化工行业环保装置安全问题研究

马立强，李文楠(上海益驰思环境技术有限公司，上海 200235)

1 研究背景

近年由环保设施运营管理不善导致的安全事故频发，特别是活性炭和焚烧等VOCs治理设施。响水事件发生后，环保设施的安全监管职责得到了进一步明确。

2020年12月28日，国务院安全生产委员会印发了《国务院安全生产委员会成员单位安全生产工作任务分工》的通知(安委〔2020〕10号)，明确了各个部委的具体任务，由生态环境部和应急管理部共同监管企业，对重点环境治理设施开展安全评估和隐患排查。由此可见，管环保也要管安全的时代已来临。

2 常见环保设施安全事故及建议

2.1 废气环保设施安全事故及建议

工业废气种类繁多，主要包括有机、燃料、粉尘、酸雾、油烟等废气。以VOCs治理为例，目前常见的VOCs末端治理工艺有蓄热式燃烧、催化燃烧、活性炭吸附脱附、低温等离子等技术[1]。VOCs废气成分复杂，通常为苯、甲苯、二甲苯、TDI等易燃易爆的有机混合气体，VOCs治理设施设计期的安全工艺不到位、后期使用不专业、维护管理不到位等会给企业带来新的安全隐患。

通常在初步设计废气处理设施会考虑设备的安全性，因此设备本身一般不会产生燃爆事故。那么废气处理设施燃爆的根本原因是不恰当的人员操作设置、设备自身故障老化等，导致混合可燃废气的浓度处于爆炸极限，遇到点火源发生燃爆。

从燃烧三要素角度出发，废气治理设施本身存在高温点火源、点火源难以消除、燃烧处理废气需要氧。因此预防燃烧法的废气处理装置燃爆的主要措施是控制可燃物，主要是对废气治理设施内部的废气浓度进行控制，保证其浓度低于爆炸下限，通常以爆炸下限25%(体积比)为预设值。

为预防废气治理设施燃爆事故，企业需要重视废气治理设施内废气浓度和成分，考虑对废气治理设施废气入口的管控，设置阻火器防止回火，并考虑发生事故时的紧急泄放措施，如泄爆片等。并考虑废气收集时的成分，避免不容废气组分混排对废气处理装置产生腐蚀或导致设备损坏。

企业的废气治理设施应在良好工程设计的基础上进行分析风险，对整个废气治理设施进行安全评估，确保废气治理设施内所有废气浓度处于设防值以下，并避免不相容废气并管排放，做到从源头上消除燃爆事故。

2.2 废水环保设施安全事故案例及建议

根据资料统计，2020的27起有关污水安全生产事故中有16起是因中毒窒息造成，占事故总数目近40%。此外溺亡、物体打击、高处坠落、爆炸、火灾、触电等也是多起事故的成因。废水处理设施安全事故的事故类型以中毒窒息事故居多，发生事故的原因大多为作业人员在密闭空间内作业，长时间暴露于有毒气体或氧含量过低的环境中而造成中毒窒息。

本文对降低污水处理作业中的安全事故有一些参考意见：

(1)加强现场和设备设施管理。加强现场职业卫生安全、设备设施管理，尽可能选用安全高效的设备设施，完善安全操作规程，严禁违章作业，提高作业员责任意识和风险识别能力。

(2)改进安全管理体系。建立明确的安全生产责任制，明确各级单位和负责人安全职责，定期进行检查，确保职责落实到位。

(3)提高设备可靠性。由于污水治理行业常会产生可燃气体，作业空间内部可能出现沼气等可燃气体聚集情况。为预防安全事故，作业前做好通风和检测，并且对作业使用的工具防爆性能有一定要求，尽可能采用高效且本质安全的作业设备。

(4)提高员工安全知识和安全技能。加强员工安全知识和安全技能培训，提高员工应急处置能力和风险防范能力，提高员工自救和施救能力。

2.3 固废环保设施安全事故案例及建议

在企业安全生产过程中，固废中的危险废物贮存处置是重要环节。企业必须制定覆盖危险废弃物全生命周期的危废综合管理方案，从收集、运输、存储、回收到最终处置，并利用先进的信息化系统进行管理，实现危险废弃物全生命周期的可追溯。

响水事件等国内危险废物相关事故过程及起因，暴露了当前危险废物安全管理面临的许多问题：

(1)危险废物安全风险认识不足，危险特性鉴别鉴定技术不到位。危险废物产生及处置企业未能对危险废物的风险进行定性定量分析，企业员工对危险废物风险认识不足。

(2)危险废物大量、长期违规贮存，混存混放现象严重。近年来危险废物产生量快速增加，而符合资质的危险废物处置公司处置能力有限，跨省转运处置手续繁杂，因此危险废物贮存成为了一大问题。

(3)对环保设施安全风险识别不到位。

(4)危险废物处置单位能力不强，处置效果有待提升。

(5)危险废物安全监管和防控技术不能适应企业的快速发展。

在此建议：

(1)完善危险废物的鉴定与登记，开发准确、快速鉴别技术，建立危险废物安全数据库是实现危险废物全生命周期管理的重要一步。

(2)危险废物贮存安全防控技术标准化、细节化，保证安全的前提下降低跨省运输难度。

(3)危险废物处置企业应该提升危险废物安全处置能力。

(4)加强环保项目风险辨识，将环保项目、主生产装置、周边设备实施作为一个系统进行系统性风险辨识，重点分析环保项目可能对主生产装置、周边设备设施产生的潜在风险。

(5)对危险废物管理人员加大培训，提高其综合素质。

(6)危险废物安全监管系统信息化，危险废物监管与计算机、物联网技术结合，逐渐建立大范围的危险废物监管数据，危险废物管控向智能化发展。

3 技术推荐

工程建设是企业全生命周期的源头，本质安全环保设计是构建安全环保型现代化企业的重要基础和关键。因此本文推荐使用本质安全技术以减少企业生产运行中的问题。

以废水治理为例，不少企业都建设有污水处理装置或预处理设施，其在沉砂、初沉、曝气、消毒、污泥处置等阶段会产生的氨、硫化物、VOCs等无组织废气。传统加盖收集技术涉及治理措施的建造和运维，不仅人力投入大、治理效果不佳、运营成本高、二次污染大，而且还有可能因为加盖产生更大的安全隐患(限制空间引起的窒息作用或可燃有毒气体的累积等)。

针对以上问题，依据国标GB 37822—2019《挥发性有机物无组织排放控制标准》9.1.2，本文为企业推荐使用浮动顶盖技术。浮动顶盖技术是一种减少石油和化工行业储罐和污水池VOCs及恶臭排放的技术，采用多个六边形结构的盖体在储罐或敞开液面上方自动组合形成一个“浮盖”，以防止VOCs和恶臭逸散，浮动顶盖可以有效覆盖液面，减少挥发性气体和恶臭气体的产生与排放。这项技术可以帮助企业大大降低运营能耗，节省投资和运营成本，并且本质安全，降低风险(浮盖有静电逸散、阻燃等效果)。图1和图2为浮动顶盖安装前后示意图。

图1 安装前(开放式液面有VOCs挥发)

图2 安装后(浮动顶盖隔绝挥发途径)

4 结论

4.1 事故原因总结

分析近几年典型的环保设施项目引发的安全事故，主要原因如下：

(1)废弃物成分复杂，风险识别不到位。危险废物、有机废气成分复杂，存储处理过程中未进行安全评估。企业忽视危险物质特性，产生的危险废物混乱堆垛，处置时直排混排。同时缺乏有效泄爆装置和报警设施等都有可能造成严重的安全事故。

(2)环保治理设施初期设计采用的安全技术不成熟。安全设计技术缺少安全依据，或者采用未经论证的不成熟环保工艺，环保设计公司从业人员缺乏安全设计经验，对环保设施安全设计的可靠性和有效性缺乏系统判断，业主和监管单位单方面追求治理结果，忽视环保设施采取的安全措施是否可行。

(3)环保设施工管理不善，环保手续未落实、工程质量不达标。环保项目运行过程中未落实“三同时”、施工期管理不善、工程质量不达标和安全风险管理不到位等都是引发环保安全事故的重要原因。

(4)环保设备初期设计和后期运行未达到安全标准。不少企业在选择环保治理设施时更多考虑其环境效益，忽视环保设施后续运行中可能对整个企业生产造成的风险，没有对环保设施的投用风险进行系统分析。环保设施建成投用后，设备的防爆性能、工艺技术参数不达标、后期设备腐蚀等都有可能导致环保安全事故。

4.2 环保设施风险管控建议

(1)对环保设施进行风险辨识。引进成熟的环保工艺时，企业应在设计初期将环保设施和入整个厂区作为一个系统进行安全风险辨识，组织设计人员进行HAZOP等安全分析，针对环保设施分析现有项目的风险，并制定安全防范措施。

(2)对环保技术安全性进行论证。企业治理废气废水时，若采用新的环保技术，必须对技术可行性、可靠性、稳定性开展工艺安全风险分析，制定相应的对策措施。对新的环保技术，企业应该邀请安全方面的专家评估潜在的风险。

(3)健全完善环保设施安全标准规范。针对环保设施制定相应的设计规范，统一设计标准。监管部门对环保设施的安全管理提出细化和明确安全的要求和风险控制措施，加强企业主体责任，环保项目与其他建设项目实施相同的安全监管标准，管环保的同时管安全，做好后期监管。

(4)使用本质安全的环保设施，比如浮动顶盖等兼顾安全和环保的技术。

5 结语

本文主要围绕目前环保装置存在的安全问题进行研究，并提出解决措施，希望能为相关企业提供参考，以保证安全、环保生产的目标。