某市南部污水处理厂工程--安全设计篇章

沈阳南部污水处理厂工程 卫生专篇 1 沈阳南部污水处理厂工程 安全设计专篇 中国市政工程东北设计研究院 沈阳市市政设计研究院 2009.01.08沈阳南部污水处理厂工程 卫生专篇 I 目 录 1 设计依据 . 1 2 遵守的国家相关法律、法规 . 1 3 设计执行的相关标准、规范 . 2 4 工程概述 . 3 4.1 工程性质、地理位置 . 3 4.2 工程规模 . 3 4.3 装置开工时数 . 3 4.4 原料 . 3 4.5 工艺流程简述 . 4 4.5.1 污水处理流程 . 4 4.5.2 污泥处理流程 . 4 4.5.3 臭气处理工艺 . 4 5 气象条件及自然条件 . 6 5.1 气象条件 . 6 5.1.1 气温 . 6 5.1.2 湿度 . 6 5.1.3 降雨量 . 6 5.1.4 风 . 6 5.1.5 雪 . 6 5.2 工程地质及水文地质概况 . 7 5.2.1 装置位置与场地地貌概述 . 7 5.2.2 工程地质 . 7 6 生产过程中主要危险、危害因素识别及其危险性分析 . 8 6.1 装置火灾爆炸危险因素识别及危险分析 . 8 6.2、生产岗位危险因素分析 . 8 6.3 有毒、有害物料识别及危险性分析 . 8 6.4 腐蚀性分析 . 9 6.5 噪声源识别及其危害分析 . 10 沈阳南部污水处理厂工程 卫生专篇 II 6.6 雷、电危害分析 . 10 6.7 自然灾害因素分析 . 10 6.8 其它 . 10 7 劳动安全卫生防范措施 . 11 7.1 装置平面布置 . 11 7.1.1 区域位置 . 11 7.1.2 污水处理 厂内平面布置 . 11 7.1.3、消防及检修道路 . 12 7.2 工艺安全部分 . 12 7.3 自控部分安全 . 12 7.4 供电安全 . 13 7.5 防雷及防静电接地 . 14 7.5.1 设备接地 . 14 7.5.2、接地网的设置： . 14 7.5.3 避雷设施 . 15 7.6 爆炸危险区域的划分及爆炸危险区域内电气设备选型 . 15 7.7 消防措施 . 15 7.7 防腐措施 . 16 7.7.1 纲结构防腐 . 16 7.7.2 管道防腐 . 16 7.7.3 设备防腐 . 16 7.8 预防地震 . 17 7.9 标注 . 17 7.9.1 安全标志 . 17 7.9.2 安全色 . 18 7.10 卫生保护措施 . 18 7.11 噪声控制措施 . 18 7.12 其他劳动安全卫生措施 . 19 8 劳动安全卫生机构设置及管理制度的建立 . 19 沈阳南部污水处理厂工程 卫生专篇 III 8.1 安全卫生的机构 . 19 8.2 安全卫生制度 . 20 9 安全卫生防范措施的预评价、比较及结论 . 20 10 劳动安全卫生专用投资概算 . 20 沈阳南部污水处理厂工程 安全专篇 1 1 设计依据 （ 1） 关于沈阳南部污水处理厂工程 的有关合同及 技术 要求。 （ 2） 关于沈阳南部污水处理厂工程 工程设计方案讨论会的意见。 （ 3） 业主 对设计所提问题的回复函件 。 （ 4） 业主 提供的有关图纸、资料。 （ 5）设计条件 会议 纪要。 （ 6）工程设计基础资料。 2 遵守的国家相关法律、法规 （ 1）中华人民共和国原劳动部 1996 年 10 月 17 日第 3 号令及其发布的建设项目（工程）劳 动安全卫生监察规定（ 1997 年 1 月 1 日起 实施 ） （ 2） 中华人民共和国安全生产法（ 2002 年 11 月 1 日起实施） （ 3） 中华人民共和国职业病防治法（ 2002 年 5 月 1 日起实施） （ 4）危险化学品安全管理条例（ 2002 年 3 月 15 日起实施） （ 5）特种设备安全监察条例（ 2003 年 6 月 1 日起实施） （ 6）卫生部卫法监发【 1999】第 620 号文：工业企业职工听力保护规范 （ 7）关于加强建设项目安全设施 “ 三同时 ” 工作通知，发改投资20031346 号。 沈阳南部污水处理厂工程 安全专篇 2 3 设计执行的相关标准、规范 （ 1） 城 镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918-2002 （ 2） 室外排水设计规范 GB50014-2006 （ 3）建筑灭火器配置设计规范 GB50140-2005 （ 4）爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB50058-92 （ 5）建筑设计防火规范 GB50016-2006 （ 6） 压力 容器安全技术监察规程（ 1999 版） （ 7）工业企业设计卫生标准 GBZ.1-2002 （ 8）工业场所有害因素职业接触限值 GBZ 2-2002 （ 9）建筑物防雷设计规范 GB50057 94（ 2000 年局部修订 ） （ 10）防止静电事故 通用 导则 GB12158-90 （ 11）工业企业噪声控制设计规范 GBJ87-85 （ 12）常用危险化学品的分类及标志 GB13690-90 （ 13）安全色 GB2893-2001 （ 14）安全标志 GB2894-1996 （ 15）固定式钢斜梯 GB4053.2-93 （ 16）固定式工业防护栏 GB4053.3-93 （ 17）固定式工业钢平台 GB4053.4-93 沈阳南部污水处理厂工程 安全专篇 3 4 工程概述 4.1 工程性质、地理位置 本 工程 为新建工程 ， 是 为处理沈阳南部汇水区内未处理 的污水而建设的项目。 污水处理厂位于沈阳市苏家屯区东谟家堡村，地处沈阳市西南端，与沈阳市东陵区接壤。厂址北面毗邻辽河，西面紧靠沈大高速公路，南邻南环城路，西面为农田。本工程建设及运营对周边环境影响较小，并具有明显地理位置、交通运输和经济优势。 4.2 工程 规模 工程近期污水处理规模 60 万 m3/d，远期处理 总 规模 80 万 m3/d。 4.3 装置开工时数 污水处理厂 物料平衡按年开工时数 8760 小时考虑。 4.4 原料 设计采用的原料 为污水。 沈阳南部污水处理厂工程 安全专篇 4 4.5工艺流程简述 4.5.1 污水处理流程 污水经过城市污水截留干管首先 进入粗格栅、污水提升泵房，经过污水提升泵房提升后进入细格栅、曝气沉砂池，在曝气沉砂池去除砂后污水进入 生化池，在生化池曝气处理后 污水进入二沉池，污水在二沉池 沉淀后出水进入中途提升提升泵房提升进入深度处理单元，深度处理单元包括高效沉淀池和 V 型滤池， V 型滤池出水进入紫外线消毒槽，消毒后排放。 4.5.2 污泥处理流程 污泥通过螺压浓缩后进入离心脱水机，脱水后泥饼外运填埋。 4.5.3 臭气处理工艺 污水处理厂预处理及泥处理部分臭气进行集中收集后进行生物除臭。 污水处理厂流程如下： 沈阳南部污水处理厂工程 安全专篇 5 回收水池浑河投加次氯酸钠出水提升泵房改 良 A 2 / O 生 化 池排泥至污泥贮池二次提升泵房排泥至污泥贮池V 型 滤 池反冲洗水池 高效沉淀池消毒水反冲洗气反冲洗投加混凝剂投加助凝剂砂水分离器排砂排渣排渣原水污水提升泵房粗格栅 细格栅曝气沉砂池缺氧缺氧池 好氧池 二沉池出水好氧混合液回流（1 0 0 % - 3 0 0 % ）回 流 污 泥 （ 5 0 % - 1 0 0 % ）剩余污泥厌氧调节厌氧池80%-90%10%-20%污水处理厂工艺流程图 沈阳南部污水处理厂工程 安全专篇 6 5 气象条件及自然条件 5.1 气象条件 5.1.1 气温 年平均温度 8.1 极端最 高 温度 38.3 极端最低温度 -30.60 5.1.2 湿度 年平均相对湿度 79 5.1.3 降雨量 年平均降雨量 621.70mm 5.1.4 风 全年主导风向 西南 冬季主导风向 西北 夏季主导风向 南风 5.1.5 雪 最大积雪深度 200 mm 沈阳南部污水处理厂工程 安全专篇 7 5.2 工程地质及水文地质概况 5.2.1 装置位置与场地地貌概述 污水处理厂位于沈阳市苏家屯区东谟家堡村，地处沈阳市西南端，与沈阳市东陵区接壤。厂址北面毗邻辽河，西面紧靠沈大高速公路，南邻南环城路，西面为农田。本工程建设及运营对周边环境影响较小，并具有明显地理位置、交通运输和经济优势。 5.2.2 工程地质 1、各土层分布 拟建场地地貌为浑河河床、漫滩地貌，水文地质受浑河控制影响。 根据工程地质勘察资料，厂区内的土层构成及特性自上而下分述如下： 层杂填土：杂色，主要由粘性土和垃圾、碎石等组成，结构松散。该层连续分布，厚度 0.7-0.8m。 层粉质粘土：黄褐色，呈硬塑状态，含有铁锰结核，有光泽，摇振反应无，干强度中等。该层场地连续分布，层厚度 4.9-6.3m。地基承载力 fak=150-170kpa。 层砂砾：黄褐色，湿 饱和，密实状态，颗粒不均匀。矿物成分以长石、石英为主，混粒结构，圆砾含量约为 40-50%，粒径 2-40mm，最大 90-100mm。可见最大厚度为 9.3m， fak=400-450kpa。 2、场地水文地质条件 该场地地下水埋深较大，稳定水位埋深在 1011 米。因此，可不考虑地下水的影响。 3、场地类别及地震效应 沈阳南部污水处理厂工程 安全专篇 8 场区地震基本烈度 7 度，设计基本加速度为 0.10g，设计地震分组为第一组，反应谱特征周期值 0.35s。 6 生产过程中主要危险、危害因素识别及其危险性分析 6.1装置火灾爆炸危险因素识别及危险分析 污水处理厂在污水处理过程中投加甲醇，甲醇为易燃、易爆物质，因此甲醇投配间火灾危险性分类为甲类；而其它车间分别 为单层或二层车间，其它生产车间 火灾危险性分类别为 丁 类 或戊类。 生产过程中易燃、易爆物料物性分析见下表： 特 性 物料名称 性 质 爆炸极限 (%) 闪 点 （ ） 燃 点 （ ） 火 灾 危 险性类别 上限 下限 甲醇 易 燃 易 爆液体 上限 下限 12.22 463.89 甲 6.2、生产岗位危险因素分析 1、主要危险场所 场所 危害性质 污水预处区 气味、 噪音 污水生化处理区 气味、 噪音 污水深度处理区 气味、 噪声 泥处理区 气味、 噪声 甲醇投配间 爆炸、噪声 6.3 有毒、有 害物料识别及危险性分析 生产过程产生 甲烷、乙烷、乙烯等 气体 ，这些物质的性质如下： 沈阳南部污水处理厂工程 安全专篇 9 1、甲烷（ CH4）：甲烷为无色、无臭的气体，比重 0.55，分子量16.03，沸点 -161.58 （ 760mmHg） ,甲烷与空气混合达 5.8 15%浓度遇火就会爆炸，甲烷浓度达 25 30%以上就会使人缺氧导致呼吸困难。 2、乙烯（ C2H4）：乙烯为无色气体，有特殊的香味。比重 0.61，分子量 28.05，沸点 -104 ，爆炸极限为 2.70 36%，乙烯与空气混合物在接触任何火源时都可燃烧。在空气中，乙烯是一种窒息剂，浓度为 50%而 氧含量低于 11%能使人昏迷，更低则使人死亡。 3、硫化氢（ H2S）：属于神经性毒物，对呼吸道和眼有明显刺激作用，低浓度时作用明显，高浓度时，表现为中枢神经系统症状，严重时可引起死亡。车间最高允许浓度 10mg/m3。危害程度属于 II 级。 装置中 H2S 均以与烃类、氢气混合气体形式出现，不需按 H2S 管线管理。 4、其它：乙烷、丙烷等与烃类气体均为易燃、易爆气体，浓度高时都使人因缺氧而导致呼吸困难。 6.4 腐蚀性分析 污水具有轻度的酸碱性 ，因此对管道设备、管道、阀门、法兰及钢结构等会产生一定程度的化学腐蚀。此外， 埋地管道也会受到不同程度的电化学腐蚀。 沈阳南部污水处理厂工程 安全专篇 10 6.5 噪声源识别及其危害分析 本装置的主要噪声源包括机组、 水 泵， 鼓 风机、调节阀及放空口等。长期在噪声环境下工作和生活容易引起听力损伤，甚至引起心理或生理的疾病。 6.6 雷、电危害分析 （ 1）雷击不仅会造成设备、房屋的毁坏和人员受伤，而且可能引起火灾或爆炸的发生。全年雷暴日数为 26.6d。 （ 2）生产过程中，当设备、管线，构架、建筑物等的静电积聚到一定程度或其电位高于周围介质的击穿场强时就会发生静电放电现象并产生火花，从而可能引起火灾或爆炸的发生或触电等事故的发生 。 6.7 自然灾害因素分析 （ 1） 50 年一遇风压 ： 0.55kPa，因此高大 房间 的水平方向风力的作用较大，因此水平荷载较大，如果处理不当容易引起设备或框架的倾斜甚至倒塌等事故。 （ 2）地震基本烈度： 7 度，所以地震危害较大。 6.8 其它 （ 1）在生产区的高处进行作业时，存在高空坠落的危险。 沈阳南部污水处理厂工程 安全专篇 11 （ 2）高温设备和管线及其它热表面，可能对作业人员造成烫伤，此外高温表面还容易引发闪点低于其表面温度的可燃或易燃气体燃烧或爆炸。 7 劳动安全防范措施 7.1 装置平面布置 7.1.1 区域位置 污水处理厂位于沈阳市苏家屯 区东谟家堡村，地处沈阳市西南端，与沈阳市东陵区接壤。厂址北面毗邻辽河，西面紧靠沈大高速公路，南邻南环城路，西面为农田。本工程建设及运营对周边环境影响较小，并具有明显地理位置、交通运输和经济优势。 污水处理厂 距周围的装置及单元的防火间距满足 防火规范要求 。 7.1.2 污水处理厂 内平面布置 污水处理厂 按流程布置，并考虑同类设备相对集中，达到便于安全生产操作和检修管理，实现本质安全的目的。 甲醇投配间设置于水厂的边缘 。高、低压配电所新建。 污水处理厂 内 设备、建筑物间的布置充分 考虑了有防火、防爆安全间距的要求，并且确保安 全距离满足防火规范 的 要求。 沈阳南部污水处理厂工程 安全专篇 12 7.1.3、消防及检修道路 污水处理厂内 设有环行消防道路，路面上净空不小于 5m； 污水处理厂 内亦设有消防检修道路将装置划分为不同的消防区域。 污水处理厂 内道路与厂区道路形成完整的消防道路网，从而保证了消防作业的可达性和可操作性。 7.2 工艺安全部分 1、 污水处理厂 采用了先进、成熟、可靠的工艺流程。其工艺流程的先进性和整体设计水准达到了目前的国内先进水平，具有很高的可靠性。 2、工艺生产中的关键部位设置了必要的在线分析和报警联锁设施。上述安全联锁系统可确保在生产过程中一旦出现不正常状 态时，可使装置局部或全部自动停车，以防事故发生，保证人员和设备安全。 3、关键转动设备（如 水泵、风机 等）均设备机，以确保装置安全生产。 4、公用工程管道与易燃、易爆介质管道相连时，均设置切断阀、止回阀或盲板，以防止易燃、易爆介质串入公用工程管道。 7.3 自控部分安全 （ 1）安全控制 本装置要求设计的控制系统技术先进、成熟可靠，具有较高的安全等级。据此，本设计的控制系统为先进成熟 PLC 系统，其核心部沈阳南部污水处理厂工程 安全专篇 13 分如 CPU,电源 ,通讯以及重要参数的 I/O 卡等考虑了双重化冗余结构 ,使控制系统的可靠性得到了很大的提高 .并根据 工艺要求及安全等级设置必要的安全仪表系统 (下称 SIS)，以保证装置的人员及设备安全。 （ 2）工况下的安全控制 根据装置的特点以及工艺状况 , 在检测点和控制回路的设置方面充分考虑了装置的生产安全性 .操作灵活性。 7.4 供电安全 1、装置中爆炸危险区域内电力装置的设计严格按照爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB 50058 92 的要求进行。 2、 水厂供电为二类负荷， 用电负荷采取双回路供电方式。 3、装置中的爆炸危险场所的电机、按钮、照明灯具等均选用相应的防爆电器设备。 4、中控室与待建制氢装置合用，配 置不间断电源装置，以确保供电的可靠性。装置内的各建筑物、厂棚和重要的操作点设有供安全操作和紧急疏散用的事故照明设施。 5、装置内电气线路采用阻燃铠装电缆，电缆采用电缆敷设为主，进入设备采用钢管埋地或小槽盒，电缆沟中采取填砂措施，防止在其中形成爆炸性环境。 6、高低压配电间及值班室内的电气设备均采用非防爆设备。 7、配备完善的继电保护系统，一旦生产装置或辅助设施的电气设备和电气配线发生故障时，不会损伤设备，并能避免对操作人员造沈阳南部污水处理厂工程 安全专篇 14 成伤害。 8、设防爆检修动力箱，供停工时检修用电。 9、为确保夜间生产的安全，装置区 低层及建筑物内设分散照明，以保证达到规定的照度要求。 10、装置区设手动报警按钮及专用电话，报警系统接入联合装置主控室。 7.5 防雷及防静电接地 7.5.1 设备接地 装置区内的构筑物、塔类的防雷措施按照建筑物防雷设计规范进行设计。所有电气设备正常不带电的金属外壳，所有工艺设备（包括转动机组、框架、管线等设备）均应可靠接地。 7.5.2、接地网的设置： (1)接地系统情况： 工作、防雷、保护及防静电的接地装置应可靠地相连或共用，整个装置区的接地装置构成一个封闭的接地网。选用镀锌钢材为接地系统用料，并在变 电所与装置间的接地网交接处设接地井。 (2)特殊设备的接地： 仪表控制室设置单独信号接地系统。 (3)接地电阻： 工作接地装置、保护或重复接地装置、二类建筑物接地装置及仪沈阳南部污水处理厂工程 安全专篇 15 表装置的接地装置，接地电阻均要求不大于 4 欧姆。仪表单独信号接地电阻要求不大于 1 欧姆。 7.5.3 避雷设施 避雷针及接地装置与道路、建筑物出入口及其它接地体的距离均大于 3m。 7.6 爆炸危险区域的划分及爆炸危险区域内电气设备选型 污水处理厂 爆炸危险区域的划分和电力设备的选型及安装，遵循国标 GB50058-92爆炸和火灾危险环境电力装置设计 规范。爆炸危险区域的划分图详见爆炸危险区域划分图。爆炸危险区域内安装的电气设备主要为 dIIBT4,dIICT4 或 eIIT IT3。 7.7 消防措施 （ 1）沿装置周围环行道路设置环状消防水管道及 地 下 式消火栓，消火栓间距不大于 60 米，满足消防车灭火系统的要求。 （ 2）在 污水处理厂生产车间内 设有一定数量的小型灭火器。变配电所各房间均配置 MT5 型手提式 二氧化碳灭火器。 （ 3）变电所的建筑设计严格按照建筑设计规范中有关防火、安全卫生的要求设计。火灾危险类别为：丙类；耐火等级为二级。 （ 4）在变配电所低压配电室、高压配电室电缆夹层防止热量积聚导致火灾事故的发生，设有机械排风措施。 沈阳南部污水处理厂工程 安全专篇 16 7.7 防腐措施 7.7.1 纲结构防腐 本装置所有钢结构均需做防腐处理；本装置钢结构的防腐处理采用防腐涂料。 7.7.2 管道防腐 （ 1）埋地管道防腐均按特加强级处理 ,采用环氧煤沥青防腐涂层结构 ,具体要求按石油化工设备和管道涂料防腐蚀技术规范SH3022-1999 执行。 （ 2）地上部分的工艺管道涂料防腐按石油化工设备和管道涂料防腐蚀技术规范 SH3022-1999 执行。不保温管道，管道介质温度120 或需要蒸汽吹扫的管道采用无机富锌底漆 +银粉面漆；介质温度 120 或不需要蒸汽吹扫的管道采用铁红环氧有机硅耐热底漆 +银粉面漆；保温管道：当管道介质温度 120 时，选用铁红酚醛防锈底漆；当管道介质温度 120t400 时 ,选用无机富锌底漆；当管道介质温度 400t700 时 ,选用 W30A-有机硅锌底漆。 7.7.3 设备防腐 （ 1）凡化学腐蚀严重部位 ,一般应选用不锈 钢或不锈钢复合钢板。 （ 2）凡选用的材料在使用中有可能发生应力腐蚀开裂的情况，设备制造完毕后必须进行消除应力热处理。 沈阳南部污水处理厂工程 安全专篇 17 7.8 预 防地震 1 、建筑、结构的抗震设计按照建筑抗震设计规范 GB50011 2001 进行。 2、重要设备抗震 (1)各类储罐、大型机泵等，在主体结构、与基础固定方式、接管等方面采取必要的抗震措施。 3、钢制非埋地管道（工艺和热力管道）主要在构造上采取了抗震措施。 (1)阀门及钢制管件之间设置管道补偿器。 (2)管道连接除特殊需要外均采取焊接。 4、户外给排水、可燃气体埋地管道抗 震，参照室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范 TJ32 78 执行。 7.9 标注 7.9.1 安全标志 凡容易发生事故危及生命安全的场所和设备设置安全警示标志，并在生产场所、作业场所的紧急通道和出入口，设置醒目的标志和指示箭头。对阀门布置比较集中，易因误操作而引发事故的地方，在阀门的附近均有标明输送介质的名称、符号等标志。 沈阳南部污水处理厂工程 安全专篇 18 7.9.2 安全色 对需要迅速发现并引起注意，以防发生事故的设备、管道涂有安全色。 7.10 卫生保护措施 设计中按照有关规范的要求，针对可能存在的危害因素的部位及程度，在防尘、防毒 、防暑、防寒等诸方面采取不同措施，确保操作人员的安全。 （ 1）总平面布置中充分考虑到采光、通风、日晒情况及有害有毒气体与主导风向的关系。 （ 2）有毒有害物质的装卸及检修时，为便于操作人员的安全在装置内配备有防毒面具。 （ 3）为了利于防暑在休息室、低压配电室、高压配电室、高压电容补偿室、监控室、 UPS 室等人员等房间设有空气调节措施。 （ 4）生产过程中所需注入的化学药剂均采取密闭或隔离操作，加料时操作人员应穿戴防毒面具，以防止对人体的危害。设置密闭式采样器，以减少可燃有害介质的扩散。 7.11 噪声控制措施 装