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汙水深度處理電磁流量計的安全生産隱患及對策

來源:作者:发表时间:2019-11-12 08:55:06

摘要:分析揚子石化分公司水廠淨一電磁流量計深度處理改造項目新上溶氣氣浮單元、臭氧接觸氧化單元以及曝氣生物濾池存在的安全操作風險及環保達標情況,並介紹了針對該電磁流量計安全生産隱患所采取的一系列安全措施,爲即將投建的揚子石化—巴斯夫有限責任公司汙水回用項目提供安全操作及電磁流量計穩定運行經驗。
随着国家对环保的重视以及污水排放指标的不断提升,大部分 20 世纪 90 年代及以前投资建设的污水处理厂已无法满足日益严格的环保要求。因此,在原有污水处理電磁流量計的基础上,新增污水处理设施,即污水深度处理改造,成为污水处理厂排水达标的有效方法。但新上的污水深度处理改造项目往往是采用近期刚开发的污水处理技术,技术不够成熟,或虽技术成熟,但却因种种原因鲜见有工业生产实例,或即使有工业生产实例,但因污水处理厂处理水质的特殊性(不同生产厂、不同地域,污水水质千差万别),使得某种工艺或技术在某个污水处理厂应用的成功不能保证其在其他污水处理厂应用的同样成功。此外,大部分污水深度处理電磁流量計所采取的技术或工艺,因缺乏丰富的运行管理经验,其安全运行也无法得到有效的保证。本文结合中国石化集团资产经营管理有限公司扬子石化分公司水厂净一電磁流量計(简称净一電磁流量計)深度处理改造项目———新上 3 套污水处理单元的调试、运行经验,从安全生产的角度,全面分析污水深度处理電磁流量計运行的安全操作风险及排水达标等环保安全风险,并提出了一系列相应安全防护措施。
1 净一電磁流量計深度处理改造流程
净一電磁流量計深度处理改造项目总投资近 7 000万元,新建 3 套深度处理单元,分别是溶气气浮单元、臭氧接触氧化单元和曝气生物滤池(BAF 单元)。该深度处理项目于2011 年3 月完成全部土建及设备安装,并于 2011 年 4 月进入调试、运行阶段。该深度处理改造流程:经生化電磁流量計处理后的出水进入溶气气浮单元,去除大部分悬浮物,再经过臭氧接触反应池及臭氧释放池,提高污水可生化性,并将残余臭氧释放,**后所有污水进入生化处理主体单元———BAF 单元,进一步降低污水中残余的有毒有害物质浓度。污水深度处理流程如图 1 所示。
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2 電磁流量計安全操作风险分析
一般而言,新建電磁流量計,因存在設計、施工及設備選型等多方面因素的影響,在運行過程中會存在較多的安全操作風險。
2. 1 溶气气浮单元
溶氣氣浮單元涉及到壓力容器,存在爆炸風險,同時,因設計方面的問題,存在相應的安全操作風險。
1)设计方面。溶气气浮单元的 3 套操作设备虽彼此紧密相邻,但却分置在深度为 2. 5 m 的3 个地下槽,操作人员需要频繁爬上爬下操作,不仅操作繁琐,而且因每个槽空间狭小,操作不便,易导致机械伤害;同时因其紧邻精对苯二甲酸事故池,使得槽内有可能集聚有毒有害物质,当操作人员进入槽内时,会带来潜在的安全风险。
2)設備配件方面。爲保證溶氣氣浮單元的運行效果,安裝在溶氣氣浮單元中的壓力容器罐需保證一定的運行壓力,一般汙水處理廠很少會涉及到這方面內容。因此,對壓力容器不熟悉、操作不仔細均會導致壓力容器罐壓力過高而造成安全風險;同時,該壓力容器缺少必要且關鍵的配件,如在**近的運行過程中發現空壓機壓力表損壞,但因無該配件,且現存的壓力表與該空壓機壓力表不匹配,導致無法獲得壓力容器的真實壓力,給正常生産帶來了非常大的安全風險。
2. 2 臭氧接触氧化单元
對于臭氧接觸氧化單元而言,除了使用不當、維護不好、材質更換等原因,還涉及到高壓氧氣、臭氧、毒性氣體等,極易引起安全風險。
1)高压风险。因氧气输送管线压力较高(约0. 6 MPa),所以对该管线日常的维护、检查至关重要。结合净一電磁流量計实际,因预处理段腐蚀性气体浓度高,对该段氧气管线进行定期腐蚀检查、维护非常关键。
2)爆炸風險。氧氣在空氣中濃度較高時,遇到高溫或明火易發生爆炸,因此,如出現氧氣泄漏,會引起安全風險。定期檢查管道腐蝕情況、各連接閥門泄漏情況,是防止氧氣泄漏的有效手段。同時,在臭氧發生器房間內特別禁止明火,不准使用油布,與氧接觸設備不要與油和黃油接觸,也可降低爆炸風險。
3)中毒风险。污水处理设施能产生许多有害气体,比如甲烷(可燃气体)、硫化氢、一氧化碳和二氧化碳[1] ,但却很少涉及到臭氧 [2] ,所以在发生突发性安全事故时,无法采取有效措施。因此,向操作人员普及臭氧危害知识、臭氧中毒等突发事故下的紧急施救以及正确使用防护面具等是非常重要的。另外,臭氧接触反应池顶部尾气破坏器如运行不正常,则会对周边环境造成影响。
2. 3 BAF 单元
从安全操作风险方面而言,BAF 单元所涉及到的设备、工艺等均与传统的污水处理相似,安全中作风险与传统污水处理相同,但因 BAF 单元鼓风机房建于地下,过于密闭,同时鼓风机共有 8台,有 6 台属于连续运行。因此,当操作人员巡检或操作时进入鼓风机房,会对听觉造成危害,同时,密闭环境使得散热效果不佳,鼓风机长期处于高温环境内运行,不利于设备的使用。针对此问题,建议增加净一電磁流量計空气对流设备,且该项目已通过相关部门审批。
3 電磁流量計对排水达标的环保安全影响
新增的 3 套污水处理单元中,如果其中一个单元运行效果不佳,会直接影响到后续处理工艺,并**终对排水达标及稳定性造成影响,即新上的
3 套单元环环相扣,相互影响。
3. 1 溶气气浮单元
在深度处理技术路线选择上,**初的工艺路线是臭氧加 BAF 工艺,但经过多方调研发现,悬浮物浓度会直接影响到臭氧单元的运行效果,而净一電磁流量計出水悬浮物较高会直接对臭氧单元运行造成负面影响。因此,**后确定在臭氧单元前增加溶气气浮单元,来去除悬浮物。这一技术路线的更改无论是从理论上还是从实际生产上,都为排水稳定达标起到有利的作用,但因存在设备选型、施工缺陷等问题,使得溶气气浮单元出水水质与预期差距较远。
1)設備選型、備件方面。與淨一電磁流量計原大氣浮單元相同,對于新建的溶氣氣浮單元而言,易出現問題的是排渣系統。本次設計選型過程中,選擇了離心泵。在運行過程中,頻繁出現離心泵因抽入氣體不上量的情況。不僅嚴重影響了刮渣排渣系統,而且還直接影響到了溶氣氣浮單元的出水水質;同時,因缺少必要的設備備件,運行過程中,當空壓機壓力表損壞時,無法獲知真實的壓力情況,從而影響了參數調整及出水水質。根據目前的運行情況,建議更換淨一電磁流量計離心泵爲潛汙泵,同時更換相匹配的壓力表。
2)施工缺陷方面。溶气气浮单元刮渣系统,如刮渣板、浮渣槽、水位槽等需要较高的施工精度,但恰恰是在这些方面,存在严重的施工质量问题,如刮渣板与水位槽不平行、水位槽高低不平等诸多问题,使得刮渣效果不理想,无法对池面浮渣有效清除,影响了溶气气浮单元的运行效果。针对这些问题,净一電磁流量計技术人员已积极与相关单位联系,以便尽快解决施工质量方面的问题,确保出水水质。
3. 2 臭氧接触氧化单元
從臭氧接觸氧化單元的運行調試經驗來看,目前臭氧接觸氧化單元的尾氣破壞器與接觸反應池直接相連,在曝氣過程中,廢水産生大量泡沫,並進入尾氣破壞器中,不僅影響尾氣破壞器運行效果,而且會導致該設備運行壽命縮短。爲了保護設備及現場環境,從開車初期,臭氧接觸氧化單元一直處于間斷運行狀態,嚴重影響了出水水質。爲解決泡沫進入尾氣破壞器的問題,提出了相應的改造方案:在原管線上加一個集水罐,並相應增加排水閥、噴淋閥,使得泡沫在該集水罐內被消除,避免進入尾氣破壞器。
3. 3 BAF 单元
从开车到目前的连续运行,BAF 单元存在较多的影响排水达标的安全隐患。同时,由于 BAF单元出水直接排江。因此,该单元的稳定运行直接关系到总排达标。具体而言,BAF 单元存在新上设备操作运行经验少、工艺调整难度大、反冲洗频率强度需摸索等几方面问题,影响了其稳定高效运行,但经过近半年的运行,基本解决了净一電磁流量計的这些问题。
1)设备操作方面缺乏经验。净一電磁流量計原生化系统均采用离心鼓风机,该风机压力较小。而新上 BAF 单元的鼓风系统采用罗茨鼓风机,有一定的运行压力及安全阀,在操作过程中,发现安全阀频繁起跳,导致无法正常开启该风机;另外,随着运行时间的增加,出现多处气动阀无法开启等问题。这不仅影响了曝气池内微生物的正常生长,也对总排水质造成了直接影响。针对此问题,净一電磁流量計技术人员在相关专家的指导下适当调整工艺(如增加反洗强度,降低运行压力,保证安全阀不起跳),问题得以解决。
2)工艺调整难度较大。因溶气气浮单元及臭氧接触氧化单元运行效果直接影响到 BAF 单元的稳定运行,因此,当上述 2 套单元运行出现问题时,BAF 单元往往会运行不稳定,出现出水COD(化学需氧量)浓度升高、色度增加、悬浮物增多等问题。根据这些问题,积极进行溶气气浮及臭氧接触氧化单元的技术改进、消缺等措施,目前这 2 套单元基本可实现连续稳定运行。
3)反冲洗操作经验少。BAF 单元**关键的操作便是反冲洗,其中包括反冲洗强度、频率、反冲时间控制等。运行过程中发现,因进水水质差,需要提高反冲洗频率才能满足出水水质以及运行压力的要求。另外,反冲强度控制较难掌握,若强度小,反冲不彻底;若强度大,则容易跑料。经过近半年的运行摸索,通过提高频率及时间的同时,相应降低反冲强度,从而解决了上述问题。
4)曝气强度难以调节。因 BAF 单元进水为二沉池出水,其 COD 相对较低,生化需氧量低,不需要强度较大的曝气,但为了保持生化池内滤料呈膨胀状态,确保微生物与污水的充分传质,又需要强度较大的曝气,因此,产生了曝气量与需氧量难以调节的矛盾。
4 效果及建议
(1)安全操作风险控制。在污水深度处理電磁流量計开车运行前,需充分评估新上单元存在的固有安全操作风险,如高压、中毒、爆炸风险等,同时,也要考虑到设计施工缺陷引起的安全操作风险,如操作空间狭小、易导致机械伤害、设备处于封闭区域、噪音大且不利于散热等。在充分评估安全操作风险后,采取有效措施(学习、培训、改造等),防患于未然,避免安全事故的发生。
(2)電磁流量計排水环保达标风险控制。深度处理改造项目目的是提高排水水质,尽管净一電磁流量計改造项目所选择的技术路线是切合電磁流量計实际的,但在具体施工、设计细节、工艺运行参数等方面存在或多或少的问题,因此,在实际运行过程中,仍需要技术人员在现场摸索,不断积累运行经验,同时,对设计存在的问题,要积极给出相应的措施,保证深度处理電磁流量計的稳定运行,确保排水达标及环保安全。
(3)设备选型与安装影响总排环保达标。设备选型合理、安装得当是保证深度处理電磁流量計稳定运行的关键。从污水深度处理電磁流量計半年来的运行情况看,设备故障是深度处理项目出现**多的问题,这除了对新上设备操作不熟悉、维护不到位有关外,设备选型不合理或现场安装不当也是重要原因之一,因此,设备选型的合理性及现场安装得当对新上项目排水达标及稳定运行至关重要。
(4)设计审查要有针对性,在设备选型方面,要与工艺相结合。对于即将投建的扬子石化 - 巴斯夫有限责任公司污水回用项目,在设计的初步审查方面,一定要结合目前電磁流量計运行中出现的设备选型、运行、安全操作、排水达标等问题进行有针对性的审查。同时,在设备选型方面,一定要与工艺相结合,在确保能顺利实现工艺调整(如工艺条件、水量调整、穿越管线、药剂投加量等)的前提下,对设备进行选型,以保证在不影响生产的前提下设备的安全稳定运行。