垃圾填埋场的安全保障

    我国城市生活垃圾多以填埋处理为主,经填埋的生活垃圾会产生垃圾沼气,其中含有易燃易爆的甲烷等气体。放散的沼气一旦遇到房屋或棚罩阻拦,浓度积聚达到爆炸极限,就可能发生火灾和爆炸事故。垃圾内的易燃易爆物质受足够能量激发,也会燃烧爆炸。目前,我国对填埋场沼气的管理相对薄弱,一些旧的垃圾填埋场没有开展填埋场气体监测,没有配备防爆、灭火设施,一些新建的填埋场虽然配备了相关设施,却因管理不善未能充分发挥作用,导致垃圾场火灾爆炸事故时有发生。

　　事故案例

　　菲律宾首都马尼拉市最大的垃圾处理厂——帕亚塔斯垃圾场堆放了约300万m3垃圾,约有11层楼高,垃圾场四周有8万多人口的贫民区。2000年7月10日早上7时30分,垃圾场突然发出一阵低沉的爆炸声,随后如雪崩般地轰然倒塌,转瞬之间将周围100多间木制贫民棚屋淹没。垃圾堆倒塌时压毁了电线杆,导致电线走火,引燃垃圾,进而造成大火蔓延。事故共造成124人死亡,100多人下落不明。

　　2003年初,浙江嘉兴市一处垃圾场发生爆炸,大火烧了一整天才得到控制。据推算,每吨含200kg有机物的垃圾,能产生100m3沼气,沼气浓度积累到一定程度,遇点火源后发生爆炸,进而引起大火。

　　2004年3月14日13时35分,江苏省无锡市一处废弃的垃圾场发生爆炸事故,造成7人当场死亡,垃圾场附近的建筑物玻璃大部分被震碎。这个垃圾场曾经堆放过以前做鞭炮剩下的土制炸药。当日,拾荒人员为拾取废铁,对此处一废弃铁棚进行切割,焊割时溅起的火星点燃炸药,引起爆炸。

　　2005年9月9日16时35分,辽宁省本溪市溪湖区柳塘垃圾场发生爆炸,造成3人死亡。事故原因是,垃圾场产生的沼气与空气混合,形成爆炸性气体,当拾荒者用耙子等金属工具翻捡时,与垃圾中的金属碰撞产生火花,引发爆炸。

　　2007年6月7日9时18分,浙江温州市永嘉县的一个垃圾场突然发生爆炸,导致紧靠垃圾场的公路塌方。让人后怕的是,距离该垃圾场仅100m处,就是温州市民用爆破器材服务有限公司配送总库,距离配送总库80m远处还有一家煤气站。

　　2008年7月8日中午11时40分,广东佛山市顺德一个垃圾场发生火灾爆炸事故。事故原因是由于垃圾输送带过热,引燃了垃圾内的“信拿水”等易燃易爆物品,烧伤了在输送带附近作业的4名工人。

　　垃圾场危险因素分析

　　填埋垃圾产生的沼气主要成分是甲烷和二氧化碳,以及少量的一氧化碳、氢气、氧气、氮气、硫化氢等。甲烷、一氧化碳、氢气和硫化氢等均具有火灾爆炸危险性,这些物料的危险特性见表1所示。

　　表1 垃圾中有害气体危险特性

　　垃圾中还可能带有哑炮、发令纸等易燃易爆物质,这些物质如果受到摩擦、挤压,可能自燃,积聚热量发生爆炸。如果垃圾场作业人员在场内吸烟、垃圾场内橡胶输送带摩擦生热、垃圾场内电气不防爆、垃圾中的破碎玻璃形成高热聚光点、生活用火、山火、燃放鞭炮、拾荒人员使用铁器工具碰撞产生火花、雷击等均可形成点火源,引燃垃圾沼气或垃圾中的易燃易爆物质。垃圾场发生火灾爆炸事故,将伤害到垃圾场的作业人员、拾荒人群,以及附近的居民。

　　安全保障措施

　　1.防火间距

　　干式气柜(气柜是用于贮存各种工业气体,以及平衡气体用量不均匀性的一种钢制容器设备。垃圾场的干式气柜,主要用于贮存垃圾发酵产生的易燃易爆沼气。)与周边建筑物的防火间距,应满足GB50016-2006《建筑设计防火规范》中第4.3.1条的要求。如果外部防火间距不够,一旦气柜泄露,周边建筑物的明火等可能引起气柜燃爆。

　　甲类厂房、干式气柜与架空电力线的最近水平距离不小于电线杆(塔)高度的1.5倍。若与架空电力线的距离不够,一旦电线杆倒塌,可能产生放电火花。

　　架空敷设的电缆与热力管道的净距不应小于1m,否则应采取隔热措施。电缆与非热力管道的净距不应小于0.5m,否则应采取防机械损伤措施。

　　2.防爆区域的管理和电气安全

　　垃圾场堆放项目设计部门应绘出垃圾沼气可能分布的危险区域图,根据释放源的级别和位置、易燃物质的性质等,确定电气设备的级别和组别,便于设备运行后的维修及管理。

　　抽风机室、净化装置、压缩机室、加气站配置的电气设备,以及照明灯具,要满足防爆要求。电缆敷设的穿墙或穿管孔洞要采用阻火材料作隔离密封,以防电缆蹿烧。

　　设备与管道均要设置防静电接地,输送沼气管道4个及以下螺栓的法兰、阀门等连接处应设金属跨接线,防止静电放电产生火花。

　　3.防爆和报警

　　垃圾处理厂抽风机室、压缩机室和液泵房内,应设置足够大的泄压面积,以便在发生燃爆时,厂房的主体结构和主要设备不会遭受严重破坏。

　　泄压设施宜采用轻质屋面板、轻质墙体和易于泄压的门、窗等,不应采用普通玻璃。泄压设施的设置应避开人员密集场所和主要交通道路,并靠近有爆炸危险的部位。作为泄压设施的轻质屋面板和轻质墙体的单位质量不宜超过60kg/m2。屋顶上的泄压设施应采取防冰雪积聚措施。如果厂房发生燃爆,轻质屋面板和轻质墙体不会导致对周围设施造成很大的破坏。

　　抽风机室、压缩机室、液泵房等甲类厂房的顶棚应尽量平整、避免死角,厂房上部空间应通风良好,以防止沼气在厂房内积聚。抽风机室、液泵房、加气站等场所应设可燃气体检测报警装置。可燃气体检测器的有效覆盖水平平面半径,室内宜为7.5m、室外宜为15m,安装高度距屋顶0.5~1m为宜。

　　垃圾填埋场导出的沼气含有少量的一氧化碳、硫化氢等,均属于有毒气体,为了防毒,在鼓风机室等可能泄露有毒气体的场所,应设置有毒气体报警仪。有毒气体检测器的有效覆盖水平平面半径,室内宜为7.5m、室外宜为15m,安装高度距地坪0.3~0.6m为宜。

　　沼气管道应设置氧气含量报警装置,其设备及管道设置相应的氮气吹扫装置以及沼气放散阀取样装置,随时分析检测沼气中的含氧量,防止沼气中含氧量超过2%,禁止含氧量超标的沼气进入气柜。

　　加气站储气瓶组设压力上限报警装置,当沼气含量超过安全值时报警,自动关闭阀门,以提高储气瓶组的本质安全。

　　4.防雷防静电

　　抽风机室、压缩机室、气柜应采用独立避雷针防直击雷,并设独立接地引下线,每一根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω。防感应雷的措施为,建筑物内设备管道构架等主要金属物就近接至防直击雷接地装置,或电气设备的保护接地装置上,金属屋面周边每隔18~24m用引下线接地一次。

　　沼气净化装置防直击雷的引下线不应少于2根,其间距不应大于18m,每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω。防感应雷的措施与抽风机室等相同。引下线如果只有一根,一旦断路就无法将雷击电能顺利引入大地,一旦遭遇雷击,可能引燃沼气。

　　独立避雷针不应设在人经常通行的地方,针尖不得设在爆炸危险区内,接地装置与道路或厂房出入口的距离不宜小于3m,否则应采取均压措施或铺设砾石、沥青路面,以防雨天人员遭受跨步电压伤害。

　　5.消防

　　环形消防车道至少应有2处与其他车道连通,通道的净宽度和净空高度不应小于4m。供消防车停留的空地,坡度不宜大于3%。尽头式消防车道应设置回车道或回车场,回车场的面积不应小于12m×12m。

　　应按照火灾类型的不同选用相应的灭火器种类,如沼气处理系统可采用二氧化碳、干粉灭火器,配电室应选用磷酸铵盐、干粉灭火器等。