汙水處理廠的進水渠(管道)中,各種清水池、濃縮池、地下汙水、汙泥閘門井、不流動的汙水池內以及消毒設施內都能產生或存在有毒有害氣體。
這些氣體雖然種類繁多成分複雜,但根據危害方式的不同,可將它們分為有毒氣體(窒息性氣體)、腐蝕性氣體和易燃易爆氣體三大類。
其中,易燃易爆氣體如甲烷、一氧化碳、硫化氫等,與空氣混合達到一定比例時,如遇明火會引起燃燒甚至爆炸而造成危害。
◆本報記者鄧玥 周亞楠
2020年7月11日晚8點40左右,遼寧省阜新市氟產業開發區汙水處理廠水解酸化車間發生爆炸。
事故發生後,阜新市委、市政府和阜蒙縣委、縣政府主要領導、分管領導及應急管理、消防、公安、生態環境等相關部門第一時間趕赴救援。目前,現場已有效控制。
經了解,汙水處理廠及周邊部分廠房、居民住房玻璃震裂,事故未造成重大財產損失,未造成人員死亡、重傷,兩名輕傷人員留院治療,20人留院觀察,其他送醫人員已經離院。事故原因正在調查中。
汙水處理廠發生爆炸已不是首次,以前也出現過類似事件。如2019年10月16日,吉林省琿春市合作區一汙水處理廠發生爆炸。2018年5月9日,廣西南寧市一汙水處理廠因化學物品氯片洩漏發生火災。2017年12月23日,雲南畹町在建汙水處理廠厭氧池突發爆炸,4名工人當場死亡。2016年5月22日,山東濱州高新區南城汙水處理廠發生爆炸,輕傷3人。
那麼,汙水處理廠為何會發生爆炸?一般應有哪些措施,提前防範風險?
汙水處理廠為何會爆炸?
資料顯示,發生爆炸必須要滿足三個要素:一是有易燃性物質,二是達到爆炸極限,三是達到著火點。在密閉的環境中,隨著可燃氣體不斷積聚,並與空氣均勻混合,達到爆炸極限時,或金屬碰撞產生的火花也能引發爆炸。
據介紹,不同可燃氣體的爆炸極限差異很大。可燃物質(可燃氣體、蒸氣和粉塵)與空氣(或氧氣)必須在一定的濃度範圍內均勻混合,形成預混氣,這個濃度範圍稱為爆炸極限(氫與空氣混合物的爆炸極限為4%-75%。汽油與空氣混合物的爆炸極限為1.4%-7.6%。甲烷在空氣中的爆炸極限最低極限是4%-5%,最高極限是15%-17%)。
專家認為,此次阜新氟產業開發區汙水處理廠水解酸化車間發生爆炸,有可能是密閉車間內可燃氣體集聚,濃度到達爆炸極限,同時遇見明火或電火花等引爆,但也不排除其他可能。
據介紹,水解酸化是利用微生物的發酵作用,將水中不溶性有機物水解為可溶性有機物,將難降解的大分子轉化為易降解的小分子的過程,從而改善汙水的水質。在這個發酵過程中,會產生可燃氣體(比如甲烷),如果處理不當,就有可能產生爆炸。
北京金控數據技術股份有限公司董事長楊斌介紹說,「汙水處理廠處置過程中會產生很多氣體,各個工藝環節產生的主要成分可能有所區別,但有不少可燃氣體,比如甲烷、一氧化碳和硫化氫。」
他解釋,汙水處理廠沒有哪個工藝環節只產生一種氣體,實際上都是混合氣體。比如有些產生氣體以硫化氫為主的環節,也有一氧化碳、甲烷;有些以沼氣、甲烷為主,但也會有硫化氫。「汙水處理廠一旦發生爆炸,比單一氣體爆炸程度可能更大。」
這種情況下,車間必須要有通風設施並且通風良好。楊斌指出,特別是有幾個工藝環節更需注意。「一是預處理車間,這個環節汙水剛剛進來,有機物含量較高。二是汙泥處置車間,這是汙泥有機物含量最高的車間。三是厭氧處理車間,有些汙水濃度較高的汙水處理廠可能用到厭氧工藝,這個車間主要產生沼氣,沼氣最容易爆炸,很多先進的汙水處理廠還收集利用沼氣,更加需要保證安全。這些都是工藝段中比較危險的地方。」
「另外,明火有時候不一定是人點了火,比如菸頭,因為汙水處理廠還有很多電器設備,如果有些電器老化或者沒有檢修、質量不好,或者說稍微有些問題,也會產生火花點燃可燃氣體。」他指出。
「爆炸是第一個危險,第二個危險是中毒。」楊斌說,無論是一氧化碳還是硫化氫氣體,中毒的情況都有發生,
「從曝光的事故看,很多情況是一個人中毒以後,其他人參與救援,但因缺乏防護,直接進去,也跟著倒下。」
2020年6月13日,在浙江湖州市吳興區浙江美欣達紡織印染科技有限公司汙水處理站,1名工人在檢修作業時吸入硫化氫暈倒墜入初沉池內,另外8名工人施救時相繼中毒,造成4人死亡、5人受傷。
「此外還有個危害是腐蝕。汙水處理廠產生的有些氣體腐蝕性都很強,這個腐蝕主要是對設備。即使氣體的腐蝕性在當時沒有對人身安全產生影響,平時處理不好的話,對設備產生影響同樣會導致生產安全上的事故或損失。」楊斌說。
汙水處理廠如何防範爆炸事故發生?
我們知道,汙水一般要經過沉澱、曝氣(曝氣是一種使空氣與水強烈接觸的手段,在於將空氣中的氧氣溶解於水中,或將水體中不需要的氣體和揮發性物質釋放到空氣中)等操作,經由活性汙泥和微生物處理,逐級清理水體中的汙染物,加氯氣消毒殺菌,達到標準後方能排入正常水體中。
汙水在處理過程中,會產生有毒、腐蝕性、易燃易爆3類氣體,因此汙水處理廠必須要注意通風換氣及防火。此外,對於那些有毒有害氣體,不能直接排到大氣中,必須收集處理。
因此,一定要時常監督,查缺補漏,尋找安全隱患,以避免發生安全事故。
楊斌認為,汙水處理廠都有一系列的規定和規範,但是有些規範在一些汙水處理廠執行得可能不是特別到位。「從爆炸源頭來說,汙水處理廠產生的氣體必須要有監測,需要定期巡檢、提前發現或預測到這類事故。有些汙水處理廠做得比較好,安裝了氣體傳感器,如果氣體洩漏或達到一定濃度,就會報警。汙水處理廠有沒有安裝這些設備,氣體傳感器有沒有發揮作用,這都屬於基礎工作。」
「另外就是操作的規範性。」楊斌指出,進入密閉空間,規範的做法是先拿氣體檢測儀器測試一下,是不是濃度很高。如果濃度不高,也要敞開一定的時間,工人才能進去進行作業。
他認為,一是加大對環保設施的投入。「目前有些汙水處理廠的投入可能不夠,投入水平比較低。有些化工企業自己建有汙水處理廠,有的企業會把汙水處理設施當成本,能少花錢就少花錢,能不裝就不裝。」
二是讓管理更加規範。一些汙水處理廠存在不規範的情況,這也和投入有關,因為不願投入,缺乏專業人員和管理。
三是國家的標準有沒有真正執行。「比如化工行業、鋼鐵行業、印染行業,以及市政行業都有標準,專門有汙水處理規範和具體的工藝要求,關鍵是執行上一些汙水處理廠打了折扣。」
「汙水處理廠應該把監測、處理和處置當作一個工作重點來抓。可能短期來講經濟效益不明顯,但長期看很有必要投入。」楊斌表示。
「現在還有一類汙水處理廠存在較大的氣體排放危險,就是地埋式汙水處理廠。」楊斌指出,地下汙水處理廠整個工藝段都在地下,密閉性更強,不像建在地上的汙水處理廠,汙水處理池是露天的,因此風險比較高。
另一方面,汙水處理廠規劃建設一般在比較偏遠的地方,如郊區,但是這些年隨著城市的擴張,有些汙水處理廠已經被城區包圍,汙水處理廠和居民區離得近,也有隱患。
「阜新這個汙水處理廠是在工業園區,特別是化工園區,裡面有很多化工廠,一旦爆炸,隔壁如果還有其他化工企業,危險就會很大。」楊斌表示,阜新汙水處理廠事故涉及傷者人數達20多人,一般汙水處理廠不會整個廠爆炸,通常是在某個車間或者工藝段出現危險情況,以前看到爆炸受傷情況都是兩三個人,但這一次有這麼多人受傷,是不是有別的情況,還有待進一步調查。
截至記者發稿,有關部門正對園區實行全面停產整頓,排除風險隱患。經生態環境部門監測,事故目前未對周邊大氣環境帶來影響,未對細河水質造成影響,阜新市空氣品質滿足標準要求。