化工废水也会引起大爆炸！污水处理系统防火防爆应该做的事儿

编者按

在惨痛的812天津港爆炸事件发生后，关于危险品储存、运输以及与此相关的化工厂安全生产的讨论变得尤为火热。由于主工艺区域内的危险工艺设施较多，大部分化工厂都将安全管理的重心放在主要生产区域，事实上，废水处理系统的废水缓冲罐以及储存罐也存在相当大的安全风险。

最近的一次化工厂废水处理厂爆炸发生在215年7月3日，位于韩国蔚山市的韩华化学第二化工厂废水处理厂发生爆炸，事故造成6名现场工作人员死亡。韩华化学是韩华集团的子公司，蔚山第二工厂主要生产聚氯乙烯（PVC）原料，年产量达32.7万吨。初步判断事故原因是在焊接废水储存罐顶部操作过程中残留燃气发生爆炸。
在化工行业中，历史上曾发生过多起废水储罐爆炸事故，并造成严重的人员伤亡。例如阿科公司的废水罐爆炸事故、美国佛罗里达州的废水罐在动火作业过程中发生的爆炸事故等。
化工企业生产往往要消耗大量工业用水，需排放或净化处理的污水量很大，污水中经常混杂有易燃易爆或有毒的物质，在污水处理系统中，火灾爆炸事故时有发生，并且污水管网遍及厂区，一旦着火，易蔓延成灾。污水处理系统是化工企业防火工作不可忽视的重点部位。

污水处理系统火灾爆炸危险性分析

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形成爆炸性气体混合物

化工企业的生产废水或其他排水难以避免地含有易燃液体或可溶性的可燃气体。在一定条件下，这些易燃液体或气体因汽化在下水道系统和净化设施内与空气形成爆炸性混合物。
如果生产设备系统的密闭性损坏或违反操作规程造成溢料时，泄漏的易燃、易爆的液体或气体常易混入污水而进入下水道系统。某厂由于违反生产工艺规程，污水中混入大量烃类蒸气，并排入下水道，使下水道水中溢出的烃类蒸气在厂区内聚集，遇火源发生了爆炸。高温污水和蒸汽排入下水道，造成污水系统温度升高，可燃液体蒸发，形成爆炸性混合物。

某公司合成橡胶厂的厂外排水管道爆炸，11个下水井盖飞起，事故原因是排水中带有可燃液体，遇食堂排出的热水，油气加速挥发，遇明火引起爆炸。

如果吸收有可燃气体或含易燃液体(吸收剂)的污水排人下水道，当温度升高时，这些可燃气体会解吸出来，易燃液体会汽化逸出。

某氯碱厂在吸收氯化氢的过程中，由于吸收塔液体出口处的液封层厚度不够，易爆气体与盐酸一起进入酸水的下水道系统，在该系统中，解吸出的气体与空气形成易爆混合物，而发生了爆炸。

洗涤、冲刷的污水，往往含有多种火灾危险性物质。这类污水也是下水道系统中形成蒸气(或气体)与空气的爆炸性混合物的来源。

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混触反应生成危险物质

排人下水道的各种物质互相作用，可能产生其他易燃、易爆产物。例如，从工艺设备排出的洗涤液和冲洗地面的污水中往往含有化学活性较高，性质相互抵触的物质。当它们在下水道中混合后，会形成爆炸性物质，甚至自燃性物质。这些物质常积聚在井壁和管壁上成为干料而构成潜在危险。硫化碱废液同酸性污水流人下水道，会产生硫化氢易燃气体。某厂过氧化氢和丙酮同时排入下水道，而生成丙酮过氧化物，以致在下水道中发生丙酮过氧化物爆炸事件。含亚硝酸铵、硝酸铵等盐类的冲洗污水排入下水道后，也潜伏有很大的爆炸危险，因为结晶亚硝酸铵的化学性质极不稳定。

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引起火灾的蔓延扩大

污水管道贯通整个企业区，发生的火灾或爆炸往往会沿着污水处理系统传播，导致连锁式的破坏。

2001年10月30日17时42分，安徽省滁州市某加油站在卸油时，汽油从量油孔大量外溢，渗入站内下水道，流人市政下水管道，油蒸气与空气形成爆炸性混合气体，遇火源引起持续5h连环爆炸，并燃起大火。此起彼伏的爆炸延续到当日23时才完全停止，而大火至次日凌晨4时才被完全扑灭。1985年6月27日，重庆市一下水道发生爆炸，爆炸范围波及100万平方米，大片住宅成为废墟，事故中有26人丧生，几百人受伤，重伤91人，如此严重的事故为建国以来所罕见。

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常见的引火源

在污水处理系统常见的引火源有：清理和检修时的机械撞击和摩擦火花；在下水道水井、澄清池设施附近进行焊接作业时产生的火花；燃着的烟头；车辆排气管的火星等。

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惨痛事件

回放

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2009年9月9日，中石化上海高桥分公司化工事业部顺丁橡胶装置停车检修。11日9时5分，后处理工段操作工打开四个热水罐底部排放阀门，将大量热水排入污水系统，最后进入车间污水池。与此同时，一名操作工在车间污水池旁边，驾驶叉车进行装卸作业。在作业过程中发生闪爆，引发大火，将叉车司机烧伤，经抢救无效死亡。

事故分析：在顺丁橡胶装置所有的物料中只有丁二烯和溶剂油两种是挥发性的可燃性物料。丁二烯常压下为气态，沸点为-4℃，排出后立即挥发，不易大量积聚。 溶剂油（主要成分是环己烷和己烷）初馏点65℃，98%馏出点为67℃，常温下不易挥发，容易大量积存在污水系统中。此次事故是在向污水系统排放了大量热水后发生的，热水的温度（67℃～86℃）的高于溶剂油的沸点，与溶剂油接触会导致溶剂油迅速气化，形成爆炸性混合气体，引起闪爆，因此判断引起闪爆和火灾的物料为溶剂油。

污水处理系统的防火防爆措施

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安全合理设置污水管道

①全厂性下水道不得从生产装置、罐组、居住区等内部穿越；
②易燃和可燃液体罐组内的下水道(包括雨水管或涵管)穿越防火堤时，应在防火堤外设置封闭设施；
③车间内的污水下水道应采用管道和封闭的明沟。敞开的明沟只允许接受用净水冲洗地面、设备和管道所产生的污水；
④室外下水道管线应该是封闭的，采用暗管或覆土厚度不小于200mm的暗沟。只有在露天场地为排走雨水和洗涤用水，才允许明沟设置；
⑤下水管道不应沿道路敷设在路肩上下；
⑥生活—下水道不应与其他下水道接通。对于生活污水和化学污水合在一起净化的工厂，允许通过泵站将生活污水传送到化学污水下水道中，但要设置防止易燃易爆气体进入泵站的装置。

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防止形成爆炸性气体混合物

从洗涤、萃取、吸收、解吸、蒸发等工艺设备中排出的废水，不应直接与下水道系统连接，应在排入下水道之前除去易燃液体和气体。为此，应在车间中设置局部脱气和蒸出系统，并设置全厂性污水脱气设施。与排水点管道中的污水混合后，温度超过40℃的水不得直接排人生产污水管道，防止污水升温逸出可燃蒸气。
在工艺设备至下水道的排水管线上，应安装液封和设备停车检修时装盲板的法兰。
含油污水的下水道系统，应设置集中或分散的隔油池及相应的污油回收设施。隔油池实际上是一个沉降池，利用油和水的比重不同，使水沉降到池的下部排出，油浮在水面上定期排除，可燃气体及气体挥发物悬浮在上部空间，飘散和强制排除。隔油池的保护高度不应小于400mm，防止隔油池超负荷运行时污油外溢，导致发生火灾或造成环境污染。

某石油化工厂由于下大雨致使隔油池负荷过大，油品自顶溢出，遇电火花引起大火，蔓延1500平方米，火灾持续2小时。隔油池应设非燃烧材料的盖板，并应设蒸汽灭火设施。

在装置区内的下水系统管道上设置排气竖管，其作用是使下水管网内的可燃气体或蒸气排空，以防止积累形成爆炸性混合气体。排气竖管管径不宜小于100mm，宜安装在车间污水排放处的水井上和管线转弯处，排气管的出口应高出地面2.5m以上，并应高出距排气管3m范围内的操作平台，且上面应安装专用的排气罩，甲、乙类工艺生产区内的排气管末端应装设阻火器，每隔500m应安装1个排气竖管。

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惨痛事件

回放

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2008年4月28日下午14：50，金陵石化4名承包商员工，在污油罐罐顶为含油污水罐增设氮封线，在拆卸人孔盖最后一根螺栓时，因螺栓生锈、拆卸困难，施工人员违章用气焊切割螺栓，导致罐内气体发生闪爆、罐顶撕开。2名作业人员从罐顶摔下，经抢救无效死亡。

事故原因：施工人员严重违章，超出 “用火作业许可证”规定的用火范围动火，使用气焊切割罐顶人孔盖的螺栓，引起了污水处理罐内油气闪爆、罐底撕开。此次事故，作业人员的意图是为含油污水罐增设氮封线，是为了防止污水罐罐内形成爆炸性混合气体、避免发生事故而进行的技术改造，但是在这个过程中，出现了事故。

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杜绝混触可能造成的危险

应禁止将混合时可能产生和分解出爆炸性物质的各种污水排入下水道。
清洗设备和车间肮脏地面的洗涤水排人下水道的水井和管道后，一定要用净水冲洗，以防形成和积聚易燃易爆物质。
清洗危险物品设备产生的污水，在排入下水道主管前，要在一些设备内进行初步净化处理，脱除其中的易燃、易爆物质及其他有害物质，中和酸碱，当符合排放要求时才允许排放。

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防止燃烧、爆炸沿污水管网蔓延扩展

污水处理系统设置水封井，可防止燃烧、爆炸沿污水管网蔓延。水封的设置应能满足如下要求：生产的污水排放系统必须设置水封，当2个水封井之间的管道长度超过300m时，管道上应增设水封井，水封的高度不得小于250mm水柱；工艺装置内的塔、炉、泵、换热设备区等围堰的排水口应设水封；容易发生可燃气体，液体泄漏的工艺装置、罐组或其他设施及建(构)筑物、管沟等的排水口应设水封；全厂性的支干管与总干管交会处的支干管上应设水封；重力流循环回水管道在工艺装置总出口处应设水封；一幢建筑物用防火墙分隔成多个房间时，每个房间的生产污水管道应有独立排出口，并设水封；隔油池的进出水管道应设水封，并要求距隔油池5m以内的水封井、检查井要采用密闭式，甲、乙类工艺生产区内的水封井也要求为密闭式；生产设施内部必须采用明沟排水时，应利用水封井将明沟隔成数段，每段长度不宜超过20m。
污水处理系统爆炸案例表明，一旦下水道系统发生爆炸，往往造成若干个水封井盖被炸开，因此，可在井内污水管进口处增设溢水槽，从而减弱爆炸波的扩大蔓延。

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预防污水处理系统损坏

为了防止下水道管线、水井、水室等设施受腐蚀破坏，必须用耐污水腐蚀的材料建筑，通常大直径的下水道集管采用内衬各种耐腐蚀层的钢筋混凝土管，中、小直径的管线采用耐酸陶瓷管铺设，建造下水道、水井、水室及其他类似设施，采用耐酸砖、耐酸水泥和耐酸灰泥，建筑物结构则用沥青涂抹，用酸溶液粉刷。处理污水和转送污水的设备如泵、分离器、收集槽、热交换器等，应用合金钢制造，或用衬适当耐腐层的碳钢制造，如衬耐酸板、耐酸砖、铝、聚乙烯、聚氯乙烯塑料等，也可采用防腐涂层或橡胶衬里的碳钢材料。
为了防止污水带人的沉淀物堵塞下水道、管线和设施，应在污水进入下水道之前采用澄清槽、沉砂槽等局部净化装置，清除悬浮颗粒。同时，为了防止固体颗粒积沉在自流下水道管线的内表面，下水道管线应倾斜敷设，管线的倾斜度根据可以保证将沉积物从管线内带走的最佳速度计算。
为了防止管道内表面由于污水中各种杂质相互作用形成沉淀附着物，必须严格控制污水组成，或加入某种溶解剂、分散剂等，将杂质除掉或清除附着的沉淀物。
污水管线要定期清除沉淀物，可采用大量净水冲洗，也可采用专门的可移动装置进行水力清洗的方法，该法是用特别的喷嘴，高速喷水而将沉淀物层冲刷掉。

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控制和消除引火源

控制和消除污水处理系统的各种引火源。在积存有可燃气体或蒸气的下水道内及其附近，没有消除危险之前不能进行动火作业。距明火、散发火花地点15m半径范围内不应设排气管。污水处理场内的设备、建(构)筑物与火源地点的防火间距，不应小于《石油化工企业设计防火规范》GB50160—92的规定。
如果生产中易燃液体和可燃气体不正常地排人下水道，或排人专用的事故排出液收集槽，必须发出事故警报，停止明火、检修等操作，以免为排出的易燃液体和可燃气体提供点火源。

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加强防火安全管理

污水处理系统属于非生产设施，消防安全管理上极易被忽视，要求必须将其作为重点火灾危险部位来管理。排污岗位要有严格的安全制度，尤其是停产后再次恢复生产时，必须加强检查，认真操作，防止违章作业，超正常排污而引起事故。

总结

由于污水处理设施属于辅助设施，企业没有将其与正在运行的工艺生产装置区同等对待，在防爆区域划分、用火作业、施工管理等方面存在很多漏洞，导致污水处理设施成为安全管理的薄弱环节。
污水处理设施的危险性并不低于生产装置，企业应当将按照生产装置的安全标准，进一步加强污水处理设施管理。

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