生產(chǎn)管理機構(gòu)的標準，但仍建議設(shè)置安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門、配備專職安全生產(chǎn)管理人員，開展安全標準化建設(shè)、事故隱患排查治理、安全文化建設(shè)等工作。同時，增加設(shè)備或系統(tǒng)的管理、維護人員的數(shù)量，增加高素質(zhì)人員的比重。二是加強設(shè)備定期試驗輪換和檢查維護。全地埋式生活污水處理廠電力電源、變壓器、除臭風機、事故池抽水泵等重要設(shè)備系統(tǒng)均設(shè)計了備用系統(tǒng)。運營單位應(yīng)建立設(shè)備系統(tǒng)的定期試驗輪換制度，確保備用系統(tǒng)長期處于完好狀態(tài)。建立完善自動化控制系統(tǒng)的運行、檢修和試驗規(guī)程，加強對消防系統(tǒng)、可燃氣體和有毒氣體檢測裝置的檢測、校驗，以及連鎖、保護、報警系統(tǒng)的預(yù)防性維護，確保其所有設(shè)備、部件（包括硬件和軟件）都在監(jiān)視之下，處于完好狀態(tài)。三是重點加強有限空間作業(yè)安全管控。全地埋式生活污水處理廠涉及有限空間作業(yè)較多，運營單位應(yīng)制定有限空間作業(yè)管理制度及操作規(guī)程，執(zhí)行有限空間作業(yè)票制度，配備有限空間作業(yè)安全設(shè)施。有限空間作業(yè)過程必須通過審批，并按照規(guī)程要求執(zhí)行“先通風、后檢測、再作業(yè)”等規(guī)定。該水廠對有限空間區(qū)域蓋板等進行了編號與劃定位線，確保任何未受控操作均可在巡檢中發(fā)現(xiàn)。四是大力開展安全生產(chǎn)標準化建設(shè)。全地埋式生活污水處理廠應(yīng)加強安全生產(chǎn)標準化建設(shè)，通過建立全員安全生產(chǎn)責任制度，制定安全管理制度和操作規(guī)程，排查治理隱患和監(jiān)控重大風險，建立安全風險分級管控和隱患排查治理雙重預(yù)防機制，推行定置管理、可視化管理，創(chuàng)建“7S”（整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng)、安全、節(jié)約）工廠，推動人、機、環(huán)、管處于良好的生產(chǎn)狀態(tài)，并持續(xù)改進。應(yīng)急能力建設(shè)方面根據(jù)《生產(chǎn)安全事故應(yīng)急預(yù)案管理辦法》（國家安監(jiān)總局第88號令）及GB/T29639—2020《生產(chǎn)經(jīng)營單位生產(chǎn)安全事故應(yīng)急預(yù)案編制導(dǎo)則》要求，結(jié)合全地埋式生活污水處理廠的危險因素，在傳統(tǒng)地上污水