化工行業環保裝置安全問題研究

馬立強，李文楠(上海益馳思環境技術有限公司，上海 200235)

1 研究背景

近年由環保設施運營管理不善導致的安全事故頻發，特別是活性炭和焚燒等VOCs治理設施。響水事件發生后，環保設施的安全監管職責得到了進一步明確。

2020年12月28日，國務院安全生產委員會印發了《國務院安全生產委員會成員單位安全生產工作任務分工》的通知(安委〔2020〕10號)，明確了各個部委的具體任務，由生態環境部和應急管理部共同監管企業，對重點環境治理設施開展安全評估和隱患排查。由此可見，管環保也要管安全的時代已來臨。

2 常見環保設施安全事故及建議

2.1 廢氣環保設施安全事故及建議

工業廢氣種類繁多，主要包括有機、燃料、粉塵、酸霧、油煙等廢氣。以VOCs治理為例，目前常見的VOCs末端治理工藝有蓄熱式燃燒、催化燃燒、活性炭吸附脫附、低溫等離子等技術[1]。VOCs廢氣成分復雜，通常為苯、甲苯、二甲苯、TDI等易燃易爆的有機混合氣體，VOCs治理設施設計期的安全工藝不到位、后期使用不專業、維護管理不到位等會給企業帶來新的安全隱患。

通常在初步設計廢氣處理設施會考慮設備的安全性，因此設備本身一般不會產生燃爆事故。那么廢氣處理設施燃爆的根本原因是不恰當的人員操作設置、設備自身故障老化等，導致混合可燃廢氣的濃度處于爆炸極限，遇到點火源發生燃爆。

從燃燒三要素角度出發，廢氣治理設施本身存在高溫點火源、點火源難以消除、燃燒處理廢氣需要氧。因此預防燃燒法的廢氣處理裝置燃爆的主要措施是控制可燃物，主要是對廢氣治理設施內部的廢氣濃度進行控制，保證其濃度低于爆炸下限，通常以爆炸下限25%(體積比)為預設值。

為預防廢氣治理設施燃爆事故，企業需要重視廢氣治理設施內廢氣濃度和成分，考慮對廢氣治理設施廢氣入口的管控，設置阻火器防止回火，并考慮發生事故時的緊急泄放措施，如泄爆片等。并考慮廢氣收集時的成分，避免不容廢氣組分混排對廢氣處理裝置產生腐蝕或導致設備損壞。

企業的廢氣治理設施應在良好工程設計的基礎上進行分析風險，對整個廢氣治理設施進行安全評估，確保廢氣治理設施內所有廢氣濃度處于設防值以下，并避免不相容廢氣并管排放，做到從源頭上消除燃爆事故。

2.2 廢水環保設施安全事故案例及建議

根據資料統計，2020的27起有關污水安全生產事故中有16起是因中毒窒息造成，占事故總數目近40%。此外溺亡、物體打擊、高處墜落、爆炸、火災、觸電等也是多起事故的成因。廢水處理設施安全事故的事故類型以中毒窒息事故居多，發生事故的原因大多為作業人員在密閉空間內作業，長時間暴露于有毒氣體或氧含量過低的環境中而造成中毒窒息。

本文對降低污水處理作業中的安全事故有一些參考意見：

(1)加強現場和設備設施管理。加強現場職業衛生安全、設備設施管理，盡可能選用安全高效的設備設施，完善安全操作規程，嚴禁違章作業，提高作業員責任意識和風險識別能力。

(2)改進安全管理體系。建立明確的安全生產責任制，明確各級單位和負責人安全職責，定期進行檢查，確保職責落實到位。

(3)提高設備可靠性。由于污水治理行業常會產生可燃氣體，作業空間內部可能出現沼氣等可燃氣體聚集情況。為預防安全事故，作業前做好通風和檢測，并且對作業使用的工具防爆性能有一定要求，盡可能采用高效且本質安全的作業設備。

(4)提高員工安全知識和安全技能。加強員工安全知識和安全技能培訓，提高員工應急處置能力和風險防范能力，提高員工自救和施救能力。

2.3 固廢環保設施安全事故案例及建議

在企業安全生產過程中，固廢中的危險廢物貯存處置是重要環節。企業必須制定覆蓋危險廢棄物全生命周期的危廢綜合管理方案，從收集、運輸、存儲、回收到最終處置，并利用先進的信息化系統進行管理，實現危險廢棄物全生命周期的可追溯。

響水事件等國內危險廢物相關事故過程及起因，暴露了當前危險廢物安全管理面臨的許多問題：

(1)危險廢物安全風險認識不足，危險特性鑒別鑒定技術不到位。危險廢物產生及處置企業未能對危險廢物的風險進行定性定量分析，企業員工對危險廢物風險認識不足。

(2)危險廢物大量、長期違規貯存，混存混放現象嚴重。近年來危險廢物產生量快速增加，而符合資質的危險廢物處置公司處置能力有限，跨省轉運處置手續繁雜，因此危險廢物貯存成為了一大問題。

(3)對環保設施安全風險識別不到位。

(4)危險廢物處置單位能力不強，處置效果有待提升。

(5)危險廢物安全監管和防控技術不能適應企業的快速發展。

在此建議：

(1)完善危險廢物的鑒定與登記，開發準確、快速鑒別技術，建立危險廢物安全數據庫是實現危險廢物全生命周期管理的重要一步。

(2)危險廢物貯存安全防控技術標準化、細節化，保證安全的前提下降低跨省運輸難度。

(3)危險廢物處置企業應該提升危險廢物安全處置能力。

(4)加強環保項目風險辨識，將環保項目、主生產裝置、周邊設備實施作為一個系統進行系統性風險辨識，重點分析環保項目可能對主生產裝置、周邊設備設施產生的潛在風險。

(5)對危險廢物管理人員加大培訓，提高其綜合素質。

(6)危險廢物安全監管系統信息化，危險廢物監管與計算機、物聯網技術結合，逐漸建立大范圍的危險廢物監管數據，危險廢物管控向智能化發展。

3 技術推薦

工程建設是企業全生命周期的源頭，本質安全環保設計是構建安全環保型現代化企業的重要基礎和關鍵。因此本文推薦使用本質安全技術以減少企業生產運行中的問題。

以廢水治理為例，不少企業都建設有污水處理裝置或預處理設施，其在沉砂、初沉、曝氣、消毒、污泥處置等階段會產生的氨、硫化物、VOCs等無組織廢氣。傳統加蓋收集技術涉及治理措施的建造和運維，不僅人力投入大、治理效果不佳、運營成本高、二次污染大，而且還有可能因為加蓋產生更大的安全隱患(限制空間引起的窒息作用或可燃有毒氣體的累積等)。

針對以上問題，依據國標GB 37822—2019《揮發性有機物無組織排放控制標準》9.1.2，本文為企業推薦使用浮動頂蓋技術。浮動頂蓋技術是一種減少石油和化工行業儲罐和污水池VOCs及惡臭排放的技術，采用多個六邊形結構的蓋體在儲罐或敞開液面上方自動組合形成一個“浮蓋”，以防止VOCs和惡臭逸散，浮動頂蓋可以有效覆蓋液面，減少揮發性氣體和惡臭氣體的產生與排放。這項技術可以幫助企業大大降低運營能耗，節省投資和運營成本，并且本質安全，降低風險(浮蓋有靜電逸散、阻燃等效果)。圖1和圖2為浮動頂蓋安裝前后示意圖。

圖1 安裝前(開放式液面有VOCs揮發)

圖2 安裝后(浮動頂蓋隔絕揮發途徑)

4 結論

4.1 事故原因總結

分析近幾年典型的環保設施項目引發的安全事故，主要原因如下：

(1)廢棄物成分復雜，風險識別不到位。危險廢物、有機廢氣成分復雜，存儲處理過程中未進行安全評估。企業忽視危險物質特性，產生的危險廢物混亂堆垛，處置時直排混排。同時缺乏有效泄爆裝置和報警設施等都有可能造成嚴重的安全事故。

(2)環保治理設施初期設計采用的安全技術不成熟。安全設計技術缺少安全依據，或者采用未經論證的不成熟環保工藝，環保設計公司從業人員缺乏安全設計經驗，對環保設施安全設計的可靠性和有效性缺乏系統判斷，業主和監管單位單方面追求治理結果，忽視環保設施采取的安全措施是否可行。

(3)環保設施工管理不善，環保手續未落實、工程質量不達標。環保項目運行過程中未落實“三同時”、施工期管理不善、工程質量不達標和安全風險管理不到位等都是引發環保安全事故的重要原因。

(4)環保設備初期設計和后期運行未達到安全標準。不少企業在選擇環保治理設施時更多考慮其環境效益，忽視環保設施后續運行中可能對整個企業生產造成的風險，沒有對環保設施的投用風險進行系統分析。環保設施建成投用后，設備的防爆性能、工藝技術參數不達標、后期設備腐蝕等都有可能導致環保安全事故。

4.2 環保設施風險管控建議

(1)對環保設施進行風險辨識。引進成熟的環保工藝時，企業應在設計初期將環保設施和入整個廠區作為一個系統進行安全風險辨識，組織設計人員進行HAZOP等安全分析，針對環保設施分析現有項目的風險，并制定安全防范措施。

(2)對環保技術安全性進行論證。企業治理廢氣廢水時，若采用新的環保技術，必須對技術可行性、可靠性、穩定性開展工藝安全風險分析，制定相應的對策措施。對新的環保技術，企業應該邀請安全方面的專家評估潛在的風險。

(3)健全完善環保設施安全標準規范。針對環保設施制定相應的設計規范，統一設計標準。監管部門對環保設施的安全管理提出細化和明確安全的要求和風險控制措施，加強企業主體責任，環保項目與其他建設項目實施相同的安全監管標準，管環保的同時管安全，做好后期監管。

(4)使用本質安全的環保設施，比如浮動頂蓋等兼顧安全和環保的技術。

5 結語

本文主要圍繞目前環保裝置存在的安全問題進行研究，并提出解決措施，希望能為相關企業提供參考，以保證安全、環保生產的目標。