炼油污水处理装置危险危害与安全防控分析

炼油污水处理装置危险危害与安全防控分析
张弘;王家见;赵振峰
【摘要】介绍了炼油污水处理装置工艺系统的组成.分析了炼油污水处理装置生产过程中存在的主要危险危害因素.生产过程中存在着污油、次氯酸钠、硫酸、乙酸、氢氧化钠、氧气(臭氧)、活性炭等危险有害物质,其中危害最严重的是污油和进入污水系统内的可燃、有毒物料,引发火灾、爆炸或中毒事故.并提出了防止发生火灾、爆炸、中毒等危险有害事故的安全防控措施.
【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】2018(046)001
【总页数】3页(P211-213)
【关键词】污油;火灾;爆炸;中毒
【作者】张弘;王家见;赵振峰
【作者单位】青岛大学附属医院, 山东青岛266003;中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院, 山东青岛266101;中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院, 山东青岛266101
【正文语种】中文
【中图分类】X
炼油污水处理装置担负着炼油生产装置的生产污水、生活污水、污染雨水等污水的处理任务。

生产过程中存在着污油、次氯酸钠、硫酸、乙酸、氢氧化钠、氧气(臭
氧)、活性炭等危险有害物质,存在的主要危险有害因素有火灾、爆炸、中毒、化学灼伤、噪声、窒息、触电、淹溺、机械伤害等。

生产装置运行不正常或发生事故的情况下,含油污水中的污油含有轻烃及油类,轻烃、污油遇点火源,可发生爆炸或火灾。

炼油生产运行中,如设备、管线、阀门发生泄漏,具有火灾、爆炸危险性或有毒物料有可能进入污水系统,在污水系统中还有可能引
发火灾、爆炸、中毒等事故,造成危害。

1 炼油污水处理装置工艺系统的组成[1]
炼油污水处理装置一般包括含油污水处理系统、含盐污水处理系统和恶臭处理系统。

含油污水处理系统采用“含油污水→调节隔油→两级涡凹气浮→高效溶气气浮→
匀质罐→厌、好氧生物曝气→沉淀池→二级厌氧、好氧生物曝气→MBR膜单元→
臭氧氧化→BAF装置→砂高密度沉淀池→监控池→排海”流程。

含盐污水处理系统采用“RO浓水、化水中和废水→输送管道→匀质罐→A/O池
→沉淀池→污泥回流泵、污水提升泵→加砂高密度沉淀池→臭氧催化氧化装置→污水监控排放池→排海”流程。

加砂高密度沉淀池流程：A/O沉淀出水→输送管道→活性炭吸附池→混凝池→熟
化池→斜板沉淀池→臭氧催化氧化装置。

恶臭处理系统采用“恶臭气体收集系统→预处理隔油系统→生物处理段→生物延
长段→尾气处理段→引风机→排放塔”流程。

2 生产过程主要危险有害因素分析
2.1 火灾、爆炸危险性分析[2]
含油污水中含有污油,在隔油池内分离、集聚,集聚、积存的污油含有轻烃及油类。

隔油池内的轻烃、污油遇点火源,可发生爆炸或火灾。

如：2000年12月6月,某炼油厂排水车间污水集水池内由于积聚油气,动火作业时发生爆炸,并引发火灾。

炼油生产运行中,如设备、管线、阀门发生泄漏,具有火灾、爆炸危险性的物料有可
能进入污水系统,遇点火源,在污水系统中可引发火灾、爆炸事故。

如可燃气体、液
体在污水池内集聚,动火作业时,极易引发爆炸。

如：2014年5月2日,某炼化公司
在对污水处理池加装污水泵,焊接作业时发生爆炸,事故造成3人死亡。

事故原因：生产过程中产生的废水流入污水处理池,污水中所含有机物挥发,可燃气体集聚,作业人员在未经动火审批,没有进行可燃物浓度检测分析的情况下进行焊接作业,引爆可
燃气体,导致事故发生。

污油罐储存污油,污油组分复杂,污油中含有轻组分油,遇点火源(如：明火、高温、
静电、雷电等),可引发火灾、爆炸事故。

污油罐在运行过程中,作业人员如违章作业或粗心大意,向罐内进料时,液位超高,可发生冒罐、跑料事故。

罐体、管线如腐蚀开裂,阀门、法兰垫片出现破裂,有可能发生污油外漏事故。

外泄的污油,遇点火源,极易引发火灾、爆炸事故。

生产中使用乙酸,乙酸为乙类火灾危险性物质,乙酸在装卸、储存、使用中如发生外泄,也可引发着火、爆炸事故。

污水处理场使用氧气、臭氧。

氧气属强氧化剂,氧气与可燃物质相遇可发生氧化反应,而引起着火、爆炸。

输送氧气的管道内,如存有油脂、溶剂、橡胶等可燃物质,在氧气管道内会发生燃烧。

臭氧是一种不稳定的气体,强氧化剂,常温下即可分解,当温度升高和一些催化物(如：氢、铁等)存在时,可发生分解、爆炸。

臭氧与不饱和有机物反应可生成不稳定的臭氧化物,臭氧化物分解时也可引起爆炸。

污水处理场使用硫酸。

浓硫酸在贮存过程中,吸收水分后,往往被稀释成稀硫酸。

稀
硫酸与贮存的设备(管道)金属铁反应,可生成氢气。

氢气积聚在设备容器内,可形成
爆炸性气体混合物,遇点火源,会发生爆炸。

浓硫酸贮槽进行检修、动火作业时,应采取安全防护措施,防止发生事故。

如：2013年3月1日,某公司在对2号硫酸罐(半罐状态)进行加固时发生爆炸,爆炸将储罐撕裂并波及到旁边的1号罐,造成两罐的硫
酸泄漏。

事故造成现场作业的7人死亡。

事故原因是：该企业未按规范要求进行
设计施工,导致储罐施工质量不合格,储存硫酸的罐体焊接处出现渗漏,在进行焊接加固过程中,罐体上部空间内含有硫酸与钢罐罐体反应产生的氢气,焊接时将罐内氢气
和空气混合物引爆,造成爆炸。

污水处理装置使用活性炭,活性炭遇明火、高温可着火燃烧,而发生火灾。

活性炭在
贮存、破碎、输送、加料过程中,可产生粉尘,粉末活性炭遇明火或其他点火源,有可能发生粉尘爆炸。

2.2 中毒、窒息危害因素分析
污水处理装置生产过程中使用硫酸、氢氧化钠、臭氧、乙酸、次氯酸钠等有毒有害物质。

此外,生产过程中产生的臭气,含有硫化物、苯类等挥发性有机物,对人体健康可造成危害。

(1)硫酸[3]
硫酸为Ⅲ级毒性物质,属于中度危害。

硫酸为无色透明油状液体,硫酸对皮肤、粘膜
等组织有强烈的刺激和腐蚀作用,对眼睛可引起结膜炎、水肿、角膜混浊,以致失明。

作业人员吸入,轻者引起呼吸道刺激症状,重者发生呼吸困难和肺水肿;高浓度可引起喉痉挛或声门水肿而死亡。

(2)氢氧化钠[3]
氢氧化钠为Ⅳ级毒性物质,属于低度危害。

氢氧化钠具有强烈刺激和腐蚀性。

其粉
尘刺激眼和呼吸道,腐蚀鼻中隔;对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用,皮肤和眼直接接触可引起灼伤;误服可造成消化道灼伤,粘膜糜烂、出血和休克。

(3)臭氧[4]
臭氧在常温常压下,稳定性差,在常温下可自行分解为氧气,具有强氧化性。

臭氧是一种有毒刺激性气体,人员接触可引起呼吸道炎症和充血,臭氧浓度为0.3 mg/m3时,
对眼、鼻、喉有刺激的感觉,浓度为3～30 mg/m3时,出现头疼及呼吸器官局部麻
痹等症,浓度为15～60 mg/m3时,对人体有危害,严重时可引起肺水肿。

(4)次氯酸钠
次氯酸钠为杀菌剂,次氯酸钠与有机物、日光接触可放出有毒的氯气。

氯气为绿黄
色气体,对人有强烈的刺激性,氯气为剧毒气体,II级有毒物质。

(5)乙酸
乙酸是无色透明的液体,有钻刺性酸气味,易溶于水、醇。

乙酸为低毒性物质,腐蚀性大。

皮肤接触可引起红斑、严重者引起化学灼伤和水疱。

醋酸蒸汽对表面粘膜,特别是眼粘膜、鼻、咽部和上呼吸道粘膜有刺激作用。

污水处理装置在污水预处理、生化曝气处理中产生恶臭气体。

恶臭气体外泄,可污
染环境,对人体健康造成危害。

污水处理装置运行过程中,封闭的水池、暗井等,还有可能在其局部空间积聚有毒有
害气体,且氧气含量极低。

当检修作业时,如未置换合格,又未采取安全措施,作业人员即进入该空间、区域内作业,极易发生人员窒息、中毒事故。

如：某石化公司化工
厂污水车间雇请民工清理污水池。

在清理前厂方既未对民工进行安全教育,也未采
取安全措施(事后测定池内H2 S含量高达22.5mg/m3,大大超过10mg/m3的最
高允许浓度标准),致使民工进入污水池后相继中毒倒下,经抢救无效,3人中毒死亡。

2.3 化学灼伤危害因素分析
污水处理装置生产过程中使用酸(硫酸、乙酸)和碱(氢氧化钠),硫酸、乙酸、氢氧化钠是强腐蚀性物质,其对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用,皮肤和眼直接
接触可引起灼伤。

误服可造成消化道灼伤,粘膜糜烂、出血和休克。

次氯酸钠也为碱性腐蚀性物质,与皮肤接触可造成化学灼伤。

作业人员在卸车时,在处理泵、阀门、槽等设备时,如忽视安全,未采取防护措施,发生酸、碱、化学药剂泄漏,人员接触可造成化学灼伤。

2.4 触电危害因素分析
污水处理装置设有变电所、配电室。

当供配电设施绝缘损坏或发生漏电等故障时,
作业人员如未采取相应的防护措施,作业中易发生触电伤害。

电气设备及导体在生产运行中,可能由于电气绝缘不合格、电气设备接地(接零)不良或不当、保护失灵、维护检修安全距离不够、违章操作等原因,导致人体触及带电体,发生触电伤害事故。

臭氧发生器操作电压高,如电气设备绝缘损坏、老化,发生漏电,作业人员可造成触电危害。

在污水处理装置作业环境中,存在腐蚀性物质,易腐蚀电气设备外壳,降低电气设备的绝缘,甚至造成设备漏电,而对作业人员造成触电危害。

2.5 其它危害因素分析
污水处理装置使用脱水机、臭氧发生器、破碎机、风机、泵等设备,在运行中可产
生噪声,而造成噪声危害。

污水处理装置还使用运转设备(如：风机、压缩机、泵等),如防护不当,也可造成机
械伤害事故。

活性炭在破碎过程中,污泥在脱水过程中,如安全防护设施存在缺陷,违章作业,也可发生机械伤害事故。

粉末活性炭在制备过程中,可产生活性炭粉尘,粉尘泄漏到环境中,人员接触可产生粉尘危害。

装置中作业平台、扶梯、栏杆等处如腐蚀损坏、松动或不符合规范要求,岗位人员
在巡检、检修作业时,有可能发生高空坠落事故。

作业人员在操作、检修设备、高
空作业时,如安全措施不落实,粗心大意还可发生高空坠落、物体打击等人身伤害事故。

污水处理装置设有多个水池,水池贮水深,如人员误入水体,有可能发生淹溺伤亡事故。

3 安全防控措施
(1)污水处理装置在常压、常温下运行;污水处理构筑物应采用全密闭结构,所产生低
浓度废气在负压操作条件下通过密闭管道引入臭气处理装置进行处理,正常时,气体
中可燃组分远小于气体爆炸下限,操作安全。

在工艺和自动控制设计上,应设置安全
联锁报警系统,保证装置操作异常时自动停车处理;主装置设备上应设有安全防爆膜,在出现爆炸危险时可泄压排放[8]。

(2)隔油池的保护高度不应小于400 mm。

隔油池应设难燃烧材料的盖板。

(3)易挥发有毒、恶臭物质的污水隔油池、调节池应加阻燃型盖板、排气管排出的
污染物宜净化处理或高空排放。

(4)隔油池的进出水管道应设水封。

距隔油池池壁5 m以内的水封井、检查井的井盖与盖座接缝处应密封,且井盖不得有孔洞。

(5)活性炭制备系统为具有粉尘爆炸危险的乙类厂房,按《建筑设计防火规范》
GB50016-2014第3.6.2条“有爆炸危险的厂房或厂房内有爆炸危险的部位应设
置泄压设施。

”[5]的要求。

厂房有爆炸危险的部位,应设置泄压设施。

(6)臭氧发生厂房、加药厂房为封闭建筑物,应设置机械排气通风设施,防止室内臭氧、有害气体含量超高。

其换气次数应符合《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2010[6]的规定。

(7)臭氧发生间内的电气设备应采用防爆型,室内设置氧气(臭氧)泄漏检测报警设施。

(8)臭氧接触池顶应设自动气压释放阀,臭氧尾气排放管应设臭氧浓度检测仪及超高
报警设施。

(9)氧气管线、管件、阀门应符合《氧气站设计规范》GB50030-2013[7]的要求,
氧气管道(管件)内壁应平滑,无锐边、毛刺及焊瘤,管道内部无油脂、杂质。

开工前,
氧气(臭氧)管线必须清扫、吹洗、脱脂合格。

(10)酸、碱液、化学药剂对建筑物有腐蚀性,按《工业建筑防腐蚀设计规范》
GB50046-2008的规定,应对加药厂房内的设备基础、地面采取防腐蚀措施。

地面还应设置围堰及导流设施,排出的酸、碱液、化学药剂应收集处理。

(11)浓硫酸储槽应设安全围堰,围堰有效容积应容纳最大一个罐的容积。

储罐通气管上应装设通气除湿设施。

(12)粉末活性炭制备采用的电气设备应采用防爆、尘密型。

(13)在活性炭加料、破碎、输送等易产生粉尘的场所应设通风除尘系统。

设备、除尘器应防静电接地。

(14)污油罐应设液位计和高液位报警、联锁。

化学药剂、酸碱储罐应设液位计和高低液位报警设施。

(15)装置现场易发生危险、危害的场所,应设立安全警示标志。

设置的安全标志,应符合《安全标志及其使用导则》GB2894-2008的规定。

(16)装置现场设置的可燃气检测报警仪应符合《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》GB50493-2009的规定,报警信号应引到控制室。

(17)在加药间酸、碱罐等腐蚀性液体(如硫酸、乙酸、碱、次氯酸钠等)有可能泄漏的场所,应设置洗眼、淋浴器。

并配备必要的个人救生、防护器具。

(18)按《生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则》AQ/T 29639-2013的要求,根据装置现场的实际情况,对可能发生重大事故的部位及事故形式进行充分的预测,制定相应的事故应急预案,并进行联动演练,以提高职工对突发性事故的应急处理能力。

4 结语
炼油污水处理装置生产过程中存在的危险危害因素有多种,但危害最严重的是污油和进入污水系统内的可燃、有毒物料,引发火灾、爆炸或中毒事故。

只有对炼油污水处理装置按标准要求进行设计、施工、监理;加强生产安全管理,严格按工艺操作规程进行生产,对设备、管道、安全设施按规定按时进行检查,配备完善的安全防护设备,才能确保炼油污水处理装置安全稳定地运行。

参考文献
[1] 吴毅.污水处理工艺的技术改造[J].环境,2009(S1)：25.
[2] 刘彩波.石油炼化企业污水处理过程的安全风险与对策研究[J].绿色化工,2017(3)：55-56.
[3] GBZ230-2010职业性接触毒物危害程度分级[S].
[4] GBZ 2.1工作场所有害因素职业接触限值化学有害因素[S].
[5] GB50016-2014建筑设计防火规范[S].
[6] GBZ1-2010工业企业设计卫生标准[S].
[7] GB50030-2013氧气站设计规范[S].
[8] GB50747-2012石油化工污水处理设计规范[S].。