14 Охорона праці та безпека при надзвичайних ситуаціях

14.1 Аналіз характеристик та потенціальних небезпек об’єкта дослідження

Об’єктом дослідження є каналізаційні очисні споруди м.Селидове КП «Компанія «Вода Донбасу». На цих спорудах відбувається очищення побутових стічних вод міста.

У своїй діяльності підприємство керується такими документами, як стандарти безпеки праці, правила та норми техніки безпеки при улаштуванні та експлуатації очисних споруд системи водовідведення, охорона праці у житлово-комунальному господарстві, а також інструкції стосовно пожежної безпеки об’єкту.

До складу очисних споруд входять:

• решітки-дробарки;

• пісковловлювачі;

• первинні вертикальні відстійники;

• аеротенки-витиснювачі;

• вторинні радіальні відстійники;

• хлораторна;

• насосно-повітродувна станція;

• контактні резервуари.

Основним об’єктом підвищеної небезпеки є реагентне господарство, до складу якого входять:

• контактні резервуари;

• повітродувна станція;

• хлораторна;

• склад хлору.

Знезараження очищеної стічної води хлором перед скиданням її у водойму є обов’язковим заходом. Знезараження води на Селидівських очисних спорудах проводять рідкимим хлором. Ця речовина є дуже небезпечною в процесі експлуатації і зберіганні, тому в дипломному проекті проводиться заміна хлору на гіпохлорит натрію [9].

Хлор - високо небезпечна речовина, подразнюючої та задушливої дії. При контакті з біологічними тканинами хлор викликає запальну реакцію, в першу чергу при цьому страждають органи дихання, шкіра та слизові оболонки очей. Глибоко проникаючи у дихальні шляхи, хлор вражає легеневу тканину та викликає набряк легень. Можливі також ускладнення – порушення роботи серцево-судинної системи.

Для хлора встановлені наступні нормативи: гранично допустима концентрація хлору у повітрі робочої зони виробничих приміщень складає 1 мг/м³; при концентрації хлору 3,5 мг/м³ відчутний запах; при 15 мг/м³ – відбувається роздратування горла; при 30 мг/м³ – кашель; максимально допустима концентрація хлору при короткочасному впливі становить 40 мг/м³.

Хлор на станції знаходиться в спеціальних ємностях під надлишковим тиском, тому існує небезпека вибуху або витоку хлору. Саме тому треба багато уваги приділяти профілактиці можливих вибухів ємностей х хлором. Вони можуть вибухнути при нагріванні до високої температури (більше 30 ^оС), при сильному ударі. Також не слід допускати обмерзання ємностей.

Приміщення для збереження хлору обладнано витяжною вентиляцією з 6-кратним (в аврійних випадках 12-кратним) повітрообміном у годину [9].

Ще однією з небезпек є відкриті колодязі, очисна апаратура, що необладнана спеціальними огорожами. Через це існує ризик травмування робітників, що можуть туди впасти. Колодязі небезпечні й через те що в них можуть перебувати шкідливі для людського організму гази: метан, двоокис вуглецю, сірководень, аміак. Вдихання цих газів може викликати отруєння організму з тривалою втратою працездатності, а при великих концентраціях призвести до смертельного результату.

Потенційну небезпеку являють собою сирі осади, що утворюються під час очищення стічних вод. Ці осади мають підвищену вологість, великий об’єм, неприємний запах, а також вони містять велику кількість бактеріальних забруднень, а отже небезпечні в санітарному відношені.

На біологічних станціях небезпеку для обслуговуючого персоналу представляють також сірковмісні речовини, вуглекислий газ та інші шкідливі газоподібні продукти, що виділяються в атмосферу при аерації та основному процесі очищення стічних вод.

Для робітників, що працюють в лабораторіях існує небезпека отруєння або ураження їдкими, отруйними хімікатами через недостатню вентиляцію приміщення чи недотримання правил поводження з реагентами.

Щодо небезпеки враження робітників електричним струмом, то це можливо при несправній проводці або високих навантаженнях електроомережі.

Підвищення рівня шуму та вібрації на підприємстві відбувається під час роботи повітродувок і насосів [9].

14.2 Вибір і обгрунтування заходів щодо нормалізації умов праці

Основним шкідливим виробничим фактором є робота з хлором. Дуже важливо закласти на стадії проектування безпечне зберігання, транспортування і його використання. Хлордозаторніі обладнують системами освітлення, подання та відведення води, вентиляцією та опаленням. Температура є важливим фактором для зберігання хлору. Вона не повинна бути більшою за 30 С. Також ємності з хлором оберігають від ударів, потрапляння всередену води та від відкритого вогню [3].

У зв’зку з цим до експлуатації хлорного господарства висувають підвищені вимоги: повинен здійснюватись облік надходження та витрат хлору; хлор зберігають у спеціальній металевій тарі та таким чином, щоб запобігти можливості шкідливого впливу на людину; необхідно здійснювати диспетчеризацію хлорного господарства з виявленням основних несправностей та прийняття мір по їх усуненню; приміщення для збереження хлору передбачає обладнання витяжною вентиляцією з 6-кратним повітрообміном у годину.

При проривах трубопроводу для хлору можливе влучення розчину реагенту на електроустаткування, у результаті чого може виникнути коротке замикання. Також можливе влучення розчину реагенту на обслуговуючий персонал, що може викликати одержання хімічних опіків. Тому роботи персоналу по складуванню, виготовленню та дозуванню реагентів та їх розчинів повинні здійснювати в спеціальному одязі, взутті, рукавицях та окулярах, в необхідних випадках працівники повинні використовувати засоби індивідуального захисту від можливого отруєння. Після закінчення зміни працівникам рекомендується прийняти душ [9].

Для нормалізації умов праці та запобігання виробничого травматизму перш за все персонал очисних споруд має дотримуватись правил техніки безпеки, володіти зняннями з охорони праці та проходити різноманітні інструктажі.

При роботі з технологічним устаткуванням передбачаються наступні заходи.

Аеротенки рекомендується огороджувати по периферії бар’єром висотою не менше 1 м з розривами тільки в місцях сполучення бар’єру з перилами перехідних містків. Не рекомендуються будь-які роботи при пошкоджених перилах і бар’єрах. Для більшої безпеки перед ремонтом аеротенк спорожнюють.

При роботі в колодязях бригаду рекомендується складати не менше ніж з трьох осіб, що мають рятувальні пояси і шлангові протигази.

Для переходу через канали передбачається влаштовувати містки шириною не менше 0,7 м і з поручнями висотою 1 м.

При проведенні в приміщеннях робіт, пов'язаних з виділенням шкідливих речовин, передбачається забезпечення постійної дії вентиляції. У приміщеннях решіток і приймального резервуара вентиляція повинна забезпечувати не менше, ніж 12-ти кратний обмін повітря за годину.

Їдкі речовини в лабораторії зберігаються у витяжній шафі в кількості не більше 5-ти добового запасу. Отруйні речовини зберігають окремо в особливому закритому шафі.

Для запобігання пожарів у виробничих приміщеннях не можна палити та користуватися відкритим вогнем. Електрообладнання та освітлення виконуються у вибухобезпечному виконанні. Включення електричних мереж проводиться перед входом в приміщення. Комутаційна апаратура встановлюється в ізольованих приміщеннях. Труби для електропроводки виконують з роздільним газонепроникним ущільненням [9].

14.2.1 Розрахунок системи вентиляції

Для забезпечення безпечних умов праці в приміщенні складу гіпохлориту натрія і хлораторних передбачена наявність приточно-витяжної вентиляції.

Система вентиляції складу – механічна, приточно-витяжна з 6-ти кратним повітрообміном у годину згідно зі СніП 2.04.05-91 та СніП 2.04.02-84. При перевищенні ГДК хлору більше 1мг/м³ по сигналу газоаналізатора автоматично вмикається додаткова система, забезпечуючи 12-кратний повітрообмін у годину. Забруднене повітря надходить у скрубер, потім викидається в трубу.

Розрахунок необхідного обсягу повітря по кратності повітрообміну виконується за формулою [19]:

(14.1)

де L_пов(6) – повітрообмін при кратності 6, м³/год;

V_прим – обсяг приміщення для зберігання гіпохлориту натрія, м³;

n – кратність повітрообміну.

Необхідний обсяг повітря при кратності повітрообміну 12 розраховують за формулою аналогічною формулі (14.1):

Вибір вентилятора здійснюється з урахуванням області застосування вентиляторів, основних показників вентиляторів, що випускаються, по графіках і таблицям характеристик. Для продуктивності вентилятора 20000 м³/год та тиску до 70 кг/м² обираємо вентилятор типу Ц4–70 №8 на одному валу з електродвигуном. Число обертів ротора 1000 об/хв, к.к.д. вентилятора 0,7. Потужність електродвигуна складає 5,9 кВт. Приймаємо електродвигун з урахуванням коефіціенту запасу (К_з), який дорівнює 1,1. Звідси потужність електродвигуна буде складати [19]:

N= К_з∙N_двиг , (14.2)

N= 1,1∙5,9= 6,5 кВт.

Таким чином в приміщенні складу гіпохлориту натрія постійно працює один вентилятор типу Ц4-70 №8, а у випадку виникнення аварійної ситуації автоматично вмикається другий подібний вентилятор.

Повітрообмін у приточній камері розраховуємо за наступною формулою:

(14.3)

де V_ПК – об’єм приточної камери, м³;

n – кратність розведення.

Тоді обсяг приточного повітря знайдемо за формулою [19]:

L_пр= L_пов(6) + L_ПК , (14.4)

L_пр= 18696 + 80 =18776 м³/год.

Основним теплообмінним устаткуванням систем вентиляції повітря в зимовий період є поверхневі повітронагрівачі – калорифери.

Проведемо розрахунок калориферів.

Розрахуємо витрату тепла на нагрівання повітря за формулою [19]:

Q = L ∙ c ∙ v ∙ (t_k - t_n) , (14.5)

де L – кількість повітря, що нагрівається, м³/год;

c – вагова теплоємність повітря, ккал/(кг∙град);

v – об’ємна вагова повітря, кг;

t_k – кінцева температура нагрітого повітря, град;

t_n – початкова температура повітря, що нагрівається, град.

Q = 18776 ∙ 0,2 ∙ 1,2 ∙ (5- (-23)) = 126175 ккал/год.

Необхідний живий перетин у калорифері для проходу повітря визначається по формулі:

f = (L ∙ v) / (3600 ∙ V_v), (14.6)

де V_v – вагова швидкість повітря, кг/м²∙с.

f = (18776 ∙ 1,2) / (3600 ∙ 8) = 0,8 м².

За значенням f підбираємо калорифер. Згідно з технічною літературою калориферів з потрібною площиною немає, тому ставмо два калорифери паралельно. З технічних даних обираємо значення поверхні нагрівання, живого перетину за повітрям та водою, маси (табл.14.1) [19].

Таблиця 14.1 – Технічні характеристики калориферу [19]

Модель калориферу	Живий перетин		Поверхня нагрівання, м2	Вага,кг
	для повітря	для води
КФБО-10	0,481	0,0193	71,06	230,2

Швидкість води в трубах калорифера знаходимо за формулою:

(14.7)

де f_тр – живий перетин трубок калорифера по воді, м²;

t_г – температура гарячої води в магістралі, що подає, град;

t_з - температура зворотної води, град.

Перевіряємо тепловіддачу калорифера за формулою:

(14.8)

де F_k – поверхня нагрівання калориферу, м²;

К – коефіціент теплопередачі, ккал/ м²∙год∙град;

Т_ср – середня температура теплоносія, град;

t_ср - середня температура повітря, що проходить через калорифер, град.

Тепловіддача калориферів буде складати:

Тепловіддача калорифера повинна бути більшою за необхідну витрату тепла на нагрівання повітря і складати не менш:

Таким чином, для приточно-витяжної вентиляції використовуються вентилятори типу Ц4-70 № 8 та калорифери КФБО-10 [19].

14.2.2 Розрахунок аварійної ситуації

Проведемо розрахунки глибини поширення хлору у випадку аварії на складі зберігання хлору на каналізаційних очисних спорудах. Кількість хлору складає 2 т (Q₀ = 2 т); умови зберігання хлору – рідина під тиском; висота обвалування H = 2м; метеоумови – ізотермія; температураповітря під час аварії T_п = 10 º С і швидкість вітру V = 2 м/с.

Спершу визначимо еквівалентну кількість хлору, що перейде у первинне облако [20]:

(14.9)

де К₁ коефіцієнти, К₁= 0,18, К₃ = 1 [20];

К₃ = 1 (за табл. П2 [20]);

К₅ = 0,23;

К’₇ = 0,8 (за табл. П2 [20]).

т.

Визначимо еквівалентну кількість хлору, що перейде у вторинне облако:

(14.10)

де К₂ = 0,052 (за табл. П2 [20]);

К₄ = 1,33 (за табл. П3 [20]);

К’’₇ = 1 (за табл. П2 [20]);

h = H – 0,2 = 1,8 м;

d = 0,568 т/м³ (за табл. П2 [20]).

т.

Розрахуємо глибину поширення первинного і вторинного облака при швидкості вітру 2 м/с із застосуванням формули інторполяції [20]:

(14.11)

де Г_б, Г_м, Г_1,2 – більше, менше та те, що шукають, значення глибини поширення зараженого хлором повітря, км;

Q_б, Q_м, Q_1,2 – більша, менша і безпосередньо кількість хлору, що перейшла у первинне (вторинне) облако, відповідно, т.

Загальна глибина поширення первинного і вторинного облака, що заражені хлором розраховуємо за формулою:

(14.12)

Отже, під час аварії (вибуху балону з хлором) за заданих умов, глибина поширення забруднюючої речовини складатиме 1,06 км [20].

14.3 Забезпечення пожежної безпеки

Основні завдання пожежної безпеки підприємства включають комплекс заходів, спрямованих на запобігання впливу на людину факторів пожежі та обмеження матеріальних збитків.

Склад хлору та хлораторна по вибуховій, вибухопожежній та пожежній небезпеці належать до категорії А (вибухопожежні). Це пов’язане з тим, що хлор є надзвичайно реакційно здатним. Суміші хлору і водню та всі кисневі сполуки хлору утворюють вибухонебезпечні суміші [9].

Заходи з пожежної безпеки на КОС передбачають наступне:

• системи вентиляції та кондиціонування повітря, що відповідає протипожежним вимогам;

• заборону зберігання на території підприємства звалищ горючих відходів. На Селидівській КОС до таких належать відпрацьовані масла, масляні фільтри та частина побутових відходів. Ці відходи зберігаються в спеціальних ємностях і систематично вивозяться за межі КОС;

• територія обладнується стендами з зазначеням порядку виклику пожежної охорони, а також знаки місць розташування первинних заходів пожежогасіння;

• шляхи та проїзди до будівель, пожежних вододжерел рекомендується звільняти і зберігати в виправленому стані.

Для ліквідації невеликих спалахів на підприємстві використовуються первинні засоби пожежогасіння. До них належать – засоби пожежної сигналізації, пожежні стволи, вогнегасники, пожежний інвентар (ящики з піском, бочки з водою, пожежні відра, совкові лопати).

Для гасіння електроустаткування дозволяється використовувати вуглекислотні та порошкові вогнегасники.

Комплектування технологічного устаткування вогнегасниками, пожежним інвентарем здійснюється відповідно до галузевих правил пожежної безпеки [9].

14.4 Безпека при надзвичайних ситуаціях

Основну небезпеку на каналізаційних очисних спорудах представляють, як вже мовилось раніше, хлорне господарство. Аварійна ситуація, що може виникнути - витік газу із балону, апаратури або хлоропроводів при взриві балону або бочки з газом, що може призвести до пожару, отруєння робітників.

У випадку проривів балонів із хлором на відстань не більше 10 м від входу в хлораторне приміщення споруджують утепленний аварійний колодязь глибиною 2-3 м з водонепроникними стінками і днищем для понурення в нього несправних балонів з хлором. В такий колодязь підводять воду для заповнення його вапняковим молоком. Також необхідно мати спеціальний аварійний балон для перепуску в нього хлору з несправного балону [9].

При витоку газу з балонів слід мати на увазі, що при високій коцентрації хлору у повітрі (більше 1 %) його запах відчувається навіть через протигаз. В цьому випадку персонал повинен замінити протигаз марки «В» маскою з вихідним шлангом або кисневою маскою і прийняти необхідні міри по ліквідації витоку.

При виявленні місця витоку хлору з балонумісце витоку поливають водою з метою утворення ледової корки, що закриває виток. Після цього балон поміщають в аварійний колодязь з розчином вапняку.

При виникненні аварійних ситуацій в расходному складі хлору проводять наступні заходи:

• при сильному витіканні хлору із балону струєю зі свистом, а також при виявленні біля складу хлору хвилі зеленого газу, що стеляться, об’являють малу тревогу (не часті звукові сигнали);

• при взриві балону з хлором в будь-якому приміщенні або на подвір’ї, об’являють загальну тревогу (часті звукові сигнали).

Під час малої тривоги хлораторщик надягає протигаз і виконує розпорядження майстра по ліквідації витоку і дегазації приміщення. При підвищенні концентрації хлора у повітрі приміщення вище 1 %, робітники видаляються на підвищенні ділянки території.

Під час загальної тривоги частина робітників робить дегазацію приміщення, а інші – в протигазах або приклавши до носу й роту тряпки, що змочені розчином гіпосульфита і соди, видаляються на підвищенні ділянки території [9].