Экологическая оценки качества вод и мониторинг окружающей среды нефтеперерабатывающей промышленности

УДК 534.121.2

Джунусбекова С.Ш., Сатаева Л.М., Шакиров Б.С., Сатаев М.И.

Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауезова

Экологическая оценки качества вод и

мониторинг окружающей среды

нефтеперерабатывающей промышленности

Особое значение в настоящее время имеет разработка эффективных и экономичных методов очистки сточных вод (СВ) от эмульгированных в них масел. Сточные воды, содержащие эмульгированные масла, представляют собой многочисленную группу СВ от разнообразных производств, имеющихся в каждом регионе страны. К таким СВ, например, относятся:

– обезжиривающие моющие растворы (ОМР), используемые для мойки металлических поверхностей перед ремонтом или сборкой узлов машин, перед нанесением гальванопокрытий или перед окраской;

– отработанные смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), применяемые для интенсификации процессов резания, шлифования, прокатки, волочения металлов;

– сточные воды масложирокомбинатов;

– трюмовые воды судов, СВ постов мойки автомашин и другой техники;

– отстойные воды нефтебаз, балластные воды танкеров, нефтесодержащие воды от очистки акваторий портов и платформ по добыче нефти в море и др.;

– СВ, содержащие замасливатели от производства стекловолокна, стеклотканей, синтетических волокон, других эмульсий типа “масло в воде”.

Перечисленные СВ имеют разнообразные свойства: рН среды от 4 до 13, температуру до 80°С, разнородный химический и дисперсный состав загрязнений. Часто эти СВ представляют собой самоэмульгирующиеся коллоидные системы, обладающие кинетической и термодинамической устойчивостью.

Удаление механических примесей и свободных масел из таких СВ не составляет затруднений. Поэтому основной задачей их обезвреживания является удаление эмульгированных масел, что связано с необходимостью разрушения устойчивой структуры эмульсий.

Традиционные методы очистки СВ, содержащих эмульгированные масла: флотация, отстаивание, коагуляция, фильтрование и др., – не удовлетворяют возросшим требованиям по обеспечению степени очистки воды.

В настоящее время наибольшее распространение получил метод мембранного разделения водомасляных эмульсий с использованием ультрафильтров.

Ультрафильтрационные установки предназначены для регенерации отработанных моющих и обезжиривающих растворов, утилизации отработанных СОЖ, для улавливания и концентрирования масел и нефтепродуктов постов мойки автотранспортных средств, трюмовых (льяльных) вод судов, балластных вод танкеров и т. д.

Методы очистки сточных вод выбирают в зависимости от их вида: бытовые, промышленные и дождевые.

Сточные воды нефтяной и нефтехимической промышленности содержат нефть, нефтепродукты и различные химические вещества (тетраэтилсвинец, фенолы и др.). Дисперсный состав загрязнителя: нерастворимые примеси с частицами 10^-5 - 10^-⁴ м и более; коллоидные растворы; растворенные газы и молекулярно - растворимые органические вещества; электролиты.

Эти сточные воды можно классифицировать следующим образом: технологические процессы, связанные с получением сточных вод; свободные и связанные, воды содержащиеся в сырье и исходных продуктах; промывные воды; водные экстракты и адсорбционные жидкости; охлаждающие жидкости; технические воды; дождевые и талые воды с территории потенциальных загрязнителей.

Два первых направления классификации не позволяют систематизировать примеси сточных вод для последующей разработки принципов выбора эффективных систем очистки. Третье направление классификации с этой точки зрения является более подходящим. Его сущность заключается в том, что все сточные воды делятся по дисперсионному составу загрязняющего вещества на четыре группы. Классификация третьей группы позволяет для каждой из выше перечисленных групп предложить определенные методы очистки воды.

До недавнего времени количество растворенной нефти в воде практически не рассматривали. Современные исследования дают возможность судить о растворимости разных нефтепродуктов в воде в зависимости от различных факторов. При непродолжительности контакта нефтепродуктов с водой без перемешивания последних количество нефтепродуктов, перешедших в воду, с увеличением времени возрастает. С увеличением контакта от 2 до 120 часов количество нефти в воде возрастает от 0,2 до 1,4 мг/л, дизельного топлива - от 0,2 до 0,8 мг/л, а растворимость бензинов зависит не только от времени, но и от метильных и метиленовых групп углеводородов, входящих в состав бензина. Для метильных и метиленовых групп концентрация бензина А76 в воде при контакте от 2 до 120 часов увеличивается от 1,4 до 11,9 мг/л, а для ароматических углеводородов при тех же параметрах в бензине А76 - от 2,6 до 34 мг/л. Как следует из предыдущих примеров количество растворенных нефтепродуктов в воде довольно значительно.

В таблицах 1, 2, представлены результаты по оценке качества воды по СПАВ, прозрачности, рН, БПК, степени очистки сточных вод.

Исследования ультрафильтрационной очистки сточных вод от нефтепродуктов показал, что применение мембранного аппарата позволяет снизить концентрацию нефтепродуктов в 2-5 раз при одновременном снижении во много раз величин БПК-5 и СПАВ. Эффект очистки составил 97-99 %.

Из таблицы видно, что после ультрафильтрации в мембранном аппарате концентрация нефтепродуктов не превышает ПДК, установленные на воду для сброса в открытые водоемы [1]. Очистка в мембранном аппарате позволит создать оборотное водоснабжение. Концентрация, оставшихся нефтепродуктов в очищенной воде, составляет всего лишь 0,0002-0,0012 кг/м³.

Таблица 1. Оценка качества воды по СПАВ, прозрачности

Мембранный аппарат	СПАВ, кг/м³		Прозрачность, см		БПК, кг/м³
Мембранный аппарат	исходной	очищенной	исходной	очищенной	исходной	очищенной
С подвижными мембранными элементами	0,004	0,0011	0,5	30	0,019	0,002

Таблица 2. Степень очистки сточных вод

Мембранный аппарат	Исходная концентрация нефтепродуктов, кг/м³	Остаточная концентрация нефтепродуктов, кг/м3	Степень очистки, %	рН воды	БПК - 5, кг/м³
С подвижными мембранными элементами	0,3	0,008	82,1	6,6	0,0019

Экспериментальные исследования позволяют рекомендовать мембранную технологию для опытно-промышленных испытаний.

Литература

1. Кривицкая Л.С. Условия приемов нефтесодержащих стоков в канализацию Москвы. В кн.: Технология очистки сточных вод г.Москвы.-М.: 1973, С.182-196.