污水管道硫化氢对带压开孔的影响

污水管道硫化氢对带压开孔的影响


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城市下水道及污水管道的带压开孔工程作业中，具有一定的危险性，这些危险包括多种有毒有害气体,如甲烷、氨气、一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、氯气、二氧化碳、挥发性有机物等多种气体,因此，这些管道在带压开孔作业中气体检测工作是必不可少的一项安全措施。

在管道中超过一定浓度的气体有些可以使人中毒，有些会爆炸，缺乏氧气会使人窒息。因此，在施工作业前检测下水道气体的浓度十分必要，它关系到管道带压开孔施工人员及作业场所的安全。

下水道气体的监测通常有实验室法，即通过气体采样装置采集管道内气体样品带回实验室进行检测分析，实验室法是经典的检测方法，但比较费时，不符合在现场施工时实时检测的要求。还可以采用便携式气体检测仪进行实时、连续的监测，为安全施工提供准确、及时、可靠的依据。

下水道中有害气体的种类与下水道内污水的性质、污水管道的环境条件有密切的关系。污水管道与地下油槽、加油站、汽车修理厂、洗衣店排放的污水相连接，经常会伴有大量的油污及有机溶剂排入下水道，从而使挥发性有机物聚集；与城市的天然气管道靠近的管道，由于天燃气的泄露而使易燃易爆气体浓度较高；化粪池的污水排入下水道，或者接入氨氮浓度较高的工业污水，在碱性条件下产生较高浓度的氨气；含有较高浓度的硫化物或者硫酸盐的污水在一定条件下产生硫化氢气体。管道的污水中虽然含有多种多样的有害气体，但在下水道施工中出现安全事故的绝大多数是硫化氢中毒引起，下面就以下几个方面简单介绍一下这种有害的气体产生的机理和预防措施：

1．硫化氢产生的原因

污水管道内产生的有毒物质最常见的是硫化氢，产生的原因是污水中含有一定浓度的硫化物、硫酸盐在一定的环境条件下，污水中的硫化物分为溶解性硫化物和非溶解性金属硫化物。溶解性硫化物包括硫化氢、硫氢根离子、硫离子。非溶解性金属硫化物，如硫化铁、硫化铅等。

溶解性硫化物在污水中进行如下的电离平衡：

H2SH++HS_,

k1=k1=10-7(25℃）

HS-H++S2_

k2=k2=10-14(25℃）

这些硫化物在酸性条件下平衡向左移动，生成硫化氢，从污水中逸出。在碱性条件下，平衡向右移动，以HS-或S2形态存在。非溶解性金属硫化物，如硫化铁、硫化铅在酸性条件下也产生硫化氢气体。因此，扩散到下水道空间中的硫化氢除与污水硫化物的浓度有关，还与污水的酸碱度有密切的关系。

管道中的硫化氢除由污水中的硫化物产生外，比较大的一部分是由有机物的分解及污水中的微生物分解硫酸盐产生。

在污水管道中HS-与硫酸盐发生的转换。

在好氧条件下，污水中的HS-在硫氧化菌的作用下氧化成亚硫酸盐，降低了水中HS-的浓度，从而阻止硫化氢气体的产生。在厌氧条件下，污水中的脱硫弧菌还原污水中的硫酸盐生成硫化氢，在进入污水管道密闭的空间中硫化氢进一步氧化成硫酸，主要吸附在污水管道的上部，造成对污水管道内部进行酸腐蚀。因此，我们经常可以看到的污水管道上部比污水管道下部腐蚀严重的原因。

2、不同浓度硫化氢对人体的影响

硫化氢气体对人体的健康造成极大的危害，对人的影响因人而异，身体健康的情况下在含一定浓度硫化氢的工作环付款情况能坚持较长时间，而在体质较差时则会很快产生中毒反应，因此进入硫化氢的空间进行带压开孔作业的人员必须身体健康，必须控制作业时间以防中毒。不同国家对作业场所硫化氢最高允许浓度不同，但基本一致。我国DBZ2.1-2007规定作业空间硫化氢的最高浓度值为10mg/m3，美国、英国、德国、日本分别为14mg/m3,14mg/m3,15mg/m3,15mg/m3。

3、硫化氢气体的检测

在下水道作业中硫化氢气体一般采用便携式气体检测仪进行。便携式气体监测仪在使用前需要经过零点校验和标准气体校验。零点校验一般采用在室外新鲜空中对仪器进行校零，标准气体校验采用已知浓度的标准气体和仪器进行连接，按规定的程序进行校准。

4、管道中减少硫化氢气体产生的措施

由于硫化氢气体的产生对人体的健康和污水管道、设施产生严重的危害，因此我们尽可能在源头上加以控制。可以采取的措施有几下几点：

4.1控制进入下水道中硫化物及硫酸盐及含硫有机物的浓度。

4.2加入化学试剂，氧化污水中的硫化物。

4.3加入金属盐类，使产生硫化物沉淀。

4.4加入石灰控制污水的PH值，使污水呈微碱性状态，污水中的硫化物以HS-、S2-的形态存.

4.5提高污水管道的坡度、污水的流速、加强管道的养护疏通，防止沉淀的产生，从而避免底泥沉积造成厌氧。

4.6杀死污水中的厌氧菌，改进下水道的通风，增加污水中溶解氧的含量，避免发生厌氧反应，阻止将硫酸盐转化为硫化氢气体的反应。

5、在含或容易产生硫化氢管道带压开孔安全操作规范

5.1尽量避免选择污水管道中容易产生硫化物沉淀的管段进行带压开孔作业。

5.2如果无法避免容易产生硫化物沉淀的管段进行开孔，应当与工程需求方进行管段的探测，探明管段的腐蚀情况，在低于安全带压开孔的壁厚处严禁进行带压开孔作业。

5.3操作人员配备防毒面具、坑内作业用安全绳等必要的人身安全保护设备。

5.4在管道带压开孔作业坑内，安装大功率鼓风或排风设施，用以降低硫化氢的浓度。

5.5使用硫化氢气体检测仪，随时对管道开孔作业现场的气体进行监测，并保持监测的连续性。

5.6在国家允许的硫化氢浓度标准下（小于10mg/m3），连续作业十分钟，必须返回地面，由其它操作人员进行接替。

5.7必须保证操作人员身健康，有心、脑血管及高血压等疾病的人员严禁进入作业区域。

5.8作业坑边必须有一名监视人员全程监控，发现紧急立即实行施救措施。