化工行業(yè)環(huán)保裝置安全問題研究

馬立強(qiáng)，李文楠(上海益馳思環(huán)境技術(shù)有限公司，上海 200235)

1 研究背景

近年由環(huán)保設(shè)施運(yùn)營(yíng)管理不善導(dǎo)致的安全事故頻發(fā)，特別是活性炭和焚燒等VOCs治理設(shè)施。響水事件發(fā)生后，環(huán)保設(shè)施的安全監(jiān)管職責(zé)得到了進(jìn)一步明確。

2020年12月28日，國(guó)務(wù)院安全生產(chǎn)委員會(huì)印發(fā)了《國(guó)務(wù)院安全生產(chǎn)委員會(huì)成員單位安全生產(chǎn)工作任務(wù)分工》的通知(安委〔2020〕10號(hào))，明確了各個(gè)部委的具體任務(wù)，由生態(tài)環(huán)境部和應(yīng)急管理部共同監(jiān)管企業(yè)，對(duì)重點(diǎn)環(huán)境治理設(shè)施開展安全評(píng)估和隱患排查。由此可見，管環(huán)保也要管安全的時(shí)代已來臨。

2 常見環(huán)保設(shè)施安全事故及建議

2.1 廢氣環(huán)保設(shè)施安全事故及建議

工業(yè)廢氣種類繁多，主要包括有機(jī)、燃料、粉塵、酸霧、油煙等廢氣。以VOCs治理為例，目前常見的VOCs末端治理工藝有蓄熱式燃燒、催化燃燒、活性炭吸附脫附、低溫等離子等技術(shù)[1]。VOCs廢氣成分復(fù)雜，通常為苯、甲苯、二甲苯、TDI等易燃易爆的有機(jī)混合氣體，VOCs治理設(shè)施設(shè)計(jì)期的安全工藝不到位、后期使用不專業(yè)、維護(hù)管理不到位等會(huì)給企業(yè)帶來新的安全隱患。

通常在初步設(shè)計(jì)廢氣處理設(shè)施會(huì)考慮設(shè)備的安全性，因此設(shè)備本身一般不會(huì)產(chǎn)生燃爆事故。那么廢氣處理設(shè)施燃爆的根本原因是不恰當(dāng)?shù)娜藛T操作設(shè)置、設(shè)備自身故障老化等，導(dǎo)致混合可燃廢氣的濃度處于爆炸極限，遇到點(diǎn)火源發(fā)生燃爆。

從燃燒三要素角度出發(fā)，廢氣治理設(shè)施本身存在高溫點(diǎn)火源、點(diǎn)火源難以消除、燃燒處理廢氣需要氧。因此預(yù)防燃燒法的廢氣處理裝置燃爆的主要措施是控制可燃物，主要是對(duì)廢氣治理設(shè)施內(nèi)部的廢氣濃度進(jìn)行控制，保證其濃度低于爆炸下限，通常以爆炸下限25%(體積比)為預(yù)設(shè)值。

為預(yù)防廢氣治理設(shè)施燃爆事故，企業(yè)需要重視廢氣治理設(shè)施內(nèi)廢氣濃度和成分，考慮對(duì)廢氣治理設(shè)施廢氣入口的管控，設(shè)置阻火器防止回火，并考慮發(fā)生事故時(shí)的緊急泄放措施，如泄爆片等。并考慮廢氣收集時(shí)的成分，避免不容廢氣組分混排對(duì)廢氣處理裝置產(chǎn)生腐蝕或?qū)е略O(shè)備損壞。

企業(yè)的廢氣治理設(shè)施應(yīng)在良好工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)整個(gè)廢氣治理設(shè)施進(jìn)行安全評(píng)估，確保廢氣治理設(shè)施內(nèi)所有廢氣濃度處于設(shè)防值以下，并避免不相容廢氣并管排放，做到從源頭上消除燃爆事故。

2.2 廢水環(huán)保設(shè)施安全事故案例及建議

根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，2020的27起有關(guān)污水安全生產(chǎn)事故中有16起是因中毒窒息造成，占事故總數(shù)目近40%。此外溺亡、物體打擊、高處墜落、爆炸、火災(zāi)、觸電等也是多起事故的成因。廢水處理設(shè)施安全事故的事故類型以中毒窒息事故居多，發(fā)生事故的原因大多為作業(yè)人員在密閉空間內(nèi)作業(yè)，長(zhǎng)時(shí)間暴露于有毒氣體或氧含量過低的環(huán)境中而造成中毒窒息。

本文對(duì)降低污水處理作業(yè)中的安全事故有一些參考意見：

(1)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)和設(shè)備設(shè)施管理。加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)職業(yè)衛(wèi)生安全、設(shè)備設(shè)施管理，盡可能選用安全高效的設(shè)備設(shè)施，完善安全操作規(guī)程，嚴(yán)禁違章作業(yè)，提高作業(yè)員責(zé)任意識(shí)和風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別能力。

(2)改進(jìn)安全管理體系。建立明確的安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確各級(jí)單位和負(fù)責(zé)人安全職責(zé)，定期進(jìn)行檢查，確保職責(zé)落實(shí)到位。

(3)提高設(shè)備可靠性。由于污水治理行業(yè)常會(huì)產(chǎn)生可燃?xì)怏w，作業(yè)空間內(nèi)部可能出現(xiàn)沼氣等可燃?xì)怏w聚集情況。為預(yù)防安全事故，作業(yè)前做好通風(fēng)和檢測(cè)，并且對(duì)作業(yè)使用的工具防爆性能有一定要求，盡可能采用高效且本質(zhì)安全的作業(yè)設(shè)備。

(4)提高員工安全知識(shí)和安全技能。加強(qiáng)員工安全知識(shí)和安全技能培訓(xùn)，提高員工應(yīng)急處置能力和風(fēng)險(xiǎn)防范能力，提高員工自救和施救能力。

2.3 固廢環(huán)保設(shè)施安全事故案例及建議

在企業(yè)安全生產(chǎn)過程中，固廢中的危險(xiǎn)廢物貯存處置是重要環(huán)節(jié)。企業(yè)必須制定覆蓋危險(xiǎn)廢棄物全生命周期的危廢綜合管理方案，從收集、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、回收到最終處置，并利用先進(jìn)的信息化系統(tǒng)進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)廢棄物全生命周期的可追溯。

響水事件等國(guó)內(nèi)危險(xiǎn)廢物相關(guān)事故過程及起因，暴露了當(dāng)前危險(xiǎn)廢物安全管理面臨的許多問題：

(1)危險(xiǎn)廢物安全風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)識(shí)不足，危險(xiǎn)特性鑒別鑒定技術(shù)不到位。危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生及處置企業(yè)未能對(duì)危險(xiǎn)廢物的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定性定量分析，企業(yè)員工對(duì)危險(xiǎn)廢物風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)識(shí)不足。

(2)危險(xiǎn)廢物大量、長(zhǎng)期違規(guī)貯存，混存混放現(xiàn)象嚴(yán)重。近年來危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量快速增加，而符合資質(zhì)的危險(xiǎn)廢物處置公司處置能力有限，跨省轉(zhuǎn)運(yùn)處置手續(xù)繁雜，因此危險(xiǎn)廢物貯存成為了一大問題。

(3)對(duì)環(huán)保設(shè)施安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別不到位。

(4)危險(xiǎn)廢物處置單位能力不強(qiáng)，處置效果有待提升。

(5)危險(xiǎn)廢物安全監(jiān)管和防控技術(shù)不能適應(yīng)企業(yè)的快速發(fā)展。

在此建議：

(1)完善危險(xiǎn)廢物的鑒定與登記，開發(fā)準(zhǔn)確、快速鑒別技術(shù)，建立危險(xiǎn)廢物安全數(shù)據(jù)庫(kù)是實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)廢物全生命周期管理的重要一步。

(2)危險(xiǎn)廢物貯存安全防控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、細(xì)節(jié)化，保證安全的前提下降低跨省運(yùn)輸難度。

(3)危險(xiǎn)廢物處置企業(yè)應(yīng)該提升危險(xiǎn)廢物安全處置能力。

(4)加強(qiáng)環(huán)保項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)，將環(huán)保項(xiàng)目、主生產(chǎn)裝置、周邊設(shè)備實(shí)施作為一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)，重點(diǎn)分析環(huán)保項(xiàng)目可能對(duì)主生產(chǎn)裝置、周邊設(shè)備設(shè)施產(chǎn)生的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

(5)對(duì)危險(xiǎn)廢物管理人員加大培訓(xùn)，提高其綜合素質(zhì)。

(6)危險(xiǎn)廢物安全監(jiān)管系統(tǒng)信息化，危險(xiǎn)廢物監(jiān)管與計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，逐漸建立大范圍的危險(xiǎn)廢物監(jiān)管數(shù)據(jù)，危險(xiǎn)廢物管控向智能化發(fā)展。

3 技術(shù)推薦

工程建設(shè)是企業(yè)全生命周期的源頭，本質(zhì)安全環(huán)保設(shè)計(jì)是構(gòu)建安全環(huán)保型現(xiàn)代化企業(yè)的重要基礎(chǔ)和關(guān)鍵。因此本文推薦使用本質(zhì)安全技術(shù)以減少企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行中的問題。

以廢水治理為例，不少企業(yè)都建設(shè)有污水處理裝置或預(yù)處理設(shè)施，其在沉砂、初沉、曝氣、消毒、污泥處置等階段會(huì)產(chǎn)生的氨、硫化物、VOCs等無組織廢氣。傳統(tǒng)加蓋收集技術(shù)涉及治理措施的建造和運(yùn)維，不僅人力投入大、治理效果不佳、運(yùn)營(yíng)成本高、二次污染大，而且還有可能因?yàn)榧由w產(chǎn)生更大的安全隱患(限制空間引起的窒息作用或可燃有毒氣體的累積等)。

針對(duì)以上問題，依據(jù)國(guó)標(biāo)GB 37822—2019《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》9.1.2，本文為企業(yè)推薦使用浮動(dòng)頂蓋技術(shù)。浮動(dòng)頂蓋技術(shù)是一種減少石油和化工行業(yè)儲(chǔ)罐和污水池VOCs及惡臭排放的技術(shù)，采用多個(gè)六邊形結(jié)構(gòu)的蓋體在儲(chǔ)罐或敞開液面上方自動(dòng)組合形成一個(gè)“浮蓋”，以防止VOCs和惡臭逸散，浮動(dòng)頂蓋可以有效覆蓋液面，減少揮發(fā)性氣體和惡臭氣體的產(chǎn)生與排放。這項(xiàng)技術(shù)可以幫助企業(yè)大大降低運(yùn)營(yíng)能耗，節(jié)省投資和運(yùn)營(yíng)成本，并且本質(zhì)安全，降低風(fēng)險(xiǎn)(浮蓋有靜電逸散、阻燃等效果)。圖1和圖2為浮動(dòng)頂蓋安裝前后示意圖。

圖1 安裝前(開放式液面有VOCs揮發(fā))

圖2 安裝后(浮動(dòng)頂蓋隔絕揮發(fā)途徑)

4 結(jié)論

4.1 事故原因總結(jié)

分析近幾年典型的環(huán)保設(shè)施項(xiàng)目引發(fā)的安全事故，主要原因如下：

(1)廢棄物成分復(fù)雜，風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別不到位。危險(xiǎn)廢物、有機(jī)廢氣成分復(fù)雜，存儲(chǔ)處理過程中未進(jìn)行安全評(píng)估。企業(yè)忽視危險(xiǎn)物質(zhì)特性，產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物混亂堆垛，處置時(shí)直排混排。同時(shí)缺乏有效泄爆裝置和報(bào)警設(shè)施等都有可能造成嚴(yán)重的安全事故。

(2)環(huán)保治理設(shè)施初期設(shè)計(jì)采用的安全技術(shù)不成熟。安全設(shè)計(jì)技術(shù)缺少安全依據(jù)，或者采用未經(jīng)論證的不成熟環(huán)保工藝，環(huán)保設(shè)計(jì)公司從業(yè)人員缺乏安全設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)環(huán)保設(shè)施安全設(shè)計(jì)的可靠性和有效性缺乏系統(tǒng)判斷，業(yè)主和監(jiān)管單位單方面追求治理結(jié)果，忽視環(huán)保設(shè)施采取的安全措施是否可行。

(3)環(huán)保設(shè)施工管理不善，環(huán)保手續(xù)未落實(shí)、工程質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。環(huán)保項(xiàng)目運(yùn)行過程中未落實(shí)“三同時(shí)”、施工期管理不善、工程質(zhì)量不達(dá)標(biāo)和安全風(fēng)險(xiǎn)管理不到位等都是引發(fā)環(huán)保安全事故的重要原因。

(4)環(huán)保設(shè)備初期設(shè)計(jì)和后期運(yùn)行未達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)。不少企業(yè)在選擇環(huán)保治理設(shè)施時(shí)更多考慮其環(huán)境效益，忽視環(huán)保設(shè)施后續(xù)運(yùn)行中可能對(duì)整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)造成的風(fēng)險(xiǎn)，沒有對(duì)環(huán)保設(shè)施的投用風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行系統(tǒng)分析。環(huán)保設(shè)施建成投用后，設(shè)備的防爆性能、工藝技術(shù)參數(shù)不達(dá)標(biāo)、后期設(shè)備腐蝕等都有可能導(dǎo)致環(huán)保安全事故。

4.2 環(huán)保設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)管控建議

(1)對(duì)環(huán)保設(shè)施進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)。引進(jìn)成熟的環(huán)保工藝時(shí)，企業(yè)應(yīng)在設(shè)計(jì)初期將環(huán)保設(shè)施和入整個(gè)廠區(qū)作為一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)，組織設(shè)計(jì)人員進(jìn)行HAZOP等安全分析，針對(duì)環(huán)保設(shè)施分析現(xiàn)有項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)，并制定安全防范措施。

(2)對(duì)環(huán)保技術(shù)安全性進(jìn)行論證。企業(yè)治理廢氣廢水時(shí)，若采用新的環(huán)保技術(shù)，必須對(duì)技術(shù)可行性、可靠性、穩(wěn)定性開展工藝安全風(fēng)險(xiǎn)分析，制定相應(yīng)的對(duì)策措施。對(duì)新的環(huán)保技術(shù)，企業(yè)應(yīng)該邀請(qǐng)安全方面的專家評(píng)估潛在的風(fēng)險(xiǎn)。

(3)健全完善環(huán)保設(shè)施安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。針對(duì)環(huán)保設(shè)施制定相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范，統(tǒng)一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。監(jiān)管部門對(duì)環(huán)保設(shè)施的安全管理提出細(xì)化和明確安全的要求和風(fēng)險(xiǎn)控制措施，加強(qiáng)企業(yè)主體責(zé)任，環(huán)保項(xiàng)目與其他建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施相同的安全監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)，管環(huán)保的同時(shí)管安全，做好后期監(jiān)管。

(4)使用本質(zhì)安全的環(huán)保設(shè)施，比如浮動(dòng)頂蓋等兼顧安全和環(huán)保的技術(shù)。

5 結(jié)語

本文主要圍繞目前環(huán)保裝置存在的安全問題進(jìn)行研究，并提出解決措施，希望能為相關(guān)企業(yè)提供參考，以保證安全、環(huán)保生產(chǎn)的目標(biāo)。