Rozmiar czcionki: 

  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size
Reklama
Start BHP Bezpieczeństwo i Higiena Pracy Oczyszczalnie ścieków w obiektywie Dyrektywy 1999/92/EC (Atex 137)

Oczyszczalnie ścieków w obiektywie Dyrektywy 1999/92/EC (Atex 137)

 
Spis treści
Oczyszczalnie ścieków w obiektywie Dyrektywy 1999/92/EC (Atex 137)
Strona 2
Wszystkie strony

Wstęp.

Aktualne wymagania prawne w zakresie bezpieczeństwa, dużo uwagi poświęcają poprawie warunków pracy w branżach związanych z substancjami niebezpiecznymi. Jest to związane z  postępem jaki niesie ze sobą rozwój cywilizacyjny i towarzyszące mu zagrożenia. Należy mieć na uwadze, aby rozwój gospodarki szedł w parze z malejącą ilością wypadków przy pracy. Wpływ na taki stan rzeczy ma szereg czynników, które muszą się wzajemnie wspierać w dążeniu do tego celu. Począwszy od procesu ustanawiania prawa poprzez jego egzekwowanie do wykonania. Na sukces składa się szereg czynników, w długofalowym i złożonym procesie poprawy standardów bezpieczeństwa. Szczególną rolę w całym systemie, pełni element ustanawiający normy bezpieczeństwa. Aktualnie jest to Komisja Europejska, która za pośrednictwem Dyrektyw ustanawia prawo wspólnotowe. Spełniając założenia Dyrektyw, należy się spodziewać, że efekty pracy włożone w poprawę bezpieczeństwa, z upływem czasu będą systematycznie dostrzegalne.

Cykl artykułów na łamach czasopisma "Promotor" poświęcony zostanie aktualnej problematyce wdrażania Dyrektyw Unii Europejskiej poświęconych ochronie przeciwpożarowej oraz przeciwwybuchowej. Należy mieć nadzieję, że wspólne wysyłki na rzecz poprawy bezpieczeństwa, poprzez dzielenie się doświadczeniem oraz spostrzeżeniami pomogą uniknąć groźnych wypadków na stanowiskach pracy.

Charakterystyka zagrożeń.

Metan będący składnikiem biogazu, jest drugim pod względem ilości po dwutlenku węgla gazem cieplarnianym, powstającym na skutek działalności człowieka. Uważa się, że metan jest około 20 razy bardziej szkodliwy dla środowiska niż dwutlenek węgla. Nie będziemy jednak opisywać jego szkodliwego działania na środowisko. Skoncentrujemy się na zagrożeniach wpływających na pracę osób, zatrudnionych w oczyszczalniach ścieków, gdzie biogaz powstaje. Głównym zagrożeniem, będzie możliwość tworzenia się atmosfer wybuchowych. Właściwości wybuchowe biogazu są wynikiem obecności nie tylko metanu, ale także wodoru, tlenku węgla i siarkowodoru. Tabela nr 1 opisuje procentowy skład biogazu.

Składnik

ilość w %

metan CH4

55-75

dwutlenek węgla CO2

25-45

azot N2

0-0,3

wodór H2

1-5

siarkowodór H2S

0-3

tlen O2

0,1-0,5

Tabela 1.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Nr

Materiał palny

Masa cząsteczkowa

DGW

GGW

Gęstość względna gazu  odniesiona do powietrza

Temperatura samozapłonu

oC

Grupa

i klasa temperaturowa

Nazwa

Skład

kg/mol

% obj

% obj.

1.

Metan

CH4

16,04

4,9

15,4

0,9

650

I, II A/ T1

2.

Tlenek węgla

CO

28,0

12,5

75

0,97

460

IIA/T1

3.

Siarkowo-dór

H2S

 

34,1

4.3

45,4

1,19

290

II B/ T3

Tabela 2. Właściwości pożarowo - wybuchowe gazów wchodzących w skład biogazu.

 

Uwaga! W warunkach normalnych siarkowodór jest silnie trującym, bezbarwnym gazem, o odrażającym zapachu zgniłych jaj. Zapach jest bardzo silny i wyraźnie odczuwalny nawet w bardzo dużym rozcieńczeniu 1:100 000 (1cm3 H2S na 100 dm3 powietrza). W wyższych stężeniach ma zapach odrażająco słodkawy. Zapachu tego nie odczuwa się już po krótkim czasie przebywania w atmosferze stężonego gazu, ponieważ nerw węchowy ulega wówczas porażeniu. Znacznie groźniejsze dla człowieka są jednak skutki zdrowotne oddziaływania siarkowodoru, niż narażenie na potencjalny wybuch. Dlatego też stosowane w oczyszczalniach ścieków  detektory stacjonarne służą głównie zapobieganiu zatruciom pracowników a jedynie pośrednio, wykrywaniu stężeń wybuchowych.

 

Opis procesu powstawania biogazu oraz charakterystyka instalacji.

 

Fermentacja metanowa osadu (stabilizacja beztlenowa) - to podstawowy proces stosowany w przeróbce osadów. Jest to proces wielofazowy, w którym w fazie 1 bakterie hydrolityczne za pomocą enzymów zewnątrzkomórkowych rozkładają nierozpuszczalne związki organiczne osadów (np. białka, tłuszcze, ligniny) do związków rozpuszczalnych w wodzie, takich jak kwasy tłuszczowe, alkohole, amoniak i in.). W fazie 2 inne bakterie tzw. bakterie kwasowe rozkładają rozpuszczone związki organiczne do prostych kwasów organicznych takich jak kwas octowy, propionowy oraz do wodoru i dwutlenku węgla. Tę fazę określa się często mianem fermentacji kwaśnej. Metabolity fermentacji kwaśnej są substratem w fazie 3 dla bakterii heterotroficznych (głównie kwas octowy) oraz dla bakterii metanowych autotroficznych (wodór i dwutlenek węgla). Produktem metabolizmu bakterii metanowych są metan, dwutlenek węgla i woda. Istotne znaczenie dla procesu fermentacji ma ilość i skład powstającego gazu pofermentacyjnego (biogazu). Ilość wydzielanego biogazu zależna jest od ilości substancji organicznych w osadzie i od uzyskanego stopnia ich przefermentowania. Z każdego rodzaju substratów można bowiem uzyskać specyficzną ilość biogazu. Przedstawia to poniższa tabela.

 

Rodzaj substratu

Ilość biogazu dm3/1kg

Skład chemiczny biogazu

Węglowodany

790

około 50 % CH4 i 50 % CO2

Tłuszcze organiczne

1250

około 68 % CH4 i 32 % CO2

Białka

704

około 71 % CH4 i 29 % CO2

Tabela 3.

 

Z powyższego wynika, że największą ilość gazu otrzymuje się przy rozkładzie tłuszczów, a najbardziej kaloryczny gaz otrzymujemy z białek. Z osadów ze ścieków miejsko-przemysłowych uzyskuje się na ogół około 400-500 dm3/gazu z 1 kg rozłożonej substancji organicznej, o średnim składzie 65-70 % CH4 i 30-35 % CO2.

 

Proces fermentacji odbywa się w specjalnych urządzeniach - tzw. Wydzielonych Komorach Fermentacyjnych (WKF). Osad przefermentowany z WKF-ów kierowany jest do Otwartych Komór Fermentacyjnych (OKF), pełniących rolę magazynu osadu. Następnie osad przechodzi przez stacje odwadniania mechanicznego na prasach taśmowych, skąd trafia do suszarni lub do zagospodarowania. W specjalnie skonstruowanych suszarniach pojawia się dodatkowe zagrożenie wynikające z obecności pyłu tworzącego się w wyniku suszenia osadu. Pył ten transportowany i magazynowany w silosach, także może spowodować wybuch, dlatego należy go brać pod uwagę w trakcie wykonania ryzyka wybuchowego na stanowiskach pracy.

 

Metodologia wykonania oceny zagrożenia wybuchem.

 

Wykonanie oceny zagrożenia wybuchem jest kluczowym elementem wykonania analizy ryzyka wystąpienia wybuchu. Wyznaczając strefy zagrożenia wybuchem możemy "pośrednio" posłużyć się rozporządzeniem Ministra Rolnictwa i Gospodarki Żywnościowej z dnia 7 października 1997 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budowle rolnicze i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 132 poz. 877 z późn. zm.[1]). Zgodnie z postanowieniami rozporządzenia, w obrębie biogazowi należy wyznaczyć następujące strefy zagrożenia wybuchem (tabela 4.)

 

Lokalizacja

Strefy zagrożenia wybuchem dla biogazowi wg. wymienionego rozporządzenia.

Komory fermentacyjne.

Strefa 0 zagrożenia wybuchem w całej komorze nad osadem gnilnym, w komorach   przelewowych i syfonach.

Nie uszczelnione włazy do komór.

Strefa 1 zagrożenia wybuchem - 3 m

Zawory i połączenia kołnierzowe przy ciśnieniach ponad 2 bary.

Strefa 2 zagrożenia wybuchem - 0,5 m

Aparatura kontrolno pomiarowa w pomieszczeniach.

Strefa 2 zagrożenia wybuchem - całe pomieszczenia.

Filtry w pomieszczeniach wyposażonych

w eksplozymetry i wentylację mechaniczną awaryjną.

Nie wyznacza się stref  zagrożenia wybuchem.

Wokół zaworów bezpieczeństwa.

Strefa 1 zagrożenia wybuchem - 5 m

Wokół przewodów odpowietrzających

i wydmuchowych.

Strefa 1 zagrożenia wybuchem - o promieniu 5 m, przy czym

1 m w dół, 10 m w górę.

Pomieszczenia sprężarek biogazu.

Strefa 1 zagrożenia wybuchem w całym pomieszczeniu.

Pomieszczenia sprężarek biogazu wyposażone

w eksplozymetry i wentylację mechaniczną awaryjną.

Strefa 1 zagrożenia wybuchem - 0,5 m wokół możliwych źródeł wydzielania.

Tabela 4.

 

W każdym przypadku, należy jednak uwzględnić specyfikę i różnorodność instalacji służących do oczyszczania ścieków i produkcji biogazu. W dobie szybkiego rozwoju technologii oczyszczania ścieków, przytoczone przykłady nie zawsze odpowiadają rzeczywistym rozwiązaniom konstrukcyjnym. Nie można się więc całkowicie powoływać na zawarte w rozporządzeniu przykłady. Należy dokonać wnikliwej analizy poznając kompleksowo proces oczyszczania ścieków. Skorygowane rozwiązania nie mogą jednak odbiegać na niekorzyść określonych w rozporządzeniu [1] stref.

W toku wnikliwej analizy, zidentyfikowane miejsca pojawienia się atmosfer wybuchowych biogazu na terenie oczyszczalni ścieków, przedstawione zostały poniżej[2].

 

Lokalizacja

Rodzaj strefy

Opis

Zagęszczacze grawitacyjne

Strefa 1 zagrożenia wybuchem - wewnątrz zbiornika nad poziomem osadu

strefa 2 zagrożenia wybuchem - do wysokości 0,5 m. nad górną krawędzią zbiornika oraz w obszarze H = 3 m od krawędzi otworów włazowych zagęszczaczy.

Zagęszczacze grawitacyjne są to zadaszone zbiorniki gdzie następuje zagęszczanie osadu do 4-6 % suchej masy, po czym osad gęsty kierowany jest do WKF a lekkie frakcje kierowane są na zbiorniki oczyszczalni. W przypadku zbiorników osadu zmieszanego gdzie, doprowadzany jest osad fermentacyjny. następuje odgazowanie osadu powodując gromadzenie się niewielkich ilości metanu pod przykryciem zbiornika. Strefy zagrożenia wybuchem kształtują się w identyczny sposób jak dla zagęszczaczy grawitacyjnych

Studnie pompowni cieczy nadosadowej.

Strefa 1 zagrożenia wybuchem - wewnątrz całej przestrzeni studni

strefa 2 zagrożenia wybuchem - do wysokości 0,5 m. nad górną krawędzią studni oraz w obszarze H = 3 m od krawędzi otworów włazowych studni.

Studnie pompowni cieczy nadosadowej to podziemne studzienki, gdzie dochodzi od przepompowania cieczy nadosadowej do zbiorników osadu zmieszanego

Wydzielone Komory Fermentacyjne

Strefa 1 zagrożenia wybuchem - o wymiarach R = 2 m, H = 2 m, wokół kopuły WKF

strefa 1 zagrożenia wybuchem - o wymiarach R = 2m , H = 2 m wokół przewodów oddechowych i zaworów bezpieczeństwa

strefa 2 zagrożenia wybuchem - wewnątrz komór fermentacyjnych podczas napełniania i opróżniania zbiorników.

W Wydzielonych Komorach Fermentacyjnych osad poddawany jest fermentacji metanowej w temperaturze 35÷37 st. C, Podczas fermentacji wydzielają się znaczne ilości gazu fermentacyjnego biogazu. Biogaz gromadzony nad powierzchnią osadów znajduję się pod niewielkim nadciśnieniem około 30 - 35 mbar. Gaz gromadzi się w górnej części komory fermentacyjnej.  Na zamkniętej komorze umieszczone są króćce do podłączenia rurociągu biogazu oraz bezpieczniki cieczowe. Wewnątrz komór fermentacyjnych panują warunki beztlenowe.

Pomieszczenie węzła rozdzielczego

Strefa 2 zagrożenia wybuchem - całe wnętrze pomieszczenia.

 

Ponadto wokół zaworów i połączeń kołnierzowych na otwartej przestrzeni wyznaczono strefę 2 zagrożenia wybuchem w odległości R =0,5 m H = 1,0 m od źródła emisji.

Biogaz z komór fermentacyjnych po oczyszczeniu trafia do pomieszczenia węzła rozdzielczego, skąd kierowany jest na zbiornik biogazu, kotłownię gazową, agregat prądotwórczy lub flarę. Dwie dmuchawy biogazu podnoszą ciśnienie do ciśnienia potrzebnego na palnikach w kotłowni gazowej oraz agregatu prądotwórczego (15 kPa). W wyniku rozszczelnienia istnieje możliwość pojawienia się atmosfery wybuchowej biogazu.

Zbiornik na biogaz

Strefa 2 zagrożenia wybuchem - o wymiarach R = 2 m, H = 3,5 m - licząc od płaszcza zbiornika.

W zbiorniku o pojemności 2800 m3 gromadzony jest biogaz powstający w komorach fermentacyjnych. Wewnątrz zbiornika panuje nadciśnienie rządu 3,5 kPa.  Zbiornik posiada uziemienie oraz chroniony jest przed wyładowaniami atmosferycznymi. Konstrukcja zbiornika uniemożliwia wydostanie się gazu na zewnątrz bowiem posiada 2 warstwy zabezpieczające. Jedynie uszkodzenie mechaniczne lub utrata parametrów szczelności może doprowadzić do pojawienia się nieszczelności i możliwości tworzenia się atmosfery wybuchowej

Tabela 5.

 



 

Więcej artykułów:

Film promujący numer 112

Bądź na bieżąco: Zapisz się na newsletter!Subskrybuj RSS!znamibezpiecznie na facebooku!znamibezpiecznie na youtube!

Szkolenie e-learning

busyLoading...

Partnerzy

Czy wiesz, że...

Podstawą większości kremów nawilżających jest lanolina - wydzielina gruczołów łojowych owiec mimo, że jej skład do końca nie jest znany. Ostatnio udało się jednak wyprodukować lanolinę hipoalergiczną do pielęgnacji skóry suchej, która jest mniej szkodliwa.
 
Więcej …

Akademia Pierwszej Pomocy szkolenia Częstochowa

Sklep apteczki instrukcja pierwszej pomocy

STaC obsługa BHP Częstochowa

Europejska Karta Bezpieczeństwa Ruchu Drogowego


Szkolenia z pierwszej pomocy  |   Obsługa i szkolenia BHP Częstochowa
kontakt