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        市政污水站集水和沉淀池淤積處理技術(shù)探討

        2023-06-29 14:13:17吉軍軍王方元
        四川建筑 2023年1期
        關(guān)鍵詞:作業(yè)檢測

        吉軍軍 王方元

        市政工程污水處理站集水池、沉淀池的淤積物清理,通過對項(xiàng)目現(xiàn)場的危險(xiǎn)因素和職業(yè)健康辨識(shí)分析,制定出作業(yè)指導(dǎo)書和安全施工措施;進(jìn)行了原狀泥取樣進(jìn)行絮凝劑選配,土工管袋的固化脫水等實(shí)施的研究,解決了集水池和沉淀池淤積物清理安全風(fēng)險(xiǎn)大,淤積物處置難的問題。

        氣體檢測; 清淤; 土工管袋; 受限空間施工

        TU714 B

        [定稿日期]2022-01-11

        [作者簡介]吉軍軍(1978—),男,本科,工程師,主要從事市政工程的技術(shù)管理工作;王方元(1985—),男,本科,高級工程師,主要從事水利工程的技術(shù)管理工作。

        1 項(xiàng)目概況

        城市市政工程污水處理站集水池和沉淀池,經(jīng)過常年運(yùn)行過濾污水加之雜物、粉塵積累越來越多,池底淤積物多成流態(tài)膏狀,致使池底污物越來越高,已經(jīng)影響到集水池、沉淀池的水調(diào)節(jié)功能。為此對污水處理站集水池、沉淀池的淤積物進(jìn)行清理工作。

        集水池為地下室鋼筋混凝土封閉式結(jié)構(gòu),集水池尺寸28 m×6 m×3 m,頂蓋有4個(gè)鑄鐵井蓋及1個(gè)設(shè)備接入口,池內(nèi)淤泥深0.6 m,初步計(jì)算淤泥量100.8 m3;沉淀池為地下室鋼筋混凝土敞口結(jié)構(gòu),尺寸20 m×6 m×3.5 m,淤泥厚度0.48 m,初步計(jì)算含淤量為57.6 m3。淤泥處理需要進(jìn)行集中固化并外運(yùn)。

        2 集水池、沉淀池物理?xiàng)l件和危險(xiǎn)特征分析

        集水池內(nèi)部清理淤積物環(huán)境特殊,自然通風(fēng)不暢,無法保證足夠的新鮮空氣,容易發(fā)生火災(zāi)、爆炸、 觸電、窒息和中毒等多類事故,對作業(yè)人員生命安全以及企業(yè)財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成極大威脅[1]。

        2.1 施工條件

        經(jīng)過現(xiàn)場查看:集水池是有頂蓋封閉性結(jié)構(gòu),沉淀池是敞口型結(jié)構(gòu);集水池上頂有人孔,沉淀池作業(yè)人員上下有鋼梯。集水池和沉淀池作業(yè)區(qū)域有較大的作業(yè)空間,作業(yè)人員通過預(yù)設(shè)或者臨時(shí)搭設(shè)爬梯進(jìn)入池底,但作業(yè)人員進(jìn)入和撤離還是需要“通道”,并不是那么行動(dòng)自如。同時(shí),池底清理淤積物作業(yè),有各種條件因素的制約,不能進(jìn)行長時(shí)間連續(xù)作業(yè)。

        2.2 危險(xiǎn)特征

        2.2.1 易燃和有毒氣體的檢測

        通過四合一便攜式氣體檢測儀,對集水池內(nèi)上部、中部和下部進(jìn)行檢測;接著頻繁擾動(dòng)集水池沉淀物,對空間內(nèi)的上、中和下部進(jìn)行檢測;沉淀池僅對擾動(dòng)淤積物后,淤積物面上0.5 m、1 m處進(jìn)行檢測,結(jié)果見表1。

        2.2.2 可能產(chǎn)生職業(yè)危害

        從表1中看出,淤積物在清理過程中,盡管揮發(fā)出的CO、CH4、H2S,但物質(zhì)量少,仍要注意防范易燃和有毒氣體的聚集,消除對作業(yè)人員的健康和安全的風(fēng)險(xiǎn)。

        3 施工準(zhǔn)備

        3.1 置換通風(fēng)裝置

        3.1.1 環(huán)境強(qiáng)制換風(fēng)

        集水池上頂封閉,4個(gè)對角分別有1個(gè)人孔(700 mm球墨鑄鐵井蓋),及1個(gè)設(shè)備接入口(1.5 m×0.8 m),僅有的孔洞不足于使作業(yè)空間內(nèi)的空氣與外界相通,為此對集水池清理淤積物時(shí),需對受限空間內(nèi)強(qiáng)制置換通風(fēng),可以排除累積、產(chǎn)生或揮發(fā)出的可燃、有毒有害氣體,保證作業(yè)環(huán)境中的氧含量不低于20.5%,從而確保作業(yè)人員安全。選擇2個(gè)對角人孔作為強(qiáng)制換風(fēng)設(shè)備管道安裝口,分別設(shè)置1套軸流風(fēng)機(jī),將軸流風(fēng)機(jī)安置在距人孔10 m以外,用柔性風(fēng)管輸送至人員作業(yè)區(qū)域,接風(fēng)管經(jīng)人孔送入作業(yè)面,隨著工作面位置前移或后退,來增加或者拆除風(fēng)管,這樣集水池作業(yè)人員始終在新風(fēng)的環(huán)境下作業(yè)。

        作業(yè)前需對整個(gè)池體內(nèi)部進(jìn)行強(qiáng)制換風(fēng)30 min以上,并用氣體檢測設(shè)備檢測數(shù)據(jù)是否合格,合格后方可準(zhǔn)許作業(yè)人員進(jìn)入池體內(nèi)部作業(yè)。

        3.1.2 人員防護(hù)

        對所有作業(yè)人員進(jìn)行安全教育,明確危險(xiǎn)源及受限空間內(nèi)作業(yè)注意事項(xiàng),人員佩戴送風(fēng)防毒面罩采用外部送風(fēng),確保作業(yè)人員能夠正常呼吸,根據(jù)作業(yè)區(qū)域調(diào)整送風(fēng)管長度,總長度不大于50 m ,人員佩戴防毒面罩后檢查送風(fēng)量是否能輸送至面罩內(nèi),并檢查面罩密封性,每次作業(yè)人員按排2人,2人逐次進(jìn)入受限空間內(nèi),進(jìn)入后檢查周邊環(huán)境是否有利于施工作業(yè),并及時(shí)用隨身氣體檢測儀器檢測周圍環(huán)境數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)正常后再進(jìn)行下一步施工作業(yè),在施工區(qū)域內(nèi)照明采用36v直流電源并配備防爆裝置。作業(yè)人員在受限空間內(nèi)作業(yè)時(shí)間控制在30 min以內(nèi),每30 min作業(yè)人員進(jìn)行替換。

        3.2 氣體檢測裝置

        為了確保氣體檢測儀的工作數(shù)值正常,采用2個(gè)獨(dú)立進(jìn)行氣體檢測的裝置,互相校核監(jiān)測數(shù)據(jù)。選?、偈殖质奖梦虴RUN-PG71S4四合一多參數(shù)氣體報(bào)警儀;②固定式復(fù)合型ERUN-PG51S6氣體檢測報(bào)警儀,每臺(tái)氣體檢測都具備聲光報(bào)警裝置。在2個(gè)人孔處分別進(jìn)行檢測,采用透明塑料氣管,抽氣管延伸進(jìn)入需要檢測氣體的區(qū)域,進(jìn)氣口相連接并開啟氣體檢測儀,進(jìn)行氣體檢測。進(jìn)行氣體檢測安排專人現(xiàn)場監(jiān)護(hù),氣體檢測一旦數(shù)值超標(biāo),自動(dòng)報(bào)警,監(jiān)護(hù)人員及時(shí)通知集水池內(nèi)的人員及時(shí)撤離。

        3.3 組織制定和落實(shí)安全防范措施

        在正式實(shí)施作業(yè)前期,對集水池和沉淀池淤積物清理的施工條件、危險(xiǎn)特征分析,辨識(shí)所有對作業(yè)人員的安全和職業(yè)健康有危害的因素,編制作業(yè)指導(dǎo)書、制定作業(yè)安全管理制度、編寫應(yīng)急救援預(yù)案并在作業(yè)前組織演練。

        3.4 淤積物處理工藝比選

        根據(jù)項(xiàng)目的要求,淤積物需要進(jìn)行固化處理,然后外運(yùn)至垃圾填埋場。按GB 16889-2008《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定:生活污水處理廠污泥經(jīng)處理后含水率小于60%,可以進(jìn)入生活垃圾填埋場填埋處置。根據(jù)本項(xiàng)目的工期短,清理量小的特點(diǎn),并不具備常規(guī)淤泥清理的成熟的施工技術(shù),為此只能采取較為簡單和快捷的施工工藝,在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上尚能可行。經(jīng)過表2綜合分析,從現(xiàn)場工況、環(huán)境友好型以及后續(xù)淤泥的處理等因素,綜合考慮選取泵抽+土工管袋+外運(yùn)工藝,見圖1、圖2。

        3.5 施工機(jī)械和裝置

        3.5.1 泥漿泵工作平臺(tái)

        泵抽工序采用17.5 kW的泥漿泵,池內(nèi)搭建一個(gè)簡易固定泥漿泵支架,并懸掛手動(dòng)葫蘆,利用手動(dòng)葫蘆調(diào)整泥漿泵工作深度;同時(shí)便于清掏泥漿泵進(jìn)料口濾網(wǎng)的雜物。為減少泥漿泵堵塞,在支架底部以上四周安裝0.5 m高的鋼絲網(wǎng)片作為雜物格柵,網(wǎng)片孔洞20 mm×20 mm,以達(dá)到隔離淤泥中雜物的作用,防止堵塞泥漿泵。

        3.5.2 土工管袋尺寸確定

        原狀淤積物含水率85%,土工管袋脫水固化后(2個(gè)月后)含水率不大于60%,根據(jù)固體量不變原則,進(jìn)行土工管袋需求量計(jì)算,式(1)。

        (1-HYS)×Vy=(1-HGS)×VG(1)

        原狀泥含水率HYS=85 %、原狀泥體積Vy=504 m3、土工管袋固化脫水后含水率HGS=60%,代入式(1)中,可求得需要生態(tài)濾管的體積VG=189 m3,根據(jù)3個(gè)月固化后,土工管袋高度約在1.5 m,需要土工管袋的面積是126 m2。為此結(jié)合現(xiàn)場和廠家工藝,特制作一個(gè)7.8 m×19.6 m長方形狀土工管袋。

        3.5.3 加藥裝置和絮凝小試

        加藥裝置由10 m3塑料桶、自動(dòng)投藥器、長桿攪拌器、螺桿泵、輸送管線、S彎混凝器等組成。加藥裝置布置在方便接水電且平坦的區(qū)域;S彎混凝器安裝在進(jìn)入土工管袋的管線前段,盡可能使藥劑和泥漿充分混合反應(yīng);藥劑溶液輸送管線布置在泥漿管線S彎混凝器的前段,安裝止逆器,防止泥漿倒流。

        絮凝小試試驗(yàn),分2步,第一步進(jìn)行絮凝劑選?。孩倌酀{泵抽泥,在管口取泥樣(這樣較為吻合實(shí)際工作狀態(tài)),搖勻后分別裝入3個(gè)100 ml燒杯;②準(zhǔn)備3種絮凝劑,分別制備2‰溶液100 ml;③3種藥劑一對一逐量添加,觀察絮凝效果,選取絮凝速度快,絮團(tuán)大,并搖動(dòng)后沉淀快的藥劑。第二步絮凝劑投加量試驗(yàn),同樣選取3個(gè)100 ml燒杯裝入泥漿,對3個(gè)燒杯逐滴量添加,同時(shí)應(yīng)用濁度儀度數(shù),經(jīng)過多次添加藥量和濁度儀度數(shù)記錄,形成散點(diǎn)分布圖,平滑曲線相連接。見圖3,可以看出濁度(NTU)最小值時(shí),絮凝劑添加量約2.5 ml。結(jié)合渣漿泵生產(chǎn)效率100 m3/h,經(jīng)過換算,加藥站泵送藥劑2.5 m3/h。

        4 清淤及淤泥固化施工

        4.1 清淤

        清理淤積物前,先排出池內(nèi)水,待排水降至淤積面上0.2 m時(shí),停止排水。為提高泵抽泥漿濃度,需要人工利用自制類似鏟雪板的工具,在泥漿泵進(jìn)料口附近擾動(dòng),隨著泵抽工作開展,池內(nèi)水不斷減少,此時(shí)需要外來水源接上高壓水槍,作用有三:一是提供足量水源稀釋泥漿;二是增強(qiáng)淤積物的流動(dòng)性;三是池壁和薄層的淤積物沖掃。施工過程中,清淤、加藥站和土工管袋處作業(yè)人員建立通訊聯(lián)系,一旦發(fā)現(xiàn)土工管袋沒有進(jìn)料,及時(shí)通知泵抽人員,及時(shí)停機(jī)檢查泵的堵塞或電機(jī)異常情況,在實(shí)際施工過程中,正常按照每10~15 min對泵口進(jìn)行一次清掏。

        4.2 土工管袋脫水固化

        土工管袋在充填泥漿前,首先需要平整場地,順坡就勢修筑臨時(shí)排水通道。泥漿輸送管道采用PE100 mm,與土工管袋連接需用軟管連接。充填前,繩索臨時(shí)固定待充填0.5 m時(shí),解除固定,充填示意圖見4。硬質(zhì)排刷在管袋表面進(jìn)行掃刷,清理管袋縫隙顆粒,同時(shí)利于快速排水,。管袋上部設(shè)置限高桿1.8 m,每次充填到限高位置,需要靜止24 h,反復(fù)充填直至完成所有淤積物方量。

        4.3 清洗池壁

        高壓水槍沖洗浮渣后,發(fā)現(xiàn)池壁表面有一層黑色的黏膜層,采用草酸溶劑,按照草酸∶水=1∶5水的比例稀釋成草酸溶液,然后用噴槍噴灑在黏膜表面,待30 min后,再用高壓水槍徹底沖洗,池壁再現(xiàn)混凝土顏色。

        4.4 淤泥外運(yùn)

        待完成清淤工作2個(gè)多月后,土工管袋固化效率見圖5,測試含水率達(dá)58%,剪開生態(tài)管袋,此時(shí)淤泥呈固態(tài),經(jīng)具備垃圾填埋場填埋條件。

        5 結(jié)束語

        受限空間作業(yè)清淤等作業(yè),多年來發(fā)生群死群傷事故屢見不鮮,正是由于管理者和作業(yè)人員沒有對此正確的認(rèn)識(shí),作業(yè)前期沒有充分進(jìn)行危險(xiǎn)因素辨識(shí),也可以說對現(xiàn)場的問題考慮不足,發(fā)生了種種災(zāi)難。把受限空間作業(yè)作為一個(gè)系統(tǒng)工程來分析,受限空間作業(yè)不再是難事。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 王智江. 受限空間作業(yè)中毒窒息事故分析與預(yù)防[J]. 中國計(jì)量學(xué)院學(xué)報(bào),2010,21( 4) : 369-372.

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