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摘要：本文通過對某全地埋式生活污水處理廠的工藝技術(shù)、平面布置及其安全風險進行分析，提出切實可行的風險防范措施，為同類項目安全運行提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：全地埋式；污水處理廠；安全運行風險；防范措施

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、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)成一個箱體并設置在地下，一般情況，因受占地面積限制，需要多層疊拼[1]。此種布置方式對工藝設計、設備系統(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m2，污水處理廠部分總建筑面積36330.74m2，污水處理能力為12萬m3/d，項目主體工藝系統(tǒng)即為污水處理系統(tǒng)，包括污水預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）。

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。

2.1中毒窒息

臭氣中的硫化氫（H2S）和氨（NH3）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（Cl2），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)設計不合理或設備故障，導致空氣中氧含量低于19.5%，將導致作業(yè)人員身體不適，甚至引發(fā)缺氧窒息事故。

2.2火災爆炸

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（H2S）、氨（NH3），以及甲烷（CH4）、甲硫醇、甲硫醚等微量有害氣體。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。

2.3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。

2.4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計，防火分區(qū)面積相對較大，人員疏散距離相對較長，當應急照明系統(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，將導致傷亡事故。

2.5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施，廠區(qū)排水依賴排水泵及臨時泵，一旦設施設備失靈或柴油機組應急電源出現(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。

2.6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7m。若以上設施、水池等未設置安全標識，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，導致淹溺事故發(fā)生。

2.7噪聲危害

地下空間內(nèi)各類機械設備運轉(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。

3風險防范措施

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)安全設計、加強安全運營維護、提高應急處置能力等對策措施，落實安全風險防范措施，保護人員安全和設備穩(wěn)定運行。

3.1本質(zhì)安全設計方面

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SOS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計，采用雙回路電源供電，并增加一套800kW應急柴油發(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[2]；應急柴油發(fā)電機可以滿足全部重要設備設施的持續(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備區(qū)設機械通風系統(tǒng)。送、排風系統(tǒng)采用高可靠性的通風設備，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，設置H2S、CH4、NH3、Cl2、O2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（H2S、O2、CO、可燃氣體），隨時檢測氣體濃度。3.1.8消防設計當前還沒有專項的防火規(guī)范應用于全地埋式生活污水處理廠的管理，在設計時可參考現(xiàn)行GB50016—2014《建筑設計防火規(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風險特點，其防火分區(qū)面積可按照地下設備用房2000m2最大面積進行設計，在確保安全的情況下達到經(jīng)濟實用的效果[3]。廠內(nèi)所有構(gòu)建筑物嚴格依照GB50016—2014《建筑設計防火規(guī)范（2018版）》設計要求。3.1.9防水淹設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)設置了進水限流裝置，在進水管處設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)生停電等不可預測因素導致污水無法處置時，可在地下2500m3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。3.1.10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。

3.2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)定的設置安全生產(chǎn)管理機構(gòu)的標準，但仍建議設置安全生產(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、事故隱患排查治理、安全文化建設等工作。同時，增加設備或系統(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備系統(tǒng)均設計了備用系統(tǒng)。運營單位應建立設備系統(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)的預防性維護，確保其所有設備、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。全地埋式生活污水處理廠應加強安全生產(chǎn)標準化建設，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。

3.3應急能力建設方面

根據(jù)《生產(chǎn)安全事故應急預案管理辦法》（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)安全事故應急預案編制導則》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)地上污水處理廠應急預案體系的基礎上，補充編制應急預案。同時還應針對一些具體的裝置、場所或設施、崗位制定相應的現(xiàn)場應急處置預案，編制應急處置卡，并在廠區(qū)建立微型消防站，儲備必要的應急物資，開展應急演練和培訓，提高應急處置能力。

4結(jié)論

全地下式污水處理廠與傳統(tǒng)地上污水處理廠之間的差異非常明顯，事故風險和危害程度較高，在國內(nèi)發(fā)展時間較短，安全運營經(jīng)驗不足，需要在安全風險分析、本質(zhì)安全設計、安全運行維護、應急處置能力等方面進行深入研究，保證地埋式污水處理廠的安全運行。

參考文獻

[1]劉世德,李嵐,王澤明,等.某大型地下式污水廠總體布置及工藝設計[J].工程管理，2021(2)-2.

[2]楊睿.全地埋式生活污水處理廠運行安全保障措施[J].科學導報.科學工程與電力，2019(12).

[3]譚瑩.全地埋式生活污水處理廠的消防設計可行性分析[J].智能城市.2020(9).

作者：石建松 王宇 趙凱 單位：中國節(jié)能環(huán)保集團有限公司 中節(jié)能水務發(fā)展有限公司 中環(huán)保水務投資有限公司