АНАЛИЗ ДЕЙСТВУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА ОПАСНОМ ПРОИЗВОДСТВЕННОМ ОБЪЕКТЕ «СКЛАД ХЛОРА» И РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО МЕТОДА ПОВЫШЕНИЯ УРОВНЯ ТЕХНОСФЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматривается процесс очистки воды и распределения ее до потребителей водоснабжающей организацией, описаны альтернативные методы очистки воды, проведен анализ возможных причин возникновения аварий на опасном производственном объекте «склад хлора». На основании проведенного анализа предложено внедрение камеры для локализации разгерметизированного стандартного контейнера с жидким хлором, принцип работы которой заключается в том, что в корпусе камеры происходит дегазация хлора из негерметичного контейнера, позволяющая локализовать место утечки и не допустить отравления людей и близлежащих территорий.

ABSTRACT

This article discusses the process of water purification and its distribution to consumers by a water supply organization, describes alternative methods of water purification, analyzes the possible causes of accidents at a hazardous production facility «chlorine storage». Based on the analysis, it was proposed to introduce a chamber for localization of a sealed standard container with liquid chlorine, the principle of which is that chlorine degasses from an unpressurized container in the chamber body, which allows to locate the leak and prevent poisoning of people and nearby territories.

Ключевые слова: безопасность производственного объекта, очистка воды, хлор.

Keywords: production facility safety, water treatment, chlorine.

Очистка воды в промышленных масштабах может проводиться различными способами, такими как: озонирование, ультрафиолетовая очистка и хлорирование. Все эти методы являются действенными и справляются со своей задачей, однако за основу каждого из них взяты различные принципы. Химический способ очистки воды заключается в том, что при введении жидкого хлора в очищаемые водные массы образуются хлорноватистая и соляная кислоты, после чего происходит диссоциация образовавшейся хлорноватистой кислоты. Полученные при этом процессе гипохлоритные ионы обладают бактерицидным свойством, благодаря которым вода очищается. Немаловажным аспектом применения данного способа очистки воды является правильное назначение дозы хлора, так как его излишек значительно ухудшает органолептические показали воды, а его недостаток может привести к тому, что он не окажет желаемого бактерицидного действия.

Применение химического способа очистки воды приводит к постановке вопроса о более действенных и современных методах контроля за производственной безопасностью и совершенствовании системы производственной безопасности в целом. Развитие промышленности не стоит на месте, и появляются все более сложные технические процессы, более мощные и современные технические устройства и, соответственно, новые требования к обеспечению производственной безопасности.

Но в то же время, в эксплуатации продолжает находиться большое количество прежнего оборудования. По этой причине возрастает риск внезапного возникновения различного рода аварий и инцидентов на опасных производственных объектах, которые могут негативно сказаться на здоровье людей, причинить вред всей экосистеме. Модернизация или полная замена старого оборудования на новое влечет за собой финансовые и временные потери.

Способ очистки воды хлорированием является самым распространенным в технологиях водоподготовки. Способ отличается эффективностью, доступностью и умеренной стоимостью, и как следствие более 90% водопроводных станций во всем мире обеззараживают и обесцвечивают воду хлором [1]. Исходя из анализа опасностей, хлорирование имеет и свои недостатки. К примеру, хлор и его соединения обладают высокой токсичностью, что требует повышенного строгого соблюдения требований техники безопасности при работе с ним. Некоторые штаммы бактерий, спор, яиц гельминтов и вирусов имеют высокую резистентность к действию хлора. Помимо этого, хлор обладает высокой коррозийной активностью. Хлор вступает в химические реакции со всеми органическими и неорганическими веществами, находящимися в воде. Так же, в городах с развитой промышленностью в воду не исключено попадание вместе с промышленными стоками разного рода красителей, поверхностно-активных соединений, нефтепродуктов, фенолов и прочих веществ. Они в свою очередь образуют опасные токсины, мутагенные вещества и яды, которые оказывают замедленное губительное воздействие на человека.

К альтернативным техническим решениям в области очистки воды в промышленных масштабах можно отнести обеззараживание воды озонированием и ультрафиолетовую очистку. Принцип метода озонирования заключается в том, что при озонировании воды обеспечивается бактерицидный эффект, улучшаются органолептические свойства воды, не образуется побочных продуктов, вредных для здоровья. После разложения озона образуется обычный кислород, а прием озонированной воды обладает еще и выраженным терапевтическим эффектом [2]. Помимо озонирования воды при ее очистке возможно применение ультрафиолетовой очистки воды. Суть метода ультрафиолетовой очистки заключается в том, что под воздействием ультрафиолетовых лучей происходит фотохимическая реакция в структуре молекулы ДНК и РНК, а так же это излучение приводит к разрушению структуры мембран и клеточных стенок микроорганизмов, что приводит к их неминуемой гибели [3]. Данные методы являются действенными, но их главным недостатком является высокая стоимость внедрения и эксплуатации. Реконструкция действующих предприятий, очищающих воду хлором, требует больших финансовых, временных и экономических вложений.

Анализ возможных причин возникновения аварий на опасном производственном объекте «Склад хлора» показал обширность различных факторов, влияющих на возникновение возможных аварийных ситуаций. К этим факторам относятся: разгерметизация запорной арматуры, фланцевых и сварных соединений, механические повреждения емкостного и трубопроводного оборудования, коррозионное и тепловое воздействие на него, взрыв три хлорида азота, попадание в сосуды с жидким хлором посторонних веществ, гидравлический разрыв или разгерметизация сосудов (железнодорожные цистерны, танки, контейнеры, баллоны) при их переполнении жидким хлором, дефекты и усталостные явления в металле и сварных элементах сосудов и трубопроводов, ошибки, допущенные при проектировании, изготовлении, монтаже, ремонте и выполнении технологических операций в процессе производства, хранения и потребления хлора.

Утечки хлора из трубопровода, емкости или контейнера, как правило, образуются из-за точечной коррозии стали, из которой они изготовлены. Но не исключен тот факт, когда процесс коррозии протекает и вне контейнера или трубопровода. Данный процесс протекает наиболее интенсивно и зависит от относительной влажности воздуха, загазованности атмосферы хлором, температуры и ее градиента.

Проникновение влаги через штуцер вентиля контейнера или по штоку может привести к заклиниванию последнего в месте соединения штока с корпусом вентиля продуктами коррозии. Следствием этого является невозможность открытия вентилем заполненной емкости. Такие аварийные сосуды потенциально опасны, так как дальнейший процесс коррозии может привести к разрушению сосуда или появлению утечек.

Гидравлический разрыв или разгерметизация сосудов может произойти в результате их переполнения, либо вследствие попадания в сосуд с хлором воды или органических веществ.

При возникновении аварии на опасном производственном объекте «Склад хлора» будет нанесен вред персоналу и экологической обстановке данного района. Из-за высокой скорости растекания в короткие сроки будет отравлена достаточно большая территория и пострадает значительное количество человек.

На основании проведенного анализа возможных причин возникновения аварий на опасном производственном объекте «Склад хлора» было предложено внедрение камеры для локализации разгерметизированного стандартного контейнера с жидким хлором [4], целью установки которого является обеспечение безопасности при работе с поврежденным контейнером и предотвращения загрязнения окружающей среды при одновременном использовании хлора для обеззараживания воды или сточных вод. Схема полезной модели установки приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема камеры для локализации разгерметизированного стандартного контейнера с жидким хлором

Принцип работы данного изобретения заключается в том, что поврежденный контейнер помещают в специальную емкость, в которой происходит процесс дегазации и тем самым предотвращается распространение хлора по воздуху. Герметичная вертикальная цилиндрическая емкость 1 камеры снабжена устройством горизонтального перемещения крышки с компенсатором 13 массы и устройством 7 для дегазации хлора, которое выполнено в виде системы перфорированных трубопроводов 8, расположенных в цилиндрической емкости 1 с образованием вертикального гнезда для установки обрабатываемого контейнера. При этом устройство горизонтального перемещения крышки с компенсатором массы выполнено в виде оси 16, снабженной пружиной сжатия-кручения 14, установленной в стакане 15, причем один конец оси 16 прикреплен к крышке 12 емкости 1, а другой выполнен с резьбой под штурвальную гайку, связанную с приводом» [4]. Внедрение данного изобретения целесообразно из-за его простоты и относительной дешевизны. Исключается потребность переоборудования здания хлораторной, а так же исключаются кардинальные изменения технологического процесса.

Таким образом, проведенный анализ способов очистки воды показал, что способ хлорирования является менее безопасным, чем его аналоги. Данный способ доказал свою эффективность, но при его применении выявлен ряд потенциальных опасностей, возникновение которых может привести к человеческим, природным и финансовым затратам.

На основании вышеизложенного, был проведен анализ альтернативных способов очистки воды, применение которых повышает уровень промышленной безопасности и снижает риск возникновения аварий и инцидентов на опасных производственных объектах. Однако полная замена применяемого способа очистки воды на возможные альтернативы в любом случае повлечет остановку производства и остановку очистки воды в целом на время проведения реконструкции. Полное техническое перевооружение повлечет за собой существенные производственные затраты. На основании проведенного анализа возможных причин возникновения аварий на опасном производственном объекте «Склад хлора» было предложено внедрение камеры для локализации разгерметизированного стандартного контейнера с жидким хлором, целью установки которого является обеспечение безопасности при работе с поврежденным контейнером и предотвращение загрязнения окружающей среды при одновременном использовании хлора для обеззараживания воды или сточных вод.

Список литературы:

1. Макотрина Л. В., Зверькова А. С. Влияние обеззараживания питьевой воды хлором на здоровье человека // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2011. №1 С.1.
2. Агалакова Л.М., Гагарский К.Н., Мансурова А.А., Матвейчук И.В., Пантелеев В.И., Мамаев Г.А., Розанов В.В. Озонаторная установка для обеззараживания питьевой воды // МЕДИЦИНСКИЙ АЛЬМАНАХ. 2013. №3. С. 27.
3. Самойлова К.И., Тратникова А.А. Обеззараживание сточных вод ультрафиолетовым излучением // Colloquium-journal. 2019. №2-2 С.26.
4. Пат. 2026101 Российская Федерация, МПК A62D 3/00. Камера для локализации разгерметизированного стандартного контейнера с жидким хлором / Лебедев О.В., Салиходжаев З.Т., Крыженков В. А., Хромова Г. А., Латыпов Ш. Ш.; заявитель и патентообладатель Институт механики и сейсмостойкости сооружений им. М.Т. Уразбаева АН Республики Узбекистан - № 4938841/23; заявл. 22.05.91; опубл. 09.01.95