基于AHP的城市污水處理廠安全風險分析與防控

【摘要】應用層次分析法構建城市污水處理廠安全風險評價模型和指標體系，分析城市污水處理廠存在的安全風險，確定評價因子權重及排序，提出風險防控措施，為保障城市污水處理廠的安全生產提供理論依據，對預防和減少安全事故發揮積極作用。

【關鍵詞】污水處理廠層次分析法（AHP）安全風險評價

0 研究背景

隨著工業化和城鎮化，水環境污染日益嚴重。截止2010年，全國建成處理廠2832座，到2015年預計新建處理廠1180余座，水質環境得到改善，同時安全問題也日益突出。

2007年5月20日，山西富斯特污水處理廠一名工人在泵房污水池中清理垃圾，因缺氧窒息倒下，另兩名工人救人時發生危險，3人死亡。

2008年1月31日，美國舊金山污水處理廠1.2萬噸沒有經過完全處理的污水流入舊金山灣。

2011年1月18日，印度賓布里一金潔沃德地區污水處理廠發生氯氣泄漏事故，20人就醫。

這些事故影響了污水處理廠的正常運行，還危及了工作人員及周邊居民的生命，甚至水環境的安全。

1 污水處理廠安全風險分析

1.1 安全的內涵

安全的定義大都局限于生產過程、設備運行安全等。城市污水處理廠安全應涵蓋預防污水處理過程中發生的安全事故和對污水處理廠周圍環境的污染。

1.2 安全風險的識別與分析

結合污水處理典型工藝流程，從安全管理的5個要素即人（人員）、物（設備設施）、料（原料）、法（管理）、環（環境）方面識別安全風險。

1.2.1 人員的因素

人員的不安全行為可能造成生產安全事故的發生。如表1所示：

1.2.2 設備設施的因素

1）建（構）筑物

廠區道路寬度不合理造成交通事故；亂存放易燃、易爆物質或建（構）筑物的防火間距不夠，易發生火災爆炸事故；建構筑物的出入口設置不合理，造成疏散困難。

2）工藝流程

機械設備安裝不正確，可能影響污水處理過程的正常運行；未設置事故性排放防護設施，造成環境污染；機械脫水，存在物體打擊、機械傷害、起重傷害等危險；污泥散發臭氣造成頭昏、惡心和中毒窒息；消毒使用的氯氣鋼瓶、加氯機、連接管線發生故障可能，引發中毒事故。

3）設備或裝置

（1）工藝裝置參照《企業職工傷亡事故分類標準》，工藝系統可能存在的危險有害因素如表2所示：

（2）電氣設備 ①觸電事故：配電屏、控制柜等電氣設備質量不合格、安全防護裝置不齊全、有缺陷或作業環境不良等；電氣線路、設備安裝不符合要求；非電工任意處理電氣設備；操作漏電的機器設備（包括：設備、工具無接地、接零保護措施；設備、工具已有的保護線中斷）；電機受潮；設備的電源線磨損；帶電源移動設備時損壞電源絕緣；臨時用電管理不菩；人蠻干行為（盲目闖入電氣設備遮欄內；搭棚、架等作業中，用鐵絲將電源線與構件綁在一起：遇損壞落地電線用手揀拿）等可能導致發生觸電事故。②電氣線路火災事故：設備老化，引起漏電、短路，產生電弧火花；電器線路過載、發熱，產生火災。③雷擊火災事故：建筑物未采取防雷措施，遇雷擊易使建筑物垮塌，造成人員傷亡。

（3）特種設備及壓力容器常見的起重機械事故有：脫鉤砸人、鋼絲繩斷裂抽人、移動吊物撞人、高空墜落、行車出軌、傾翻過卷揚等。此外，氯氣瓶破裂導致氯氣泄漏，可能造成人員中毒。

1.2.3 原料的因素

1）污水

污水含有難降解的有機物、重金屬以及病原微生物影響人類健康；過量的氮、磷造成水體富營養化；通風不暢，可能造成中毒、窒息。

2）污泥

污泥中的微生物體可分為細菌、放線菌、病毒等，這些微生物中相當一部分可以導致人和動物產生疾病。

3）臭氣

污水中大量有機物在缺氧環境下厭氧發酵產生惡臭，主要產自粗細格棚、儲泥池及污泥堆棚等處。

1.2.4 管理的因素

安全生產管理機構不健全，規章制度不完善是事故發生的重要原因。健全管理機構，完善安全生產規章制度，加強安全教育培訓、杜絕違章操作是防止事故發生的重要環節。

1.2.5 環境的因素

不良的作業條件如高溫、噪聲、振動、非電離輻射等，可能造成職業危害。長時間在強噪聲下工作，可導致耳聾，機械振動能引起部件損壞。各種自然災害，如地震可使構筑物損壞，污水溢流造成污染。

2 安全風險評價

2.1 評價方法

層次分析法是Satty等提出的多準則決策方法，特點是構建層次結構模型，用標度進行客觀量化，進行定性和定量分析，適合在系統工程決策分析中使用。

2.2 方法運用

2.2.1 建立層次結構模型

將污水處理廠的安全性作為目標層，將人-物-料-法-環5要素作為準則層，15個主要影響因素作為方案層，如圖2所示。

2.2.2 構造判斷矩陣及一致性檢驗

通過AHP-EXCEL軟件求解特征向量，各層次的判斷矩陣、指標權重、一致性檢驗值，如表3所示。

所有單排序的CR<0.1，一致性均可接受。層次總排序如表4所示。

2.2.4 結果分析

經計算，準則層的相對重要性排序為人員（O.2969）、管.理（0.2415）、設備設施（0.1707）、原料（0.1578）、環境（0.1330）。基本上反映出污水處理廠安全能力的實際狀況。可見，人的因素是首要因素，其次為管理的因素。因此，想要減少事故發生，最有效的方法是提高人的素質，完善管理制度。

3 安全風險防控與管理

3.1 安全生產管理措施

（1）設置安全生產管理機構，配備專職管理人員，明確主要負責人、管理人員和崗位操作人員的安全生產職責。

（2）建立完善安全生產規章制度和操作規程，規范從業人員的安全行為。

（3）開展安全生產教育和培訓，保證人員具備必要的安全意識。

（4）特種設備必須由專業生產單位生產、安裝，由具有資質的檢測檢驗機構進行檢測。

（5）建立重大危險源安全管理制度。

（6）制定事故應急救援預案，并定期組織演練。

3.2 安全生產技術措施

3.2.1 保證出水水質的措施

減少初期雨水對受納水體的污染，選擇合適的排水體制及截留倍數；均化水質水量，降低沖擊負荷；設在線監測儀表，檢測水質變化；選擇合適的處理工藝，如活性污泥法、生物膜法等。

3.2.2 預防二次污染

（1）防噪減振措施選用低噪聲設備；強振設備與管道間采用柔性連接；根據聲源方向性、建筑物的屏蔽作用及綠化植物的吸納作用布置總圖。

（2）防惡臭措施對設備設施采取密閉或加蓋，收集臭氣導致處理設施處理；延長污泥齡以減少惡臭污染物；設置綠色隔離帶。

（3）污泥處置措施采取減量化、無害化和資源化進行處置。對新上的處理廠必須設計污泥消化工藝（大中型污水處理廠）。

3.2.3 預防人員傷亡

（1）防中毒窒息設置自動報警儀器；配備好個人防護用品，如安全帶、安全繩、空氣呼吸器等，設置安全警示標志。

（2）防觸電定期保養檢查，安裝漏電保護裝置；對驗電器、絕緣靴、絕緣手套、絕緣橡膠等絕緣防護器具定期檢驗；定期檢測防雷接地系統。

（3）防火災爆炸定期檢查、維修消防器材和設備；制定動火作業管理制度；池內井下作業前應通風，并檢測有毒有害氣體溶度及含氧量；生產場所嚴禁吸煙。

（4）防淹溺及防高處墜落梯子、平臺及高處通道均設置安全護欄；配備安全帶、安全繩、救生衣等救生器材；及時清除走道積水、積雪。地溝、水井設置蓋板：臨池、臨邊或臨孔等設安全圍欄；設置相應的安全標志及事故照明設施。

（5）機械傷害設備可動部件設置必要的防護網罩；定期檢驗、檢查設備傳動部位。

4 結論

（1）在識別城市污水處理廠的危險有害因素基礎上，建立層次分析模型，為安全風險評價提供實用方法。

（2）對影響因子的相對重要性排序，為加強污水處理廠安全生產工作指出重點，為減少安全事故的發生提供依據。

（3）從安全生產管理和安全生產技術方面提出了污水處理廠安全風險防控的具體措施。

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