亚行大地8—环境风险评价修

1、亚行贷款河南省畜牧养殖及产品安全示范项目子项目河南大地牧业有限公司生猪养殖及粪污处理项目 第八章环境风险评价第八章 环境风险评价环境风险评价是环境影响评价领域中的一个重要组成部分，伴随着人们对环境危险及其灾害的认识日益增强和环境影响评价工作的深入开展，人们已经逐渐从正常事件转移到对偶然事件发生可能性的环境影响进行风险研究。本项目所产生的沼气为易燃、易爆物质，具有一定的潜在危险性。在突发性的事故状态下，如果不采取有效措施，一旦释放出来，将会对环境造成不利影响。8.1 风险识别8.1.1 物质风险识别（1）成分沼气是一种混合气体，它的主要成分是甲烷，其次有CO2、H2S、氮及其他一些成分。沼气的组

2、成中，可燃成分包括CH4、H2S、CO和重烃等气体；不可燃成分包括CO2、氮和氨等气体。沼气中CH4含量为60%、CO2含量为35%、H2S平均含量为0.034%、N2及其它为4.966%。（2）理化性质沼气主要成分为甲烷，主要组成与性状：甲烷分子式为CH4，分子质量16.04，无色无味的气体，密度在0、101.352kpa时为0.7174kg/Nm3，相对密度（设空气的密度为1）为0.5548，微溶于水，溶于醇和乙醚。（3）危险特性甲烷对人基本无毒，但浓度过高时，使空气中氧含量明显降低，使人窒息。当空气中甲烷达25%-30%时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、供济失调，

3、若不及时脱离，可致息死亡。皮肤接触液化本品，可致冻伤。易燃，闪点-188（），爆炸下限5.3（%）。引燃温度538（），爆炸上限15（%），最小点火能0.28（mJ），最大爆炸压力0.717（MPa）。与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与五氧化溴、氯气、次氯酸、三氟化氮、液氧、二氟化氧及其它强氧化剂接触剧烈反应。沼气的主要特性参数见表8-1。表8-1 沼气主要特性参数一览表序号特性参数CH4 50%CH4 60%CH4 70%CO2 50%CO2 40%CO2 30%1密度（kg/m3）1.3471.2211.0952比重1.0420.9440.8473热值（kJ/m

4、3）1793721524251114理论空气量（m3/m3）4.765.716.675爆炸极限（%）上限26.124.4420.13下限9.528.87.06理论烟气量（m3/m3）6.7637.9149.0677火焰传播速度（m/s）0.1520.1980.2438.1.2 环境风险事故分析对关键单元的重点部位及其薄弱环节分析，见表8-2。表8-2 重点部位及其薄弱环节重点部位典型设备及特点薄弱环节可能发生的事故原因类型后果发酵厌氧罐管线维护保养不当管线损坏沼气泄漏，遇火源发生火灾、爆炸储存贮气柜，钢钟罩浸入和升出水槽水面次数频繁，储气中H2S腐蚀性较强，启用前需进行置换钢钟罩管线水封维护保

5、养不当操作不当局部腐蚀穿孔管线损坏水封高度不足沼气泄漏，遇火源发生火灾、爆炸火灾爆炸事故的主要原因：制度不健全或者不执行；工艺设计和技术缺陷；设备缺陷；违反操作规程或者违章指挥；缺乏安全意识和防火防爆技术知识；缺乏检查和维修保养；引火源控制不当；沼气的储存和使用不当。8.2评价等级及风险评价目标8.2.1 评价等级确定本项目涉及的危险物质为沼气，属于易燃爆危险物质，沼气贮存场所最大储存量为200m3，折合0.19t（1t即1050m3），低于临界量50t，故未构成重大危险源，项目所处地区为非环境敏感地区，根据建设项目环境风险评价技术导则（HJ/T1692004），本项目环境风险评价工作等级为二

6、级。8.2.2 环境风险敏感目标评价确定本项目风险评价范围为距离源点半径3km的圆形区域范围，评价范围内环境敏感点分布情况见表1-1和附图二。8.3 源项分析8.3.1事故树分析不同事故其引发因素、伤害机制、危害时间及空间尺度上有很大区别，并相互作用和影响。由上述事故统计和风险识别可知，本项目主要危害物质具有燃烧爆炸的特性，从而决定了项目的主要危险事故为火灾、爆炸。项目物料泄漏未遇电火遇电火气相扩散大气污染大气污染液相挥发喷射火灾池火灾蒸气云爆炸泄漏口燃烧液面燃烧蒸气遇火受热膨胀爆炸物理化学火灾大气污染图8-1 事故类型树状图8.3.2最大可信事故最大可信事故指事故所造成的危害在所有预测的事故

7、中最严重，并且发生该事故的概率不为0。根据上述风险识别、分析和事故分析的基础上，本工程风险评价的最大可信事故设定于表8-3。表8-3 最大可信事故设定装置设备危险因子最大可信事故危险化学品贮存区贮气柜沼气泄漏造成火灾爆炸风险8.4 火灾爆炸事故分析沼气爆炸需要具备三个条件：一定的甲烷浓度，一定的引火温度和足够的氧浓度，三者缺一即不可能发生爆炸。（1）甲烷浓度在新鲜空气中甲烷的爆炸极限一般为515%，5%称为爆炸下限，15%称为爆炸上限，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

8、的影响。沼气混合气体中，混入惰性气体，可能降低沼气爆炸的危险性，增加1%的CO2时，甲烷的爆炸下限提高0.033%，上限降低0.26%；当达到22.8%时，即失去爆炸性，该项目产生的沼气，CO2含量可高达25%，可使甲烷的爆炸极限范围大大缩小。（2）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650750，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。因此，养殖场尤其是沼气工程附近应严禁烟火。（3）氧浓度甲烷的爆炸极限与氧浓度有密切关系，这种关系如图8-2所示。由图可知，甲烷的爆炸极限将随着混合气体中氧浓度的降低而缩

9、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。图8-2 甲烷爆炸极限与氧气浓度关系图8.5 环境风险防范措施及应急预案8.5.1 环境风险防范措施本项目沼气利用前所采取的措施如图8-3。沼气脱硫器脱水器阻火器贮气柜锅炉、发电、伙房厌氧系统图8-3 沼气利用流程图（1）脱水器（气水分离器）沼气是高湿度的混合气。沼气自消化池进入管道时，温度逐渐降低，管道中会产生大量含杂质的冷凝水，容易堵塞、破坏管道设备。沼气管道最靠近消化池的位置，沼气温降值最大，产生的冷凝水最多，在此点设置了冷凝水去除罐。在沼气系统中，管线一般都设计为1

10、%左右或更大的坡度，低点设置冷凝水去除罐。较长的管线特别考虑一定的距离设置了一个去除罐。另外，在重要设备如沼气压缩机、沼气发电机、废气燃烧器、脱硫塔等设备沼气管线入口，在干式气柜的进口和湿式气柜的进出口处都设置冷凝水去除罐。有时在某些设备如沼气压缩机出口处还需要设置高压水去除罐。 正常运行时，操作人员每天检查时，都会发现一些去除器（特别是靠近消化池的）有大量的冷凝水排出。当构筑物和设备检修时，还可以向冷凝水去除器中注水，作为水封罐。（2）脱硫（硫化氢的去除）沼气中H2S质量浓度为2g/m3，需要进行脱硫处理，以防止对贮气柜以及沼气输送管道的腐蚀影响。工程拟采用干法脱硫，脱硫装置内放入专用脱硫剂

11、。脱硫装置原理为在一个容器内放入填料，填料层有氧化铁等，沼气以低流速从一端经过容器内填料层，H2S氧化成硫或硫氧化物后，余留在填料层中，净化后气体从容器另一端排出。经脱硫设备处理后（脱硫效率为99.2%），沼气中H2S含量为16mg/m3。一般贮气柜在设计时，采取有防腐措施，经脱硫处理后的沼气不会对贮气柜产生大的腐蚀影响，即其因腐蚀导致贮气柜泄露的可能性很小。（3）沼气的安全利用沼气净化后进入贮气柜，贮气柜对整个系统具有气量调蓄和稳压的作用。在贮气柜进口管线上设置了消焰器（阻火器），此外，在所有沼气系统与外界连通部位（如：与真空压力安全阀、机械排气阀连接安装）以及沼气压缩机、沼气发电机、锅炉等

12、设备的进出口处、废气燃烧器沼气管进口处都安装了消焰器。消焰器内部填充了金属填料，当火焰通过消焰器填料间缝隙时，热量被吸收，气体温度降至燃点以下，达到消焰目的。沼气与空气一定的混合比和遭遇明火是沼气爆炸或燃烧两个条件。消焰器的设置有效地防止了外部火焰进入沼气系统及火焰在管路中传播，进而防止了系统产生爆炸。从消化池流出的沼气中常带有泡沫和浮渣等杂质，容易堵塞填料，阻碍气体通过，增加管路阻力。管理操作人员可以测量记录沼气通过不同部位消焰器的压力变化以确定检查清洗填料的周期，实际运行中经常会由于消焰器清洗不及时出现的系统压力波动和运行问题。设计时，在消焰器的前后一般设置阀门以便维护。（4）压力安全防护

13、装置沼气利用系统是一个压力系统，如果沼气收集和使用不平衡，系统压力可能升高超过允许值；粪污或沼气从厌氧反应罐或气柜过快地排出可能引起构筑物内部的真空状态；为防止系统超压或处于真空状态对构筑物和设备可能造成的破坏性影响，保证系统的操作压力，使沼气不会经常排放到空气中，在厌氧反应罐和气柜顶部都设置了真空压力安全阀。因为真空压力安全阀安装在沼气系统与外界大气连通的部位，需要与消焰器同安，以避免外部的火焰进入沼气系统。在真空压力安全阀和消焰器与消化池连接处设置了常开的阀门，便于检修设备。不同位置的压力安全阀的设定应在系统工作压力的基本值上根据各构筑物间的管路损失设定相应值。操作人员同样需要定期清理超压

14、排气口和真空进气口的密封面。在脱硫装置的入口处安装了负压防止阀，防止阀门前部系统沼气量不够的情况下，后部使用系统依然继续抽吸气体。（5）系统工作压力的设定整个沼气系统工作压力的设定需要综合考虑以下几个因素： 沼气系统保证在正压情况下运行。 贮气柜自重情况下的静压。 计算出从厌氧反应罐至贮气柜最终到沼气利用设备的管路损失，保证正常工况下，气体至沼气利用设备增压机或废气燃烧器入口处压力满足设备要求。厌氧反应罐中气相压力尽可能低，使沼气能够最大量地从粪污中释放出来。综合上面的限定可以得到厌氧反应罐正常工作压力，系统中其余各点的压力根据不同的管路损失可以分别计算出。运行时，一般通过改变贮气柜顶部的配重

15、来设定和调节厌氧反应罐的工作压力 （即系统压力）。（6）构筑物及设备自身系统的压力保护厌氧反应罐、贮气柜、沼气压缩机及各种沼气利用设备在系统工作压力下正常运行，在此值的基础上压力会有波动，但各设备及构筑物自身系统的控制及安全装置保证了某一设备及构筑物处的压力变化不会影响整个系统。 沼气压缩机将沼气送入消化池进行污泥搅拌。沼气压缩机自身系统应具有保护功能，进气压力低到一定设定值时报警，继续降低时，停机；出气压力高过一定设定值时报警，继续升高时，停机。压缩机自身系统的这些设置可以避免在系统压力低于正常值时过分抽吸沼气造成负压，或使后部系统压力超过允许值。 沼气发电设备进气端也有相同的保护设置。厌氧

16、反应罐、贮气柜顶部安装了真空压力安全阀，防止过高压力破坏构筑物的气密性及负压可能对结构造成的毁坏。高压系统中使用的球罐顶部同样需要安装过压排气阀。（7）系统中设备、构筑物之间的连锁控制沼气系统中构筑物及设备之间有管线连通，使之不是彼此孤立而是可以连锁控制的。低压系统的总气量体现在贮气柜高度值变化上，贮气柜对整个系统具有气量调蓄和稳压的作用，系统内部可以互相补气以平衡压力。同时，贮气柜的高度值被传送到中控室，既便于监视，又使系统中各设备开停可以根据贮气柜高度进行如下连锁控制：贮气柜高度在总高度5%90%之间为正常运行区域。贮气柜高度低于5%时，停止沼气压缩机，停止沼气使用设备如发电机组。如果系统

17、控制出现故障，压力降低到真空安全阀的设定值时，真空安全阀动作，防止负压可能对结构造成的毁坏。贮气柜高度高于90%时，启动废气燃烧器。由于废气燃烧器的使用，贮气柜高度将开始降低，当贮气柜高度低于90%（可根据工程具体情况设定）时，停止废气燃烧器。如果废气燃烧器出现故障，贮气柜高度继续升高到93%时，如果气柜顶部设有机械排气阀时，打开排气阀排气。即机械排气阀动作设定值可为贮气柜高度的93%。如果机械排气阀排气量不足，贮气柜高度机械升高至95%时，中控室显示信号报警。如贮气柜高度依然继续升高到顶点时，系统压力开始升高，到达压力安全阀的设定开启值时，消化池和贮气柜顶部的压力安全阀开启以保护构筑物免受毁

18、坏，安全阀开启后的放空气体采取自动燃烧器进行燃烧。应该注意到压力安全阀的动作压力值必须低于贮气柜气密性保护的最高压力值。沼气系统各构筑物和设备之间通过连锁控制，真正联合成一整体系统，更进一步确保了系统的正常运行。评价建议在此基础上，还应对贮气柜的施工及运行采取如下措施：贮气柜宜布置在气源附近。贮气柜必须设有防止过量充气和抽气的安全装置。放空管应设阻火器。阻火器宜设在管口处。放空管应有防雨雪侵入和杂物堵塞的措施。贮气柜水封池采用地上式，建造材料一般为钢板或钢筋混凝土。湿式贮气柜应设置上水管、排水管和溢流管；钟罩应设置检修人孔，直径不小于600mm，钟罩外壁应设置检修梯。湿式贮气柜设置供热系统。当

19、湿式贮气柜钟罩与水封池均为钢板制造时，须做防腐处理。贮气柜安全防火距离a）贮气柜至烟囱的距离，应大于20m； b）贮气柜至架空电缆的间距，大于15m；c）贮气柜至民用建筑或仓库的距离，应大于25m。沼气贮气柜出气口处应设阻火器。贮气柜外建围墙，站内严禁火种, 贮气柜上安装避雷针，并安装沼气泄漏检测仪。 施工由经过技术培训的施工人员安装。强化安全管理及职工风险意识。综合上述分析，沼气在贮存、利用设计中采用有比较安全的操作系统及规程，其在贮存和利用过程中事故风险水平很低，发生重大安全事故的概率也很低。8.5.2 沼气贮存泄露应急预案为保证企业及人民生命财产的安全，防止突发性重大事故发生，或在发生事

20、故时，能迅速有序地开展救援工作，尽最大努力减少事故的危害和损失，根据中华人民共和国安全生产法，公司应制定企业级事故应急救援预案，成立以厂长为总指挥，副厂长为副总指挥的事故应急救援队伍，指挥部下设办公室、工程抢险救援组、医疗救护组、后勤保障组。根据工程特点，公司应对于项目中可能造成环境风险的突发性事件制定应急预案，见表8-4。表8-4 工程应急预案一览表序号项目内容及要求1总则简述生产过程中涉及物料性质及可能产生的突发事故2危险源概况评述危险源类型，数量及其分布3应急计划区生产、贮存区、邻区4应急组织工厂：厂指挥部负责全厂全面指挥专业救援队负责事故控制、救援善后处理地区：地区指挥部负责工厂附近地

21、区、全面指挥、救援、疏散专业救援队负责对厂专业救援队伍支援5应急状态分类及应急响应程序规定事故的级别及相应的应急分类响应程序6应急设施、设备与材料生产装置：（1）防火灾、爆炸事故应急设施、设备与材料，主要为消防器材（2）防止原辅料泄漏、外溢、扩散（3）事故中使用的防毒设备与材料贮存区：（1）防火灾、爆炸事故应急设施、设备与材料，主要为消防器材（2）防止原辅料泄漏、外溢、扩散（3）事故中使用的防毒设备与材料7应急通讯、通知与交通规定应急状态下的通讯方式、通知方式和交通保障、管制8应急环境监测及事故后评估由专业队伍对事故现场进行侦察监测，对事故性质、参数与后果进行评估，为指挥部门提供决策依据9应急

22、防护措施，消除泄漏方法和器材事故现场：控制事故、防止扩大、漫延及链锁反应、消除现场泄漏物、降低危害；相应的设施器材配备邻近区域：控制事故影响范围，控制和消除污染措施及相应设备配备10应急剂量控制、撤离组织计划、医疗救护与公众健康事故现场：事故处理人员对毒物的应急剂量控制规定，现场及邻近装置人员撤离组织计划及救护工厂邻近区：受事故影响的邻近区域人员及公众对毒物应急剂量控制规定，撤离组织计划及救护方案11事故状态终止与恢复措施规定应急状态终止程序：事故善后处理，恢复措施，邻近区域解除事故警戒及善后恢复措施12人员培训与演练应急计划制定后，平时安排主要岗位人员进行安全教育培训与演练13公众教育和信息

23、加强公众宣传教育和培训，让公众和员工对主要化学化工原料、产品等有深刻的了解、认识和安全防患意识14记录和报告设置应急事故专门记录，建立档案和专门报告制度，设专门部门并负责管理15附件与应急事故有关的多种附件材料的准备和形成8.6 地下水污染风险分析本项目产生的废水主要为养殖废水和职工生活污水，可能存在地下水污染问题，采取以下措施预防地下水污染。1、畜禽养殖业污染防治技术规范（HJ/T812001）规定，养殖场的排水系统应实施雨水和污水收集输送系统分离，在场区内设置的污水收集输送系统，不得采用明沟布设。排水沟应采取水泥硬化防渗措施或采用水泥排水管进行输送，防止随处溢流和下渗污染。2、猪粪贮存设施

24、应采取有效的防渗处理工艺，防止粪便淋滤液污染地下水。3、做好预处理池、反应主池、沉淀池、排水沟、沼渣滤液收集池、雨水收集池等的防渗工作，应充分考虑农间作期间影响和雨季影响，能够保证有足够的容量以容纳养殖场产生的废水。养殖场废水沉淀池应按期清淤，各池建设时应高出地面至少20cm以上，以保证大雨时雨水不进入、污水不外溢。4、项目在施工阶段，应充分做好排污管道的防渗处理，杜绝污水渗漏，确保污水收集处理系统衔接良好，严格用水管理，防止污水“跑、冒、滴、漏”现象的发生。经采取上述措施后，可有效避免粪污下渗或外溢对地下水造成污染，项目建成后猪舍周边的地面、道路采取硬化防渗处理，对地下水涵养带来了负面影响。

25、因此建设一定的生态绿地是解决雨水下渗补充地下水资源的有效途径。绿地不仅渗透能力强，而且植物根系能对雨水径流中的悬浮物、杂质等起到一定的净化作用。综上分析，在落实好防渗、防污措施后，本项目污染物能得到有效处理，能够避免因下渗或泄漏对地下水造成影响。8.7 污染处理设施运行风险分析8.7.1 沼气处理设施运行风险分析项目废水采用UASB厌氧发酵工艺，由于厌氧受水体温度影响较大，冬季低温可能对污水处理设施正常运行产生一定的风险隐患，为解决冬季反应器温度低的问题，项目采用的UASB厌氧反应罐为半地下式，厌氧发酵间采取全封闭结构，同时污水从猪舍自流到治污区都是经过地下暗道，冬天的地温高于外界环境温度，按

26、照牧原自测数据，基本上流入厌氧反应器的污水温度比环境温度高出3-5，进水温度在10以上；再次冬季的污水产生量实际生产要低于夏季很多，会增加污水的厌氧反应时间，使发酵温度可维持在15以上，满足工艺要求，沼气处理设施可正常运行。同时可保证后续沼气利用装置的正常运营。8.7.2粪污处理设施运行风险分析根据畜禽养殖业污染防治技术规范（HJ/T812001）规定：（1）养殖场的排水系统应实行雨水和污水收集输送系统分离，在场区内外设置的污水收集输送系统，不得采取明沟布设。（2）贮存设施应采取有效的防渗处理工艺，防止畜禽粪便污染地下水。（3）贮存设施应采取设置顶盖或围堰等防止降雨(水)进入的措施。因此，企业必须建设雨、污分流管网，雨水管网建设时，可设置为明沟，沟