Основная цель водоохранных мероприятий на предприятиях нефтегазокомплекса – минимизация вредного воздействия на водную среду путем эффективной очистки бытовых и производственных сточных вод.
Водоочистные сооружения включают сбор, очистку сточных вод, контроль качества очистки и сброс очищенных вод.
Еще раз отметим: циркуляция воды позволяет уменьшить количество воды, забираемой из внешнего источника; свести к минимуму объемы сбрасываемых стоков, то есть организовать экологически более совершенную систему.
Существует большое разнообразие технологий очистки стоков и, соответственно, очистных сооружений. Эффективность их различна.
Таблица 3
Эффективность очистки сточных вод разными методами
|
ЗВ |
Метод очистки |
Концентрация, мг/л |
Степень очистки, % |
|
|
до очистки |
после |
|||
|
Нефть |
Фильтрование (песок) Нефтеловушки Биохимическое окисление |
20-200
26000 17,6 |
10-25
57 8,2 |
50-87
99,7 53 |
Выбор метода очистки зависит от типа загрязняющих веществ.
Иванов Н.В. из НИИнефтепромхим предложил следующую систематизацию выбора методов очистки воды (табл.4).
Таблица 4
|
Загрязняющие вещества |
Число ступеней очистки |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|||
|
Биологические |
Биохимические |
Специфические ЗВ |
|
|
|
|
Ф/Х очиcтка III |
|
Хоз.-бытовой сток, промсток |
|
|
|
Биосорбционная очистка |
|
||
|
Физико-химические |
Агрегатированная взвесь |
Химически связанные |
|
|
Ф/Х очистка II |
|
|
|
Механически агрегатированные |
|
Физ-хим. очистка I |
|
|
|
||
|
Механические примеси, нефтепродукты и др. |
Механическая очистка |
|
|
|
|
||
Механические методы очистки сточных водиспользуют гравитационные и центробежные силы для очистки сточных вод от загрязняющих веществ.
Мелкодисперсные загрязняющие частицы отделяются фильтрованием.
Грубодисперсные загрязняющие вещества (минеральные и органические) выделяют отстаиванием и разделением в поле центробежных сил на гидроциклонах или центрифугах.
К оборудованию, использовающему метод отстаивания, относятся песколовки, буферные резервуары, нефтеловушки, отстойники или пруды.
Буферные резервуары применяются, если стоки поступают от разных объектов и отличаются по качеству. Вода находится в них в течение 6-24 часов.
Нефтеловушкаосновное сооружение для отстаивания нефтесодержащих сточных вод. В ней оседает и значительное количество твердых механических примесей.
Сточная вода попадает в распределительную камеру, затем в отстойные камеры (секции нефтеловушки), в конце последней вода проходит под нефтеудерживающей стенкой и через водослив попадает в поперечный сборный лоток, затем в сборный коллектор.
Всплывшие нефтепродукты собираются и отводятся щелевыми поворотными трубами.
Осадок выпадает на дно секции и собирается в приямок скребком.
Для дополнительного отстоя и отделения механических примесей используются отстойники или как самостоятельный очистной объект или как вспомогательные устройства.
В зависимости от направления движения воды отстойники могут быть горизонтального, вертикального, радиального или комбинированного типа.
Для дополнительного отстоя сточных вод после нефтеловушек или установок физико-химической очистки используют пруды, глубина которых 1-1,5 м. Откосы и дно – покрывают глиной, асфальто-бетоном или бетоном. Продолжительность отстаивания 1-2 суток. Содержание нефтепродуктов не должно превышать 15-30 мг/л.
Физико-химические методы очистки сточных вод
К ним относятся методы флотации, коагуляции. Физико-химические методы позволяют интенсифицировать отделение взвешенных частиц минеральных и органических загрязняющих веществ, позволяют извлекать из стоков необходимые компоненты (экстракция, сорбция и др.).
Флотация
Флотация – способ удаления из сточных вод загрязняющих веществ (эмульгированной нефти, нефтепродуктов, твердых минеральных загрязнителей, которые не задерживаются в нефтеловушках) за счет прилипания частиц примесей к пузырькам воздуха и выносу загрязненных веществ вместе с ними.
В зависимости от способа образования пузырьков различают флотацию: компрессионную (напорную), пенную, химическую, вибро-, био- и электрофлотацию.
Компрессионная – образование пузырьков газа в газонасыщенной воде в аппарате по мере снижения давления.
Время пребывания во флотационной зоне r= 20мин, а в отстойной зоне – 3 ч.
Количество газа (при снятии давления) не менее 15 л/м3; содержание нефти и механических примесей не более 250-300 мг/л, деэмульгатор – нежелателен, т.к. снижает эффективность очистки.
При таком способе очистки воды возникает проблема обработки и утилизации шлама.
За рубежом данный метод нашел широкое распространение.
Биологические методы очистки
Для удаления из сточных вод растворенных органических веществ часто применяют биологическое окисление в природных или искусственных условиях
Биохимическую очистку проводят на станциях биохимической очистки, имеющих пропускную способность 50-100 м3/сут, после механической и физико-механической очистки.
Могут быть испытаны различные микроорганизмы-деструкторы (аэробные бактерии), иммобилизованные на твердых частицах, способные «поедать» органические вещества, содержащиеся в сточных водах.
Преимущества биофильтров: простота эксплуатации, надежность работы, малые затраты энергии, способность выдерживать 2-9 кратные перегрузки по загрязненным веществам и расходу сточных вод.
Работа аэротенка в условиях перегрузок – нарушается, состояние активного ила ухудшается.
Материал – щебень, гравий, пластмасса и полимерные материалы всевозможной конструкции.
Недостаток – биомасса на загрузке распределяется неравномерно.
Биосорбция– это совместное использование сорбентов (активные угли, порошкообразные) и активного ила. Повышается глубина биологической очистки и процесс интенсифицируется.
Технология путевого сброса воды
В технологическом плане специалисты АНК Башнефть предлагают осуществлять путевой сброс воды, то есть осуществлять отбор воды во всех точках технологической схемы, где она выделяется в виде свободной фазы – в сборных коллекторах, на пониженных участках трассы, где скапливается вода, сепараторах на ДНС, вблизи кустовых насосных станций системы ППД.
Это приводит к уменьшению коррозии, снижению нагрузки на отстойники, печи, предотвращает возможность повторного диспергирования, что позволяет облегчить подготовку и повысить качество воды для закачки в пласт.
В качестве водоотделителей при путевом сбросе воды в АНК Башнефть испытываются трубные водоотделители (ТВО) (сброшенная вода используется непосредственно на месторождении).
Степень очистки воды от нефти: до 20-60 мг/л. Для более глубокой очистки воды трубные водоотделители применяются в сочетании с отстойниками воды.