有毒有害氣體檢測(cè)報(bào)警器在污水處理廠的應(yīng)用

曹國(guó)建

（上海度標(biāo)檢測(cè)技術(shù)有限公司，上海 201100）

隨著新建污水廠日益增多，污水處理廠作業(yè)人員的安全越發(fā)受到重視。污水處理廠的設(shè)備主要有格柵間、泵房、沉淀池、曝氣池、調(diào)節(jié)池、加藥間、污泥脫水以及控制系統(tǒng)等，在對(duì)污水進(jìn)行凈化處理時(shí)會(huì)生成一些氣體，主要為：有毒氣體、易燃易爆氣體。

1）污水處理中產(chǎn)生有毒氣體主要成分就是硫化氫，H2S是一種無(wú)機(jī)物，是一種無(wú)色有臭雞蛋氣味的氣體。當(dāng)H2S在空氣中的濃度超過一定的限度時(shí)就會(huì)使人嗅覺鈍化，這時(shí)就不會(huì)聞到臭雞蛋味，當(dāng)人處于含有H2S濃度較高的環(huán)境中的時(shí)候就會(huì)在短時(shí)間之內(nèi)死亡。當(dāng)空氣中H2S濃度較低的時(shí)候也會(huì)對(duì)人的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響。污水處理廠通常需要定時(shí)監(jiān)測(cè)，所以直接暴露于含H2S環(huán)境中的時(shí)間較多，如果在較小的空間內(nèi)翻動(dòng)污泥，就會(huì)在一定的空間范圍內(nèi)短暫積聚高濃度的H2S，若作業(yè)人員沒有防護(hù)措施，就特別容易造成人員中毒事件的發(fā)生。

2）污水處理中產(chǎn)生可燃可爆性氣體主要是在污水凈化處理的過程當(dāng)中存在著許多微生物，產(chǎn)生大量的沼氣，在污水處理的曝氣和污泥消化階段較為常見。產(chǎn)生的這種可燃可爆性氣體的主要成分就是甲烷，甲烷極易燃燒還能夠造成窒息死亡。

污水處理廠關(guān)于氣體報(bào)警器的行業(yè)規(guī)范較少，本文依據(jù)國(guó)內(nèi)外污水處理廠現(xiàn)有的法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及其他行業(yè)氣體報(bào)警器規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，探討污水處理廠氣體探頭的設(shè)計(jì)、安裝及使用。

1 氣體報(bào)警器分類

目前，用于監(jiān)測(cè)氣體的報(bào)警器主要有兩大類：固定式和便攜式。

1）固定式氣體報(bào)警器，在選擇好安裝位置后，不會(huì)發(fā)生位置變動(dòng)。這種報(bào)警器主要由控制器和探測(cè)器兩部分構(gòu)成，報(bào)警器的控制部分主要位于有人的值班室內(nèi)，探測(cè)器就位于污水處理過程中易發(fā)生氣體泄漏的位置，最為關(guān)鍵的部分就是氣體傳感器，主要負(fù)責(zé)的就是監(jiān)測(cè)空氣中氣體的濃度。傳感器將探測(cè)器檢測(cè)到空氣中氣體的濃度變換成電流信號(hào)，再發(fā)送到控制器，當(dāng)空氣中的氣體濃度超過一定的濃度范圍時(shí)（該值可根據(jù)接觸限值設(shè)定）就會(huì)觸發(fā)報(bào)警器，值班室就會(huì)收到警報(bào)。

2）便攜式報(bào)警器，污水處理廠的工作人員可以在工作時(shí)隨身攜帶，工作人員可以較為靈活地監(jiān)測(cè)各個(gè)工作地點(diǎn)的氣體濃度。這種便攜式的報(bào)警器方便攜帶，隨時(shí)可測(cè)。

2 污水處理過程中易產(chǎn)生氣體的階段

污水處理廠產(chǎn)生有毒物質(zhì)的場(chǎng)所在AQ 4209《城鎮(zhèn)污水處理廠防毒技術(shù)規(guī)范》中明確：產(chǎn)生有毒物質(zhì)的下列工作場(chǎng)所，應(yīng)采取技術(shù)和管理措施進(jìn)行有效的控制：

1）格柵間

2）泵房設(shè)備間、管道間

3）沉砂池

4）曝氣池

5）沉淀池及沉淀池附屬泄空井、閥門井

6）回流污泥泵房

7）加氯間

8）沼氣鍋爐房

9）污泥厭氧消化池及附屬設(shè)施

10）污泥脫水機(jī)房及附屬儲(chǔ)泥池、沖洗水池

11）沼氣柜

12）化驗(yàn)室

13）其他作業(yè)空間受限的設(shè)備內(nèi)或作業(yè)場(chǎng)所

以上6處與污水處理相關(guān)（即格柵間；泵房設(shè)備間、管道間；沉砂池；曝氣池；淀池及沉淀池附屬泄空井、閥門井；加氯間）。5處與污泥處理相關(guān)（即回流污泥泵房；沼氣鍋爐房；污泥厭氧消化池及附屬設(shè)施；污泥脫水機(jī)房及附屬儲(chǔ)泥池、沖洗水池；沼氣柜）。化驗(yàn)室及其他作業(yè)空間受限的設(shè)備內(nèi)或作業(yè)場(chǎng)所也有可能存在有毒氣體產(chǎn)生的場(chǎng)所。

3 污水處理廠氣體的報(bào)警器安全設(shè)計(jì)

依據(jù)現(xiàn)行的相關(guān)國(guó)家的處理污水的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)規(guī)定，對(duì)于涉及污水處理廠產(chǎn)生的有毒有害可燃性氣體，主要匯總情況見表1。

4 污水處理廠氣體報(bào)警器的安裝

4.1 安裝選擇

根據(jù)不同檢測(cè)器的技術(shù)規(guī)格以及需要檢測(cè)氣體性質(zhì)選擇不同類型的氣體報(bào)警器，而且還要結(jié)合污水處理廠周邊的環(huán)境特點(diǎn)。對(duì)于選用的檢測(cè)器應(yīng)當(dāng)滿足GB 12358、GB 15322.1、GB 15322.2的規(guī)定。

（1）如果發(fā)生有毒氣體或者是可燃?xì)怏w的泄漏，對(duì)于有毒氣體來說，它的濃度允許達(dá)到最高的允許濃度，對(duì)于可燃?xì)怏w來說，濃度不能超過25%。

（2）如果一個(gè)場(chǎng)所內(nèi)同時(shí)安裝兩種報(bào)警器，對(duì)于可燃?xì)怏w允許達(dá)到最高濃度的25%，有毒氣體的濃度允許達(dá)到最高濃度35%。

4.2 安裝形式

根據(jù)GBZ/T 223《工作場(chǎng)所有毒氣體檢測(cè)報(bào)警裝置設(shè)置規(guī)范》的規(guī)定，對(duì)于一些特殊的場(chǎng)所，如果有毒氣體的濃度始終不超過報(bào)警設(shè)置的濃度，可以不用設(shè)置固定的毒氣檢測(cè)，但是如果有工作人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作時(shí)，操作人員應(yīng)該攜帶便攜式有毒報(bào)警檢測(cè)器，并且要做好相應(yīng)的防護(hù)工作。

對(duì)于一些安裝有毒氣報(bào)警器的場(chǎng)所，選用的報(bào)警器應(yīng)該采用固定式，如果不方便或者是沒有必要采用固定式報(bào)警器，應(yīng)該配備便攜式的報(bào)警檢測(cè)裝置。對(duì)于一般的巡邏和檢測(cè)，選用便攜式的報(bào)警儀。對(duì)于污水處理廠來說，涉及有毒氣體產(chǎn)生的區(qū)域應(yīng)該安裝固定式的毒氣報(bào)警裝置，如果沒有人員經(jīng)常進(jìn)出，需要配備便攜式的有毒氣報(bào)警裝置。

4.3 覆蓋范圍及安裝數(shù)量

目前對(duì)于污水處理廠的氣體報(bào)警裝置的安裝要求以及數(shù)量要求沒有具體的規(guī)定。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 12358《作業(yè)場(chǎng)所環(huán)境檢測(cè)報(bào)警儀通用技術(shù)要求》的要求，對(duì)于一些可燃性的氣體要在30s內(nèi)進(jìn)行響應(yīng)；對(duì)于一些有毒氣體，例如氨氣、臭氧等氣體應(yīng)該在160s內(nèi)做出響應(yīng)，其他的有毒氣體需要在60s內(nèi)做出相應(yīng)。對(duì)于污水處理廠的臭氣氣體來說，這些氣體不屬于壓力氣體，一些擴(kuò)散速率的實(shí)驗(yàn)暫無(wú)相關(guān)數(shù)據(jù)，所以無(wú)法計(jì)算出氣體的有效半徑，但設(shè)置的報(bào)警器需要在60s內(nèi)響應(yīng)。

GB 50493《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定了檢（探）測(cè)點(diǎn)的確認(rèn)，但該標(biāo)準(zhǔn)適用范圍明確指出：石油化工企業(yè)新建、擴(kuò)建及改建工程中可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測(cè)報(bào)警的設(shè)計(jì)。且該標(biāo)準(zhǔn)中可燃?xì)怏w有效覆蓋范圍室內(nèi)7.5m，室外15m，依據(jù)液化石油氣擴(kuò)散速率實(shí)驗(yàn)及日本《一般高壓氣體安全規(guī)則》；有毒氣體有效覆蓋范圍室內(nèi)1m，室外2m，依據(jù)對(duì)石化企業(yè)調(diào)查結(jié)果。

污水處理廠相關(guān)規(guī)范中對(duì)覆蓋范圍無(wú)詳細(xì)要求，氣體報(bào)警器設(shè)計(jì)的覆蓋范圍可參考該報(bào)警器的性能說明（一般出廠有相關(guān)技術(shù)說明書明確覆蓋范圍、檢測(cè)空間大小），從而確認(rèn)安裝數(shù)量。污水處理廠氣體報(bào)警器的安裝高度、安裝形式有相關(guān)規(guī)范要求見表2。

5 污水處理廠氣體報(bào)警器的使用

5.1 報(bào)警值設(shè)定

CJJ/T243《城鎮(zhèn)污水處理廠臭氣處理技術(shù)規(guī)程》中明確指出，對(duì)于污水處理廠的臭氣污染濃度應(yīng)當(dāng)進(jìn)行時(shí)刻監(jiān)測(cè)，沒有準(zhǔn)確的數(shù)值，應(yīng)采用如表3所示方式進(jìn)行數(shù)值的取值。

表3 污水處理廠臭氣主要含有的污染物濃度

GBZ/T 223《工作場(chǎng)所有毒氣體檢測(cè)報(bào)警裝置設(shè)置規(guī)范》附表中硫化氫警報(bào)值（MAC）建議設(shè)置為10mg/m3，氨警報(bào)值（PC-STEL）建議設(shè)置為30mg/m3。

5.2 校準(zhǔn)校驗(yàn)

氣體報(bào)警器校驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)一般為12個(gè)月，見表4。

表4 標(biāo)準(zhǔn)中涉及污水處理廠氣體報(bào)警器設(shè)置使用的要求

6 污水處理廠氣體報(bào)警器的設(shè)置

污水處理廠運(yùn)行人員在以下幾個(gè)工作中會(huì)存在一些安全風(fēng)險(xiǎn)：首先存在區(qū)域是巡檢，其次是具體崗位操作。城市污水處理廠因除臭升級(jí)改造，較多區(qū)域加蓋密閉，假如通風(fēng)或者除臭設(shè)備存在缺陷或失效，容易導(dǎo)致有毒氣體集聚，所以，應(yīng)當(dāng)在以下幾個(gè)區(qū)域設(shè)置一些固定式硫化氫、沼氣等氣體的在線監(jiān)測(cè)自動(dòng)報(bào)警裝置：污水預(yù)處理階段、污泥處理階段、其他易產(chǎn)生有毒氣體的人員密集區(qū)域等，在對(duì)氣體報(bào)警裝置進(jìn)行安裝的過程中應(yīng)當(dāng)根據(jù)區(qū)域的空間來選擇氣體報(bào)警器的類型和設(shè)置范圍，從而確定氣體報(bào)警器的具體數(shù)量。在對(duì)氣體報(bào)警器進(jìn)行安裝時(shí)應(yīng)當(dāng)十分注意，將一些容易泄漏的泵、壓縮機(jī)、閥門、法蘭、取樣口等低位區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)覆蓋。

地下污水處理廠作為一種高效、集約用地的新模式成為未來城市污水處理規(guī)劃的新方向。地下污水處理廠目前國(guó)內(nèi)缺少相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范。而在美國(guó)、日本、歐盟都有關(guān)于地下污水處理廠的相應(yīng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，但是在我國(guó)由于地下污水處理廠發(fā)展時(shí)間較短，這方面還有所欠缺。因此，地下污水處理廠污水預(yù)處理階段、污泥處理階段、臭氣處理區(qū)域、易產(chǎn)生有毒氣體的人員密集區(qū)域等均應(yīng)設(shè)置帶有聲光報(bào)警的氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警器。

在對(duì)污水處理廠進(jìn)行有限空間檢測(cè)的過程中，應(yīng)當(dāng)遵循一定的原則，即“先檢測(cè)、再通風(fēng)、后作業(yè)”，選擇的報(bào)警器為防爆便捷式氣體報(bào)警器。在對(duì)有限空間的氣體進(jìn)行排序過程中，應(yīng)當(dāng)將有毒有害氣體放在首要位置，氧氣和可燃?xì)怏w次之，對(duì)有限空間中的氣體進(jìn)行時(shí)刻的監(jiān)測(cè)時(shí)，一般間隔時(shí)間不應(yīng)超過30min，在對(duì)有毒氣體進(jìn)行檢測(cè)的過程中，最主要的是要對(duì)硫化氫和一氧化碳進(jìn)行檢測(cè)。

7 結(jié)語(yǔ)

在對(duì)污水處理廠的氣體報(bào)警器進(jìn)行設(shè)計(jì)、安裝、使用的過程中，應(yīng)當(dāng)注意覆蓋區(qū)域面積、安裝高度等方面的具體要求，通過易產(chǎn)生有毒有害氣體所在區(qū)域的空間大小和氣體報(bào)警器出廠的檢測(cè)范圍來確定具體覆蓋半徑及安裝數(shù)量。在施工安裝投入運(yùn)行中，應(yīng)當(dāng)考慮以下幾方面的因素：第一是具備聲光報(bào)警，第二是氣體響應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)和有人的值班室需要同時(shí)響應(yīng)，第三是在對(duì)探頭型號(hào)選擇過程中應(yīng)當(dāng)考慮防爆型。氣體報(bào)警器安裝前一定要在采購(gòu)過程中查驗(yàn)合格證書、校驗(yàn)證書等相關(guān)內(nèi)容，安裝之后應(yīng)當(dāng)有專業(yè)人員進(jìn)行調(diào)試，運(yùn)行后定期檢驗(yàn)，保證報(bào)警器能夠正常工作。