目前关于污水处理池爆炸的报道越来越多,在全国范围内已经有好几十例,就是我们重庆最近也发生了好几起。渝中区南区路147号,先后在2002年、2003年发生过3次沼气爆炸,2004年8月,观音桥农贸市场发生爆炸,死1人;2004年12月沙坪坝燕渝苑生化池爆炸,死1人;2005年2月,高新区人和康居还建房也发生爆炸,伤1小孩;2005年4月,菜元坝水果批发市场1生化池发生爆炸,伤数人……在物质文明越来越高的今天,人们越来越重视生活质量,而埋在我们身边的污水处理池,就成了威胁我们生命财产的定时炸弹。
如何避免生化池爆炸?成为我们要讨论的主要问题。
首先,我们分析一下爆炸的原因。污水处理池内有机物在厌氧硝化过程中会释放的甲烷和硫化氢,甲烷和硫化氢的混合气体也就叫沼气。由于生化池在修建过程中很多地方密闭不严,特别是检查井井盖周围和井盖上的小孔,会逸出一定的沼气,还有一部分沿着从进出水管,从管路中间的检查井逸出出来,这部分逸出的沼气在一定条件下,遇到火星就会迅速燃烧,同时引燃池体内的沼气,从而引发爆炸。接着,我们再来分析一下沼气爆炸的条件。沼气爆炸有三个必备条件:①一定的甲烷浓度,②一定的引火温度,③足够的氧浓度,三者缺一不可。
⑴甲烷浓度:在新鲜空气中甲烷的爆炸极限一般为5-15%,5%称为爆炸下限,15%称为爆炸上限,当甲烷浓 度低于5%时,遇火不爆炸,但能在火焰外围形成燃烧层。浓度高于15%时,在混合气体内遇有火源,不爆炸也不燃烧。甲烷的爆炸极限并不是固定不变的,它受许多因素的影响。沼气混合气体中,混入惰性气体,可能降低沼气爆炸的危险性,增加1%的CO2时,甲烷的爆炸下限提高0.033%,上限降低0.26%;当达到22.8%时,即失去爆炸性。
⑵引火温度
沼气爆炸的第二个条件是高温火源的存在。点燃沼气所需要的最低温度叫引火温度。沼气的 引火温度一般在650-750℃,明火、电气火花、吸烟,甚至撞击或磨擦产生的火花等,都足以引燃沼气。沼气浓度不同,引火温度也不同,沼气浓度在6.5-8%时最易引燃。
⑶氧浓度
甲烷的爆炸极限与氧浓度有密切关系,甲烷的爆炸极限将 随着混合气体中氧浓度的降低而缩小,当氧浓度降低时,甲烷的爆炸下限缓慢增高,上限则迅速下降。氧浓度降低12%时,沼气混合气体即失去爆炸性,遇火也不爆炸。
从上面的分析看,我们只要打破沼气燃烧的3个必要条件的任何一个就可以防止爆炸。显然,3个条件中最好控制的就是隔绝火源。简单的说,沼气爆炸必须要有引火源,只要隔绝火源,就不会发生爆炸。因此我们的污水处理设计必须考虑让沼气远离火源。通过大量的工作实践和对爆炸事故的细致分析,我们对无动力污水处理池防爆提出如下几点措施:
⑴首先在污水处理池选址时,就应注意尽量避开人群经常活动的地方,降低接触火源的纪律,避免人为丢烟头、小孩玩火,以及烟花爆竹等。
⑵如果沼气不逸出地面,始终在处理池里面,也不会发生爆炸。前面说过:一般的污水池的沼气都是通过2条途径逸出,那么,我们就应想办法堵路。我认为首先应该把污水池的进出水管做成90。弯管,进出水口都淹没在池内水位线以下,使其形成水封,阻止沼气外逸;其次,处理池的检查井应该设计2层井盖。我们常用的井盖为了方便使用,都留有2个小孔,而现场预制的井盖尺寸误差比较大,和井圈的结合不够严密。因此我们可以在上层井盖下500mm左右的地方设计1个比较轻的密封隔板,与井壁结合的地方用柔性填充料密封。这样也能阻止沼气逸出。另外还有一方面要注意,在处理池高称设计时,应尽量把井盖的标高设计在地表下500mm处,让浮在上面的泥土阻止气体外逸,同时还能满足种植土的需求。
⑶有沼气组织排气。前面讲的是“堵”,但池内的沼气是在不断大产生,因此我们还必须“排”。排出沼气必须是有组织的排气,要让他按照我们设计的方向和位置排放。我们先用坚固耐用管子将各个检查井(最容易积累沼气的地方)连通,然后一起用套管排向高空稀释掉。如果受环境限制,至少也得将气体引到地表2米以上排放。甲烷的化学式为CH4,C-H键非常稳定,除了用燃烧的方式,其它方法很难处理,而高空气体流动速度快,沼气有比较轻,稀释很快,因此直接排放高空最为安全。
⑷注意宣传。很多人知道沼气,但并不了解它可能爆炸的后果。所以我们要向用户宣传,让他们主观的杜绝火种。特别是在工程交接时,应该把使用污水处理池的注意事项制成守则交给用户。
⑸经常检查。由于受到人为破坏、地理沉降等因素的影响,有可能导致池体变形、导气管断裂堵死等情况,所以我们经常检查池体周围是否漏气、导气管是否通畅,发现问题及时处理。
⑹经常清掏。一般污水池1年内至少要清掏1次,池内的污泥沉积得越多,产生的沼气量就越大,相应爆炸的几率也越高。
按照上面的措施设计使用污水池,基本上能满足安全要求,但切记不能疏忽大意,万事小心为妙。
为消除我们脚下的定时“炸弹”共同努力!