目前關于污水處理池爆炸的報道越來越多,在全國范圍內(nèi)已經(jīng)有好幾十例,就是我們重慶最近也發(fā)生了好幾起。渝中區(qū)南區(qū)路147號,先后在2002年、2003年發(fā)生過3次沼氣爆炸,2004年8月,觀音橋農(nóng)貿(mào)市場發(fā)生爆炸,死1人;2004年12月沙坪壩燕渝苑生化池爆炸,死1人;2005年2月,高新區(qū)人和康居還建房也發(fā)生爆炸,傷1小孩;2005年4月,菜元壩水果批發(fā)市場1生化池發(fā)生爆炸,傷數(shù)人……在物質(zhì)文明越來越高的今天,人們越來越重視生活質(zhì)量,而埋在我們身邊的污水處理池,就成了威脅我們生命財產(chǎn)的定時炸彈。
如何避免生化池爆炸?成為我們要討論的主要問題。
首先,我們分析一下爆炸的原因。污水處理池內(nèi)有機物在厭氧硝化過程中會釋放的甲烷和硫化氫,甲烷和硫化氫的混合氣體也就叫沼氣。由于生化池在修建過程中很多地方密閉不嚴,特別是檢查井井蓋周圍和井蓋上的小孔,會逸出一定的沼氣,還有一部分沿著從進出水管,從管路中間的檢查井逸出出來,這部分逸出的沼氣在一定條件下,遇到火星就會迅速燃燒,同時引燃池體內(nèi)的沼氣,從而引發(fā)爆炸。接著,我們再來分析一下沼氣爆炸的條件。沼氣爆炸有三個必備條件:①一定的甲烷濃度,②一定的引火溫度,③足夠的氧濃度,三者缺一不可。
⑴甲烷濃度:在新鮮空氣中甲烷的爆炸極限一般為5-15%,5%稱為爆炸下限,15%稱為爆炸上限,當甲烷濃 度低于5%時,遇火不爆炸,但能在火焰外圍形成燃燒層。濃度高于15%時,在混合氣體內(nèi)遇有火源,不爆炸也不燃燒。甲烷的爆炸極限并不是固定不變的,它受許多因素的影響。沼氣混合氣體中,混入惰性氣體,可能降低沼氣爆炸的危險性,增加1%的CO2時,甲烷的爆炸下限提高0.033%,上限降低0.26%;當達到22.8%時,即失去爆炸性。
⑵引火溫度
沼氣爆炸的第二個條件是高溫火源的存在。點燃沼氣所需要的最低溫度叫引火溫度。沼氣的 引火溫度一般在650-750℃,明火、電氣火花、吸煙,甚至撞擊或磨擦產(chǎn)生的火花等,都足以引燃沼氣。沼氣濃度不同,引火溫度也不同,沼氣濃度在6.5-8%時最易引燃。
⑶氧濃度
甲烷的爆炸極限與氧濃度有密切關系,甲烷的爆炸極限將 隨著混合氣體中氧濃度的降低而縮小,當氧濃度降低時,甲烷的爆炸下限緩慢增高,上限則迅速下降。氧濃度降低12%時,沼氣混合氣體即失去爆炸性,遇火也不爆炸。
從上面的分析看,我們只要打破沼氣燃燒的3個必要條件的任何一個就可以防止爆炸。顯然,3個條件中最好控制的就是隔絕火源。簡單的說,沼氣爆炸必須要有引火源,只要隔絕火源,就不會發(fā)生爆炸。因此我們的污水處理設計必須考慮讓沼氣遠離火源。通過大量的工作實踐和對爆炸事故的細致分析,我們對無動力污水處理池防爆提出如下幾點措施:
⑴首先在污水處理池選址時,就應注意盡量避開人群經(jīng)?;顒拥牡胤?,降低接觸火源的紀律,避免人為丟煙頭、小孩玩火,以及煙花爆竹等。
⑵如果沼氣不逸出地面,始終在處理池里面,也不會發(fā)生爆炸。前面說過:一般的污水池的沼氣都是通過2條途徑逸出,那么,我們就應想辦法堵路。我認為首先應該把污水池的進出水管做成90。彎管,進出水口都淹沒在池內(nèi)水位線以下,使其形成水封,阻止沼氣外逸;其次,處理池的檢查井應該設計2層井蓋。我們常用的井蓋為了方便使用,都留有2個小孔,而現(xiàn)場預制的井蓋尺寸誤差比較大,和井圈的結合不夠嚴密。因此我們可以在上層井蓋下500mm左右的地方設計1個比較輕的密封隔板,與井壁結合的地方用柔性填充料密封。這樣也能阻止沼氣逸出。另外還有一方面要注意,在處理池高稱設計時,應盡量把井蓋的標高設計在地表下500mm處,讓浮在上面的泥土阻止氣體外逸,同時還能滿足種植土的需求。
⑶有沼氣組織排氣。前面講的是“堵”,但池內(nèi)的沼氣是在不斷大產(chǎn)生,因此我們還必須“排”。排出沼氣必須是有組織的排氣,要讓他按照我們設計的方向和位置排放。我們先用堅固耐用管子將各個檢查井(最容易積累沼氣的地方)連通,然后一起用套管排向高空稀釋掉。如果受環(huán)境限制,至少也得將氣體引到地表2米以上排放。甲烷的化學式為CH4,C-H鍵非常穩(wěn)定,除了用燃燒的方式,其它方法很難處理,而高空氣體流動速度快,沼氣有比較輕,稀釋很快,因此直接排放高空最為安全。
⑷注意宣傳。很多人知道沼氣,但并不了解它可能爆炸的后果。所以我們要向用戶宣傳,讓他們主觀的杜絕火種。特別是在工程交接時,應該把使用污水處理池的注意事項制成守則交給用戶。
⑸經(jīng)常檢查。由于受到人為破壞、地理沉降等因素的影響,有可能導致池體變形、導氣管斷裂堵死等情況,所以我們經(jīng)常檢查池體周圍是否漏氣、導氣管是否通暢,發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
⑹經(jīng)常清掏。一般污水池1年內(nèi)至少要清掏1次,池內(nèi)的污泥沉積得越多,產(chǎn)生的沼氣量就越大,相應爆炸的幾率也越高。
按照上面的措施設計使用污水池,基本上能滿足安全要求,但切記不能疏忽大意,萬事小心為妙。
為消除我們腳下的定時“炸彈”共同努力!