6
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ……………………………………………………………………
8
Глава 1. Методы организации и управления проектной деятельно-
сти в сфере техносферной безопасности на предприятиях нефтехи-
мической промышленности ……………………………………………
10
1.1. Нормативно- правовое регулирование систем обеспечения
техносферной безопасности на предприятиях нефтехимической
промышленности. Влияние загрязненных нефтепродуктами сточных
вод на окружающую среду……………………………………………
10
1.2. Методы очистки сточных вод от нефтепродуктов……………..
19
1.3. Биохимическая очистка нефтезагрязненных сточных вод…….
35
1.4. Утилизация нефтесодержащих осадков сточных вод………….
39
Глава 2. Разработка проекта основных сооружений для биохимиче-
ской очистки сточных вод на предприятии «Транснефть-Север»
Усинского РНУ ……………………………………………………………...
44
2.1. Характеристика предприятия «Транснефть-Север»…………...
44
2.2. Экологическая политика предприятия «Транснефть-Север»
48
2.3.Технологическая схема очистки сточных вод предприятия
«Транснефть-Север»…………………………………………………..
51
2.4. Сооружения для биохимической очистки сточных вод от нефти
и нефтепродуктов……………………………………………………….
56
Глава 3. Эффективность разработки сооружений для
биохимической очистки сточных вод……………………………………
62
3.1. Оценка эффективности применения биохимической
очистки сточных вод…………………………………………………..
62
3.2. Пути повышения эффективности работы очистных
сооружений для улучшения качества биохимической очистки сточ-
ных вод………………………………………………………………….
67
3.3. Разработка мероприятий по обеспечению безопасности труда на
7
очистных сооружениях предприятия………………………………..
74
Заключение………………………………………………………….………
80
Список использованной литературы…………………………..…….…
84
Приложение ………………………………………………………………..
90
8
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Предприятия нефтехимической промышленности яв-
ляются крупнейшими загрязнителями окружающей природной среды. По
данным ЮНЕСКО, нефтепродукты принадлежат к числу десяти самых
опасных загрязнителей окружающей природной среды вследствие своей
высокой токсичности и представляют наибольшую опасность для водных
экосистем. Нефтепродукты находятся в водных растворах в эмульгирован-
ном виде и образуют на поверхности воды поверхностный плавающий не-
растворимый слой.
Источниками нефти и нефтепродуктов являются нефтедобывающие
компании, транспортировка нефти, места ее хранения, использования,
переработки [26, 32].
Непосредственное негативное воздействие нефтепромышленных
комплексов на водные объекты связано с тем, что вода является основным
участником во многих технологических циклах в процессе нефтеперера-
ботки – от растворителя в приготовлении рабочих смесей – до охладителя
технологического оборудования. Непосредственное влияние на состав по-
ступающих на очистку сточных вод оказывает состав сырой нефти и глу-
бина ее переработки [10, 12].
Наиболее распространенные загрязнители сточных вод – нефтепро-
дукты, содержащие в своем составе не идентифицированную группу угле-
водородов нефти, масел, мазута, керосина и их примесей. Помимо нефте-
продуктов сточные воды предприятий нефтепереработки содержат следу-
ющие загрязнители: фенол, ароматические углеводороды, карбамид, ам-
монийный азот, сульфаты, парафин, жирные кислоты ПАВ.
Нерастворимый поверхностный слой нефтепродуктов на поверхно-
сти водных объектов препятствует испарению воды, провоцирует образо-
вание вредных органических, токсических веществ, при этом снижается
количество кислорода в воде, изменяется ее запах, вкус, вязкость. Наличие
9
в водоемах нефти и нефтепродуктов приводит к отравлению водных орга-
низмов и серьезным нарушениям их физиологической активности.
В настоящее время в законодательстве Российской Федерации отсут-
ствует единый нормативный правовой акт, регламентирующий отношения
в секторе нефтегазовой промышленности. Данная отрасль российской эко-
номики регулируется в основном подзаконными нормативными правовы-
ми актами. В России в 2013 г. вступил в силу ряд нормативных докумен-
тов, регулирующих количество и качество сточных вод предприятий
нефтепромышленного комплекса. Насчитывается около сотни подзакон-
ных нормативных актов федерального уровня, регулирующих отношения в
нефтегазовом секторе экономики.
Но, к сожалению, не все предприятия страны могут улучшать свои
технологические процессы и этим снижать негативное воздействие на вод-
ные объекты и окружающую среду в целом. Причина заключается в необ-
ходимости разработки и внедрения в производство новых более экологич-
ных технологий и методов очистки нефтесодержащих сточных вод. Но, к
сожалению, чаще всего такая необходимость сопровождается отсутствием
средств или недостаточным финансированием предприятий. В результате
нефтеперерабатывающие предприятия со сточными водами сбрасывают в
окружающую среду огромное количество опасных и токсичных
веществ [43].
Сегодня сложившаяся экологическая ситуация обуславливает воз-
растающий спрос на разработку и внедрение современных технологий,
обеспечивающих более качественную очистку нефтесодержащих сточных
вод и предотвращение попадания вредных токсичных веществ в окружа-
ющую среду.
Очистные сооружения промышленной очистки нефтесодержащих
стоков работают по определенной схеме, которая состоит из нескольких
ступеней и зависит от состава сточных вод. Количество ступеней очистки
10
воды от нефтепродуктов может изменяться в зависимости от следующих
факторов:
необходимости снижения вредных примесей в промышленных сто-
ках до ПДК (предельно допустимых концентраций);
возможности разделения сточных вод и ценных примесей для вто-
ричного использования;
целесообразности использования очищенных сточных вод в техноло-
гических процессах производства, а также в системе оборотного во-
доснабжения [43].
Большинство предприятий нефтепромышленного комплекса России
построены преимущественно в средине прошлого века. Такие предприятия
продолжают работать с применением устаревшего оборудования и уста-
ревших технологий очистки сточных вод от нефтепродуктов, не позволя-
ющих свести к минимуму негативное воздействие на окружающую среду,
как того требует нынешнее законодательство. При этом качество сточных
вод остается не на должном уровне, поскольку очистные сооружения не
справляются по ряду следующих причин:
- в последние годы существенно расширился перечень нефтепродук-
тов, сбрасываемых со сточными водами производства;
- очистные сооружения и технологии очистки сточных вод морально
устарели;
- за годы эксплуатации очистные сооружения выработали свой ре-
сурс.
В связи с изложенной актуальностью, для большинства предприятий
нефтегазопромышленного комплекса страны особо остро стоит вопрос
разработки и внедрения инновационных технических сооружений и спосо-
бов для очистки нефтесодержащих сточных вод. Такие разработки обес-
печат решение задач по снижению негативного воздействия поверхност-
11
ных стоков на водные объекты и окружающую среду в целом, а также по
обеспечению снижения финансовых расходов предприятия [43].
Цель работы: разработать основные сооружения для биохимической
очистки нефтесодержащих сточных вод, образующихся на предприятии
«Транснефть-Север».
В соответствии с поставленной целью определены задачи:
- изучить влияние загрязненных нефтепродуктами сточных вод
нефтехимической промышленности на окружающую среду;
- рассмотреть методы очистки сточных вод от нефтепродуктов;
- исследовать технологию очистки нефтесодержащих сточных вод на
предприятии «Транснефть-Север»;
- рассмотреть основные сооружения для биохимической очистки
сточных вод от нефти и нефтепродуктов на исследуемом предприятии;
- оценить эффективность сооружений для биохимической очистки
нефтесодержащих сточных вод на предприятии «Транснефть-Север».
Ожидаемые результаты: предложены основные сооружения для био-
химической очистки нефтесодержащих сточных вод, образующихся на
предприятии «Транснефть-Север».
Практическая значимость. Биохимическая переработка с применени-
ем биологического разложения бактериальными препаратами является
наиболее перспективным методом очистки сточных вод от нефти и нефте-
продуктов. Применение таких сооружений позволяет повысить степень
очистки сточных вод до соответствия их нормам ПДК воды для рыбохо-
зяйственного пользования.
Научная новизна заключается в разработке основных очистных со-
оружений для биохимической переработки нефтезагрязнённых сточных
вод, которые обеспечивают снижение концентрации нефтепродуктов, био-
генных элементов и взвешенных веществ в отстойных буферных прудах
перед сбрасыванием сточных вод в природные водоемы.
12
Глава 1. МЕТОДЫ ОРГАНИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ПРО-
ЕКТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В СФЕРЕ ТЕХНОСФЕРНОЙ БЕЗ-
ОПАСНОСТИ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРО-
МЫШЛЕННОСТИ
1.1 Нормативно- правовое регулирование систем обеспечения техно-
сферной безопасности на предприятиях нефтехимической про-
мышленности. Влияние загрязненных нефтепродуктами сточных
вод на окружающую среду
В настоящее время нефть и нефтепродукты являются самыми рас-
пространенными и востребованными источниками энергии в мире. При
этом они, как самые распространенные загрязнители, оказывают всевоз-
растающее негативное воздействие на биосферу всей планеты в мировом
масштабе. По данным экспертов и исследователей [18, 19] ежегодные по-
тери нефти достигают 45 млн. т, что составляет около 2 % ее мировой до-
бычи, из которых 22 млн. т загрязняют окружающую среду.
Попадая в окружающую среду, они загрязняют не только почвы и
внутренние водоемы, но также воды морей и Мирового океана. Нефтепро-
дукты в окружающей среде претерпевают ряд сложных трансформаций, в
процессе которых нефтеуглеводороды преобразуются в устойчивые к мик-
робиологическому расщеплению токсичные соединения, которые облада-
ют мутагенными и канцерогенными свойствами.
Загрязняющие вещества. К загрязняющим веществам относятся: сы-
рая и товарная нефть, жидкие нефтепродукты, канцерогенные углеводоро-
ды, легкие углеводороды, конденсаты, сажа, мазуты, сернистые соедине-
ния, сероводород, дизельные и другие топлива, окислы серы и углерода,
фенолы, бензол, бенз(а)пирен.
Особенно вредным загрязнителем вод является фенол, который в
больших концентрациях содержится в сточных водах нефтехимических
предприятий. Фенол приводит к резкому снижению биологических про-
13
цессов водоемов, процессу их самоочищения, а вода приобретает специ-
фический запах [23].
Загрязнение нефтепродуктами грунтовых и поверхностных вод. На
поверхности воды нефтепродукты создают различные формы загрязнений:
плавающую нефтяную пленку, эмульгированные или растворенные в воде
нефтепродукты, на дно водоемов оседают тяжелые фракции. Нефтяная
пленка влияет на изменение физико-химических процессов: происходит
повышение температуры поверхностного слоя воды, ухудшение газообме-
на, изменение запаха, вкуса, окраски, вязкости воды, поверхностное натя-
жение, уменьшается количество кислорода, и появляются вредные токсич-
ные органические вещества. Токсичные растворимые компоненты нефте-
продуктов становятся причиной гибели фитопланктона, рыбы, морских
птиц.
Происходит значительное загрязнение поверхностных и грунтовых
вод в результате сброса больших количеств промышленных нефтесодер-
жащих сточных вод. Для образования на поверхности воды нефтяной
пленки достаточно ничтожного количества нефти, поскольку нефтяные
эмульсии тончайшим равномерным слоем распределяются на поверхности
воды. Под влиянием ветра и волнений нефтяная пленка передвигается к
берегам водоемов и загрязняет нефтью прибрежную растительность. Тя-
желые фракции нефтепродуктов, содержащиеся в мазутах, смазках и ми-
неральных маслах, попадая на дно водоемов, накапливаются в донных
осадках, растягиваясь на большие расстояния по дну, и становится вторич-
ным источником загрязнения.
Грунтовые воды менее защищены, в сравнении с глубокими под-
земными водами, поскольку не имеют водоупорной кровли и принимают
основную часть загрязнений, мигрирующих с поверхностных слоев почвы.
Поверхностные стоки проникают в горизонты грунтовых вод сравнитель-
но быстро – в течение от нескольких суток – до нескольких месяцев. В то
14
же время процессы самоочищения в грунтовых водах длятся намного мед-
леннее, чем это происходит в поверхностных водах с участием света, кис-
лорода, микроорганизмов и повышенной температуры. При значительной
концентрации загрязняющих веществ в пласте, их малой десорбируемости
и низких фильтрационных свойствах, для полного очищения загрязнений
из нижних слоев почвы(пород) и подземных межпластовых вод потребу-
ются десятки лет.
Загрязнение нефтепродуктами почв. Нефтесодержащие стоки ухуд-
шают санитарно-гигиеническое состояние почв и пагубно влияют на рас-
тительный и животный мир. Нефтяные загрязнения приводят к активным
изменениям структуры, водно-физических свойств и химического состава
почвы. Тяжелые нефтепродукты, содержащие большие концентрации тя-
желых металлов, смол, асфальтенов в зоне интенсивного загрязнения ока-
зывают токсичное воздействие на грунтовые организмы, вызывая их мас-
совую гибель, подавляют фотосинтетическую активность растений [23].
Особенности состава нефтесодержащих сточных вод. В сточных во-
дах основная часть нефтепродуктов присутствует в капельном (грубодис-
персном) состоянии, образуя плавающий слой или пленку. Значительно
меньшая часть присутствует в тонкодисперсном состоянии с образованием
эмульсии «нефть в воде». Такая эмульсия довольно устойчива и не разру-
шается длительное время.
Согласно С. Захарову [8] нефтесодержащие сточные воды имеют
следующий состав:
1) отстойные воды – поступают из резервуаров, в которых они об-
разуются при отстаивании обводненных нефтепродуктов. Отстойные воды
содержат до 8000 мг/л нефтепродуктов (кроме мазутов), взвешенных ча-
стиц – около 20 мг/л, БПК – 80 мг/л, а в мазутных отстойных водах содер-
жится – до 10000 мг/л нефтепродуктов, 100 мг/л взвешенных частиц и 200
мг/л БПК;
15
2) обмывочные воды – образуются после мытья закрытых произ-
водственных площадей, цистерн, бочек, сливоналивных эстакад и др. В
обмывочных водах содержание нефтепродуктов составляет – до 1000 мг/л,
взвешенных веществ – до 600 мг/л. и БПК – до 200 мг/л. При чистке резер-
вуаров от нефтепродуктов образуются большие количества высококонцен-
трированных сточных вод, в которых содержание нефти и нефтепродуктов
достигает иногда 12000 мг/л. Такие обмывочные воды поступают в шла-
монакопители, а из них отстоянная вода поступает на предварительную
очистку в гравийные фильтры, а затем – на высоконапорное баромембран-
ное разделение;
3) загрязненный конденсат – поступает от паронагревательных
устройств для нефтепродуктов. Загрязнение конденсата происходит при
нарушении плотности коммуникаций. Загрязненность, преимущественно
мазутом, составляет от 0–20 до 60–100 мг/л;
4) загрязненную воду, поступающую от охлаждения оборудования,
нефтяных насосов и проч. Такая вода содержит примесь нефтепродуктов
около 10-60 мг/л [8].
По составу нефть и нефтепродукты являются сложной и непостоян-
ной смесью веществ – высоко- и низкомолекулярных, ароматических, али-
фатических, нафтеновых, предельных, непредельных углеводородов, кис-
лород-, азот- и серо- содержащих соединений, асфальтенов и прочих со-
единений [13]. Состав загрязненных нефтью и нефтепродуктами сточных
вод отличается большим разнообразием и зависит от технологии произ-
водства, его вида и назначения.
Нефть и ее производные представляет собой сложную смесь химиче-
ских соединений, основными и наиболее многочисленными среди которых
являются углеводороды, – от 50 – до 98 % (табл. 1).
Состав нефтезагрязнений в стоках нефтепромышленных предприя-
тий (нефтебазы, станции технического обслуживания автомобилей и др.)