污水处理厂安全预评价.docx

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污水处理厂安全预评价

$$$$市污水处理厂

安全预评价报告

xxxxxxxx

二○○五年十月

目录

第一章概述1

1.1引言1

1.2评价内容、标准与程序1

1.2.1评价内容1

1.2.2评价标准1

1.2.3评价程序2

第二章建设项目（工程）概况4

2.1工程概况4

2.1.1项目概况4

2.1.2地理位置4

2.1.3自然条件（略）4

2.2厂区总平面布置4

2.2.1总平面布置原则4

2.2.2总平面布置方案5

2.3工艺流程、工艺特点及设备选型5

2.3.1工艺流程5

2.3.2工艺特点7

2.3.3设备选型7

2.4建筑与结构9

2.5公用工程11

第三章危险、有害因素辨识和分析12

3.1危险因素辨识和分析12

3.2有害因素辨识和分析17

3.3主要危险有害因素分布状况18

3.4重大危险源辨识18

第四章评价单元和评价方法20

4.1评价单元的划分20

4.2评价方法的选择和简介20

第五章定性定量评价24

5.1污水处理系统单元安全评价24

5.2变配电系统单元安全评价27

5.3沼气收集利用系统单元安全评价31

第六章安全对策措施与建议37

6.1可研提出的安全对策措施37

6.2补充的安全对策措施39

第七章安全预评价结论44

附件45

第一章概述

1.1引言

为贯彻“安全第一，预防为主”的方针，使建设项目（工程）中的安全技术设施与项目主体（工程）的设计、施工，同时进行，确保工程（项目）投入使用时，安全设施亦能同时投入使用，以提高建设项目（工程）的本质安全程度，为建设项目初步设计提供安全方面的相应科学依据，针对该建设项目（工程）可能存在的危险、有害因素，作出该项目（工程）的安全预评价。

对该项目（工程）的安全预评价，是根据$$设计院2004年8月所作的《$$$$市污水处理厂可行性研究报告》,并参考类比建设项目（工程）的实际运行情况和经验，运用科学评价方法，分析、预测该项目（工程）存在的主要危险因素和有害因素的种类及危险、危害程度，提出合理可行的安全技术措施和管理措施，作为该建设项目（工程）安全设施设计和日后营运及安全检查的提供依据。

1.2评价内容、标准与程序

1.2.1评价内容

该项目（工程）的安全预评价范围，仅限于项目建设单位提供的《$$$$市污水处理厂可行性研究报告》推荐方案工程设计中涉及的设备、设施及以后运营管理中的安全方面存在的危险和有害因素。

环保方面的问题不在本评价范围之内。

1.2.2评价标准

本次评价，主要依据国家相关的安全生产法律、法规、规章和技术标准，具体法律、法规、规章和技术标准有：

1、《中华人民共和国安全生产法》

2、《中华人民共和国消防法》

3、《特种设备安全监察条例》

4、《关于进一步加强建设项目（工程）劳动安全卫生预评价管理工作的通知》安监管办字【2001】39号文

5、《安全预评价导则》

6、《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001版）

7、《工业企业总平面设计规范》GB50187-93

8、《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005

9、《工业企业照明设计标准》GB50034-92

10、《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2002

11、《工业与民用电力装置的接地设计规范》GBJ65-83

12、《供配电系统设计规范》GB50052-95

13、《低压配电设计规范》GB50054-95

14、《10KV及以下变电所设计规范》GB50053-94

15、《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范》GB50254-96

16、《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》GB50275-98

17、《泵站设计规范》GB/T50265-97

18、《起重机械安全规程》GB6067-85

19、《固定式工业钢直梯、钢斜梯、防护栏杆安全技术条件》GB4053.1~3-93

20、《固定式钢平台安全技术条件》GB4053.4-93

21、《建筑物防雷设计规范》GB50057-94

22、《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2002

23、《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-85

24、《噪声作业分级》LD80-95

25、《高温作业分级》GB/T4200-1997

26、《生产性粉尘作业危害程度分级》GB5817-86

27、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-1992

28、《锅炉房设计规范》GB50041-92

1.2.3评价程序

本次评价，按照《安全预评价导则》的要求，分为8个步骤，包括：

准备阶段；危

险、有害因素识别与分析；确定安全预评价单元；选择安全预评价方法；定性、定量评价；安全对策措施及建议；安全预评价结论；编制安全预评价报告。

评价程序图见下页：

本项目安全预评价

工作委托书

工程技术资料

可行性研究报告

资料收集

自然条件资料

技术标准、规范

工程分析

危险、有害因素分析

预评价单元划分

预评价方法的选择

调研测试资料

实施评价

安全检查表法评价

预先危险性分析

火灾、爆炸危险指数法

定性分析

定量分析

提出安全对策措施

编制预评价报告书

提交、评审预评价报告

图1-1预评价报告编制图

第二章建设项目（工程）概况

2.1工程概况

2.1.1项目概况

拟建的$$$$市污水处理厂位于$$市沿海地区，￥￥镇南侧，占地5公顷，设计规模为日处理污水12万m3，处理工艺为一级污水处理深海排放。

$$$$市污水处理厂服务范围为$$市三个区（镇）的城市雨、污合流污水以及工业企业排放的生产废水，总服务面积约40km2，服务人口约30万人。

2.1.2地理位置

拟建的$$$$市污水处理厂位于$$市￥￥镇南侧，东临大海，西连规划路，南依￥￥镇工业园，北邻**路。

详见附图一：

项目区城位置图。

2.1.3自然条件（略）

2.2厂区总平面布置

2.2.1总平面布置原则

（1）按照功能不同，分区布置，生产管理建筑物和生产设施集中布置，与污水、污泥处理构筑物保持一定距离，并用绿化带隔开。

（2）污水、污泥构筑物尽可能分别集中布置。

处理构筑物间距应紧凑、合理，并满足各构筑物的施工、设备安装和埋设各类管道、养护管理及消防的要求。

（3）污泥消化区管道系统中，需设置阻火器等，以确保消化区安全。

（4）厂区消防：

污泥消化池、储气罐、污泥气管道及其污泥气发电机房/锅炉房等，符合现行《建筑设计防火规范》的要求，井用围墙隔离成独立区域。

（5）污水厂绿化面积不小于全厂总面积的30%。

（6）设置事故排放管及超越管，各构筑物可放空。

2.2.2总平面布置方案

.根据厂内各部分用地功能，划分为管理及生活区（厂前区）、污水预处理区、污水处理区、污泥处理处置区、辅助生产区等5个主要区域。

污水处理厂污水、污泥处理系统包括提升泵站、格栅和曝气沉砂池、沉淀池、配水井、曝气生物滤池、加药间、消化池、污泥浓缩池、污泥脱水间、储气柜、发电机房、锅炉房等。

厂区主出入口位于厂区北部，主要用于人员进出。

次出入口位于厂区西南部，用于药剂、污泥及垃圾车辆运输。

详见附图二：

总平面布置图。

2.3工艺流程、工艺特点及设备选型

2.3.1工艺流程

1、污水处理工艺

本项目污水处理系统关键的生化处理工艺采用曝气生物滤池。

曝气生物滤池即上向流生物滤池，过滤方向和曝气方向相同，是一种高负荷淹没式曝气生物滤池，微生物附着于完全浸没在水中的特殊介质上，污水从滤池底部进入生物滤池，通过滤料上微生物及悬浮状菌胶团降解有机物，同时水中的悬浮杂质也被滤料截留，清水通过滤料上部滤板上的滤头从滤池上面流出。

微生物所需氧气从滤池底部曝气管进入滤池。

曝气生物滤池工作一定时间后，滤料间截留的悬浮物增多和滤料上附着的生物膜增厚，导致过滤层水头损失增大，此时需进行反冲洗，利用空气将老化的生物膜同滤料分离、通过滤池上部的反冲洗水将悬浮物和老化的生物膜从滤池底部排除池外。

由于曝气生物滤池中能够保持足够的生物群浓度，加之采用可靠的曝气管曝气系统，能够充分提供工艺所需的氧气，且以恰当的方法抑制多余的微生物增长，为此在尺寸很小的构筑物中完成污水处理，并且处理所需的时间以及适应原污水变化所需的时间均较短（工艺流程见图2－1）。

图2－1污水处理厂工艺流程示意图

2、污泥处理工艺

根据污水处理工艺，按其产生的污泥量、污泥性质，结合$$市的自然环境及处置条件，由于工程污泥拟采用作肥料或卫生填埋处置方式，因此污泥必须经过稳定处理。

项目拟选用污泥厌氧消化后机械脱水工艺作为本工程污泥处理工艺。

厌氧消化是将有机污泥在没有游离氧的条件下降解，大部分有机物转化为甲烷、二氧化碳和水，经消化后多数可降解的有机物被分解、稳定，稳定进行得比较彻底。

厌氧消化是通过各类厌氧菌团的生物过程进行的，这些菌团通常分为两大类：

兼性厌气菌（即基质分解菌）及专性厌氧菌（即甲烷菌），污泥的厌氧消化过程又可分为二个阶段：

第一阶段酸性消化阶段：

污泥中有机物由于兼性厌气菌作用进行水解和酸化，分解成低分子中间产物或代谢产物，如脂肪酸等，呈酸性，谓“酸性分解”或“产酸相”。

第二阶段碱性消化阶段：

将第一阶段产生的中间产物由专性厌氧菌作用分解成二氧化碳和甲烷混合物，称为“甲烷发酵”或“甲烷相”。

污泥在中温条件下（一般为33°C-35°C），经二阶段厌氧消化后，污泥中的大部分有害病菌被杀灭，有机物分解后产生沼气能综合利用，分解后熟污泥易于脱水井不易腐化，达到污泥稳定化。

厌氧消化特点是：

1）减少容积：

与消化前相比，消化污泥的容积大约可减少1/2-1/2。

2）产甲烷气体：

消化过程产生的气体中，有用的甲烷气体约占有2/3。

3）消除恶臭：

在污泥酸性发酵过程中，将向空气中散发H2S，发出特殊的恶臭。

但在碱性消化过程中，H2S或是分离出S分子，或是与铁结合，成为Fe2S3，因此厌氧消化不产生恶臭，也就不会滋生病菌。

4）改善污泥的脱水性能：

消化污泥中含有大量气体，从而使固体上浮，污泥中的水分也就容易分离了。

5）抗菌作用：

甲烷菌具有很强的抗菌作用，对其周围的病原菌及其它微生物的活动能力均有很大影响。

在用活性微生物接种时，能促进被分解有机物的分解，其条件首先使被消化的物质与活性微生物充分混合，而后与代谢产物分离。

为此，需要有一个充裕的分离场所，以便使活性微生物的沉降分离容易实现，所以就出现了以产气为主要目的的一级消化，以及以浓缩、沉淀为主要目的的二级消化。

由于一级消化具有充分混合，有机物分解充分，沼气产量高，能源能最大化回收利用，建设和运营维护费用较低的特点，所以本工程中采用一级厌氧消化。

2.3.2工艺特点

（1）拟建12万m3/d规模的污水深度处理（除P、硝化及部分脱N）采用物化＋曝气生物滤池处理工艺；

（2）对污水处理过程中产生的污泥进行稳定处理，采用中温厌氧消化、脱水后污泥外运处置；

（3）消化池产生的沼气进行收集后，做为燃料气加以利用。

（4）对污水、污泥处理过程中产生的异味气体进行生物脱臭处理；

2.3.3设备选型

本项目选用的设备如下：

表2－1主要设备一览表

序

号

单体名称

设备名称

设备性能

数

量

1

格栅井

自动细格栅

栅条间距＝6mm，倾斜角＝75°功率P＝1.5kW

2台

手动操作格栅

栅条间距＝5mm，倾斜角＝75°

1台

2

曝气沉砂池

自动桥式刮砂机

宽＝6m，有效水深＝3.25m，

P＝0.85kW

2台

潜水曝气机

能力＝30Nm3/h，P＝2.2kW

10台

砂水分离器

能力＝50Nm3/h，P＝1.0kW

1台

排砂泵

Q＝35m3/h，H＝15m，P＝5.5kW

4台

浮渣排放泵

Q＝5m3/h，H＝30m，P＝1kW

2台

3

高效斜板初沉池

快速搅拌器

D＝1500mm，P＝4.5kW

3台

慢速搅拌器

D＝2400mm，P＝1kW

3台

导流筒

D＝2550mm，H＝3.75m，材料：

ss316

6个

抗旋流板

L×H＝1730mm×3350mm

12个

斜管

斜长＝1500mm，间距＝80mm，

角度＝60°面积＝2m×5m×9.35m

3套

污泥收集系统

P＝0.55kW

3套

螺杆泵

流量＝140m3/h，扬程＝30mWG

6台

螺杆泵

流量＝140m3/h，扬程＝10mWG

4台

离心涡旋泵

流量＝140m3/h，扬程＝10mWG，

P＝1.1kW

3台

4

曝气生物滤池

调节堰

长度＝4m

8个

滤料

平均粒径4mm，共8000m3

滤头

100000个

检修板

8个

人孔

直径＝700mm

16个

滤池盖

面积＝231m2

8个

反冲洗排水气动阀

直径＝900mm

24个

调节气动蝶阀

直径＝200mm

8个

排空用气动蝶阀

直径＝200mm

8个

回流泵

流量＝1100m3/h，扬程＝10mWG，

P＝30kW

4台

涡轮增压鼓风机

调节范围6885－15330Nm3/h，

出口压力＝1.2bar，P＝600kW

3台

空气过滤罩

3套

5

反冲洗水收集处理

潜水搅拌机

流量＝1350m3/h，直径＝580mm

2台

人孔

1000mm×1000mm

2个

离心潜水泵

流量＝1350m3/h，扬程＝16m，

2台

快速搅拌机

D＝1000mm，P＝2.5kW

1台

慢速搅拌机

D＝20000mm，P＝2.5kW

2台

导流筒

D＝2150mm，H＝4.15m，材料：

ss316

2个

抗旋流板

L×H＝1930mm×3350mm

4个

斜管

斜长＝1500mm，间距＝80mm，

角度＝60°面积＝2m×5m×9.35m

1套

螺杆泵

流量＝90m3/h，扬程＝30mWG

3台

6

流量计量

超声流量计

2套

7

污泥处理

沼气搅拌系统

316L，DN100

2套

顶部压力安全阀

2个

空压机

流量＝780m3/h，压力＝300Mbars

3台

沼气压缩机

流量＝1200Nm3/h，

绝对压力＝3bars

3台

污泥循环机

最大流量＝170m3/h，扬程＝22m，P＝15kW

4台

泥水交换器

交换面积＝54.7m2，水运行条件55/65℃，污泥运行条件12/35℃，

2台

热量回收系统

流量＝96m3/h，

1套

沼气燃烧器

流量＝700Nm3/h，

1套

沼气储罐

容积＝2500m3

1个

容积式投加泵

单位流量＝15－40m3/h，压力<2bar，P＝4kW

3台

搅拌机

D＝400mm，P＝3kW

2台

污泥带式输送机

1台

污泥螺旋式输送机

1台

8

臭味处理

滤池

3套

9

化学药剂储存

高密度聚乙烯罐

V=50m3，直径＝3.7m，总高＝5m

4个

初沉池投药泵

200－500l/h，2bars，P＝0.5KW

6台

反冲洗水沉淀池

投药泵

20－20l/h，2bars，P＝0.5KW

2台

高分子絮凝制备投加设备

2套

10

其它设备

废水回流水泵

200m3/h，

2台

空压站设备

空压机2台，储气罐2个

1套

加药间

轴式屋顶风机（叶轮直径）500mm

风量：

5000m3/h，风压：

92Pa，转速：

720r/min，功率：

0.25KW

2台

消化池操作楼

管道式轴流风机（NO5B）

风量：

5500m3/h，静压：

80Pa，转速：

960r/min，功率：

0.37KW

3台

2.4建筑与结构

1、曝气生物滤池

曝气生物滤池将采用现浇混凝土结构，混凝土为S8级抗渗混凝土。

砼C30S8，钢筋采用Ⅰ级或Ⅱ级，所有的钢构件采用热镀锌，考虑到滤池的长度超过了规范允许的尺度，

2、消化池

设计为两座13000m3的消化池，消化池的池壁为圆柱型无粘结予应力混凝土，底板及顶板为普通混凝土。

池外壁采用聚氨脂发泡保温层，外挂彩色波纹钢板。

池内壁刷环氧涂料。

3、曝气沉砂池

结构型式为现浇钢筋混凝土结构，混凝土C30S8级，钢筋Ⅰ级或Ⅱ级，基础位于承载力良好的砂土层上。

上部结构采用轻钢结构，维护结构采用彩色波纹钢板，钢构件采用热镀锌。

采用钢门，塑钢窗，屋顶采光带为玻璃钢材料。

4、初沉池、反冲洗废水沉淀池

结构型式为现浇钢筋混凝土结构，混凝土C30S8级，钢筋Ⅰ级或Ⅱ级，基础位于承载力良好的砂土层上。

上部结构采用轻钢结构，维护结构采用彩色波纹钢板，钢构件采用热热镀锌。

采用钢门，塑钢窗，屋顶采光带为玻璃钢材料。

5、污泥控制室

污泥控制室采用现浇钢筋混凝土框架结构，混凝土等级C30，钢筋：

Ⅰ级或Ⅱ级，钢门，塑钢窗。

6、加药间

采用现浇钢筋混凝土框架结构，混凝土等级C30，钢筋：

Ⅰ级或Ⅱ级，钢门，塑钢窗。

在工艺要求的部位将刷环氧涂料。

7、脱水机房

采用现浇钢筋混凝土框架结构，混凝土等级C30，钢筋：

Ⅰ级或Ⅱ级，钢门，塑钢窗。

栏杆将采用不锈钢材料。

8、生物除臭

采用现浇钢筋混凝土框架结构，混凝土等级C30，钢筋：

Ⅰ级或Ⅱ级。

在工艺要求的部位将环氧涂料。

上部结构采用轻钢结构，维护结构采用彩色波纹钢板，钢构件采用热镀锌，采用钢门座钢窗，屋顶采光带为玻璃钢材料。

9、锅炉房和发电机房

锅炉房和发电机房采用砖混结构，基础采用C20混凝土。

2.5公用工程

公用工程包括厂区供电、给水、排水、道路、绿化等工程。

1、电源

本次新建工程的负荷为二级负荷。

目前当地电网只提供一路10kv电源进线，引至新建变配电所。

厂内另设2台发电机，单台额定输出容量为900KW，用于当市电失电情况下，承担厂内重要的工艺负荷（1台10kv630kw鼓风机、2台160kw的进水提升泵等）和部分照明。

2、给水系统：

生活用水采用城市给水管网直接供水，即由**路自来水管供给。

生产、消防给水系统以中水回用为水源，经清水池回用水泵站加压后供应，能满足本工程生产用水量。

3、污水排水：

厂区内污水及冲洗水通过污水管排入格栅井，与城市污水一起由水厂处理。

4、雨水排水:

污水处理厂场地地坪标高5.0m，在污水厂东侧有一雨水暗渠，因此厂区雨水经管道收集后接入雨水暗渠。

雨水管道的暴雨设计重现期采用1年，平均径流系数采用0.5。

5、厂区道路：

为便于设备的运输、安装和检修，沿厂区四周和厂内设置6m宽的道路，形成网络状的道路网络，采用混凝土路面结构。

6、绿化工程:

污水处理厂作为一项环境工程，本厂绿化面积大于30%并为各功能区设置绿化隔离带，创造清洁、卫生、美观的厂区环境。

第三章危险、有害因素辨识和分析

危险因素是指能对人造成伤亡或对物造成突发性损坏的因素；有害因素是指能影响人的身体健康，导致疾病或对物造成慢性损坏的因素。

本项目工艺过程中应用机械设备、起重设备、空压机和各种电气设备、设施；使用一些物理及化学、生化的方法进行水处理；还收集沼气加以利用。

分析和评价本项目在整个运行过程中存在的危险和有害因素，并针对存在的问题提出预防措施是本次预评价的主要内容。

3.1危险因素辨识和分析

一、火灾爆炸危险

1、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25－40％，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5％－15％。

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，在混合气体内遇有火源，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650—750℃，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3－1

沼气浓度%

2.0

3.4

6.5

7.6

8.1

9.5

11.0

14.7

引火温度℃

810

665

512

510

514

525

529

565

氧浓度：

甲烷的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。

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；运行中的锅炉调整不当，燃烧异常，炉膛温度下降（但未完全熄灭），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、H2S的火灾、爆炸危险

（1）硫化氢（H2S）的危险特性（表3－2）

表3－2硫化氢（H2S）的危险特性

危险性类别

引燃温度℃

爆炸极限％（V/V）

相对空气密度

（空气＝1）

火灾危险性

类别

上限

下限

2.1类易燃气体

260

46

4.0

1.19

甲类

（2）硫