精选
垃圾填埋场，垃圾存放堆场，垃圾渗沥（滤）液收集调节池，在厌氧的条件下，垃圾中的有机物，渗沥液中的有机物，在厌氧条件下，在甲烷产生菌的参与下，将垃圾或渗沥液中的有机物转化为甲烷气体，俗称“沼气”。甲烷与空气混合，混合气体有爆炸的风险，其浓度用体积分数表示，爆炸浓度范围为4.9 ~ 16%。
甲烷气体若利用得好，可以作为燃料，也可用来发电，若利用得不当，则有可能产生爆炸的风险。要使甲烷气体发生爆炸，则必须具备二个条件：1、甲烷的浓度在其爆炸的浓度范围（4.9 ~ 16%）；2、有明火点燃引爆。发生甲烷气体爆炸，这二个条件，缺一不可，爆炸事故的调查，往往也是从这二个方面着手。
要防止甲烷气体爆炸，即要防止出现这二个条件。不允许甲烷气体在空气中混合的浓度进入这爆炸的浓度范围；不允许有甲烷气爆炸风险的地方，出现明火，如抽烟，电焊等明火作业。
甲烷与空气混合爆炸，是甲烷与空气中的氧气发生快速燃烧反应产生的，若置换混合气中的氧气，则混合气就不会爆炸。在水处理行业，高效厌氧反应器调试运行前，为了保证不会发生甲烷混合气体爆炸，往往要求用氮气对反应器顶部的气室进行吹扫，用氮气，赶走反应器顶部空气中的氧气，从而预防气体爆炸。
一旦厌氧反应器或垃圾填埋场稳定产生甲烷后，其气体的组成往往甲烷的体积浓度大于50%，远远高于爆炸极限的上限，且甲烷发酵是厌氧发酵，不存在氧气，也不可能产生氧气，其它气体往往是二氧化碳与氮气，故这种气体一旦有明火点燃，它会静静燃烧，可用于发电，烧锅炉等，而不会发生爆燃或爆炸风险。
由于渗沥液的产生量受垃圾填埋量，降雨量与温度等气象因素相关，为了保证渗沥液处理系统正常运行，防止渗沥液外溢，都建设比较大的垃圾渗沥液调节池，垃圾填埋场设计规范要求，垃圾渗沥液调节池的停留时间要达90天。这次发生甲烷气体爆炸的红庙岭垃圾渗沥液调节池，其新建渗沥液调节池有效容积达10万立方米，使红庙岭垃圾渗沥液处理厂拥有了“全国最大规模的渗沥液调节池”。2022年5月17日该渗沥液处理厂发生气体爆炸，发生死亡三人的重大安全事故，又使渗沥液的燃烧爆炸成为热点。
该工程的渗沥液，一部分是垃圾焚烧发电厂的渗滤液，处理垃圾焚烧厂的渗沥液，往往比处理垃圾填埋场渗沥液风险高，一方面垃圾焚烧发电厂的渗沥液有机物浓度更高，能产生更多的甲烷。另一方面，一般垃圾填埋场及渗沥液处理，大部分沼气收集，都采用常压收集，空气不容易进入沼气收集管中，故爆炸的风险小。而垃圾焚烧发电厂，对臭气的管理控制要求高，往往要求负压操作，将产生臭气的地方，都密封起来，形成一定的负压，用风机抽出的臭气，送入焚烧炉，通过高温焚烧，及锅炉的尾气处理系统，而将气体中的臭味脱除；并且这些有臭味的气体中含有低于爆炸极限浓度的甲烷，也能在焚烧过程中得到利用。但这个过程存在风险，有负压，就有外面的空气混进来，与甲烷混合形成进入爆炸浓度范围内的风险，若有明火，就产生了爆炸的可能。
几年前，我们设计一个垃圾焚烧发电厂的渗沥液处理，甲方提出处理设施的臭味控制要求，我曾认真地考虑如何做好这甲烷气体爆炸的安全防范问题。将渗沥液的调节池，及其它有可能产生臭味的处理设施，一起密封起来，形成负压，将气体抽入垃圾焚烧厂的焚烧引风管中。由于渗滤液产生的甲烷气体有限，确定抽风机的工作风量，在引风机正常工作情况下，甲烷的浓度低于爆炸极限浓度4.9%应没有问题。为确保安全，必须安装一只甲烷气体浓度检测仪，随时显示密闭区域气体中甲烷的浓度，当接近爆炸极限浓度时，能给出声光报警。
在系统在正常运行的条件下应是安全的，但当系统不正常时，最容易发生安全事故，也要在设计时做足防范措施。若停电了，或风机坏了不能正常工作，渗沥液中的甲烷产生菌仍继续工作，不断产生甲烷，密闭区域空气中的甲烷有可能很快进入爆炸极限浓度范围，若突然来电了，有设备产生电火花或其它明火，则会发生气体爆炸。故停电或风机不工作时，这时最安全的做法是排空，甲烷比空气轻，通过联锁系统自动打开天窗的形式，让产生的甲烷迅速排空，确保系统恢复正常时不会引发安全事故。
安全是防不胜防的，即使采取了足够的安全措施，仍有发生气体爆炸风险的可能，如何减轻事故对人员和财产的损失，也是要认真考虑的。当时就考虑在整个密封处理的密封盖与气体输送管箱上，寻找一块地方，安装比较薄弱的爆破膜或爆破门，这个爆破膜或爆破门，对着相对比较安全的方向，如平时没有人走的草坪，水塘等，真的发生气体爆炸，爆破膜或爆破门被瞬时破坏，但保护了人员与重要设备的安全，修理起来也容易。
安全规程都是受害者的血或泪写成的，这次红庙岭垃圾渗沥液调节池爆炸事件，又敲响了渗沥液处理安全防范警钟，主动排查存在的各种风险，尽量避免类似的事故再次发生。
转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自汪晓军科学网博客。
链接地址：https://wap.sciencenet.cn/blog-732399-1339502.html?mobile=1
收藏
