有毒有害气体检测报警器在污水处理厂的应用

曹国建

（上海度标检测技术有限公司，上海 201100）

随着新建污水厂日益增多，污水处理厂作业人员的安全越发受到重视。污水处理厂的设备主要有格栅间、泵房、沉淀池、曝气池、调节池、加药间、污泥脱水以及控制系统等，在对污水进行净化处理时会生成一些气体，主要为：有毒气体、易燃易爆气体。

1）污水处理中产生有毒气体主要成分就是硫化氢，H2S是一种无机物，是一种无色有臭鸡蛋气味的气体。当H2S在空气中的浓度超过一定的限度时就会使人嗅觉钝化，这时就不会闻到臭鸡蛋味，当人处于含有H2S浓度较高的环境中的时候就会在短时间之内死亡。当空气中H2S浓度较低的时候也会对人的呼吸系统产生一定的影响。污水处理厂通常需要定时监测，所以直接暴露于含H2S环境中的时间较多，如果在较小的空间内翻动污泥，就会在一定的空间范围内短暂积聚高浓度的H2S，若作业人员没有防护措施，就特别容易造成人员中毒事件的发生。

2）污水处理中产生可燃可爆性气体主要是在污水净化处理的过程当中存在着许多微生物，产生大量的沼气，在污水处理的曝气和污泥消化阶段较为常见。产生的这种可燃可爆性气体的主要成分就是甲烷，甲烷极易燃烧还能够造成窒息死亡。

污水处理厂关于气体报警器的行业规范较少，本文依据国内外污水处理厂现有的法律法规及标准规范及其他行业气体报警器规范标准，探讨污水处理厂气体探头的设计、安装及使用。

1 气体报警器分类

目前，用于监测气体的报警器主要有两大类：固定式和便携式。

1）固定式气体报警器，在选择好安装位置后，不会发生位置变动。这种报警器主要由控制器和探测器两部分构成，报警器的控制部分主要位于有人的值班室内，探测器就位于污水处理过程中易发生气体泄漏的位置，最为关键的部分就是气体传感器，主要负责的就是监测空气中气体的浓度。传感器将探测器检测到空气中气体的浓度变换成电流信号，再发送到控制器，当空气中的气体浓度超过一定的浓度范围时（该值可根据接触限值设定）就会触发报警器，值班室就会收到警报。

2）便携式报警器，污水处理厂的工作人员可以在工作时随身携带，工作人员可以较为灵活地监测各个工作地点的气体浓度。这种便携式的报警器方便携带，随时可测。

2 污水处理过程中易产生气体的阶段

污水处理厂产生有毒物质的场所在AQ 4209《城镇污水处理厂防毒技术规范》中明确：产生有毒物质的下列工作场所，应采取技术和管理措施进行有效的控制：

1）格栅间

2）泵房设备间、管道间

3）沉砂池

4）曝气池

5）沉淀池及沉淀池附属泄空井、阀门井

6）回流污泥泵房

7）加氯间

8）沼气锅炉房

9）污泥厌氧消化池及附属设施

10）污泥脱水机房及附属储泥池、冲洗水池

11）沼气柜

12）化验室

13）其他作业空间受限的设备内或作业场所

以上6处与污水处理相关（即格栅间；泵房设备间、管道间；沉砂池；曝气池；淀池及沉淀池附属泄空井、阀门井；加氯间）。5处与污泥处理相关（即回流污泥泵房；沼气锅炉房；污泥厌氧消化池及附属设施；污泥脱水机房及附属储泥池、冲洗水池；沼气柜）。化验室及其他作业空间受限的设备内或作业场所也有可能存在有毒气体产生的场所。

3 污水处理厂气体的报警器安全设计

依据现行的相关国家的处理污水的行业标准以及相关规定，对于涉及污水处理厂产生的有毒有害可燃性气体，主要汇总情况见表1。

4 污水处理厂气体报警器的安装

4.1 安装选择

根据不同检测器的技术规格以及需要检测气体性质选择不同类型的气体报警器，而且还要结合污水处理厂周边的环境特点。对于选用的检测器应当满足GB 12358、GB 15322.1、GB 15322.2的规定。

（1）如果发生有毒气体或者是可燃气体的泄漏，对于有毒气体来说，它的浓度允许达到最高的允许浓度，对于可燃气体来说，浓度不能超过25%。

（2）如果一个场所内同时安装两种报警器，对于可燃气体允许达到最高浓度的25%，有毒气体的浓度允许达到最高浓度35%。

4.2 安装形式

根据GBZ/T 223《工作场所有毒气体检测报警装置设置规范》的规定，对于一些特殊的场所，如果有毒气体的浓度始终不超过报警设置的浓度，可以不用设置固定的毒气检测，但是如果有工作人员进入现场进行操作时，操作人员应该携带便携式有毒报警检测器，并且要做好相应的防护工作。

对于一些安装有毒气报警器的场所，选用的报警器应该采用固定式，如果不方便或者是没有必要采用固定式报警器，应该配备便携式的报警检测装置。对于一般的巡逻和检测，选用便携式的报警仪。对于污水处理厂来说，涉及有毒气体产生的区域应该安装固定式的毒气报警装置，如果没有人员经常进出，需要配备便携式的有毒气报警装置。

4.3 覆盖范围及安装数量

目前对于污水处理厂的气体报警装置的安装要求以及数量要求没有具体的规定。根据国家标准GB 12358《作业场所环境检测报警仪通用技术要求》的要求，对于一些可燃性的气体要在30s内进行响应；对于一些有毒气体，例如氨气、臭氧等气体应该在160s内做出响应，其他的有毒气体需要在60s内做出相应。对于污水处理厂的臭气气体来说，这些气体不属于压力气体，一些扩散速率的实验暂无相关数据，所以无法计算出气体的有效半径，但设置的报警器需要在60s内响应。

GB 50493《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》规定了检（探）测点的确认，但该标准适用范围明确指出：石油化工企业新建、扩建及改建工程中可燃气体和有毒气体检测报警的设计。且该标准中可燃气体有效覆盖范围室内7.5m，室外15m，依据液化石油气扩散速率实验及日本《一般高压气体安全规则》；有毒气体有效覆盖范围室内1m，室外2m，依据对石化企业调查结果。

污水处理厂相关规范中对覆盖范围无详细要求，气体报警器设计的覆盖范围可参考该报警器的性能说明（一般出厂有相关技术说明书明确覆盖范围、检测空间大小），从而确认安装数量。污水处理厂气体报警器的安装高度、安装形式有相关规范要求见表2。

5 污水处理厂气体报警器的使用

5.1 报警值设定

CJJ/T243《城镇污水处理厂臭气处理技术规程》中明确指出，对于污水处理厂的臭气污染浓度应当进行时刻监测，没有准确的数值，应采用如表3所示方式进行数值的取值。

表3 污水处理厂臭气主要含有的污染物浓度

GBZ/T 223《工作场所有毒气体检测报警装置设置规范》附表中硫化氢警报值（MAC）建议设置为10mg/m3，氨警报值（PC-STEL）建议设置为30mg/m3。

5.2 校准校验

气体报警器校验时长一般为12个月，见表4。

表4 标准中涉及污水处理厂气体报警器设置使用的要求

6 污水处理厂气体报警器的设置

污水处理厂运行人员在以下几个工作中会存在一些安全风险：首先存在区域是巡检，其次是具体岗位操作。城市污水处理厂因除臭升级改造，较多区域加盖密闭，假如通风或者除臭设备存在缺陷或失效，容易导致有毒气体集聚，所以，应当在以下几个区域设置一些固定式硫化氢、沼气等气体的在线监测自动报警装置：污水预处理阶段、污泥处理阶段、其他易产生有毒气体的人员密集区域等，在对气体报警装置进行安装的过程中应当根据区域的空间来选择气体报警器的类型和设置范围，从而确定气体报警器的具体数量。在对气体报警器进行安装时应当十分注意，将一些容易泄漏的泵、压缩机、阀门、法兰、取样口等低位区域进行重点覆盖。

地下污水处理厂作为一种高效、集约用地的新模式成为未来城市污水处理规划的新方向。地下污水处理厂目前国内缺少相应的标准和技术规范。而在美国、日本、欧盟都有关于地下污水处理厂的相应规范和标准，但是在我国由于地下污水处理厂发展时间较短，这方面还有所欠缺。因此，地下污水处理厂污水预处理阶段、污泥处理阶段、臭气处理区域、易产生有毒气体的人员密集区域等均应设置带有声光报警的气体监测报警器。

在对污水处理厂进行有限空间检测的过程中，应当遵循一定的原则，即“先检测、再通风、后作业”，选择的报警器为防爆便捷式气体报警器。在对有限空间的气体进行排序过程中，应当将有毒有害气体放在首要位置，氧气和可燃气体次之，对有限空间中的气体进行时刻的监测时，一般间隔时间不应超过30min，在对有毒气体进行检测的过程中，最主要的是要对硫化氢和一氧化碳进行检测。

7 结语

在对污水处理厂的气体报警器进行设计、安装、使用的过程中，应当注意覆盖区域面积、安装高度等方面的具体要求，通过易产生有毒有害气体所在区域的空间大小和气体报警器出厂的检测范围来确定具体覆盖半径及安装数量。在施工安装投入运行中，应当考虑以下几方面的因素：第一是具备声光报警，第二是气体响应现场和有人的值班室需要同时响应，第三是在对探头型号选择过程中应当考虑防爆型。气体报警器安装前一定要在采购过程中查验合格证书、校验证书等相关内容，安装之后应当有专业人员进行调试，运行后定期检验，保证报警器能够正常工作。