某污水处理厂研究毕业论文

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文市政与环境工程系MUNICIPALANDENVIRONMENTALENGINEERINGDEPARTMENT-PAGEII--PAGEII-摘要本文简要介绍了某污水处理厂的现状，包括城市污水处理厂的生产指标、平面布置、处理工艺以及主要生产设备等。主要工作是对污水处理厂的安全评价，目的是查找、分析和预测系统存在的危险、有害因素与可能导致的危险、危害事故后果和程度，提出合理可行的安全对策措施，指导危险源监控和事故预防，以达到最低事故率、最小损失和最优的安全投资效益。文中对污水处理厂的主要危险有害因素进行了辨识分析。在评价过程中将污水处理厂分为污水处理系统、变配电系统和沼气收集利用系统三个评价单元，分别用安全检查表法和系统火灾爆炸指数评价法对其进行了评价。评价过程中指出了此污水处理厂存在的安全问题并给出了整改措施和建议。最后给出了安全评价的结论。关键词：污水处理厂有害因素危险源安全评价安全检查表法AbstractThispaperbrieflyintroducesthestatusofasewagetreatmentplant,includingtheproductionindexesofurbansewagetreatmentplants,layout,processandmainproductionequipment.Mainjobisthesafetyevaluationofsewagetreatmentplant,thepurposeistofind,thedangerousandharmfulfactorsexistinginthesystemofanalysisandforecastingandmayleadtodanger,harmaccidentconsequencesanddegree,putforwardfeasiblesecuritycountermeasures,guidinghazardsmonitoringandaccidentprevention,inordertoachievethelowestaccidentrate,leastlossandoptimalsafetyinvestmentbenefits.Theharmfultothesewagetreatmentplantofmajorriskfactorswereanalyzedtoidentify.Sewagetreatmentplantsintheevaluationprocessisdividedintosewagetreatmentsystem,distributionsystemandmethanecollectionsystem,threeevaluationunitrespectively.EvaluationprocessispointedoutthatthesecurityproblemsofthesewagetreatmentplantandgivestheimprovementmeasuresandSuggestions.Thesafetyassessmentconclusionisalsogiven.Keywords:sewagetreatmentplant;harmfulfactors;hazard;safetyassessment;safetychecklist.PAGEII---PAGEIII--PAGE10--PAGE18-绪论研究背景在市场经济与日益竞争的环境下，我国很多行业在总结行业以往数期技术改造经验的基础上，对大型企业进行了大规模技术改造，使生产规模、技术装备、管理水平、产品质量均有很大的提升，有的已经接近国际先进水平，极大的提高了企业的综合实力和竞争水平，为企业应对国际竞争打下坚实基础。同时为了实现企业的可持续发展与社会环境保护的发展，很多城市在企业发展中不断推广建设新技术、新设备、新工艺的同时，积极建设了大量污水处理厂。但如何保障已建污水处理厂的安全运行还有待深入研究,近年来,国内外各地城市污水处理厂出现的安全事故常见诸报端。2006年5月31日,唐山市城市排水有限公司北郊污水处理厂发生落水事故,造成3人死亡。2007年5月20日,山西省运城市盐湖区雷家坡村附近的运城富斯特污水处理厂发生安全事故,一名工人正在该厂污水提升泵房污水池中清理垃圾,因缺氧窒息倒下,另两名工人在救人时发生危险。3人经抢救无效死亡(因在污水池内吸入大量沼气过度缺氧导致死亡),在出事的机房内,记者没看到任何有关安全提示,现场也没有强制通风的设备。2008年1月31日,美国旧金山一家污水处理厂发生一起安全事故,270万加仑(合1.227万吨)没有经过完全处理的污水和雨水流入旧金山湾。当地政府2月1日警告公众不要在相关水域垂钓或接触水。2008年3月3日上午11时左右,位于北京市朝阳区高碑店乡小郊亭村1号的高碑店污水处理厂23号初沉池排泥泵站,在日常检修过程中发生喷泥事故,造成3人中毒死亡,另2人中毒。这些安全事故不仅危及了人民群众的生命健康,而且势必影响城市污水处理厂的正常运行,进一步影响到污水处理厂的达标排放,最终都会危害到水环境的安全。我国目前正处于城市生活污水处理厂建设的高峰时期,而污水处理厂的安全稳定运行是保证污水处理厂发挥其应有作用的关键。所以对已有的污水处理厂进行安全评价十分必要。城市污水主要来源于城市居民生活中产生的污水、工业企业生产过程中的生产废水及城市降水和部分受污染的地表水三个方面。城市居民日常生活中产生的污水包括居民家庭、宾馆饭店、机关单位、学校、商场等设施由于居民日常活动排放的污水，如洗菜、做饭、淋浴、冲厕等。这类污水的水质特点是含有较高的有机物，如淀粉、蛋白质、油脂以及氮、磷等无机物，还含有病原微生物和较多的悬浮物。工业企业在生产制造过程中产生的废水包括生产工艺废水、循环冷却水及综合废水。由于生产行业不同，工业废水的水质也不相同。这类废水总的来说排放量较大、污染物含量高、处理困难、对环境危害大。由于生产的周期性，一天之中排放的废水量变化也较大。工业废水是城市污水的重要组成部分，并得到了广泛的重视。降雨径流是由城市降雨或冰雪融化水形成的。初期降雨和冰雪融化水的污染也较严重，若能纳入城市污水管道加以处理，是一种理想的安排。对于分别敷设污水管道和雨水管道的城市，降雨径流汇入雨水管道而得不到处理；对于采用雨污合流排水管道的城市，虽然可以使一部分初雨径流与城市污水一同加以处理，但雨量较大时由于超过截流干管的输送能力或污水处理厂的处理能力，大量的雨污混合水出现溢流，造成了对水体更严重的污染。国内外研究现状1.2.1国外研究现状20世纪50年代以后，全球人口急剧增长，工业迅速发展，人类对水资源的要求以惊人的速度增长，而日益严重的水污染却使可用水资源迅速减少，全球水资源状况迅速恶化，水位计日趋严重，严重地危及人类的身体健康。发达国家的政府相继制定了环境保护法律、法规，强制企业治理污染，环保产业逐步发展起来。发达国家的污水处理行业起步较早，国家政策、管理机制健全，污水处理行业有很强的盈利能力，处于良性发展之中。经过数十年的发展，欧美发达国家的污水处理行业取得了长足进步，使本国人的生活环境得到了极大改善。虽然目前污水处理的主要目的是减少环境污染，降低污染对人类健康的影响，经过处理的污水主要用于灌溉和地下水的回灌，但许多发达国家已掌握污水深度处理技术，并进入了生产阶段。欧美的发达国家有想当多的环保研究机构，污水处理技术一直处于领先地位，这在污水处理设备上的表现十分明显，如欧洲的污水处理设备不但技术先进，而且质量优良。虽然我国在污水处理设备的研究和生产方面也取得了突破性进展，但我们常见到的污水处理厂的主要设备均来自欧洲。美国大约有15600座市政污水处理厂，总处理

能力约为15×108m3/d。污水处理厂规模从5000～250×104m3/d不等，其中80％左右的处理规模小于1×104m3/d。污水处理行业现有各种运行、维护和管理人员约100万人，这些职工长期暴露于物理、化学和生物危险中。美国国立职业安全和健康研究所(NIOSH)提供的数据如下：1992—1997年，共记录了近20000次致命性的职业伤害，其中34项涉及污水处理厂的操作人员。在美国，污水处理行业发生事故的死亡人数仅次于采矿业和建筑业，排在第3位。事故最多的是1994年，共发生了10起。致命性事故中有13起是头部受伤或溺水死亡。此外，对发生在1984—1989年相对独立的16次事故中的31位受害者进行调查分析，其中有2人是触电身亡，其余是在污水处理设施的主要危险区域身亡的。这29位在危险区域死亡的人中，有8人是为了营救其他同事而牺牲，4人是由于长期停留在高浓度硫化氢环境中，5人是由于被污水淹没而导致死。面对这些惨痛的血的教训，20世纪90年代末，美国及欧洲一些国家针对污水处理行业，制定了一系列法规和安全规章制度。一些国家的职业安全部门为污水处理厂及职工提供了实用性很强的操作程序指南，开展职业安全程序方面的培训，并对污水处理厂内的设备使用提出职工安全方面的要求。1.2.2国内研究现状中国是世界上最缺乏水的国家之一，数千万居民深受缺水之苦，西北地区成为重灾区，解决缺水问题迫在眉睫。随着经济的迅速发展，人口飞速膨胀，我国的水资源状况日趋严峻。水资源短缺和水污染已成为我国城市可持续发展的主要制约因素，许多地方政府都已制订了庞大的治水计划，这也为水务行业的发展提供了广阔的市场。虽然我国的污水处理行业到20世纪80年代才起步，单经过30年的努力，我国的污水处理行业已经取得长足的进步，总体规模迅速扩大，处理方式不断增加，技术水平明显提高，一批具有科研、生产、设计、施工、运营和服务一体化能力的公司迅速成长起来。近年来，随着环保执法力度的加大和群众环境意识的提高，城市环保设施的建设和环境服务市场需求不断扩大，服务的范围拓展到环保工程总承包、环保设施专业化运营、投融资模及风险评估等方面。城市污水处理厂建设运营市场化步伐加快，采用BOT、BO、TOT等模式建设运营污水处理厂，成为环境服务的热点。在城市环保设施建设和运营管理上，出现政府融资，企业化运营，政府引导、民间投资，政府资助、企业投资，民间集资、企业化管理等多种模式。目前，赢过、美国、发过、德国、瑞士等国均已基本普及了城市污水处理厂，有效地控制了水污染。由于国家和各级政府对环境保护的重视程度不断提高，中国污水处理行业快速增长，污水处理总量逐年增加，城镇污水处理率不断提高，但目前中国污水处理行业扔处于初级阶段，与实际需要的差距仍然很大，还需继续加大投资力度。例如，截至2009年，中国平均73万人拥有一座污水处理厂，而瑞典5000人就拥有1座污水处理厂，可见差距之悬殊。这主要是因为中国目前的污水处理能力尚跟不上用水规模的迅速扩张，污水处理技术和设备水平十分有限，官网、污泥处理等配套设施建设严重滞后，另外，资金缺乏致使我国污水处理厂的负荷偏低也是原因之一。中国尚需完善污水处理的政策、法规，建立监管体制，创建合理的污水处理收费体系，扶持国内环保产业发展，推进污水处理行业的产业化和市场化。目前，我国对城市污水处理厂的研究主要集中在对污水处理工艺的研究和环境评价方面。污水处理厂的安全评价方面的研究目前还很少，主要有朱崇明、朱国珍、曾斌等人发表的《污水处理厂安全评价分析》和湖南科技大学化学化工学院李方文等发表的《城市污水处理厂安全运行问题探讨》等。《污水处理厂安全评价分析》中列举了生产过程中的危险因素和有害因素，并给出了相应的安全对策措施。生产过程中的危险因素有中毒和窒息、电气伤害、淹溺、火灾爆炸、机械伤害、起重伤害等。生产过程中的有害因素有噪声与振动和非电离辐射。文中提出的安全对策措施有防中毒窒息、防电气伤害、防淹溺、防火灾爆炸、防机械伤害、防起重伤害、防辐射、防噪声与振动等。《城市污水处理厂安全运行问题探讨》从城市污水处理厂达标出水的生命周期评价的角度,提出城市污水处理厂安全运行的内涵,即以保障出水达标为核心,同时防止污水处理过程中发生安全事故和对污水处理厂周围环境的污染;分析影响城市污水处理厂安全运行的因素;从保障出水达标、防止污水处理过程中发生人员伤亡、防止污水处理厂对周围环境产生污染和建立健全完善的管理制度等方面,探讨如何保证污水处理厂安全运行。所探讨的问题,主要为提高我国城市污水处理厂安全运行提供了理论依据,并对预防及减少污水处理的安全事故发挥了积极作用。1.3安全评价现状及目前存在的问题总体来看，我国安全评价工作开展较晚，无论是安全评价原理和方法，还是安全评价基础数据，与一些工业化国家都有很大的差距。如我国还没有建立系统的风险标准，在欧洲、美国等普遍采用的量化的定量风险评价法由于没有基础数据库我国还很少采用。我国目前的安全评价还停留在对生产过程的危险有害因素的识别与分析，查找生产过程中的事故隐，按照安全生产法律法规和标准提出安全对策措施的阶段。尽管安全评价在世界范围内受到高度重视，国内外安全评价理论和方法的研究也有了很大进展，同事也已研究开发出几十种安全评价方法和商业化的安全评价软件包。但由于安全评价不仅涉及自然科学，而且涉及管理学、逻辑学、心理学等社会科学的相关知识，另外，安全评价指标及其权值与生产技术水平、安全管理水平、生产者和管理者的素质以及社会和文化背景等因素密切相关，因此，每种评价方法都有一定的使用范围和限度。定性评价方法主要依靠经验判断，不同类型评价对象的评价结果没有可比性。美国道化学公司开发的花在爆炸危险指数评价法主要用于评价规划和运行的石油、化工生产经营单位生产、储存装置的火灾、爆炸危险性，该方法在指标选取和参数确定等发面还存在缺陷。概率风险评价方法以人机系统可靠性分析为基础，要求具备评价对象的元部件和子系统以及人的可靠性数据库和相关的事故后果伤害模型。定量安全评价方法的完善，还需进一步研究各类事故后果模型、事故经济损失评价方法、事故对生态环境影响评价方法、人的行为安全性评价方法已经不用行业可接受的风险标准等。主要危险、有害因素辨识与分析危险、有害因素的定义（1）危险因素：能对人造成伤亡或对物造成突发性损害的因素。（2）有害因素：能影响人的身体健康，导致疾病，或对物造成慢性损害的因素。通常情况下，对两者并不加以区分而统称为危险、有害因素，主要指客观存在的危险、有害物质或能量超过临界值的设备、设施和场所等。污水处理厂的危险有害因素中毒窒息城市污水处理厂进水主要由生活污水、工业废水和城市降雨径流组成。有关资料表明，接纳了工业废水的污水处理厂比仅处理生活污水的污水处理厂的气体逸出速率高。这些有毒有害气体主要来源于进水部分和污泥处理部分，即格栅间、曝气池、储泥池、脱水机房、污泥消化池、污泥浓缩池以及容器、管道等，它的主要成分是硫化氢、甲烷、一氧化碳和氨等。另外，加氯车间储存有大量液氯，有可能发生泄漏。（1）硫化氢。硫化氢一般在厌氧或缺氧的条件下产生，并随着水的流动散发出来。硫化氢是无色有臭鸡蛋味的气体，能造成细胞缺氧窒息死亡，并对眼和呼吸道粘膜产生强烈的刺激作用。人体吸入硫化氢可引起中毒，甚至昏迷、死亡。（2）甲烷。甲烷基本无毒，但浓度过高时，使空气中氧含量明显降低，会使人窒息。（3）一氧化碳。一氧化碳为无色无味的气体，进入人体之后会使血红蛋白不能再与氧气结合，引起机体组织出现缺氧，导致人体窒息死亡。污泥消化过程会释放出一氧化碳等气体，作业人员进入污泥处理单元及污水管道时，若未先行通风就进行作业，容易发生一氧化碳中毒。（4）氯气。氯气通常情况下为有刺激性气味的黄绿色的气体。主要通过呼吸道侵入人体，对上呼吸道黏膜造成有害的，造成呼吸困难，严重时会发生肺水肿导致死亡。火灾爆炸（1）甲烷燃烧爆炸。污泥消化过程会释放出甲烷。甲烷是种爆炸气体，浓度过高遇火会引起爆炸或燃烧。（2）变压器着火爆炸。变压器属充油电气设备，在严重过热、主变压器绝缘老化、内部短路时，容易引起火灾。变压器油为可燃液体，其蒸气与空气混合形成爆炸性气体，遇明火可能引发爆炸。（3）电缆着火。电缆绝缘材料为可燃材料，当电缆自身故障或与高温物体接触时，易引起电缆着火。电缆着火后蔓延速度极快，容易酿成火灾事故。（4）开关柜着火。开关类设备运行中，油断路器严重缺油，断路器及隔离开关支柱绝缘子断裂等可导致接头严重发热而熔化或熔断，继而扩大为火灾事故。（5）污水处理厂实验室内存在大量易燃、易爆化学物品，极易发生火灾、爆炸等安全事故。如①操作不当，使易燃易爆物质接触到火源。②实验室压力容器严重老化，存在各种缺陷和故障，造成易燃易爆物品泄漏，遇到明火而引起爆炸。③供电线路老化等原因，导致线路发热，引起线路电线着火。淹溺污水厂设有沉砂池、配水井、氧化沟、二沉池等处理设施，其中沉沙池深3.35m，配水井深4.95m，氧化沟深4.5m，二沉池深6.5m，出水井深5.8m。在众多池深均大于3m的生产厂区巡查或作业时，如果设施存在缺陷，防护措施不到位，作业人员违章操作，未穿防滑工作靴，均可滑跌坠入集水池，尤其在雨天和冰雪天气最易引发淹溺事故。2.2.4机械伤害污水厂常用机械常年在污水、烈日、严寒等恶劣条件下工作，极易损坏。机械外露运动部件缺乏安全防护装置或装置失效，在运行过程中人为拆下安全防护装置而未复原，违章带电检修等，均可造成机械伤害。另外，进水泵房、污泥回流泵房及脱水车间均设有起重机。起重作业时由于安全装置失灵、捆绑吊挂不牢固或吊物下有人、超载等引起钢丝绳断裂或损伤，可造成机械伤害。2.2.5电气伤害污水厂的变、配电室配有变压器、开关柜，另有电机、电缆及照明装置等电气设备。这些设备常年在户外潮湿、腐蚀环境下运行，绝缘层易老化或遭受机械损伤，致使绝缘强度降低而引发短路故障。值班人员操作和维修时易发生触电事故，造成电气伤害。2.2.6噪声和振动污水处理厂噪声源于设备在运转过程中产生的振动、摩擦和碰撞，主要集中在进水泵房、出水泵房、鼓风机房和污泥脱水车间。根据《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348－2008），厂界噪声排放白天不得超过70dB（A）。水泵、鼓风机、通风机在运行时，声压级可达105dB（A）。作业人员长期在高噪声环境中工作，会引起听力损伤、心血管系统紊乱和中枢神经功能失调。2.2.7生物伤害污泥主要来源于格栅间截流的悬浮物、生物处理工艺产生的污泥和沉砂池、初沉池及二沉池的沉后污泥。污泥中含有大量的病原菌、有机污染物和重金属等有害成分，作业人员如在无防护措施下长期接触，会对身体造成损害。2.2.8化学伤害实验室经常需要对化学品进行加温加热，稍不小心就会灼伤身体；或者进行硫酸稀释时，高温气体、液体溅到人体皮肤上，烫伤或腐蚀皮肤。2.2.9非电离辐射污水处理厂消毒处理采用紫外线消毒。紫外线能穿透细胞壁并与细胞质反应。如作业时防护不当，直接暴露在紫外线下会导致作业人员灼伤眼睛和皮肤，并破坏人体免役系统。空气处理设备的选择风系统的设计通风系统参考文献致谢基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的