下水道硫化氢产生的原因及施工中的监测

1、下水道硫化氢产生的原因及施工中的监测The reason of sulfureted hydrogen generatingand itsmonitor during working in sewerWu Jiuru(Hangzhou city drain monitor station, Hangzhou 310014,China):There are variousdeleterious gas in sewer , and usualy is sulfureted hydrogen. In this paper ,discuss its reason of sulfureted hydr

2、ogen generating and the measures to preventsulfureted hydrogengenerating and itsmonitor during working in sewer.城市下水道中中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、总挥发性有机物 等多种气体 , 下水道气体检测是城市污水管道、泵站等作业场所 进行养护、施工、维修必不可少的一项安全措施。超过一定浓度 的下水道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 系到施工人员及

3、作业场所的安全。 下水道气体的监测通常有实验 室法 ,即通体气体采样装置采集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 , 具有准确、可靠、测定下限低等优 点,但费时 ,不符合在现场施工时实时检测的要求 ,另外通常采用 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 , 往往有大量的油污 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 , 由于天燃气的泄露而使易燃易爆气体浓度

4、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。 城市下水道污水中 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。1 硫化氢产生的机理 下水道内产生的有毒物质最常见的是硫化氢 , 产生的原因为 污水中含有一定浓度的硫化物、 硫酸盐及一定的环境条件。 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

5、离平衡 : H2SH+HS-,k仁k1=10-7(25 C)HS-H+S2-,k2=k2=10-14(25C)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。FeS+2H+H2$+Fe2+PbS+2H+H2S+Pb2+ 因此扩散到下水道空间中的硫化氢除与污水中硫化物的浓 度有关 , 还与污水的酸碱度有密切的关系。下水道空间中的硫化氢除由污水中的硫化物产生外 , 大部分 由于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占硫酸盐发生

6、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 进入下水道空间中。 进入污水管道空空间中的硫化氢进一步氧化 成硫酸 , 主要吸附在污水管道的上部 , 造成对污水管道的酸腐蚀 , 这就是我们通常看到的污水管道上部比污水管道下部腐蚀严重 的原因。硫氧化菌2HS-+O2S2O32-+H2O脱硫弧菌SO42-H2S硫氧化菌H2S+2O2H2SO4 污水管道中典型的水质检测数据 对杭州市 2005年至 2010 年部分泵站、企业及污水管道中污 水部分指标及硫化氢浓度

7、进行的检测汇总见表1。从表中可以看出该地埋式泵站具有较高的硫酸盐浓度 , 由于缺氧和酸性条件下 产生很高浓度的硫化氢气体。2 不同浓度硫化氢对人体的影响 硫化氢气体对对人体的健康造成极大的危害 , 对人的影响因 人而异 , 身体体健康的情况下在含一定浓度硫化氢的工作环境中 能坚持较长的时间 ,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的最高允许浓度不 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/

8、m3 14mg/m3 15mg/m3 15mg/m3不同浓度的硫化氢对人体的影响 见表 2。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 行测定。通常使用的有华瑞公司的复合气体检测仪, 如 PGM50-5P、PGM50-Q PGM784等,具有安全防爆，响应快、测量范围宽，携带 方便、数据储存等优点。 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气中对 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。在本文中采用PGM50-C进行测定。3.1 硫化氢标准气体的测定本文采用北京海谱气

9、体XX公司生产的20.2ppm硫化氢标准 气体按比例分别稀释成10.1ppm和5.0ppm,每隔一分钟测定一次 连续测定 6次,进行仪器的准确度和精密度测定 ,测定数据见表 3。从表中可以看出仪器测定的相对误差为0.3%0.8%,相对标准偏差为2.3%2.9%,具有较高的准确度和精密度。3.2 硫化氢气体的现场测定 检测杭州一污、二污、三污、四污污水管道上的窨井和下水道的施工现场，检测仪器为PGM50-5Q检测时将与仪器相连的聚 乙烯采样管放在窨井中水面以上至井口高度的 1/2 处,检测取样 间隔为 5分钟,读数为取样周期内的峰值 , 从检测数据可以看出 不同监测点硫化氢的浓度差别很大，从几个

10、ppm到几百个ppm,在 同一个监测点 , 污水管道中硫化氢的浓度随着污水的流动也一直 在变化着 , 特别是污水成分复杂 , 污水管道长期不用的管道中往 往积聚着高浓度的硫化氢气体要特别引起注意。 在污水管道施工 作业中，硫化氢浓度经常超过 DBZ2.1-2007规定的10mg/m3,因此 需要对管道内部进行强制通风 , 降低硫化氢等有害气体的浓度 , 通过强制通风一段时间后使硫化氢浓度接近于零 , 能达到明显的 效果。4 减少硫化氢气体产生的措施 由于硫化氢气体的产生的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 有以下几点。(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。(2) 加入化学试剂 , 氧化污水中的硫化物。(3) 加入金属盐类 , 使产生硫化物沉淀。(4) 加入石灰控制污水的pH