污水管道硫化氫對帶壓開孔的影響


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城市下水道及污水管道的帶壓開孔工程作業(yè)中，具有一定的危險性，這些危險包括多種有毒有害氣體,如甲烷、氨氣、一氧化碳、硫化氫、二氧化硫、氯氣、二氧化碳、揮發(fā)性有機(jī)物等多種氣體,因此，這些管道在帶壓開孔作業(yè)中氣體檢測工作是必不可少的一項安全措施。

在管道中超過一定濃度的氣體有些可以使人中毒，有些會爆炸，缺乏氧氣會使人窒息。因此，在施工作業(yè)前檢測下水道氣體的濃度十分必要，它關(guān)系到管道帶壓開孔施工人員及作業(yè)場所的安全。

下水道氣體的監(jiān)測通常有實驗室法，即通過氣體采樣裝置采集管道內(nèi)氣體樣品帶回實驗室進(jìn)行檢測分析，實驗室法是經(jīng)典的檢測方法，但比較費時，不符合在現(xiàn)場施工時實時檢測的要求。還可以采用便攜式氣體檢測儀進(jìn)行實時、連續(xù)的監(jiān)測，為安全施工提供準(zhǔn)確、及時、可靠的依據(jù)。

下水道中有害氣體的種類與下水道內(nèi)污水的性質(zhì)、污水管道的環(huán)境條件有密切的關(guān)系。污水管道與地下油槽、加油站、汽車修理廠、洗衣店排放的污水相連接，經(jīng)常會伴有大量的油污及有機(jī)溶劑排入下水道，從而使揮發(fā)性有機(jī)物聚集；與城市的天然氣管道靠近的管道，由于天燃?xì)獾男孤抖挂兹家妆瑲怏w濃度較高；化糞池的污水排入下水道，或者接入氨氮濃度較高的工業(yè)污水，在堿性條件下產(chǎn)生較高濃度的氨氣；含有較高濃度的硫化物或者硫酸鹽的污水在一定條件下產(chǎn)生硫化氫氣體。管道的污水中雖然含有多種多樣的有害氣體，但在下水道施工中出現(xiàn)安全事故的絕大多數(shù)是硫化氫中毒引起，下面就以下幾個方面簡單介紹一下這種有害的氣體產(chǎn)生的機(jī)理和預(yù)防措施：

1．硫化氫產(chǎn)生的原因

污水管道內(nèi)產(chǎn)生的有毒物質(zhì)最常見的是硫化氫，產(chǎn)生的原因是污水中含有一定濃度的硫化物、硫酸鹽在一定的環(huán)境條件下，污水中的硫化物分為溶解性硫化物和非溶解性金屬硫化物。溶解性硫化物包括硫化氫、硫氫根離子、硫離子。非溶解性金屬硫化物，如硫化鐵、硫化鉛等。

溶解性硫化物在污水中進(jìn)行如下的電離平衡：

H2SH++HS_,

k1=k1=10-7(25℃）

HS-H++S2_

k2=k2=10-14(25℃）

這些硫化物在酸性條件下平衡向左移動，生成硫化氫，從污水中逸出。在堿性條件下，平衡向右移動，以HS-或S2形態(tài)存在。非溶解性金屬硫化物，如硫化鐵、硫化鉛在酸性條件下也產(chǎn)生硫化氫氣體。因此，擴(kuò)散到下水道空間中的硫化氫除與污水硫化物的濃度有關(guān)，還與污水的酸堿度有密切的關(guān)系。

管道中的硫化氫除由污水中的硫化物產(chǎn)生外，比較大的一部分是由有機(jī)物的分解及污水中的微生物分解硫酸鹽產(chǎn)生。

在污水管道中HS-與硫酸鹽發(fā)生的轉(zhuǎn)換。

在好氧條件下，污水中的HS-在硫氧化菌的作用下氧化成亞硫酸鹽，降低了水中HS-的濃度，從而阻止硫化氫氣體的產(chǎn)生。在厭氧條件下，污水中的脫硫弧菌還原污水中的硫酸鹽生成硫化氫，在進(jìn)入污水管道密閉的空間中硫化氫進(jìn)一步氧化成硫酸，主要吸附在污水管道的上部，造成對污水管道內(nèi)部進(jìn)行酸腐蝕。因此，我們經(jīng)?？梢钥吹降奈鬯艿郎喜勘任鬯艿老虏扛g嚴(yán)重的原因。

2、不同濃度硫化氫對人體的影響

硫化氫氣體對人體的健康造成極大的危害，對人的影響因人而異，身體健康的情況下在含一定濃度硫化氫的工作環(huán)付款情況能堅持較長時間，而在體質(zhì)較差時則會很快產(chǎn)生中毒反應(yīng)，因此進(jìn)入硫化氫的空間進(jìn)行帶壓開孔作業(yè)的人員必須身體健康，必須控制作業(yè)時間以防中毒。不同國家對作業(yè)場所硫化氫最高允許濃度不同，但基本一致。我國DBZ2.1-2007規(guī)定作業(yè)空間硫化氫的最高濃度值為10mg/m3，美國、英國、德國、日本分別為14mg/m3,14mg/m3,15mg/m3,15mg/m3。

3、硫化氫氣體的檢測

在下水道作業(yè)中硫化氫氣體一般采用便攜式氣體檢測儀進(jìn)行。便攜式氣體監(jiān)測儀在使用前需要經(jīng)過零點校驗和標(biāo)準(zhǔn)氣體校驗。零點校驗一般采用在室外新鮮空中對儀器進(jìn)行校零，標(biāo)準(zhǔn)氣體校驗采用已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體和儀器進(jìn)行連接，按規(guī)定的程序進(jìn)行校準(zhǔn)。

4、管道中減少硫化氫氣體產(chǎn)生的措施

由于硫化氫氣體的產(chǎn)生對人體的健康和污水管道、設(shè)施產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，因此我們盡可能在源頭上加以控制?？梢圆扇〉拇胧┯袔紫聨c：

4.1控制進(jìn)入下水道中硫化物及硫酸鹽及含硫有機(jī)物的濃度。

4.2加入化學(xué)試劑，氧化污水中的硫化物。

4.3加入金屬鹽類，使產(chǎn)生硫化物沉淀。

4.4加入石灰控制污水的PH值，使污水呈微堿性狀態(tài)，污水中的硫化物以HS-、S2-的形態(tài)存.

4.5提高污水管道的坡度、污水的流速、加強(qiáng)管道的養(yǎng)護(hù)疏通，防止沉淀的產(chǎn)生，從而避免底泥沉積造成厭氧。

4.6殺死污水中的厭氧菌，改進(jìn)下水道的通風(fēng)，增加污水中溶解氧的含量，避免發(fā)生厭氧反應(yīng)，阻止將硫酸鹽轉(zhuǎn)化為硫化氫氣體的反應(yīng)。

5、在含或容易產(chǎn)生硫化氫管道帶壓開孔安全操作規(guī)范

5.1盡量避免選擇污水管道中容易產(chǎn)生硫化物沉淀的管段進(jìn)行帶壓開孔作業(yè)。

5.2如果無法避免容易產(chǎn)生硫化物沉淀的管段進(jìn)行開孔，應(yīng)當(dāng)與工程需求方進(jìn)行管段的探測，探明管段的腐蝕情況，在低于安全帶壓開孔的壁厚處嚴(yán)禁進(jìn)行帶壓開孔作業(yè)。

5.3操作人員配備防毒面具、坑內(nèi)作業(yè)用安全繩等必要的人身安全保護(hù)設(shè)備。

5.4在管道帶壓開孔作業(yè)坑內(nèi)，安裝大功率鼓風(fēng)或排風(fēng)設(shè)施，用以降低硫化氫的濃度。

5.5使用硫化氫氣體檢測儀，隨時對管道開孔作業(yè)現(xiàn)場的氣體進(jìn)行監(jiān)測，并保持監(jiān)測的連續(xù)性。

5.6在國家允許的硫化氫濃度標(biāo)準(zhǔn)下（小于10mg/m3），連續(xù)作業(yè)十分鐘，必須返回地面，由其它操作人員進(jìn)行接替。

5.7必須保證操作人員身健康，有心、腦血管及高血壓等疾病的人員嚴(yán)禁進(jìn)入作業(yè)區(qū)域。

5.8作業(yè)坑邊必須有一名監(jiān)視人員全程監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)緊急立即實行施救措施。