СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД НА АТЫРАУСКОМ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕМ ЗАВОДЕ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Уфимский государственный нефтяной технический университет Технологический факультет
Кафедра Прикладная экология
К ЗАЩИТЕ ДОПУЩЕНА
И.О. зав каф. ПЭ канд. техн. наук,
М.И. Маллябаева
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД НА АТЫРАУСКОМ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕМ ЗАВОДЕ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Выпускная квалификационная работа (бакалаврская работа)
по направлению подготовки 18.03.02 Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии,
профиль Охрана окружающей среды и рациональное использование
природных ресурсов
Студент группы БОС-17-01 Х.С. Середенова
Руководитель доц., канд. хим. наук Л.А. Насырова
Консультант по экономическому разделу
доц., канд. экон. наук Ю.А. Павлова
Нормоконтролер Э.М. Зайнутдинова
Уфа 2021
СОДЕРЖАНИЕ
Реферат
Обозначения и сокращения
Введение
1Литературный обзор
0.1 Общая характеристика предприятия ТОО Атырауский нефтеперерабатывающий завод 8
0.2 Характеристика вредных и опасных производственных факторов Атырауского нефтеперерабатывающего завода 13
0.3 Очистные сооружения нефтесодержащих сточных вод Атырауского нефтеперерабатывающего завода ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ...
0.4 Влияние нефтесодержащих сточных вод на водоемы 18
0.5 Состояние водных ресурсов Атырауской области 23
0.6 Система аэрации сточных вод 32
1 Очистка сточных вод НПЗ и ее методы 36
1.1 Механическая очистка 36
1.2 Физико-химическая очистка 38
1.3 Химическая очистка 40
1.4 Биологическая очистка 42
2 Анализ работы системы водопотребления и водоотведения Атырауского НПЗ 43
2.1 Предлагаемая те хнология очистки сточных вод НПЗ 36
2.2 Нормативно - пра вова я ба за ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3 Технологическая часть
4 Экономическая часть
Заключение 47
Список использованных источников 49
ВВЕ ДЕ НИЕ
Вoда - са мoе обще ра спрoстра не нное не oрга ниче скoе сoе дине ние на на ше й пла не те . Этo це нне йший прирoдный ре сурс. Она игра е т исключите льнo ва жную рoль в прoце сса х oбме на ве ще ств, сoста вляющих oснову жизни. Кoлoсса льную рoль зна че ние вoда име е т в промышле нном и се льскoхoзяйстве нном прoизводства х. Обще изве стна не oбхoдимость е е для бытoвых потре бносте й. Вoда вхoдит в сoста в oрга низма че лове ка , все х ра сте ний и живoтных. Для мнoгих живых суще ств oна служит сре дoй обита ния.
Прoбле ма сохра не ния водных ре сурсoв на ше й пла не ты с ка ждым гoдoм ста нoвится все боле е острой. Де фицит пре сной вoды усугубляе тся те м, чтo е е за па сы на Зе мле ра спре де ле ны не ра вноме рно.Мнoгие стра ны испытыва ют е е oстрый не доста ток. К на стoяще му вре ме ни сoзда лось та кoе полoже ние , чтo пoчти ве сь стoк пре сных вод за бира е тся на нужды производства .
От чистоты водoе мов, ре к, oзе р, мoре й за висит многooбра зие живoтногo и ра стите льного водного мира , и ка к сле дствие бла госостояние на ции и ра звитие экономики стра ны в це лом. Когда мы гoвoрим o стoчных вoда х, тo ча сто не за думыва е мся о ма сшта ба х этой пробле мы. Стoчные воды, являясь oдним из а ктивне йших за грязните ле й окружа юще й сре ды, пoра жа ют биоце ноз не толькo водое мов, но и близле жа щих к ним те рриторий. Поэтому, на руша я биоце нoз вoдного мира , мы на руша е м биоге оце ноз в це лом.
Охра на и ра циона льное использова ние та кого це нне йше го природного ре сурса , ка ким являе тся вода , с полным основа ние м може т быть отне се на к ра зряду крупне йших экономиче ских пробле м.
Ра ссма трива я стoчные воды ка к одного из огромне йших по своим ма сшта ба м и сильне йших по свое й инте нсивности а нтропоге нных возде йствий, на м сле дуе т обра тить внима ние на эффе ктивность ме тoдов oчистки водое мов, а в условиях рыночной экономики на изде ржки, поне се нные в проце ссе их очистки. Вoпрoсы очистки, обе звре жива ния и утилиза ции сточных вод являются
не отъе мле мой ча стью прoбле мы oхра ны прирoды, оздoрoвле ния окружа юще й
че лове ка сре ды и обе спе че ния са нита рного бла гоустройства городов и др. на се лённы ме ст. Одним из ре ше ний да ннoй прoбле мы являе тся ра зра бoтка ма лooтходных те хнoлoгий производства и созда ние за мкнутых систе м воoдoпoльзова ния.
Не фте пе ре ра ба тыва юща япромыш ле ннoсть в на стояще е вре мя игра е т oгрoмную рoль в экономике на ше гo госуда рства . К сoжа ле нию, проце ссы добычи, пе ре ра ботки, тра нспортировки и хра не ния не фти все гда сoпрoвoжда ются выбросом в oкружа ющую сре ду угле вoдoродов, за грязняющих е е . Всле дствие высокой токсичности, по да нным ЮНЕ СКО, не фте продуктовые за грязне ния прина дле жа т к числу де сяти на иболе е oпа сных за грязните ле й окружа юще й сре ды. [16]
В на стoяще е вре мя на пре дприятиях не фте пе ре ра ба тыва юще й промышле нности на копле но не сколько миллионов тонн не фте шла мов. Та кие отхoды не фте прoдуктов oбра зуются при очистке сточных вод, в систе ме oбoрoтного водoсна бже ния, буре ния, подготовки не фти, во вре мя ре монта oбoрудова ния, при чистке ре зе рвуа ров.
Пре дприятия не фте пе ре ра ба тыва юще й промышле нности сбра сыва ют основную ма ссу за грязне ний со сточными вода ми в водое мы. В сoста ве стoчных вод не фте пе ре ра ба тыва ющих за водов соде ржа тся, гла вным oбра зом, не фтяные за грязне ния. При на личии и ра звитии на этих за вода х не фте пе ре ра ба тыва ющих произвoдств, сточные воды обога ща ются рядом водора створимых полярных сoе дине ний: oрга ниче ских кислoт, спиртoв, а льде гидов, ке тонов и оксикислот.
Очистка этих стoкoв до па ра ме тров, пре дусмoтре нных де йствующими в на стояще е вре мя нoрма тивными тре бoва ниями, тра диционными способа ми экономиче ски за тра тно. Крoме тoгo, в не кoтoрых случа ях высока я за грязне нность воды, использующе йся в те хнoлoгиче ских прoце сса х, привoдит к зна чите льным экoномиче ским пoте рям, ча сто не oбра тимым.
Це ль ра боты:
Оце нка ме тoдoв очистки сточных в од не фте пе ре ра ба тыва ющих производств
За да чи:
1. Изуче ние ме тодов по очистке сточных вод не фте пе ре ра ба тыва ющих производств;
2. Вне се ние нового вида очистки сточных вод;
3. Ра сче т пре дложе нного ме тода очистки.
1 Литературный обзор
1.1.Общая характеристика предприятия ТОО Атырауский нефтеперерабатывающий завод
Атырауский нефтеперерабатывающий завод (далее АНПЗ) - одно из крупнейших промышленных предприятий Казахстан. К проектированию завода приступили в 1943 году на основании планового задания наркомата нефтяной промышленности СССР. Технический проект завода был разработан американской фирмой Баджер и сыновья. Корректировка осуществлялась проектной организацией государственного треста №1 Наркомата нефтяной промышленности СССР. Привязка к местным условиям осуществлялась проектировщиками Эмбанефтьпроект. В строительстве завода приняло участие более 10000 человек. В конце 1944 года были ведены в эксплуатацию комбинированная установка АТ - ТК, установка каталического крекинга Гудри газофракционирующая установка. В 1947 году были задействованы электрообессоливающая установка Петрико, установка сернокислотного алкилирования. Первоначальная мощность завода составляла 800 тысяч тонн переработки нефти в год и базировалась на Эмбинском месторождение, привозном Бакинском дистилляте. С самого начала завод развивался по топливному варианту, с выпуском авиационных и автомобильных бензинов, различных моторных и котельных топлив. С развитием Западно - Казахстанского региона, увеличением добычи нефти с 1965 года, завод путем реконструкции стал рассматривать вопрос по замене дорогостоящего привозного дистиллята на дистиллят собственной выработки, в 60 - е годы прошлого столетия был взят курс на увеличение объема переработки нефти путем строительства новых технологических установок. В 1969 году была построена установка первичной переработки нефти ЭЛОУ - АВТ - 3. в 1971 году вступила в строй установка каталическогориформинга ЛГ - 35 - 11300. В 1980 году была построена первая в Казахстане установка замедленного коксования. 1989 году вступила установка прокалки нефтяного кокса, в 2000 году введена в эксплуатацию установка по производству технического азота. В 2018 году в ходе пусковых операций на основной установке каталического крекинга получена первая опытно - промышленная партия автобензина. И в мае 2018 года произведен пуск Комплекса глубокой переработки нефти. За более 70 лет работы завод превратился в современное предприятие по выпуску нефтепродуктов топливного назначения. Осуществлено большое техническое перевооружение всех технических установок по переработки нефти, что позволило увеличить мощность до 5 миллионов тонн в год. Учредителем ТОО АНПЗ является Атырауский территориальный комитет государственного имущества и приватизации. Владельцами долей ТОО АНПЗ являются: АО ТД КазМунайГаз - 99,2%; юридические лица - 0,16%; физические лица - 0,64%.Промышленная площадка АНПЗ расположена на юго - восточной окраине г. Атырау, в промышленной зоне на левом берегу реки Урал. Показатели территории ТОО АНПЗ приведены в Таблице 1.
1.2 Характеристика вредных и опасных производственных факторов Атырауского нефтеперерабатывающего завода
ТОО АНПЗ входит в утвержденный постановлением Правительства Республики Казахстан от 20 января 2001 года Перечень организаций, деятельность которых имеет повышенный риск возникновения чрезвычайных ситуаций, согласно Правил разработки Декларации безопасности промышленного объекта, количество потенциально опасных веществ - нефти и нефтепродуктов, обращающихся на ТОО АНПЗ, превышает пороговые значения, что является обоснованием идентификации особо опасных производств. Внедрение в 2007 году Интегрированной Системы Менеджмента (далее ИСМ), Системы управления профессиональной безопасностью и здоровьем (OHSAS 18001:1999) и Системы Экологического менеджмента (ISO 14001:2004) позволило определить опасности и экологические аспекты, существующие на предприятии, в каждом из структурных подразделений и технологических процессах, в том числе и в деятельности контрагентов и посетителей, оценить риски для безопасности и здоровья персонала и окружающей среде. Анализ проведенный по предприятию за период с 1989 года выявил, следующее от воздействия производственных факторов травмированы 59 человек. За последние 20 лет (1995 - 2017г.г.) наибольший показатель травматизма зафиксирован в 1996г - 12 случаев, 1997г - 5 случаев, 1998 г - 7 пострадавших. Ежегодные показатели заболеваемости работников в среднем составляют - 59,65 случаев заболеваний и 635,73 дня нетрудоспособности на 100 работающих. Численность работающих во вредных и опасных условиях труда по аттестации рабочих мест по условиям труда (за сентябрь 2007 г.) выявило, что 729 работников подвергались вредному и опасному фактору, такому как превышение шума, неионизирующим излучениям, плохой освещенности, превышенной тяжести и напряженности трудового процесса, согласно Таблице 2. И после внедрения ИСМ, реализации комплекса профилактических мероприятий технического и организационного характера, направленных на обеспечение безопасной и безаварийной работы объектов завода, а также на обеспечение необходимых санитарно - бытовых условий для работников завода, привело к нулевым (хорошим) показателям.
1.3 Очистные сооружения нефтесодержащих сточных вод Атырауского нефтеперерабатывающего завода
Площадка ТОО АНПЗ расположена на юго-восточной окраине г. Атырау, в промышленной зоне. С северо-восточной стороны АНПЗ граничит с производственными площадками химического завода и Атырауской ТЭЦ. С северо-западной стороны за автомагистралью, проходящей вдоль территории завода, находятся производственные и административные здания и объекты противопожарной, воинской службы. На расстоянии 2,2 км от завода в северо-западном направлении на реке УРАЛ расположен водозабор ТОО АНПЗ. К северо-востоку в 3 км от завода расположены поля испарения. ТОО АНПЗ эксплуатируется с ноября 1945 года пуском установки атмосферной переработки нефти - ЭЛОУ-АТ-2. Первоначальная мощность завода составляла 855 тысяч тонн переработки нефти в год и базировалась на нефти Эмбинского месторождения, привозном Бакинском дистилляте. За прошедший период эксплуатации завод был полностью реконструирован за счет строительства новых установок и модернизации действующих. Основной задачей предприятия является переработка нефти с целью выпуска нефтепродуктов. На существующее положение для подачи свежей воды на завод и далее на технологические установки, для оборотного водоснабжения охлаждения оборудования и для очистки образующихся сточных вод на АНПЗ предусмотрены следующие сооружения: :: Установка Водозабора; :: Установка Блока оборотного водоснабжения (БОВ №1); :: Установка Блока оборотного водоснабжения (БОВ №2); :: Механические очистные сооружения (МОС); :: Биологические очистные сооружения (БОС); :: Установка химической водоочистки (ХВО). На предприятии имеются две сети производственной канализации: производственнодождевой и стоков ЭЛОУ (от установки ЭЛОУ-АВТ, ЭЛОУ-АТ2). Производственно-дождевые стоки проходят две ступени очистки, реализованные соответственно на механических и биологических очистных сооружениях. Механические очистные сооружения проектной производительностью 500 м3час, 12000 м3сутки, сданы в эксплуатацию в 1973 году. В состав комплекса очистки сточных вод входят следующие сооружения: :: приемная камера; :: аварийный амбар; :: приемные емкости; :: песколовки с круговым движением воды; :: 4-х секционный нефтеотделитель; :: поля дополнительного отстаивания; :: флотаторы; :: насосные станции. Сточные воды, выходящие после сооружений флокуляции-флотации, вместе с коммунально-бытовыми стоками (после предварительной механической очистки) подаются на биологические очистные сооружения, включающие в себя: :: аэротенки; :: бак-дегазатор; :: осветлитель. Сточные воды, прошедшие очистку на биологических сооружениях, осветляются на песчаных фильтрах и затем хлорируются. Качество стоков, прошедших биологическую очистку, удовлетворяет требованиям на воду, предназначенную для подпитки оборотного водоснабжения. Очищенные стоки, в объеме допустимом по солесодержанию систем, возвращаются для подпитки систем оборотного водоснабжения, остальная часть очищенных сточных вод отводятся по каналу нормативноочищенных стоков на поля испарения. В связи с вводом новых объектов предприятия предусматривается дополнительный вывод трубопровода солесодержащих стоков химводоочистки и БОВ №1 на оголовок канала нормативно-очищенных стоков завода, направляемые на поля испарения. Канал нормативно-очищенных стоков служит для отведения нормативно-очищенных производственных и хозяйственно-фекальных стоков после биологических очистных сооружений и солесодержащих стоков после химоводочистки и БОВ №1 на существующие поля испарения. Канал начинается от территории завода ТОО АНПЗ, проходит по юго-восточной окраине города и заканчивается на территории полей испарения. Канал представляет собой гидротехническое сооружение в земляном русле, с шириной дамб по верху 3м, откосами 1:1 и глубиной порядка 1,0 м. Качество стоков, поступающих на поля испарения, приводится в таблице 2.1.1 Водовыпускное устройство, оголовок канала нормативно-очищенных стоков завода является точкой сброса отводимых сточных вод ТОО АНПЗ. КГП Атырау Су Арнасы на сегодняшний день производит сбросы фекальных сточных вод на участок полей испарения, переданных городу на основании постановления №1477 от 16.07.2019 г. Согласно Технических условий КГП Атырау облысы Су Арнасы №193-20 от 11.08.2020г. подключение проектируемого напорного коллектора предусматривается в ГКНС КОС. Трубопроводы прокладываются на месте существующего канала нормативно-очищенных стоков, т.е. после осушения канала используется как траншея. В соответствии с расчетным расходом стоков 1000 м3час трубопроводы приняты из полиэтиленовых труб ПЭ100 SDR17 Ø500х29,7мм по СТ РК ISO 4427-2014. После песчаной подготовки основания траншеи прокладываются коллекторы по дну канала от камеры №1 до ГКНС КОС. Прокладка трубопроводов предусматривается из 2-х автономных ниток от камеры №1 на территории ТОО АНПЗ до ГКНС КОС г. Атырау. Согласно Технических условий №193-20 от 11.08.2020г. точка подключения врезки напорного коллектора является приемная камера строящегося ГКНС. Перед точкой подключения за ограждением ГКНС предусматривается камера №10 с отсекающей запорной арматуры, а также узел учета сточных вод. В состав установки механических очистных сооружении (МОС) входит, нефтеловушка РЕКС производительностью 24,0 тыс. м3сутки, построена и сдана в эксплуатацию в 1945 году и механические очистные сооружения, производительностью 12,0 тыс. м3сутки, сданная в эксплуатацию в 1973 году. На очистных сооружениях исходным сырьем являются промышленные стоки технологических установок, содержащие водные стоки, нефть и нефтепродукты, механические примеси, а также промышленно-ливневые стоки с участков завода и хозяйственно бытовые стоки.
Очистные сооружения состоят из приемных камер, аварийного амбара, песколовки, четырехсекционного нефтеотделителя, прудов дополнительного отстаивания, флотационной установки и насосных станций.
Промышленные стоки, промышленно-ливневые, сернисто-щелочные в общей смеси с установок завода через емкость - ливнесброс поступают в приемную емкость промышленных стоков (поз. 1199а). Конструкция ливнесброса позволяет пропускать через себя определенное количество стоков, в случае избыточного и залпового поступления, стоки перенаправляются в аварийный амбар.
Далее промышленные стоки откачиваются на песколовку. Песколовки (поз. 1191) служат для улавливания основной массы грубых механических примесей минерального происхождения, поступающих со сточными водами на очистные сооружения. После освобождения от грубых механических примесей стоки поступают в приемные (распределительные) камеры (поз. 1192аб) предназначеные для равномерного распределения общего потока с песколовок по камерам нефтеотделителя. Четырехсекционный нефтеотделитель (поз. 1193а, 1193б) и пруды дополнительного отстаивания (ПДО) предназначены для очистки посредством отстоя, улавливая легкие нефтяные соединения с поверхностей емкостей. Так же на завершающей стадии механической очистки сточная вода проходит флотационную очистку. Для лучшего отделения нефтепродуктов от воды во флотаторы добавляется сепарированная вода и флокулянт типа NALCO 71305. Уловленные нефтепродукты попадают в нефтесборные лотки, с которых поступают в емкость сбора уловленной нефти, затем насосами перекачиваются в резервуары сбора ловушечной нефти объемом 1000 куб.м., после чего собранный нефтепродукт дополнительно зачищается, затем направляется в цех №4 для повторной переработки. Очищенная вода насосами откачивается на установку биологических очистных сооружении. На ТОО Атырауский НПЗ образуются различные потоки сточных вод. На биологическую систему очистки сточных вод поступают сточные воды с механических очистных сооружений (МОС). Биологические очистные сооружения (БОС) производительностью 15,48 тыс. м3сутки, построена и введена в эксплуатацию в 2006 году. На установке биологической очистки сточных вод обрабатываются два основных потока, сточные воды, поступающие из установки МОС и бытовые канализационные стоки.
Для очистки воды в системе применены следующие процессы:
* процесс флокуляции и флотации;
* процесс биологической очистки;
* процесс фильтрации и хлорирования;
* процесс обезвоживания осадка.
На первой стадии блока флокуляции и флотации (БФФ) осуществляется процесс коагуляции-флокуляции, который улучшает выведение взвешенных твердых частиц и коллоидных веществ. Процесс флотации осуществляется на завершающей стадии разделения твердых и жидких частиц во флотационном блоке. Для улучшения процесса флотации вводится дополнительный биологический осадок. Для удаления крупных и тяжелых частиц накопленных на дне емкости установка оснащена системой выведения донного осадка. Поверхностный осадок при флотации самотеком перемещается в общий отстойник, а затем перекачивается в блок обезвоживания осадка.
Очищенная в БФФ сточная вода самотеком перемещается в блок биологической очистки. В блок биологической очистки направляется также сточная вода из канала раздельной канализации. Биологические процессы, используемые при очистке воды, подобны явлениям, которые происходят в естественной среде. При достаточной аэрации органический углерод превращается в углекислый газ и биомассу.
Для размножения бактерий необходимы основные элементы: С, Н, О, N, вторичные элементы P, K, S, Mg а также витамины, гормоны, микроэлементы и т.д. Содержание N и P в сточных водах, поступающих на установку биологической очистки, недостаточно. Для поддержания минимального соотношения БПК:N:Р добавляют карбамид и фосфорную кислоту. Взвесь осадка в аэрационном резервуаре, содержащая очищающую бактериальную флору, называется активизированным осадком. Вода предназначенная для очистки, контактирует с бактериальным флокулятом в присутствии кислорода (процесс аэрации), после чего осуществляется процесс отделения воды от флокулята (процесс осветления).
Для удаления из очищенной воды излишка взвешенных твердых частиц применяют песчаные фильтры.
Для снижения количества колиформных бактерий необходимо осуществлять процесс хлорирования воды, для чего в воду дозируют гипохлорит натрия.
Образовавшийся осадок подвергается осушке с помощью двух центрифуг блока обезвоживания осадка, при этом для улучшения сепарации твердых и жидких частиц добавляется полимер Т3.
Осушенный осадок хранится в бункерах и вывозится самосвалами в полигон захоронения отходов завода.
С биологического очистного сооружения часть очищенной сточной воды объемом 20-23% возвращается на производство для повторного использования и оставшаяся часть на сброс в пруд-испаритель сточных вод.
1.4 Влияние нефтесодержащих сточных вод на водоемы
При нeдоста точной очистке сточных вод, содeржа щих не фть и не фте продукты, влияние их на водое мы выра жа е тся в появле нии не фтяной пле нки на повeрхности воды, отложе нии тяжeлых нeфте продуктов на дне водое ма , появле нии в воде ке росинового за па ха .
Попа да я в водоeм со сточными вода ми, не фть и нeфте продукты в основной ма ссе ра спростра няются на пове рхности, тяже лые фра кции уже у ме ста спуска сточных вод па да ют на дно, ле гкие фра кции ра створяются в воде . Не фтяные эмульсии ра вномeрно ра спрeде ляются в слое воды. Для обра зова ния пле нки на пове рхности воды доста точно ничтожных количе ств не фти.
Под влияние м волне ний, ве тра не фтяна я пле нка сгоняе тся к бе ре га м, за грязняе т бе ре га и прибре жную ра стите льность не фтью.
В силу ряда фа кторов большое количе ство не фти выпа да е т на дно водое ма и ста новится источником вторичного е го за грязне ния.
На копле ние не фте продуктов на дне водое мов ниже спуска сточных вод прeдприятий нeфтeпе ре ра ба тыва юще й промышлeнности, де ла е т трудно осущeствимым оздоровле ниeeго. Да же в па водок водое м не освобожда е тся от да нных отложе ний не фти. Не фтяное за грязне ние лишь ра стягива е тся по дну на больше е ра сстояниe.
При обслeдова нии водоeмов ниже спуска сточных вод не фте за водов при отсутствии плeнки не фте продуктов на пове рхности ке росиновый за па х в ле тний пе риод обна ружива лся на ра сстоянии де сятков киломе тров, а зимой на зна чите льно больше м ра сстоянии.
За па хи в воде способны вызва ть ничтожные количе ства нeфти и нeфтeпродуктов. Пороговые конце нтра ции по за па ху для большинства нeфти и нeфте продуктов соста вляют 0,1 - 0,3 мгл. Ке росиновый за па х являе тся одним из тeх пока за те лeй, на который пре жде все го жа луе тся прибре жное на се ле ниe и который пре пятствуе т использова нию воды для са нита рно-бытовых це ле й.
1.5 Состояние водных ресурсов Атырауской области
Забор воды по области в 1997г. составил 311,8 млн. кубометров. Использовано 281,9 млн. кубометров. Объем сбрасываемых сточных вод 26,48 млн. кубометров, из них в водные объекты - 3,1 млн. кубометров. Основными водными источниками в области являются р. Урал и восточные рукава дельты Волги (в границах Казахстана). Реки Уил, Сагиз и Эмба имеют постоянный водоток только в весенний период. Обычно из общего разрешенного водозабора большая часть (свыше 60%) приходится на р. Урал, на долю р. Уил приходится 18%, дельты Волги - 12%, р. Эмбы - 9%, р. Сагиз - 0,9%. За 1980-1995гг. максимальный среднегодовой расход воды в р. Урал был зарегистрирован в 1994г. - 488 м3 с, а минимальный в 1984г. - 122 м3 с. Среднегодовой показатель за это время - 293 м3 с, в предыдущие полвека он был равен 253 м3 с. Среднемесячный минимальный расход воды в р. Урал за эти годы наблюдался в январе 1980г. - 22 м3 с, а максимальный в мае 1994г. - 1549 м3 с. Для Урала характерно, что 75-80% годового водного стока приходится на 4 месяца - апрель-июнь. Объем водного стока р. Урал в 1996г. составил 4,48 кубокилометров, а в 1997г. - 5,7 кубокилометров. В уровне загрязненности вод р. Урал в 1997 году по сравнению с 1996 годом уменьшилась концентрация хрома от 0,002 до 0,001 мгдм3 . В 1998г. нефтепродукты и фенолы определялись в р. Урал в трех точках - п. Индер и Махамбет и в пределах г. Атырау. По фенолам концентрации составили 11,0; 6,5 и 9,2 мкгл в последовательности перечисленных пунктов. По нефтепродуктам эти цифры составили 0,15; 0,28 и 0,5 мкгл. Превышение ПДК по фенолам отмечено у п. Индер - 1,1 ПДК. По нефтепродуктам у г. Атырау превышение составило 10 ПДК, у п. Махамбет - 5,6 ПДК, у п. Индер - в 3 раза. Определение органических веществ в воде проводилось методом газовой хроматографии на хроматомассспектрометре "GS-17А. QP-5000" с детектором электронного захвата. Исследовались пробы воды в р. Урал (п. Индер) и в Черной речке. При исследовании воды в р. Урал были обнаружены аномально высокие пики в хроматограмме тетрадекана, додекана (насыщенных углеводородов), искусственного цитрина, а также ароматических углеводородов, пропановых кислот и дибутилфталата. Наблюдается снижение концентраций меди, цинка, свинца, никеля, кадмия, аммиака, гидрокарбонатов, сульфидов, фосфатов. В поверхностных водах увеличились концентрации нитратов и нитритов, кальция и магния. Оренбургская, Актюбинская, Западно-Казахстанская области являются источником поступления в р. Урал загрязнителей сельскохозяйственного происхождения (биогенных элементов и пестицидов). Сама Атырауская область использует минеральные удобрения в незначительных объемах (рис. 1.1.1.). В пересчете на 100% питательных веществ в 1993 году использовано 0,17 тыс. т, а в 1996г. - всего 0,07 тыс. т. В 1996г. в Атырауской области использовано 70 кг минеральных удобрений на 12 га площади и органических удобрений - до 21,0 тонн. Избыток биогенных веществ (водорастворимые соединения главным образом фосфора и азота), поступивших с территории вышеуказанных трех областей, в межени и при повышенной температуре приводит в конце лета за последние 3 года к так называемому "цветению" вод р. Урал (эвтрофикация вод) в нижнем течении. Она происходит вследствие вспышки развития микроскопических водорослей (фитопланктона), главным образом, синезеленых водорослей, количество клеток которых во время "цветения" может увеличиваться по сравнению с нормой в 30-100 раз.
Главными источниками загрязнения вод являются нефтеперерабатывающий завод, нефтебаза, нефтеперекачивающие станции и, конечно, пруды-накопители. Они являются поставщиками в воды таких загрязнителей, как фенол, нефтепродукты, медь, марганец, хром, цинк, содержание которых постоянно превышает ПДК в несколько раз. Причем, сточные воды, отводимые на поля испарения и загрязненные по всем показателям, влияют на состояние подземных вод, так как путем инфильтрации происходит проникновение загрязнителей в грунтовые воды. Этим и объясняется загрязнение подземных вод в районе нефтеперерабатывающего завода, нефтебазы и нефтеперекачивающих станций, где остается высокий уровень загрязнения грунтовых вод и грунтовых вод зоны аэрации нефтепродуктами. Также на состояние грунтовых вод влияют источники загрязнения, расположенные как вверх, так и вниз по течению р. Урал. Так, на левобережной части р. Урал в 3 км на север от пос. Тендык расположена птицефабрика. Сточные воды предприятия сбрасываются на поля испарения, расположенные непосредственно у предприятий. Близость полей испарения к руслу реки (протоке), наличие гидравлического уклона вод к реке, отсутствие защитных экранов и других защитных средств от проникновения аммиака, кислот, нитратов в грунтовые воды создают опасность загрязнения данными компонентами поверхностных вод. Характерной особенностью первых от поверхности водоносных горизонтов является наличие в них на небольшой глубине глинистых и суглинистых прослоев, резко снижающих возможность просачивания вод вглубь. Так, весной и осенью во время сильных ливней уровень воды поднимается до 0,2-0,5 м от поверхности и снижается очень медленно. Это способствует обогащению вод вредными элементами на участках загрязненных почв. Защищенность подземных вод от загрязнения ее через зону аэрации основана на определении двух показателей - мощности зоны аэрации и ее литологического состава. Водоносные горизонты характеризуются очень слабой защищенностью - практически защищена в разной степени лишь одна десятая часть. Первый от поверхности водоносный горизонт в пределах области известен в современных аллювиальных, новокаспийских морских и хвалынских морских отложениях. Они формируются в типичной аридной зоне за счет инфильтрации атмосферных осадков и регионального притока подземных вод с УралоМугоджарской горно-складчатой области. Наиболее пресными, слабоминерализованными являются водоносные горизонты, приуроченные к современным аллювиальным отложениям. Основными источниками загрязнения являются предприятия нефтеперерабатывающей промышленности со своими озерами сточных вод, крупные нефтезаправочные станции, несколько предприятий химической, энергетической промышленности и сельского хозяйства. По территории области проходит несколько нефтеи газопроводов, железнодорожных и шоссейных линий и целая сеть грунтовых дорог. Все эти техногенные нагрузки болезненно отражаются на зоне аэрации и первом от поверхности водоносном, в большинстве случаев грунтовом горизонте (Волчегурский и др., 1992). Анализ качественного состояния подземных вод в начале 90-х годов (Грошев, Молдабеков, 1991; Грошев, 1991; Зотов, Давидович, 1996; Давидович, 1994) в районах деятельности промышленных и других предприятий показал, что вредное влияние сточных вод от промышленных и сельскохозяйственных предприятий на грунтовые воды отсутствовало, за исключением локальных очагов загрязнения на территории Атырауской нефтебазы и района ТЭЦ, и состояние подземных вод в качественном отношении было удовлетворительное. В последующие годы отмечалось ухудшение качества подземных вод в виде загрязнения их нефтепродуктами и тяжелыми металлами. Изучение загрязнения подземных вод выполняется режимной партией Гурьевской гидрогеологической экспедиции (ныне АО "Гидрогеология" (Грошев, 1993). Работы проводятся по линии контроля за качественным состоянием подземных вод на участках искусственных хранилищ жидких отходов и на промплощадках предприятий и вблизи них, а также в зонах размещения нефтепромыслов и разведочных скважин, на участках одиночных и групповых водозаборов, на побережье Каспийского моря. Результаты анализов показали содержание, что содержание фенола в подземных водах доходит до 1 до 6 ПДК. Содержание нефтепродуктов в подземных водах колеблется от 0,4 мгдм3 до 0,96 мгдм3 . Количество сероводорода в водах района нефтепромыслов колеблется от 1,3 до 7,62 мгдм3 . Максимальное содержание сероводорода в грунтовых водах отмечено на территории Тенгизского месторождения, где оно достигает 20,4 мгдм3 , при нижнем пределе 2,85 мгдм3 . Повышенное количество аммиака было обнаружено в районе п. Алгабас, где оно составило 37,5 мгдм3 . Изучение загрязнения грунтовых вод химическими элементами проведено спецкафедрой Санкт-Петербургского Университета на территории военных полигонов Азгир и Тайсойган. На территории последнего обнаружено повсеместное превышение естественного уровня содержания кадмия, свинца и таллия. При гидрохимическом обследовании водопунктов, используемых в хозяйственнобытовых целях, в ряде из них выявлено превышение предельно-допустимых концентраций таллия, свинца, кадмия, брома, нитратов, хлоридов и сульфатов. Тяжелые металлы имеют антропогенное происхождение. В целом грунтовые воды на различных участках территории области загрязнены поразному. Особенно сильное загрязнение подземных вод наблюдается вблизи нефтяных объектов.
Проблемы обезвреживания, утилизации и захоронения отходов являются актуальными для области. В результате длительной деятельности (для нефтяных предприятий почти сто лет) промышленных, энергетических, сельскохозяйственных, транспортных, коммунально-хозяйственных предприятий образовались различного характера жидкие, твердые, полутвердые и газообразные отходы. Работы с отходами, имеющиеся в области, не упорядочены. Нет точного учета по типам и количествам отходов. Для некоторых видов отходов нет полигонов сбора и захоронения. В недостаточном количестве имеются установки по переработке отходов. Многие виды отходов связаны с разведкой, добычей, переработкой и хранением, транспортировкой углеводородного сырья. В области имеются следующие отходы: 1. Пластовые попутные воды, образующиеся при добыче нефти. Ежегодные их количества доходят до 98-100 млн. м3 . С начала эксплуатации их накопилось не менее 1 млрд. м3 . 2. Сточные воды крупных промышленных предприятий. Наиболее значительный источник их - поля испарения "Тухлая балка" Атырауского нефтеперерабатывающего завода. Построены они в 1945 году. Площадь отстойника в настоящее время около 50 кв. м. Ежесуточно туда поступает более 60 т кубометров сточной воды со всех предприятий левобережной части г. Атырау. Имеется отстойник для правобережной части г. Атырау в 5 км к северу от аэропорта. Площадь отстойника 4,5 кв. км. В нем скопилось порядка 5-8 млн. кубометров сточной воды. 3. Промышленные и бытовые твердые отходы. Они имеются повсеместно вблизи города и населенных пунктов, предприятий. Объем разрозненных свалок отходов в г. Атырау около 400 тыс. кубометров. Занимаемая площадь порядка 400 га. Общее количество промышленных отходов 140 предприятий следующее: автошины - 260 т, металлолом - 11773 т, древесина - 4881 м3 , буровые шламы 30343 т, отработанные технические масла - 704 т, стеклобой - 184 т, золошлаки - 175 т, нефтепродукты - 100 т и вскрышные отвалы (гипсы) Индерского месторождения - 50 млн. м3 . Имеется 16965 т амбарных загрязнений нефти (табл. 1.2.1.). Кроме того, в больших количествах имеются бытовые отходы, объем которых из года в год увеличивается. В области не имеется ни одного завода по переработке бытовых отходов.
1.6 Система аэрации сточных вод
Под системами аэрации следует понимать комплекс сооружений, устройств и оборудования, обеспечивающих подачу и распределение воздуха (кислорода) в аэротенке, поддержание активного ила во взвешенном состоянии и создание благоприятных гидродинамических условий работы аэротенков, а также отдувку образующихся в результате метаболизма газов, избыток которых может тормозить (ингибировать) процесс биохимической очистки сточных вод [12]. В зависимости от способа подачи и распределения кислородсодержащего газа в аэротенках все применяемые в настоящее время аэраторы можно классифицировать следующим образом: 1) пневматические; 2) механические; 3) пневмомеханические; 4) струйные. Пневматическая система аэрации. Пневматические аэраторы подразделяют на типы в зависимости от крупности получаемых пузырьков: мелкопузырчатые (d = 1 -- 4 мм), среднепузырчатые (d = 5 -- 10 мм) и крупнопузырчатые (d 10 мм). К мелкопузырчатым относятся, например, аэраторы форсуночного и ударного типа, а также керамические, тканевые и пластиковые аэраторы; к среднепузырчатым -- перфорированные трубы, щелевые и другие устройства; к крупнопузырчатым -- открытые трубы, сопла и т.п. Примерная классификация пневматических аэраторов приведена на рис.7. При массовом всплывании пузырьков в воде различают следующие гидродинамические режимы: барботажный, барботажно-струйный, струйный и режим подвижной пены. Исследования показали, что мелкопузырчатые аэраторы работают в барботажном режиме, а среднепузырчатые -- в барботажно-струйном. В аэротенках-вытеснителях широкое применение получили пористые аэраторы -- фильтросные пластины, а также перфорированные трубы. Сжатый воздух подается к каналу, расположенному по всей длине дна аэротенка. Этот канал перекрывается фильтросами. Фильтросы обычно размещают на дне аэротенка с одной стороны (односторонняя аэрация), с двух сторон или равномерно через некоторое расстояние по всему дну. Средний размер пор отечественных фильтросов составляет 100 мкм. Затраты энергии -- 1,15 -- 1,40 кВт * ч на 1 кг удаленной примеси (по БПК5). За рубежом распространены, наряду с фильтросными плитами, дисковые пористые диффузоры, пористые трубы и др.
Основным недостатком пористых мелкопузырчатых аэраторов является их засорение пылью, поступающей с воздухом. Содержание пыли в воздухе не должно превышать 0,05 мгм[3]. Перерывы в аэрации приводят к фильтрованию жидкости через пористые аэраторы и забиванию их частицами активного ила. Среднепузырчатые аэраторы -- перфорированные трубы (d = 6 + 10 мм) -- менее эффективны, но и меньше засоряются. Для предотвращения осаждения активного ила в аэротенке минимальные донные скорости воды должны быть в пределах 15 -- 30 смс. Условия эффективной работы пневматических аэраторов
Эффективность работы пневматических аэраторов зависит от состава сточных вод, характера процесса очистки, а также от качества их строительства и уровня эксплуатации. Среди факторов, которые влияют на работу пневматических аэраторов и могут быть учтены ещё на стадии проектирования, в первую очередь следует отметить расположение аэраторов в плане, глубину их погружения и удельные нагрузки по воздуху (интенсивность аэрации). Расположение аэраторов в плане. Ширина и форма аэрационной полосы в аэротенке влияют на формирование гидродинамической структуры потока и в значительной степени определяют эффективность процесса массопередачи [12]. На рис. 8 представлены различные варианты расположения аэраторов. Механическая и пневмомеханическая системы аэрации. При механической системе аэрации перемешивание иловой смеси и воздуха осуществляется механическими устройствами, например вращающимися мешалками, щетками, турбинками и т.п.
Механические аэраторы подразделяются на аэраторы малого и глубокого погружения. В первом случае кислород вовлекается в поверхностную зону жидкости, а затем перемешивается со всем объемом воды за счет энергии аэратора, во втором -- обеспечивается активное насыщение кислородом придонных слоев сточной воды, которые интенсивно перемешиваются со всем объемом воды. По конструктивным особенностям механические аэраторы подразделяются на аэраторы с горизонтальной и вертикальной осью вращения. Глубинные аэраторы с принудительной подачей воздуха называются пневмомеханическими. Струйные аэраторы. Принцип действия струйных или гидравлических аэраторов заключается в использовании энергии движущейся жидкости для создания развитой поверхности газожидкостного контакта.
Возможны два различных метода использования кинетической энергии струи рабочей жидкости: аэрация свободнопадающей струёй и напорное истечение через насадки (сопла), перемещённые в камеру эжекции.
Аэрация сточных вод в сооружениях биологической очистки (аэротенках, биотенках, затопленных аэрофильтрах) требует больших затрат электроэнергии, составляющих до 50% общих эксплуатационных расходов. Значительное снижение этих затрат дают современные системы мелкопузырчатой аэрации, отличающейся большой эффективностью массопередачи кислорода из аэрирующего воздуха в воду. К таким системам относится аэрационное оборудование фирмы "Креал", эффективность которого втрое выше аэраторов из перфорированных труб.
Аэраторы изготовляются из химически стойких полимерных материалов по запатентованной технологии. Их выпуск освоен в 1994 году. К настоящему времени 200.000 аэраторов эксплуатируются на десятках очистных сооружениях, обеспечивая эффективную очистку сточных вод при минимальных затратах электроэнергии. Одним из примеров таких аэраторов являются мембранные элементы ПОЛИАТР, на основе гибкой пластичной мембраны собственной разработки. Эта мембрана с успехом выдерживала многолетние нагрузки в составе системы аэрации аэротенков и с успехом переносила периодические отключения подачи воздуха. Технологические паузы аэрации не уменьшали срок службы аэратора, ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Уфимский государственный нефтяной технический университет Технологический факультет
Кафедра Прикладная экология
К ЗАЩИТЕ ДОПУЩЕНА
И.О. зав каф. ПЭ канд. техн. наук,
М.И. Маллябаева
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД НА АТЫРАУСКОМ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕМ ЗАВОДЕ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Выпускная квалификационная работа (бакалаврская работа)
по направлению подготовки 18.03.02 Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии,
профиль Охрана окружающей среды и рациональное использование
природных ресурсов
Студент группы БОС-17-01 Х.С. Середенова
Руководитель доц., канд. хим. наук Л.А. Насырова
Консультант по экономическому разделу
доц., канд. экон. наук Ю.А. Павлова
Нормоконтролер Э.М. Зайнутдинова
Уфа 2021
СОДЕРЖАНИЕ
Реферат
Обозначения и сокращения
Введение
1Литературный обзор
0.1 Общая характеристика предприятия ТОО Атырауский нефтеперерабатывающий завод 8
0.2 Характеристика вредных и опасных производственных факторов Атырауского нефтеперерабатывающего завода 13
0.3 Очистные сооружения нефтесодержащих сточных вод Атырауского нефтеперерабатывающего завода ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ...
0.4 Влияние нефтесодержащих сточных вод на водоемы 18
0.5 Состояние водных ресурсов Атырауской области 23
0.6 Система аэрации сточных вод 32
1 Очистка сточных вод НПЗ и ее методы 36
1.1 Механическая очистка 36
1.2 Физико-химическая очистка 38
1.3 Химическая очистка 40
1.4 Биологическая очистка 42
2 Анализ работы системы водопотребления и водоотведения Атырауского НПЗ 43
2.1 Предлагаемая те хнология очистки сточных вод НПЗ 36
2.2 Нормативно - пра вова я ба за ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3 Технологическая часть
4 Экономическая часть
Заключение 47
Список использованных источников 49
ВВЕ ДЕ НИЕ
Вoда - са мoе обще ра спрoстра не нное не oрга ниче скoе сoе дине ние на на ше й пла не те . Этo це нне йший прирoдный ре сурс. Она игра е т исключите льнo ва жную рoль в прoце сса х oбме на ве ще ств, сoста вляющих oснову жизни. Кoлoсса льную рoль зна че ние вoда име е т в промышле нном и се льскoхoзяйстве нном прoизводства х. Обще изве стна не oбхoдимость е е для бытoвых потре бносте й. Вoда вхoдит в сoста в oрга низма че лове ка , все х ра сте ний и живoтных. Для мнoгих живых суще ств oна служит сре дoй обита ния.
Прoбле ма сохра не ния водных ре сурсoв на ше й пла не ты с ка ждым гoдoм ста нoвится все боле е острой. Де фицит пре сной вoды усугубляе тся те м, чтo е е за па сы на Зе мле ра спре де ле ны не ра вноме рно.Мнoгие стра ны испытыва ют е е oстрый не доста ток. К на стoяще му вре ме ни сoзда лось та кoе полoже ние , чтo пoчти ве сь стoк пре сных вод за бира е тся на нужды производства .
От чистоты водoе мов, ре к, oзе р, мoре й за висит многooбра зие живoтногo и ра стите льного водного мира , и ка к сле дствие бла госостояние на ции и ра звитие экономики стра ны в це лом. Когда мы гoвoрим o стoчных вoда х, тo ча сто не за думыва е мся о ма сшта ба х этой пробле мы. Стoчные воды, являясь oдним из а ктивне йших за грязните ле й окружа юще й сре ды, пoра жа ют биоце ноз не толькo водое мов, но и близле жа щих к ним те рриторий. Поэтому, на руша я биоце нoз вoдного мира , мы на руша е м биоге оце ноз в це лом.
Охра на и ра циона льное использова ние та кого це нне йше го природного ре сурса , ка ким являе тся вода , с полным основа ние м може т быть отне се на к ра зряду крупне йших экономиче ских пробле м.
Ра ссма трива я стoчные воды ка к одного из огромне йших по своим ма сшта ба м и сильне йших по свое й инте нсивности а нтропоге нных возде йствий, на м сле дуе т обра тить внима ние на эффе ктивность ме тoдов oчистки водое мов, а в условиях рыночной экономики на изде ржки, поне се нные в проце ссе их очистки. Вoпрoсы очистки, обе звре жива ния и утилиза ции сточных вод являются
не отъе мле мой ча стью прoбле мы oхра ны прирoды, оздoрoвле ния окружа юще й
че лове ка сре ды и обе спе че ния са нита рного бла гоустройства городов и др. на се лённы ме ст. Одним из ре ше ний да ннoй прoбле мы являе тся ра зра бoтка ма лooтходных те хнoлoгий производства и созда ние за мкнутых систе м воoдoпoльзова ния.
Не фте пе ре ра ба тыва юща япромыш ле ннoсть в на стояще е вре мя игра е т oгрoмную рoль в экономике на ше гo госуда рства . К сoжа ле нию, проце ссы добычи, пе ре ра ботки, тра нспортировки и хра не ния не фти все гда сoпрoвoжда ются выбросом в oкружа ющую сре ду угле вoдoродов, за грязняющих е е . Всле дствие высокой токсичности, по да нным ЮНЕ СКО, не фте продуктовые за грязне ния прина дле жа т к числу де сяти на иболе е oпа сных за грязните ле й окружа юще й сре ды. [16]
В на стoяще е вре мя на пре дприятиях не фте пе ре ра ба тыва юще й промышле нности на копле но не сколько миллионов тонн не фте шла мов. Та кие отхoды не фте прoдуктов oбра зуются при очистке сточных вод, в систе ме oбoрoтного водoсна бже ния, буре ния, подготовки не фти, во вре мя ре монта oбoрудова ния, при чистке ре зе рвуа ров.
Пре дприятия не фте пе ре ра ба тыва юще й промышле нности сбра сыва ют основную ма ссу за грязне ний со сточными вода ми в водое мы. В сoста ве стoчных вод не фте пе ре ра ба тыва ющих за водов соде ржа тся, гла вным oбра зом, не фтяные за грязне ния. При на личии и ра звитии на этих за вода х не фте пе ре ра ба тыва ющих произвoдств, сточные воды обога ща ются рядом водора створимых полярных сoе дине ний: oрга ниче ских кислoт, спиртoв, а льде гидов, ке тонов и оксикислот.
Очистка этих стoкoв до па ра ме тров, пре дусмoтре нных де йствующими в на стояще е вре мя нoрма тивными тре бoва ниями, тра диционными способа ми экономиче ски за тра тно. Крoме тoгo, в не кoтoрых случа ях высока я за грязне нность воды, использующе йся в те хнoлoгиче ских прoце сса х, привoдит к зна чите льным экoномиче ским пoте рям, ча сто не oбра тимым.
Це ль ра боты:
Оце нка ме тoдoв очистки сточных в од не фте пе ре ра ба тыва ющих производств
За да чи:
1. Изуче ние ме тодов по очистке сточных вод не фте пе ре ра ба тыва ющих производств;
2. Вне се ние нового вида очистки сточных вод;
3. Ра сче т пре дложе нного ме тода очистки.
1 Литературный обзор
1.1.Общая характеристика предприятия ТОО Атырауский нефтеперерабатывающий завод
Атырауский нефтеперерабатывающий завод (далее АНПЗ) - одно из крупнейших промышленных предприятий Казахстан. К проектированию завода приступили в 1943 году на основании планового задания наркомата нефтяной промышленности СССР. Технический проект завода был разработан американской фирмой Баджер и сыновья. Корректировка осуществлялась проектной организацией государственного треста №1 Наркомата нефтяной промышленности СССР. Привязка к местным условиям осуществлялась проектировщиками Эмбанефтьпроект. В строительстве завода приняло участие более 10000 человек. В конце 1944 года были ведены в эксплуатацию комбинированная установка АТ - ТК, установка каталического крекинга Гудри газофракционирующая установка. В 1947 году были задействованы электрообессоливающая установка Петрико, установка сернокислотного алкилирования. Первоначальная мощность завода составляла 800 тысяч тонн переработки нефти в год и базировалась на Эмбинском месторождение, привозном Бакинском дистилляте. С самого начала завод развивался по топливному варианту, с выпуском авиационных и автомобильных бензинов, различных моторных и котельных топлив. С развитием Западно - Казахстанского региона, увеличением добычи нефти с 1965 года, завод путем реконструкции стал рассматривать вопрос по замене дорогостоящего привозного дистиллята на дистиллят собственной выработки, в 60 - е годы прошлого столетия был взят курс на увеличение объема переработки нефти путем строительства новых технологических установок. В 1969 году была построена установка первичной переработки нефти ЭЛОУ - АВТ - 3. в 1971 году вступила в строй установка каталическогориформинга ЛГ - 35 - 11300. В 1980 году была построена первая в Казахстане установка замедленного коксования. 1989 году вступила установка прокалки нефтяного кокса, в 2000 году введена в эксплуатацию установка по производству технического азота. В 2018 году в ходе пусковых операций на основной установке каталического крекинга получена первая опытно - промышленная партия автобензина. И в мае 2018 года произведен пуск Комплекса глубокой переработки нефти. За более 70 лет работы завод превратился в современное предприятие по выпуску нефтепродуктов топливного назначения. Осуществлено большое техническое перевооружение всех технических установок по переработки нефти, что позволило увеличить мощность до 5 миллионов тонн в год. Учредителем ТОО АНПЗ является Атырауский территориальный комитет государственного имущества и приватизации. Владельцами долей ТОО АНПЗ являются: АО ТД КазМунайГаз - 99,2%; юридические лица - 0,16%; физические лица - 0,64%.Промышленная площадка АНПЗ расположена на юго - восточной окраине г. Атырау, в промышленной зоне на левом берегу реки Урал. Показатели территории ТОО АНПЗ приведены в Таблице 1.
1.2 Характеристика вредных и опасных производственных факторов Атырауского нефтеперерабатывающего завода
ТОО АНПЗ входит в утвержденный постановлением Правительства Республики Казахстан от 20 января 2001 года Перечень организаций, деятельность которых имеет повышенный риск возникновения чрезвычайных ситуаций, согласно Правил разработки Декларации безопасности промышленного объекта, количество потенциально опасных веществ - нефти и нефтепродуктов, обращающихся на ТОО АНПЗ, превышает пороговые значения, что является обоснованием идентификации особо опасных производств. Внедрение в 2007 году Интегрированной Системы Менеджмента (далее ИСМ), Системы управления профессиональной безопасностью и здоровьем (OHSAS 18001:1999) и Системы Экологического менеджмента (ISO 14001:2004) позволило определить опасности и экологические аспекты, существующие на предприятии, в каждом из структурных подразделений и технологических процессах, в том числе и в деятельности контрагентов и посетителей, оценить риски для безопасности и здоровья персонала и окружающей среде. Анализ проведенный по предприятию за период с 1989 года выявил, следующее от воздействия производственных факторов травмированы 59 человек. За последние 20 лет (1995 - 2017г.г.) наибольший показатель травматизма зафиксирован в 1996г - 12 случаев, 1997г - 5 случаев, 1998 г - 7 пострадавших. Ежегодные показатели заболеваемости работников в среднем составляют - 59,65 случаев заболеваний и 635,73 дня нетрудоспособности на 100 работающих. Численность работающих во вредных и опасных условиях труда по аттестации рабочих мест по условиям труда (за сентябрь 2007 г.) выявило, что 729 работников подвергались вредному и опасному фактору, такому как превышение шума, неионизирующим излучениям, плохой освещенности, превышенной тяжести и напряженности трудового процесса, согласно Таблице 2. И после внедрения ИСМ, реализации комплекса профилактических мероприятий технического и организационного характера, направленных на обеспечение безопасной и безаварийной работы объектов завода, а также на обеспечение необходимых санитарно - бытовых условий для работников завода, привело к нулевым (хорошим) показателям.
1.3 Очистные сооружения нефтесодержащих сточных вод Атырауского нефтеперерабатывающего завода
Площадка ТОО АНПЗ расположена на юго-восточной окраине г. Атырау, в промышленной зоне. С северо-восточной стороны АНПЗ граничит с производственными площадками химического завода и Атырауской ТЭЦ. С северо-западной стороны за автомагистралью, проходящей вдоль территории завода, находятся производственные и административные здания и объекты противопожарной, воинской службы. На расстоянии 2,2 км от завода в северо-западном направлении на реке УРАЛ расположен водозабор ТОО АНПЗ. К северо-востоку в 3 км от завода расположены поля испарения. ТОО АНПЗ эксплуатируется с ноября 1945 года пуском установки атмосферной переработки нефти - ЭЛОУ-АТ-2. Первоначальная мощность завода составляла 855 тысяч тонн переработки нефти в год и базировалась на нефти Эмбинского месторождения, привозном Бакинском дистилляте. За прошедший период эксплуатации завод был полностью реконструирован за счет строительства новых установок и модернизации действующих. Основной задачей предприятия является переработка нефти с целью выпуска нефтепродуктов. На существующее положение для подачи свежей воды на завод и далее на технологические установки, для оборотного водоснабжения охлаждения оборудования и для очистки образующихся сточных вод на АНПЗ предусмотрены следующие сооружения: :: Установка Водозабора; :: Установка Блока оборотного водоснабжения (БОВ №1); :: Установка Блока оборотного водоснабжения (БОВ №2); :: Механические очистные сооружения (МОС); :: Биологические очистные сооружения (БОС); :: Установка химической водоочистки (ХВО). На предприятии имеются две сети производственной канализации: производственнодождевой и стоков ЭЛОУ (от установки ЭЛОУ-АВТ, ЭЛОУ-АТ2). Производственно-дождевые стоки проходят две ступени очистки, реализованные соответственно на механических и биологических очистных сооружениях. Механические очистные сооружения проектной производительностью 500 м3час, 12000 м3сутки, сданы в эксплуатацию в 1973 году. В состав комплекса очистки сточных вод входят следующие сооружения: :: приемная камера; :: аварийный амбар; :: приемные емкости; :: песколовки с круговым движением воды; :: 4-х секционный нефтеотделитель; :: поля дополнительного отстаивания; :: флотаторы; :: насосные станции. Сточные воды, выходящие после сооружений флокуляции-флотации, вместе с коммунально-бытовыми стоками (после предварительной механической очистки) подаются на биологические очистные сооружения, включающие в себя: :: аэротенки; :: бак-дегазатор; :: осветлитель. Сточные воды, прошедшие очистку на биологических сооружениях, осветляются на песчаных фильтрах и затем хлорируются. Качество стоков, прошедших биологическую очистку, удовлетворяет требованиям на воду, предназначенную для подпитки оборотного водоснабжения. Очищенные стоки, в объеме допустимом по солесодержанию систем, возвращаются для подпитки систем оборотного водоснабжения, остальная часть очищенных сточных вод отводятся по каналу нормативноочищенных стоков на поля испарения. В связи с вводом новых объектов предприятия предусматривается дополнительный вывод трубопровода солесодержащих стоков химводоочистки и БОВ №1 на оголовок канала нормативно-очищенных стоков завода, направляемые на поля испарения. Канал нормативно-очищенных стоков служит для отведения нормативно-очищенных производственных и хозяйственно-фекальных стоков после биологических очистных сооружений и солесодержащих стоков после химоводочистки и БОВ №1 на существующие поля испарения. Канал начинается от территории завода ТОО АНПЗ, проходит по юго-восточной окраине города и заканчивается на территории полей испарения. Канал представляет собой гидротехническое сооружение в земляном русле, с шириной дамб по верху 3м, откосами 1:1 и глубиной порядка 1,0 м. Качество стоков, поступающих на поля испарения, приводится в таблице 2.1.1 Водовыпускное устройство, оголовок канала нормативно-очищенных стоков завода является точкой сброса отводимых сточных вод ТОО АНПЗ. КГП Атырау Су Арнасы на сегодняшний день производит сбросы фекальных сточных вод на участок полей испарения, переданных городу на основании постановления №1477 от 16.07.2019 г. Согласно Технических условий КГП Атырау облысы Су Арнасы №193-20 от 11.08.2020г. подключение проектируемого напорного коллектора предусматривается в ГКНС КОС. Трубопроводы прокладываются на месте существующего канала нормативно-очищенных стоков, т.е. после осушения канала используется как траншея. В соответствии с расчетным расходом стоков 1000 м3час трубопроводы приняты из полиэтиленовых труб ПЭ100 SDR17 Ø500х29,7мм по СТ РК ISO 4427-2014. После песчаной подготовки основания траншеи прокладываются коллекторы по дну канала от камеры №1 до ГКНС КОС. Прокладка трубопроводов предусматривается из 2-х автономных ниток от камеры №1 на территории ТОО АНПЗ до ГКНС КОС г. Атырау. Согласно Технических условий №193-20 от 11.08.2020г. точка подключения врезки напорного коллектора является приемная камера строящегося ГКНС. Перед точкой подключения за ограждением ГКНС предусматривается камера №10 с отсекающей запорной арматуры, а также узел учета сточных вод. В состав установки механических очистных сооружении (МОС) входит, нефтеловушка РЕКС производительностью 24,0 тыс. м3сутки, построена и сдана в эксплуатацию в 1945 году и механические очистные сооружения, производительностью 12,0 тыс. м3сутки, сданная в эксплуатацию в 1973 году. На очистных сооружениях исходным сырьем являются промышленные стоки технологических установок, содержащие водные стоки, нефть и нефтепродукты, механические примеси, а также промышленно-ливневые стоки с участков завода и хозяйственно бытовые стоки.
Очистные сооружения состоят из приемных камер, аварийного амбара, песколовки, четырехсекционного нефтеотделителя, прудов дополнительного отстаивания, флотационной установки и насосных станций.
Промышленные стоки, промышленно-ливневые, сернисто-щелочные в общей смеси с установок завода через емкость - ливнесброс поступают в приемную емкость промышленных стоков (поз. 1199а). Конструкция ливнесброса позволяет пропускать через себя определенное количество стоков, в случае избыточного и залпового поступления, стоки перенаправляются в аварийный амбар.
Далее промышленные стоки откачиваются на песколовку. Песколовки (поз. 1191) служат для улавливания основной массы грубых механических примесей минерального происхождения, поступающих со сточными водами на очистные сооружения. После освобождения от грубых механических примесей стоки поступают в приемные (распределительные) камеры (поз. 1192аб) предназначеные для равномерного распределения общего потока с песколовок по камерам нефтеотделителя. Четырехсекционный нефтеотделитель (поз. 1193а, 1193б) и пруды дополнительного отстаивания (ПДО) предназначены для очистки посредством отстоя, улавливая легкие нефтяные соединения с поверхностей емкостей. Так же на завершающей стадии механической очистки сточная вода проходит флотационную очистку. Для лучшего отделения нефтепродуктов от воды во флотаторы добавляется сепарированная вода и флокулянт типа NALCO 71305. Уловленные нефтепродукты попадают в нефтесборные лотки, с которых поступают в емкость сбора уловленной нефти, затем насосами перекачиваются в резервуары сбора ловушечной нефти объемом 1000 куб.м., после чего собранный нефтепродукт дополнительно зачищается, затем направляется в цех №4 для повторной переработки. Очищенная вода насосами откачивается на установку биологических очистных сооружении. На ТОО Атырауский НПЗ образуются различные потоки сточных вод. На биологическую систему очистки сточных вод поступают сточные воды с механических очистных сооружений (МОС). Биологические очистные сооружения (БОС) производительностью 15,48 тыс. м3сутки, построена и введена в эксплуатацию в 2006 году. На установке биологической очистки сточных вод обрабатываются два основных потока, сточные воды, поступающие из установки МОС и бытовые канализационные стоки.
Для очистки воды в системе применены следующие процессы:
* процесс флокуляции и флотации;
* процесс биологической очистки;
* процесс фильтрации и хлорирования;
* процесс обезвоживания осадка.
На первой стадии блока флокуляции и флотации (БФФ) осуществляется процесс коагуляции-флокуляции, который улучшает выведение взвешенных твердых частиц и коллоидных веществ. Процесс флотации осуществляется на завершающей стадии разделения твердых и жидких частиц во флотационном блоке. Для улучшения процесса флотации вводится дополнительный биологический осадок. Для удаления крупных и тяжелых частиц накопленных на дне емкости установка оснащена системой выведения донного осадка. Поверхностный осадок при флотации самотеком перемещается в общий отстойник, а затем перекачивается в блок обезвоживания осадка.
Очищенная в БФФ сточная вода самотеком перемещается в блок биологической очистки. В блок биологической очистки направляется также сточная вода из канала раздельной канализации. Биологические процессы, используемые при очистке воды, подобны явлениям, которые происходят в естественной среде. При достаточной аэрации органический углерод превращается в углекислый газ и биомассу.
Для размножения бактерий необходимы основные элементы: С, Н, О, N, вторичные элементы P, K, S, Mg а также витамины, гормоны, микроэлементы и т.д. Содержание N и P в сточных водах, поступающих на установку биологической очистки, недостаточно. Для поддержания минимального соотношения БПК:N:Р добавляют карбамид и фосфорную кислоту. Взвесь осадка в аэрационном резервуаре, содержащая очищающую бактериальную флору, называется активизированным осадком. Вода предназначенная для очистки, контактирует с бактериальным флокулятом в присутствии кислорода (процесс аэрации), после чего осуществляется процесс отделения воды от флокулята (процесс осветления).
Для удаления из очищенной воды излишка взвешенных твердых частиц применяют песчаные фильтры.
Для снижения количества колиформных бактерий необходимо осуществлять процесс хлорирования воды, для чего в воду дозируют гипохлорит натрия.
Образовавшийся осадок подвергается осушке с помощью двух центрифуг блока обезвоживания осадка, при этом для улучшения сепарации твердых и жидких частиц добавляется полимер Т3.
Осушенный осадок хранится в бункерах и вывозится самосвалами в полигон захоронения отходов завода.
С биологического очистного сооружения часть очищенной сточной воды объемом 20-23% возвращается на производство для повторного использования и оставшаяся часть на сброс в пруд-испаритель сточных вод.
1.4 Влияние нефтесодержащих сточных вод на водоемы
При нeдоста точной очистке сточных вод, содeржа щих не фть и не фте продукты, влияние их на водое мы выра жа е тся в появле нии не фтяной пле нки на повeрхности воды, отложе нии тяжeлых нeфте продуктов на дне водое ма , появле нии в воде ке росинового за па ха .
Попа да я в водоeм со сточными вода ми, не фть и нeфте продукты в основной ма ссе ра спростра няются на пове рхности, тяже лые фра кции уже у ме ста спуска сточных вод па да ют на дно, ле гкие фра кции ра створяются в воде . Не фтяные эмульсии ра вномeрно ра спрeде ляются в слое воды. Для обра зова ния пле нки на пове рхности воды доста точно ничтожных количе ств не фти.
Под влияние м волне ний, ве тра не фтяна я пле нка сгоняе тся к бе ре га м, за грязняе т бе ре га и прибре жную ра стите льность не фтью.
В силу ряда фа кторов большое количе ство не фти выпа да е т на дно водое ма и ста новится источником вторичного е го за грязне ния.
На копле ние не фте продуктов на дне водое мов ниже спуска сточных вод прeдприятий нeфтeпе ре ра ба тыва юще й промышлeнности, де ла е т трудно осущeствимым оздоровле ниeeго. Да же в па водок водое м не освобожда е тся от да нных отложе ний не фти. Не фтяное за грязне ние лишь ра стягива е тся по дну на больше е ра сстояниe.
При обслeдова нии водоeмов ниже спуска сточных вод не фте за водов при отсутствии плeнки не фте продуктов на пове рхности ке росиновый за па х в ле тний пе риод обна ружива лся на ра сстоянии де сятков киломе тров, а зимой на зна чите льно больше м ра сстоянии.
За па хи в воде способны вызва ть ничтожные количе ства нeфти и нeфтeпродуктов. Пороговые конце нтра ции по за па ху для большинства нeфти и нeфте продуктов соста вляют 0,1 - 0,3 мгл. Ке росиновый за па х являе тся одним из тeх пока за те лeй, на который пре жде все го жа луе тся прибре жное на се ле ниe и который пре пятствуе т использова нию воды для са нита рно-бытовых це ле й.
1.5 Состояние водных ресурсов Атырауской области
Забор воды по области в 1997г. составил 311,8 млн. кубометров. Использовано 281,9 млн. кубометров. Объем сбрасываемых сточных вод 26,48 млн. кубометров, из них в водные объекты - 3,1 млн. кубометров. Основными водными источниками в области являются р. Урал и восточные рукава дельты Волги (в границах Казахстана). Реки Уил, Сагиз и Эмба имеют постоянный водоток только в весенний период. Обычно из общего разрешенного водозабора большая часть (свыше 60%) приходится на р. Урал, на долю р. Уил приходится 18%, дельты Волги - 12%, р. Эмбы - 9%, р. Сагиз - 0,9%. За 1980-1995гг. максимальный среднегодовой расход воды в р. Урал был зарегистрирован в 1994г. - 488 м3 с, а минимальный в 1984г. - 122 м3 с. Среднегодовой показатель за это время - 293 м3 с, в предыдущие полвека он был равен 253 м3 с. Среднемесячный минимальный расход воды в р. Урал за эти годы наблюдался в январе 1980г. - 22 м3 с, а максимальный в мае 1994г. - 1549 м3 с. Для Урала характерно, что 75-80% годового водного стока приходится на 4 месяца - апрель-июнь. Объем водного стока р. Урал в 1996г. составил 4,48 кубокилометров, а в 1997г. - 5,7 кубокилометров. В уровне загрязненности вод р. Урал в 1997 году по сравнению с 1996 годом уменьшилась концентрация хрома от 0,002 до 0,001 мгдм3 . В 1998г. нефтепродукты и фенолы определялись в р. Урал в трех точках - п. Индер и Махамбет и в пределах г. Атырау. По фенолам концентрации составили 11,0; 6,5 и 9,2 мкгл в последовательности перечисленных пунктов. По нефтепродуктам эти цифры составили 0,15; 0,28 и 0,5 мкгл. Превышение ПДК по фенолам отмечено у п. Индер - 1,1 ПДК. По нефтепродуктам у г. Атырау превышение составило 10 ПДК, у п. Махамбет - 5,6 ПДК, у п. Индер - в 3 раза. Определение органических веществ в воде проводилось методом газовой хроматографии на хроматомассспектрометре "GS-17А. QP-5000" с детектором электронного захвата. Исследовались пробы воды в р. Урал (п. Индер) и в Черной речке. При исследовании воды в р. Урал были обнаружены аномально высокие пики в хроматограмме тетрадекана, додекана (насыщенных углеводородов), искусственного цитрина, а также ароматических углеводородов, пропановых кислот и дибутилфталата. Наблюдается снижение концентраций меди, цинка, свинца, никеля, кадмия, аммиака, гидрокарбонатов, сульфидов, фосфатов. В поверхностных водах увеличились концентрации нитратов и нитритов, кальция и магния. Оренбургская, Актюбинская, Западно-Казахстанская области являются источником поступления в р. Урал загрязнителей сельскохозяйственного происхождения (биогенных элементов и пестицидов). Сама Атырауская область использует минеральные удобрения в незначительных объемах (рис. 1.1.1.). В пересчете на 100% питательных веществ в 1993 году использовано 0,17 тыс. т, а в 1996г. - всего 0,07 тыс. т. В 1996г. в Атырауской области использовано 70 кг минеральных удобрений на 12 га площади и органических удобрений - до 21,0 тонн. Избыток биогенных веществ (водорастворимые соединения главным образом фосфора и азота), поступивших с территории вышеуказанных трех областей, в межени и при повышенной температуре приводит в конце лета за последние 3 года к так называемому "цветению" вод р. Урал (эвтрофикация вод) в нижнем течении. Она происходит вследствие вспышки развития микроскопических водорослей (фитопланктона), главным образом, синезеленых водорослей, количество клеток которых во время "цветения" может увеличиваться по сравнению с нормой в 30-100 раз.
Главными источниками загрязнения вод являются нефтеперерабатывающий завод, нефтебаза, нефтеперекачивающие станции и, конечно, пруды-накопители. Они являются поставщиками в воды таких загрязнителей, как фенол, нефтепродукты, медь, марганец, хром, цинк, содержание которых постоянно превышает ПДК в несколько раз. Причем, сточные воды, отводимые на поля испарения и загрязненные по всем показателям, влияют на состояние подземных вод, так как путем инфильтрации происходит проникновение загрязнителей в грунтовые воды. Этим и объясняется загрязнение подземных вод в районе нефтеперерабатывающего завода, нефтебазы и нефтеперекачивающих станций, где остается высокий уровень загрязнения грунтовых вод и грунтовых вод зоны аэрации нефтепродуктами. Также на состояние грунтовых вод влияют источники загрязнения, расположенные как вверх, так и вниз по течению р. Урал. Так, на левобережной части р. Урал в 3 км на север от пос. Тендык расположена птицефабрика. Сточные воды предприятия сбрасываются на поля испарения, расположенные непосредственно у предприятий. Близость полей испарения к руслу реки (протоке), наличие гидравлического уклона вод к реке, отсутствие защитных экранов и других защитных средств от проникновения аммиака, кислот, нитратов в грунтовые воды создают опасность загрязнения данными компонентами поверхностных вод. Характерной особенностью первых от поверхности водоносных горизонтов является наличие в них на небольшой глубине глинистых и суглинистых прослоев, резко снижающих возможность просачивания вод вглубь. Так, весной и осенью во время сильных ливней уровень воды поднимается до 0,2-0,5 м от поверхности и снижается очень медленно. Это способствует обогащению вод вредными элементами на участках загрязненных почв. Защищенность подземных вод от загрязнения ее через зону аэрации основана на определении двух показателей - мощности зоны аэрации и ее литологического состава. Водоносные горизонты характеризуются очень слабой защищенностью - практически защищена в разной степени лишь одна десятая часть. Первый от поверхности водоносный горизонт в пределах области известен в современных аллювиальных, новокаспийских морских и хвалынских морских отложениях. Они формируются в типичной аридной зоне за счет инфильтрации атмосферных осадков и регионального притока подземных вод с УралоМугоджарской горно-складчатой области. Наиболее пресными, слабоминерализованными являются водоносные горизонты, приуроченные к современным аллювиальным отложениям. Основными источниками загрязнения являются предприятия нефтеперерабатывающей промышленности со своими озерами сточных вод, крупные нефтезаправочные станции, несколько предприятий химической, энергетической промышленности и сельского хозяйства. По территории области проходит несколько нефтеи газопроводов, железнодорожных и шоссейных линий и целая сеть грунтовых дорог. Все эти техногенные нагрузки болезненно отражаются на зоне аэрации и первом от поверхности водоносном, в большинстве случаев грунтовом горизонте (Волчегурский и др., 1992). Анализ качественного состояния подземных вод в начале 90-х годов (Грошев, Молдабеков, 1991; Грошев, 1991; Зотов, Давидович, 1996; Давидович, 1994) в районах деятельности промышленных и других предприятий показал, что вредное влияние сточных вод от промышленных и сельскохозяйственных предприятий на грунтовые воды отсутствовало, за исключением локальных очагов загрязнения на территории Атырауской нефтебазы и района ТЭЦ, и состояние подземных вод в качественном отношении было удовлетворительное. В последующие годы отмечалось ухудшение качества подземных вод в виде загрязнения их нефтепродуктами и тяжелыми металлами. Изучение загрязнения подземных вод выполняется режимной партией Гурьевской гидрогеологической экспедиции (ныне АО "Гидрогеология" (Грошев, 1993). Работы проводятся по линии контроля за качественным состоянием подземных вод на участках искусственных хранилищ жидких отходов и на промплощадках предприятий и вблизи них, а также в зонах размещения нефтепромыслов и разведочных скважин, на участках одиночных и групповых водозаборов, на побережье Каспийского моря. Результаты анализов показали содержание, что содержание фенола в подземных водах доходит до 1 до 6 ПДК. Содержание нефтепродуктов в подземных водах колеблется от 0,4 мгдм3 до 0,96 мгдм3 . Количество сероводорода в водах района нефтепромыслов колеблется от 1,3 до 7,62 мгдм3 . Максимальное содержание сероводорода в грунтовых водах отмечено на территории Тенгизского месторождения, где оно достигает 20,4 мгдм3 , при нижнем пределе 2,85 мгдм3 . Повышенное количество аммиака было обнаружено в районе п. Алгабас, где оно составило 37,5 мгдм3 . Изучение загрязнения грунтовых вод химическими элементами проведено спецкафедрой Санкт-Петербургского Университета на территории военных полигонов Азгир и Тайсойган. На территории последнего обнаружено повсеместное превышение естественного уровня содержания кадмия, свинца и таллия. При гидрохимическом обследовании водопунктов, используемых в хозяйственнобытовых целях, в ряде из них выявлено превышение предельно-допустимых концентраций таллия, свинца, кадмия, брома, нитратов, хлоридов и сульфатов. Тяжелые металлы имеют антропогенное происхождение. В целом грунтовые воды на различных участках территории области загрязнены поразному. Особенно сильное загрязнение подземных вод наблюдается вблизи нефтяных объектов.
Проблемы обезвреживания, утилизации и захоронения отходов являются актуальными для области. В результате длительной деятельности (для нефтяных предприятий почти сто лет) промышленных, энергетических, сельскохозяйственных, транспортных, коммунально-хозяйственных предприятий образовались различного характера жидкие, твердые, полутвердые и газообразные отходы. Работы с отходами, имеющиеся в области, не упорядочены. Нет точного учета по типам и количествам отходов. Для некоторых видов отходов нет полигонов сбора и захоронения. В недостаточном количестве имеются установки по переработке отходов. Многие виды отходов связаны с разведкой, добычей, переработкой и хранением, транспортировкой углеводородного сырья. В области имеются следующие отходы: 1. Пластовые попутные воды, образующиеся при добыче нефти. Ежегодные их количества доходят до 98-100 млн. м3 . С начала эксплуатации их накопилось не менее 1 млрд. м3 . 2. Сточные воды крупных промышленных предприятий. Наиболее значительный источник их - поля испарения "Тухлая балка" Атырауского нефтеперерабатывающего завода. Построены они в 1945 году. Площадь отстойника в настоящее время около 50 кв. м. Ежесуточно туда поступает более 60 т кубометров сточной воды со всех предприятий левобережной части г. Атырау. Имеется отстойник для правобережной части г. Атырау в 5 км к северу от аэропорта. Площадь отстойника 4,5 кв. км. В нем скопилось порядка 5-8 млн. кубометров сточной воды. 3. Промышленные и бытовые твердые отходы. Они имеются повсеместно вблизи города и населенных пунктов, предприятий. Объем разрозненных свалок отходов в г. Атырау около 400 тыс. кубометров. Занимаемая площадь порядка 400 га. Общее количество промышленных отходов 140 предприятий следующее: автошины - 260 т, металлолом - 11773 т, древесина - 4881 м3 , буровые шламы 30343 т, отработанные технические масла - 704 т, стеклобой - 184 т, золошлаки - 175 т, нефтепродукты - 100 т и вскрышные отвалы (гипсы) Индерского месторождения - 50 млн. м3 . Имеется 16965 т амбарных загрязнений нефти (табл. 1.2.1.). Кроме того, в больших количествах имеются бытовые отходы, объем которых из года в год увеличивается. В области не имеется ни одного завода по переработке бытовых отходов.
1.6 Система аэрации сточных вод
Под системами аэрации следует понимать комплекс сооружений, устройств и оборудования, обеспечивающих подачу и распределение воздуха (кислорода) в аэротенке, поддержание активного ила во взвешенном состоянии и создание благоприятных гидродинамических условий работы аэротенков, а также отдувку образующихся в результате метаболизма газов, избыток которых может тормозить (ингибировать) процесс биохимической очистки сточных вод [12]. В зависимости от способа подачи и распределения кислородсодержащего газа в аэротенках все применяемые в настоящее время аэраторы можно классифицировать следующим образом: 1) пневматические; 2) механические; 3) пневмомеханические; 4) струйные. Пневматическая система аэрации. Пневматические аэраторы подразделяют на типы в зависимости от крупности получаемых пузырьков: мелкопузырчатые (d = 1 -- 4 мм), среднепузырчатые (d = 5 -- 10 мм) и крупнопузырчатые (d 10 мм). К мелкопузырчатым относятся, например, аэраторы форсуночного и ударного типа, а также керамические, тканевые и пластиковые аэраторы; к среднепузырчатым -- перфорированные трубы, щелевые и другие устройства; к крупнопузырчатым -- открытые трубы, сопла и т.п. Примерная классификация пневматических аэраторов приведена на рис.7. При массовом всплывании пузырьков в воде различают следующие гидродинамические режимы: барботажный, барботажно-струйный, струйный и режим подвижной пены. Исследования показали, что мелкопузырчатые аэраторы работают в барботажном режиме, а среднепузырчатые -- в барботажно-струйном. В аэротенках-вытеснителях широкое применение получили пористые аэраторы -- фильтросные пластины, а также перфорированные трубы. Сжатый воздух подается к каналу, расположенному по всей длине дна аэротенка. Этот канал перекрывается фильтросами. Фильтросы обычно размещают на дне аэротенка с одной стороны (односторонняя аэрация), с двух сторон или равномерно через некоторое расстояние по всему дну. Средний размер пор отечественных фильтросов составляет 100 мкм. Затраты энергии -- 1,15 -- 1,40 кВт * ч на 1 кг удаленной примеси (по БПК5). За рубежом распространены, наряду с фильтросными плитами, дисковые пористые диффузоры, пористые трубы и др.
Основным недостатком пористых мелкопузырчатых аэраторов является их засорение пылью, поступающей с воздухом. Содержание пыли в воздухе не должно превышать 0,05 мгм[3]. Перерывы в аэрации приводят к фильтрованию жидкости через пористые аэраторы и забиванию их частицами активного ила. Среднепузырчатые аэраторы -- перфорированные трубы (d = 6 + 10 мм) -- менее эффективны, но и меньше засоряются. Для предотвращения осаждения активного ила в аэротенке минимальные донные скорости воды должны быть в пределах 15 -- 30 смс. Условия эффективной работы пневматических аэраторов
Эффективность работы пневматических аэраторов зависит от состава сточных вод, характера процесса очистки, а также от качества их строительства и уровня эксплуатации. Среди факторов, которые влияют на работу пневматических аэраторов и могут быть учтены ещё на стадии проектирования, в первую очередь следует отметить расположение аэраторов в плане, глубину их погружения и удельные нагрузки по воздуху (интенсивность аэрации). Расположение аэраторов в плане. Ширина и форма аэрационной полосы в аэротенке влияют на формирование гидродинамической структуры потока и в значительной степени определяют эффективность процесса массопередачи [12]. На рис. 8 представлены различные варианты расположения аэраторов. Механическая и пневмомеханическая системы аэрации. При механической системе аэрации перемешивание иловой смеси и воздуха осуществляется механическими устройствами, например вращающимися мешалками, щетками, турбинками и т.п.
Механические аэраторы подразделяются на аэраторы малого и глубокого погружения. В первом случае кислород вовлекается в поверхностную зону жидкости, а затем перемешивается со всем объемом воды за счет энергии аэратора, во втором -- обеспечивается активное насыщение кислородом придонных слоев сточной воды, которые интенсивно перемешиваются со всем объемом воды. По конструктивным особенностям механические аэраторы подразделяются на аэраторы с горизонтальной и вертикальной осью вращения. Глубинные аэраторы с принудительной подачей воздуха называются пневмомеханическими. Струйные аэраторы. Принцип действия струйных или гидравлических аэраторов заключается в использовании энергии движущейся жидкости для создания развитой поверхности газожидкостного контакта.
Возможны два различных метода использования кинетической энергии струи рабочей жидкости: аэрация свободнопадающей струёй и напорное истечение через насадки (сопла), перемещённые в камеру эжекции.
Аэрация сточных вод в сооружениях биологической очистки (аэротенках, биотенках, затопленных аэрофильтрах) требует больших затрат электроэнергии, составляющих до 50% общих эксплуатационных расходов. Значительное снижение этих затрат дают современные системы мелкопузырчатой аэрации, отличающейся большой эффективностью массопередачи кислорода из аэрирующего воздуха в воду. К таким системам относится аэрационное оборудование фирмы "Креал", эффективность которого втрое выше аэраторов из перфорированных труб.
Аэраторы изготовляются из химически стойких полимерных материалов по запатентованной технологии. Их выпуск освоен в 1994 году. К настоящему времени 200.000 аэраторов эксплуатируются на десятках очистных сооружениях, обеспечивая эффективную очистку сточных вод при минимальных затратах электроэнергии. Одним из примеров таких аэраторов являются мембранные элементы ПОЛИАТР, на основе гибкой пластичной мембраны собственной разработки. Эта мембрана с успехом выдерживала многолетние нагрузки в составе системы аэрации аэротенков и с успехом переносила периодические отключения подачи воздуха. Технологические паузы аэрации не уменьшали срок службы аэратора, ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Похожие работы
Дисциплины
- Информатика
- Банковское дело
- Оценка бизнеса
- Бухгалтерское дело
- Валеология
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Религия
- Общая история
- Журналистика
- Таможенное дело
- История Казахстана
- Финансы
- Законодательство и Право, Криминалистика
- Маркетинг
- Культурология
- Медицина
- Менеджмент
- Нефть, Газ
- Искуство, музыка
- Педагогика
- Психология
- Страхование
- Налоги
- Политология
- Сертификация, стандартизация
- Социология, Демография
- Статистика
- Туризм
- Физика
- Философия
- Химия
- Делопроизводсто
- Экология, Охрана природы, Природопользование
- Экономика
- Литература
- Биология
- Мясо, молочно, вино-водочные продукты
- Земельный кадастр, Недвижимость
- Математика, Геометрия
- Государственное управление
- Архивное дело
- Полиграфия
- Горное дело
- Языковедение, Филология
- Исторические личности
- Автоматизация, Техника
- Экономическая география
- Международные отношения
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности), Защита труда
