垃圾滲濾液處理工藝和安全生產(chǎn)探討之安全生產(chǎn)

垃圾滲濾液處理設(shè)施是垃圾填埋場普遍存在而又不可缺少的生產(chǎn)設(shè)施。它將垃圾降解過程中產(chǎn)生的滲濾液經(jīng)過凈化處理，達(dá)到國家規(guī)定的污水排放標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行排放或回收利用。滲濾液在隔氧條件下會產(chǎn)生甲烷、硫化氫、氨氣等易燃易爆氣體，如通風(fēng)不暢，極易形成爆炸性氣體混合物，火災(zāi)爆炸危險性極大，如果忽視了防火管理，防范措施不到位，一旦遇到各種點(diǎn)火源，就會產(chǎn)生爆炸。硫化氫、氨氣等氣體除具有易燃易爆性質(zhì)以外，也兼具有高毒性特點(diǎn)，且其毒性行會遠(yuǎn)早于易燃易爆性體現(xiàn)出來，如果被忽視，極易發(fā)生中毒窒息事故。此外，滲濾液處理設(shè)施運(yùn)行中還存在機(jī)械傷害、觸電、坍塌、淹溺、爆炸、高處墜落、物體打擊等風(fēng)險，因此，垃圾滲濾液處理設(shè)施安全生產(chǎn)工作應(yīng)引起有關(guān)部門和企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的高度重視。一、垃圾滲濾液處理設(shè)施安全風(fēng)險分析1、滲濾液富集存在垃圾堆體位移坍塌、壩體潰壩風(fēng)險垃圾填埋目前依然是我國垃圾處理依然是我國城市固體廢棄物的主要處置方式之一，隨著城市垃圾清運(yùn)量的快速增長，各垃圾填埋場堆體高度逐漸增大，填埋場堆體和壩體的穩(wěn)定性問題逐漸暴露出來。如填埋場一旦發(fā)生滑坡和潰壩災(zāi)害，不但造成人員傷亡，而且滑坡和潰壩引起的垃圾擴(kuò)散、滲濾液外漏、廢棄排放，會嚴(yán)重污染周圍環(huán)境。研究表明滲濾液水位是影響垃圾堆體和壩體穩(wěn)定性的主要因素，滲濾液水位過高會引發(fā)各種形式的垃圾堆體邊坡失穩(wěn)、壩體承受壓強(qiáng)增加。特別是南方濕潤多雨，填埋場內(nèi)滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)發(fā)生淤堵等原因時，出現(xiàn)填埋體內(nèi)滲濾液水位過高，導(dǎo)致垃圾堆體極易發(fā)生滑坡，滲濾液在堆場內(nèi)不斷富集，增加對壩體的壓強(qiáng)，導(dǎo)致壩體極易發(fā)生潰壩，如南方某大型填埋場，2016年8月由于第4號臺風(fēng)“妮妲”的影響，該垃圾填埋場堆體內(nèi)部水位急劇上升，滲濾液水位大多在填埋面一下5m，邊坡出現(xiàn)多處漏點(diǎn)和溢流點(diǎn)，8月4日該垃圾填埋場南坡發(fā)生垃圾堆體滑移，滑移體積約為4000m3。為考慮滲濾液收集和外排因素，滲濾液處理設(shè)施大多會布置在受滑坡和潰壩影響的區(qū)域。鑒于此，垃圾填埋場運(yùn)行過程中的滲濾液水位監(jiān)測就顯得十分重要，應(yīng)做到實(shí)時監(jiān)測，提前預(yù)警，及時處置，將事故隱患扼殺在萌芽階段。2、調(diào)節(jié)池、厭氧反應(yīng)設(shè)施存在爆炸、中毒風(fēng)險垃圾處理廠的生活垃圾在堆放和填埋過程中受壓實(shí)、發(fā)酵等生物化學(xué)降解作用影響，在降水和地下水的滲流作用下產(chǎn)生含高濃度有機(jī)物和無機(jī)物成份的液體-滲濾液，滲濾液在調(diào)節(jié)池中存放或進(jìn)行厭氧反應(yīng)，在多種專性及兼性厭氧菌協(xié)同共生作用下逐級降解，主要產(chǎn)生的氣體是甲烷。在硫酸鹽還原菌（SRB）的作用下，大部分硫被需氧生物所吸收來完成能量代謝過程（異化作用）直接形成硫化氫，該過程是硫化氫生物化學(xué)成因的主要作用類型。滲濾液中的蛋白質(zhì)、磷脂、含氮的脂類、核酸、氨基酸在水解菌的脫氨和多重因素作用下釋放出氨氣。由于甲烷為氣態(tài)形式存在，會漂浮在調(diào)節(jié)池和厭氧池上部空間，若通風(fēng)不暢，與空氣極易形成爆炸性氣體混合物。由于以上反應(yīng)是在嚴(yán)格的厭氧環(huán)境中進(jìn)行的，有利于所生成硫化氫、氨氣被吸附和溶解在底層淤泥或滲濾液中，成為可能導(dǎo)致中毒的有毒物源。在另一方面，硫化氫在低濃度下(0.0047ppm)有特殊的氣味，極易辨別；但當(dāng)濃度超過150ppm時，人的嗅覺神經(jīng)就會因被損壞而聞不到它的氣味，從而掩蓋其真實(shí)的存在，即使硫化氫達(dá)到了致死濃度800pm，工人也聞不到其氣味，產(chǎn)生致命危險。在實(shí)際建設(shè)中，有很多調(diào)節(jié)池建設(shè)成敞開形式，但是為了防止雨水進(jìn)入，在上部有敷以防滲層，這種形式下，氣體不易擴(kuò)散，同樣存在易燃易爆、有毒有害氣體聚集引發(fā)事故的風(fēng)險。綜上所述，在調(diào)節(jié)池、厭氧反應(yīng)設(shè)施應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置有效可燃有毒監(jiān)測報警裝置，及時發(fā)現(xiàn)易燃易爆、有毒有害氣體聚集，采取控制措施消除隱患。3、濃縮液處理不當(dāng)易發(fā)生爆炸、中毒風(fēng)險濃縮液通過是一、二級DTRO反滲透膜過濾產(chǎn)生的無法處理的滲濾液，第一級DTRO產(chǎn)生的濃縮液濃度較原水滲濾液濃度高，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)控制的工藝要求，第一級DTRO產(chǎn)生的濃縮液進(jìn)入到濃縮液池，后回灌到垃圾填埋場進(jìn)行消納，第二級DTRO產(chǎn)生的濃縮液較原水滲濾液濃度低，可以進(jìn)入總進(jìn)水口重新過濾。但目前有一些滲濾液處理站，未將第一級DTRO產(chǎn)生的濃縮液回灌到垃圾填埋場，而是將濃縮液回灌到調(diào)節(jié)池，導(dǎo)致調(diào)節(jié)池中滲濾液有機(jī)物和無機(jī)物濃度不斷升高，在厭氧條件下，加速沼氣、硫化氫、氨氣等氣體的形成，存在較大爆炸、中毒風(fēng)險。所以，滲濾液應(yīng)嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)控制的工藝要求，回灌到垃圾堆場進(jìn)行消納處理，減少有機(jī)物和無機(jī)物富集，降低發(fā)生爆炸、中毒事故的可能性。4、硝化、反硝化設(shè)施存在中毒風(fēng)險硝化、反硝化設(shè)施主作用的是除去滲濾液中的氨氮和總氮，以達(dá)到消除污染物，達(dá)標(biāo)排放的目的，硝化、反硝化設(shè)施一般采用聯(lián)合建設(shè)方式。硝化反應(yīng)（曝氣）過程：在有氧條件下，氨氮被硝化細(xì)菌所氧化成為亞硝酸鹽和硝酸鹽。他包括兩個基本反應(yīng)步驟：由亞硝酸菌（Nitrosomonassp）參與將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽的反應(yīng)；硝酸菌（Nitrobactersp）參與的將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的反應(yīng)。在硝化反應(yīng)過程中，氮元素的轉(zhuǎn)化經(jīng)歷了以下幾個過程：氨離子NH4＋→羥胺NH2OH→硝酰基NOH→亞硝酸鹽NO2-→硝酸鹽NO3-。硝化過程總反應(yīng)式：NH4++1.83O2+1.98HCO3-→0.021C5H7O2N+0.98NO3-+1.04H2O+1.884H2CO3反硝化反應(yīng)過程：在缺氧條件下，利用反硝化菌將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮?dú)舛鴱臒o水中逸出，從而達(dá)到除氮的目的。從NO3-還原為N2的過程如下：NO3-→NO2-→NO→N2O→N2。其反應(yīng)過程可以簡單用下式表示：NO3-+4H(電子供體有機(jī)物)→1/2N2+H2O+2OH-+NO2-+3H(電子供體有機(jī)物)→1/2N2+H2O+OH-由上反應(yīng)機(jī)理能看出，硝化反應(yīng)（曝氣）過程中存在NH4＋，NH4＋遇水發(fā)生水解，易產(chǎn)生氨氣，曝氣設(shè)施可能會因多種因素溢出氨氣，存在氨氣中毒風(fēng)險，所以也應(yīng)在曝氣設(shè)施設(shè)置有效的有毒監(jiān)測報警裝置。5、DTRO等高壓設(shè)施存在超壓爆炸風(fēng)險DTRO膜柱、壓力管道、柱塞泵等設(shè)備運(yùn)行時壓力較高，膜組件進(jìn)行壓力測試時采用設(shè)計壓力進(jìn)行，而管道在進(jìn)行壓力測試時采用設(shè)計壓力的1.25倍壓力進(jìn)行，膜組件一般工作壓力在68bar以上，高壓設(shè)備一旦出現(xiàn)問題，后果不堪設(shè)想。對高壓設(shè)備風(fēng)險控制應(yīng)采取多種措施：如在管道上設(shè)置壓力傳感器并連鎖停泵、停機(jī)，當(dāng)壓力超過工藝設(shè)定值時，應(yīng)及時停泵停機(jī)，防止超壓造成事故；在管道等適當(dāng)位置設(shè)置安全閥等泄放裝置，管道超壓后及時泄放，保護(hù)設(shè)備、管道不受損傷；在壓力表等壓力顯示儀表處標(biāo)注最高壓力上限，提醒操作人員及時發(fā)現(xiàn)故障，及時處置；此外，壓力表、安全閥等安全附件應(yīng)按照要求定期檢驗(yàn)檢測，保證其功能正常，及時起到保護(hù)作用。6、設(shè)備設(shè)施檢維修存在火災(zāi)爆炸、中毒風(fēng)險在調(diào)節(jié)池等有沼氣產(chǎn)生的隱患場所實(shí)施檢維修動火作業(yè)前，必須按照動火作業(yè)操作規(guī)程或管理制度實(shí)施動火分析，動火分析合格后方可動火；企業(yè)在實(shí)施動火作業(yè)或其他有可能引發(fā)火災(zāi)爆炸危險的作業(yè)時，應(yīng)配備安全監(jiān)護(hù)人員。安全監(jiān)護(hù)人員應(yīng)具有相應(yīng)的資格證書；調(diào)節(jié)池等有可能產(chǎn)生易燃易爆氣體的場所實(shí)施檢維修作業(yè)時，檢維修人員應(yīng)配備并攜帶便攜式可燃?xì)怏w或有毒氣體檢測報警儀，檢測濃度超標(biāo)時，應(yīng)停止作業(yè)，企業(yè)應(yīng)采取有效措施排除隱患。二、垃圾滲濾液處理行業(yè)生產(chǎn)安全事故案例2022年4月29日，民權(quán)縣生活垃圾處理場滲濾液處理項(xiàng)目維修作業(yè)中發(fā)生一起中毒窒息事故，造成2人死亡，直接經(jīng)濟(jì)損失約300萬元。事故發(fā)生的直接原因是作業(yè)人員未嚴(yán)格按照有限空間“先通風(fēng)、再檢測、后作業(yè)”的作業(yè)要求，違反規(guī)定進(jìn)入原水罐（含硫化氫、沼氣、氨氣等有毒有害易燃易爆氣體），吸入硫化氫等有毒氣體中毒死亡。作業(yè)人員佩戴的防毒面具也不具有防備硫化氫等有毒氣體的功能。2022年5月17日上午8時54分，福建紅廟嶺海峽環(huán)保有限公司10萬方調(diào)節(jié)池上方外包作業(yè)人員違規(guī)用氬弧焊對除臭設(shè)施風(fēng)管漏點(diǎn)進(jìn)行焊接施工時，引燃風(fēng)管內(nèi)串入的沼氣，火焰串入調(diào)節(jié)池引爆內(nèi)部沼氣發(fā)生燃爆，造成3人死亡，3人受傷，5#、6#池頂蓋坍塌，池頂除臭裝置損壞，直接經(jīng)濟(jì)損失約1800萬元。事故直接原因是作業(yè)人員不了解作業(yè)的風(fēng)管內(nèi)充滿易燃易爆的混合氣體，未辦理動火作業(yè)證，在沒有對需作業(yè)的不銹鋼管道進(jìn)行隔離、清洗、置換、監(jiān)測的情況下，進(jìn)行氬弧焊作業(yè)是導(dǎo)致事故發(fā)生的直接原因。福建紅廟嶺海峽環(huán)保有限公司“5.17”較大燃爆事故現(xiàn)場2022年6月4日8點(diǎn)10分左右，位于南城縣萬坊鎮(zhèn)的南城縣生活垃圾填埋場庫區(qū)外西南側(cè)的溢流池在進(jìn)行清淤作業(yè)過程中發(fā)生1起中毒和窒息事故，造成4人死亡。事故直接原因是生活垃圾填埋場的防滲膜滲漏，填埋場內(nèi)產(chǎn)生的硫化氫氣體進(jìn)入地表水導(dǎo)排系統(tǒng)，通過地表水導(dǎo)排暗管擴(kuò)散至溢流池，在清淤作業(yè)時溢流池淤泥中硫化氫上升以及地表水導(dǎo)排暗管中硫化氫擴(kuò)散，致使作業(yè)人員中毒和窒息。南城縣生活垃圾填埋場“6.4”事故現(xiàn)場2021年8月1日，云南省普洱市思茅區(qū)發(fā)生一起垃圾填埋場中毒窒息事故，造成5人死亡，1人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失667.5萬元。事故直接原因：事故企業(yè)滲濾液處理工藝采用“預(yù)處理+兩級DTRO碟管式反滲透”的工藝（符合《生活垃圾衛(wèi)生填埋處理技術(shù)規(guī)范》(GB50869-2013)），但實(shí)際未按工藝要求對處理過程中產(chǎn)生的濃縮液回灌至垃圾填埋庫區(qū)的垃圾堆體進(jìn)行消納處理，而是將處理后的滲濾液濃縮液輸回至滲濾液調(diào)節(jié)池中，導(dǎo)致了池中滲濾液有機(jī)物和無機(jī)物濃度不斷升高，加速了硫化氫氣體的形成。另外，開啟閘閥井的人員再未進(jìn)行通風(fēng)和有毒有害氣體檢測，沒有任何個體防護(hù)措施、裝備器材和安全條件的確認(rèn)下違規(guī)進(jìn)入閘閥井（有限空間）開啟閘閥，吸入排放過程揮發(fā)逸散出來沉積在閘閥井內(nèi)的高濃度硫化氫，從而出現(xiàn)急性中毒，成為致使人員中毒的最大的人的不安全行為?，F(xiàn)場施救人員在沒有采取任何可靠措施的情況下盲目施救，導(dǎo)致傷亡進(jìn)一步擴(kuò)大。2020年3月17日下午15時38分，位于南昌市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)麥園生活垃圾焚燒發(fā)電建設(shè)項(xiàng)目的滲濾液處理站發(fā)生一起沼氣爆炸事故，導(dǎo)致現(xiàn)場作業(yè)人員1人死亡，3人受傷。直接原因是違規(guī)動火作業(yè)是導(dǎo)致沼氣爆炸事故發(fā)生的直接原因。南昌貴強(qiáng)護(hù)欄有限公司，安全意識淡薄，安全管理制度缺失，安全教育培訓(xùn)不落實(shí)，對企業(yè)人員實(shí)行家族管理模式，未嚴(yán)格執(zhí)行危險場所動火規(guī)定。在2020年3月15日復(fù)工進(jìn)場后盲目蠻干，從3月15日至17日均安排電焊施工，未按項(xiàng)目規(guī)定及業(yè)主單位要求落實(shí)動火制度，未采取防護(hù)措施，擅自在高危場所—滲濾液調(diào)節(jié)池頂違章焊接作業(yè)，導(dǎo)致滲濾液調(diào)節(jié)池沼氣發(fā)生爆炸，造成人員傷亡，是事故發(fā)生的直接原因。2014年7月7日，福建省安溪縣發(fā)生滲濾液爆炸事故，造成3人死亡、2人受傷。事故發(fā)生的直接原因是創(chuàng)冠安溪公司滲濾液池室內(nèi)甲烷、硫化氫、氫氣等易燃易爆氣體與空氣的混合物達(dá)到爆炸極限后，沿著玻璃鋼材質(zhì)的排風(fēng)管進(jìn)行流動，在流動的過程中與風(fēng)管摩擦產(chǎn)生靜電火花引發(fā)爆炸。2013年12月5日15時10分，上海環(huán)城再生能源有限公司（以下簡稱環(huán)城公司）江橋生活垃圾焚燒廠滲濾液調(diào)節(jié)池發(fā)生爆炸并引發(fā)坍塌，造成3人死亡，3人重傷，1人輕傷。直接原因是除臭風(fēng)管與大氣相通、調(diào)節(jié)池液位波動，空氣進(jìn)入池內(nèi)與因風(fēng)機(jī)維修停排而逐漸聚集的沼氣混合，達(dá)到爆炸極限濃度；池內(nèi)液位升高，混合氣體沿風(fēng)管外逸，因安裝風(fēng)門關(guān)閉的三通管時受阻并富集，達(dá)到可燃爆的濃度；作業(yè)人員使用的鐵質(zhì)圓規(guī)與風(fēng)管鐵質(zhì)法蘭摩擦和撞擊產(chǎn)生火花，引燃風(fēng)管內(nèi)混合氣體并蔓延至調(diào)節(jié)池內(nèi)，引發(fā)調(diào)節(jié)池爆炸。三、環(huán)保設(shè)施解決安全問題應(yīng)該從以下幾方面著手針對