Совершенствование технологии очистки сточных вод

ВВЕДЕНИЕ

экологический очистка вода сточный

Рассматриваемый в работе объект является экологически опасным, в особенности для водных экосистем. Это связано с тем, что нефтеналивной терминал расположен на берегу Финского залива. Поэтому непосредственная угроза существует как для Финского залива, так и для северо-западной части Балтийского моря.

Загрязнение прибрежных акваторий нефтепродуктами и другими сопутствующим веществами приводит к возникновению целого комплекса социально-экологических проблем, таких как:

·        ухудшение условий водоснабжения для хозяйственно-бытовых нужд;

·        снижение рекреационной ценности прибрежных территорий;

·        снижение обеспеченности рыбными ресурсами ввиду снижения видового разнообразия в водном биоценозе.

Это далеко не полный перечень социально-экологических проблем, возникающих при функционировании объектов транспортировки нефтепродуктов. Положение усугубляется еще и тем, что регион Балтийского моря характеризуется сравнительно высокой плотностью населения в прибрежных областях, что порождает большой социальный резонанс любого экологического происшествия.

Балтийское море представляет собой глубоко вдающуюся в материк акваторию, относящуюся к бассейну Атлантического океана и связанную с Мировым океаномтолько узкими проливами. Такие моря, которые называются внутренними, илисредиземными, встречаются в различных климатических зонах земного шара. [13]

Водообмен с Мировым океаном, осуществляемый лишь через узкие и мелкие проливыСкагеррак и Каттегат (ведущие в Северное море), замедлен: полное обновлениеводы может произойти в среднем за 30-50 лет. Эта полузамкнутость Балтийского моря обусловливает его чрезвычайную чувствительность к антропогенномувоздействию. Балтийское море служит приемным бассейном более чем двухсот рек. Более половины общей площади бассейна Балтийского моря дренируют крупнейшие реки - Нева, Висла, Западная Двина (Даугава), Неман (Нямунас), и именно в них попадает большая часть загрязняющих веществ, образующихся врезультате антропогенной деятельности на территории. В настоящее время поступление загрязняющих веществ превысило природную способность акватории к самоочищению.[13]

Экологическая проблема номер один сегодняшней Балтики - избыточное поступление в акваторию азота и фосфора в результате смыва с удобряемых полей, с коммунальными стоками городов и отходами некоторых предприятий. Из-за этих биогенных элементов море становится «переудобренным», органические вещества не полностью перерабатываются и при дефиците кислорода начинаютразлагаться, выделяя сероводород, губительный для морских обитателей. Мертвыесероводородные зоны уже занимают дно крупнейших впадин Балтийского моря - Борнхольмской, Готландской и Гданьской. [13]

Вторая по значимости проблема Балтийского моря - накопление тяжелых металлов - ртути, свинца, меди, цинка, кадмия, кобальта, никеля. Около половины общеймассы этих металлов попадает в море с атмосферными осадками, остальная часть - припрямом сбросе в акваторию или с речным стоком бытовых и промышленныхотходов. Количество меди, поступающей в акваторию, составляет ежегодно около 4тыс. т, свинца - 3 тыс. т, кадмия - около 50 т, а ртути - «всего» 33 т. На 21тыс. км³ водного объема акватории, казалось бы, немного. Однако этиметаллы даже в ничтожных концентрациях крайне опасны для человека и морскихорганизмов. [13]

Третья из наиболее острых проблем Балтики - загрязнениенефтью, давним врагомморя. С различными стоками в акваторию ежегодно попадает до 600 тыс. т нефти.Нефть покрывает поверхность водного зеркала пленкой, не пропускающей кислородвглубь. Накапливаются вещества, токсичные для живых организмов. Аварийныеразливы нефти в большинстве случаев происходят в прибрежных и шельфовыхзонах, наиболее продуктивных и в то же время уязвимых районах моря. [13]

Все экологические проблемы Балтийского моря определяются его загрязнением измножества разнообразных источников через реки, трубопроводы, захоронения, отэксплуатации судов и, наконец, из воздуха.

Одним из существенных источников загрязнения Финского залива является комплекс портовых сооружений г.Приморск. Девять лет истории Балтийской трубопроводной системы - это непрерывное наращивание её мощности. Только через Спецморнефтепорт Приморск отгружено: в 2004-м - 44,6 млн.т, в 2005 году - 57,4 млн.т, в 2006-м году - 70млн.т, в 2012 году объем отгрузки нефти на нефтеналивном терминале достиг 74 млн.т., что стало моментом достижения максимальной проектной мощности перевалочного узла нефтепродуктов. С момента начала строительства 1 очереди, и на каждом из этапов расширения нефтепроводной системы первоочередное внимание уделялось её экологической безопасности.

На примере ООО «Спецморнефтепорт Приморск», в масштабной производственной деятельности которой экологический аспект является приоритетной составляющей, можно наблюдать пример действительно государственного мышления, выражающегося в понимании необходимости сохранения окружающей среды для будущих поколений.

Одним из важнейших направлений деятельности компании ОАО АК «Транснефть» является непрерывное совершенствование применяемых технологий и оборудования.

Вопросу совершенствования технологии очистки сточных вод на очистных сооружениях ООО «Спецморнефтепорт Приморск» и снижению социально-экологической напряженности в районе деятелности посвящена эта работа.

1. Общая характеристика предприятия и социально-экологических аспектов его функционирования

 

.1 Район расположения

ООО «Спецморнефтепорт Приморск» расположено в Выборгском районе Ленинградской области, на территории административно подчиненной г. Приморск.Полное наименование: Общество с ограниченной ответственностью «Специализированный морской нефтеналивной порт Приморск». ООО «Спецморнефтепорт Приморск» (60 град 20,6 мин сев., 28 град 43,0 мин вост.) находится на северо-восточном берегу пролива Бъеркезунд. Здание службы капитана порта и радиорелейная башня портовой СУДС Приморск расположены в точке с координатами Ш=60°20,25' N Д=28°43,23' Е в 150 метрах от причальной зоны терминала ООО "Спецморнефтепорт Приморск" (приложение 1).

В целом территория Выборгского района составляет 7350,9 кв. км. Население района: 109,3 тыс. человек. Городских поселений: 8. Сельских поселений: 6. Административный центр - город Выборг с населением 78,6 тыс. чел.

Выборгский район расположен в северо-западной части Ленинградской области, занимает всю западную половину Карельского перешейка.

Район граничит:

·        на севере - с республикой Карелией

·        на северо-востоке - с Приозерским муниципальным районом

·        на востоке - с городом федерального подчинения Санкт-Петербургом

·        на западе - государственная граница с Финляндией

Район расположен на территории Выборгской низменности Балтийского щита, где близко к поверхности выходят породы раннепротерозойского периода. Они покрыты озёрными и озёрно-аллювиальными отложениями четвертичного периода. Большая часть района входит в Балтийско-Ладожский ландшафтный округ, где преобладает равнинная местность. Характерными ледниковыми формами рельефа являются «бараньи лбы».

В районе имеется множество месторождений гранитов, торфа, песков. Также Выборгский район уникален наличием месторождений своеобразных сапропелевых грязей (так называемых гиттий), сформировавшихся 5-7 тысяч лет назад и залегающих вдоль Финского залива.

Почти две трети территории района занимают леса, преимущественно хвойные.

На юге район омывается водами Финского и Выборгского заливов. К западу от последнего начинается полоса настоящих шхер.

Крупнейшей рекой, протекающей по территории района, является Вуокса. Кроме неё в районе находится множество небольших рек, таких как Гороховка, Ильменйоки, Перовка, Селезнёвка и других. Из внутренних вод на территории района имеется множество озёр ледникового происхождения, занимающих более 7% площади, крупнейшие из которых Глубокое (37,9 км²), Нахимовское (14,3 км²), Пионерское (13,8 км²), Красногвардейское (10,6 км²). Значительная часть территории района (более 5 %), заболочена, прежде всего на юге и юго-востоке.

На территории района расположены следующие особо охраняемые природные территории:

государственные природные заказники:

·        «Выборгский»

·        «Раковые озёра»

·        «Берёзовые острова»

·        «Болото Ламминсуо» (гидрологический)

·        «Болото Озёрное» (гидрологический)

·        «Гладышевский»

·        «Линдуловская роща»

·        «Озеро Мелководное» (орнитологический)

·        памятник природы «Остров Густой» - территория с уникальным рельефом: типичными «бараньими лбами» и шхерами.

Все сказанное выше говорит о необходимости особо пристального внимания к вопросам охраны окружающей среды при проведении хозяйственной деятельности на территории Выборгского района Ленинградской области.

 

.2 Производственная деятельность и некоторые особенности функционирования терминала

ООО «Спецморнефтепорт Приморск» создано с целью приема нефти из магистрального нефтепровода ОАО «АК Транснефть» и перевалки сырой нефти на экспорт в танкеры.[13]

Город Приморск является конечным звеном Балтийской трубопроводной системы (БТС). Данный проект ориентирован на транспортировку нефти с Тимано-Печорского месторождения, из Западной Сибири и Урало-Поволжья. Морской торговый порт Приморск является самым крупным портом по экспорту нефти и нефтепродуктов в Северо-Западном регионе России. В 2005 году через порт было отгружено 57 млн. 338 тыс. тонн сырой нефти. В 2006 году Балтийская трубопроводная система (БТС) компании ОАО "АК "Транснефть" вышла на проектную мощность 65 млн. тонн. В настоящее время через нефтеналивной терминал ежегодно отгружается 74 млн.т. нефти, что является предельным для существующих производственных мощностей. Руководство администрацией морского порта Приморск возложено на капитана порта, который возглавляет филиал ФГУ "Администрация порта Санкт-Петербург в г. Приморске". [13]

В порт ведет Приморский подходной фарватер № 5а, который начинается от района повышенной осторожности плавания у острова Сескар (прил. 1). Фарватер состоит из трех участков общей протяженностью 17,8 мили и шириной 5-10 кабельтовых. На фарватере установлено двухстороннее движение, контролируемое СУДС порта Приморск. Плавание по второму участку Приморского фарватера № 5а обеспечивается створом светящих знаков Ермиловский, третий участок фарватера огражден буями по системе МАМС, регион А. Обработка морского тоннажа и перевалка нефти осуществляется ООО "Спецморнефтепорт Приморск" на основании заключаемых ОАО "АК "Транснефть" договоров на оказание услуг на транспортировку нефти по системе магистральных нефтепроводов, графиков подачи и расстановки тоннажа в порту Приморск, утверждаемых в установленном порядке в ОАО "АК "Транснефть". До начала грузовых операций капитаном судна и представителем ООО "Спецморнефтепорт Приморск" должен быть подписан и лист контроля безопасности на судне и берегу. Выход на режим погрузки (согласно заявленного капитаном танкера каргоплана): в течение от 30 минут до 1-го часа с производительности погрузки от 1000тонн/час до 3500тонн/час; и с производительности - от 3500 тонн/час до 10000 тонн/час. Оператором причальной зоны терминала ООО "Спецморнефтепорт Приморск" и причалов ООО "Транс-Флот" является ООО "Приморский Порт принимает под погрузку танкера с двойным корпусом. Порт открыт для навигации круглый год, но в зимний период в порту распоряжением капитана порта объявляется ледовая навигация. Исключением стала прошедшая зима 2013-2014 года, в течение которой устойчивый ледовый покров в северо-западной части Финского залива вообще не образовался, и услуги ледоколов по проводке нефтеналивных танкеров практически не использовались. Руководство ледовыми операциями осуществляется Штабом ледокольных операций порта Санкт-Петербург в соответствии Положением об организации ледокольного обеспечения судоходства в восточной части Финского залива в период зимней навигации.

На акватории порта и Приморском фарватере управление движением осуществляется портовой СУДС Приморск. При закрытии движения по Приморскому фарватеру на вход в порт суда, направляющиеся в порт, ожидают разрешения на движение в Районе якорной стоянки № 10 к востоку от острова Сескар. При движении по Приморскому фарватеру скорость судна на первом, втором и третьем участках до буев №5 и № 6 не должна превышать 10 узлов. При скорости ветра более 20 м/сек плавание всех судов на акватории порта Приморск запрещается. По специальному разрешению капитана порта допускается движение аварийно-спасательных и пожарных судов. Информация о подходе передается в адрес капитана порта капитаном судна по радио или через морского агента (судовладельца) за 48 часов, вторично - за 24 часа и уточняется за 4 часа до подхода к району ожидания РОЖ-7. Капитан судна, следующего из заграничного рейса, не позднее, чем за 48 часов до подхода к месту встречи лоцмана, должен сообщить в адрес санитарно-карантинной службы (поста) (СКО\СКП) и морского агента сведения согласно морской медико-санитарной декларации (порт отправления, порты (страны) заходов за последние 4 недели рейса, наличие больных, подозрительных на инфекционное заболевание, наличие падежа грызунов и залета комаров). Капитан судна, имеющего на борту опасные грузы, должен дать дополнительно следующие сведения:

наименование груза и его свойства;

классификация груза по МКМПОГ;

количество; -расположение на судне.

Ответственность за подготовку причала к швартовным операциям и безопасную работу швартовщиков несет администрация нефтеналивного терминала.

Лоцманская проводка и лоцманское обслуживание на акватории порта являются обязательными для всех иностранных и российских судов. Лоцманское обслуживание на акватории порта Приморск и подходных фарватерах осуществляется круглосуточно. Лоцманская проводка для судов, следующих в порт и выходящих из порта, в пределах акватории порта считается внутрипортовой, а за ее пределами - внепортовой. Лоцманская проводка судов, следующих транзитом через акваторию порта проливом Бъеркезунд в порты Высоцк и Выборг - считается внепортовой.

В порту установлено обязательное буксирное сопровождение танкеров, а также буксирное обеспечение швартовных операций всех танкеров независимо от их валовой вместимости. При всех буксировочных операциях буксирный трос подается с буксира. При работе буксиров без полноповоротной винторулевой колонки допускается использование судовых буксирных концов.

На акватории порта установлены районы якорных стоянок № 6 и 6а с наименьшей глубиной в районе 18 метров, грунт- ил, песок. Суда в ожидании грузовых операций или получения разрешения на вход на Приморский фарватер становятся на якорь в Районе №16 к востоку от острова Гогланд или в Районе № 10 к востоку от о.Сескар.

Суда, прибывающие в порт, должны соответствовать требованиям Международной конвенции МАРПОЛ 73/78 и Конвенции по охране Балтийского моря от загрязнения 1992г. В зоне действия настоящих Обязательных постановлений на весь период пребывания судна в ней все клапаны, клинкеты и другие запорные устройства, ведущие к борту и через которые сбрасываются вредные вещества за борт, должны быть закрыты и опломбированы. Территория порта в установленных границах является режимной зоной, и находится под надзором пограничного и таможенного контроля. Вход и выход работников организаций, а также экипажей танкеров (прибывающих в порт судов) разрешается по удостоверениям личности и пропускам установленного образца.

Бункеровка судов может осуществляться по заявке капитана у причалов после согласования и проверки готовности к бункеровке судна и бункеровщика пожарным инспектором ИГПК и оператором терминала.

В порту круглосуточно работают 5 буксиров буксирной компании ЗАО "Совфрахт-Приморск" из которых:

·        буксиры-кантовщики "Рюрик" и "Аскольд" мощностью - 3960 кВт

·        буксиры - кантовщики "Вятич", "Русич", "Скиф" мощностью 2650 кВт

Природоохранные мероприятия обеспечивают суда ЗАО "Морской портовый Сервис" следующего состава: для сбора льяльных вод "Брянск", два катера-боннопостановщика "Тюмень", "Казань", три катера ЛАМОР для работ при возникновении ЛАРН и 2 вспомогательных катера обеспечения.

Кроме того, в аварийно-спасательном обеспечении находятся арендованные суда АСС (несамоходная баржа "НБ-1" с буксиром обеспечения) и пожарный катер ПЖК-900. К бункеровке танкеров допущены 3 бункеровщика "Бункеровщик-5", "Ариес" и "Геркулес".

В порту, в пределах отведенных ему территорий и акватории, на основании договоров (соглашений) с судовладельцами, грузовладельцами или экспедиторами грузовладельцев, фрахтователями и другими клиентами, осуществляются работы и услуги, включающие:

·        погрузку сырой нефти в суда-танкеры;

·        транспортно-экспедиторское обслуживание морских судов;

·        складские операции с грузами;

·        погрузку-выгрузку судов на рейде;

·        изготовление коносаментов, манифестов, оформление грузовых и других транспортных документов;

·        обслуживание и перевозку пассажиров на территории и акватории порта (судовых экипажей, комиссий);

·        перевалку на морской/речной транспорт грузов с других видов транспорта и обратно по прямому варианту;

·        аварийно-спасательные услуги;

·        фрахтовые операции по перевозке грузов и пассажиров;

·        буксировку транспортных судов-танкеров и других самоходных и несамоходных средств;

·        предоставление услуг связи и телекоммуникаций;

·        сюрвейерское обслуживание;

·        шипчандлерское обслуживание;

·        техническое обслуживание;

·        водолазное обслуживание. Подводно-технические работы с судами, гидротехническими сооружениями, их ремонт и обследование;

·        проводку морских судов лоцманами и береговыми системами БРЛС;

·        сбор и утилизацию судовых льяльных, фекальных вод, сухого мусора и пищевых отходов, а также нефтепродуктов с судов и акватории, ЛАРН-операции;

·        утилизация и очистка промстоков;

·        услуги грузовладельцам по перевозке грузов;

·        бункеровку судов ГСМ и водой, доставку провизии и материально-технического снабжения;

·        обслуживание гидротехнических сооружений;

·        навигационное обслуживание и ремонт аппаратуры;

·        пожарно-техническое обслуживание и предоставление услуг по комплектации и ремонту;

·        страхование судов, грузов, рисков, внешнеэкономической деятельности;

·        фрахтование транспортных судов и маломерного флота;

·        таможенное сопровождение груза, декларирование;

·        услуги классификационных обществ;

·        юридические и нотариальные услуги;

·        супервайзерское обслуживание;

·        предоставление услуг автотранспорта;

·        медицинское обслуживание;

·        услуги портового флота;

·        швартовые операции;

·        агентирование судов.

Для обеспечения упомянутых выше функций порт имеет все необходимое оборудование и в том числе:

·        25 резервуаров общим объемом 921 тыс м³. Из этого объема полезная емкость для приема нефти составляет 657 тыс м³.

·        Две открытые насосные станции для перекачки сырой нефти в танкеры, обеспечивающие производительность погрузки до 46800 м³/час.

·        Четыре грузовых причала суммарной протяженностью 1350м, которые могут одновременно принимать и обрабатывать одновременно четыре танкера водоизмещением 150 тыс. тонн.

·        Береговые очистные сооружения, позволяющие очищать все образующиеся на терминале сточные воды, в том числе и льяльные воды, содержащие нефтепродукты с концентрацией 21000 мг/л.

Для безопасности швартовки танкеров грузовые причалы оборудованы (по 6 на каждом) швартовыми палами, которые соединены переходными мостиками. Существующие причалы предназначены для швартовки танкеров водоизмещением до 150 000 т., длиной до 307 м, шириной до 55 м, с осадкой до 15, 5 м. Для размещения судов природоохранного, вспомогательного и портофлота предназначены вспомогательные причалы № 5 и 7, длиной 90 м и 190 м соответственно со средними глубинами 5,7-8,9 метров.

Таким образом, нефтеналивной терминал оснащен современным оборудованием и является высокотехнологичным предприятием.

Хозяйствующая организация ООО "Транс-Флот" с апреля 2006 года ввела в строй причальную зону (причал № 3 и 4), которая используется для расширения экспорта сырой нефти компанией ОАО "АК Транснефть" до 74 млн. тонн в год и экспорта светлых и темных нефтепродуктов с нового железнодорожного перегрузочного комплекса своей дочерней компанией ООО "Петротранс-Приморск". На территории портового района "Ермиловский" (у мыса Сигнальный) с октября 2005 года по 2009 год велись работы по строительству нового терминала по перегрузке компанией ОАО "АК Транснефтепродукт" светлых нефтепродуктов общим объемом Генеральным заказчиком нового терминала от компании ОАО "АК Транснефтепродукт" являлся ООО «БалтТрансСервис». Таким образом, к настоящему моменту рассматриваемый объект полностью закончен и выведен на проектную мощность.

В настоящее время на погрузку одного танкера уходит всего около 14 часов. Теперь все главным образом зависит от возможностей танкера и скорости налива, которуюопределяет капитан исходя из соображений техники безопасности. В целом на обработку одного танкера с соблюдением всех необходимых формальностей уходит 24 часа.

 

.3 Характеристика предприятия как источника социально-экологической напряженности в районе расположения

Основной проблемой, порождающей социально-экологическую напряженность в районе расположения ООО «Спецморнефтепорт Приморск» является загрязнение акватории веществами, содержащимися в льяльных водах и в хозяйственно-бытовых стоках терминала.

Из общей характеристики предприятия видно, что ООО «Спецморнефтепорт Приморск» является крупным предприятием. Сточные воды образуются практически на каждом производственном участке. Их объемы и состав представлены в табл. 1.1 и 1.2 соответственно.

Таблица. 1.1 Сточные воды предприятия

Источник	Количество отводимых сточных вод, м3/сут
	всего	В том числе
		На ОС	В быт. канал-ю	В пром. канал-ю
1	2	3	4	5
Бытовые помещения	79	79
Бункеровка судов	10	10
Столовая	15	15
Лаборатория	15	15
Котельная	72	72
Установка химводоподготовки	312	312
Разбавление солесодержащих стоков	1214,5			1214,5
Азотная станция	4	4
Прачечная	5,5	5.5
Обмыв Ж/Д эстакад	5,8	5,8
Технологические нужды насосных	2	2
Промывка резервуаров	96	96
Омыв боновых заграждений	10	10
Промывка технологических трубопроводов	100	100
Итого	1940,8	726,3		1214,5

Из табл.1.1 очевидно, что наибольший вклад в образование сточных вод вносит процесс разбавления солесодержащих стоков, установка химводоподготовки, котельная и промывка резервуаров хранения нефтепродуктов. Следовательно, наибольшее внимание при организации природоохранной деятельности следует уделять именно этим источникам образования загрязнений.

Указанные стоки, направляясь на линию очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, очищаются в достаточной степени и не наносят существенного вреда окружающей среде. Единственной существенной проблемой очистки остается содержание в сточных водах соединений железа и марганца. Существующие очистные сооружения не удаляют соединения этих элементов из сточных вод.

По химическому составу сточные воды сильно различаются в зависимости от источника образования. Наибольший интерес представляют производственные стоки, образующиеся в процессе обслуживания судов, так как они содержат значительные количества соединений железа и марганца, что очевидно из табл.1.2.

Таблица 1.2. Химический состав производственных сточных вод и концентрации загрязняющих веществ.

Показатель	содержание мг/л			Количество веществат/год
	до очистки	ПДКдля ст. вод	после очистки
Взвеш. вещ-ва	194	15	14	9,92
БПКполн	224	3	5	-
азот аммонийный	24	1,5	2	1,42
Фосфаты	9,8	3,5	3	2,12
Хлориды	26,8	350	20	14,17
СПАВ	7,4	0,5	2	1,42
Железо	1,95	1,00	1,95	1,38
Марганец	0,56	0,2	0,56	0,40
ИТОГО				30,83

Количество поступающих на сброс в открытые водоемы вредных веществ определялось исходя из концентрации их в сточной воде после очистки (табл.1.2) и общего количества сточных вод, которое составило 1940,8м³/сут.

Рис 1.1 Распределение сточных вод по источникам образования.

Рис. 1.2 Содержание загрязняющих веществ в сточных водах.

Рис. 1.3 Количество загрязняющих веществ, т/год

Как видно из данных табл.1.2. существует значительное превышение показателей ПДК в стоках, прошедших очистку на локальных очистных сооружениях по БПК полному, показателям содержанияаммонийного азота, а также по содержанию синтетических поверхностно-активных веществ, соединений железа и марганца. Этот факт снижает рекреационную ценность акваторий, граничащих с терминалом и приводит к возникновению социально-экологических проблем в районе деятельности.

С ростом антропогенного загрязнения окружающей среды и в частности с истощением рекреационных ресурсов растет значение социальной экологии. В настоящее время социальная экология переживает стадию формирования в частная самостоятельную науку со специфическим предметом исследований.

Предметом социальной экологии являются:

·        состав и особенности интересов социальных слоёв и групп, эксплуатирующих природные ресурсы;

·        восприятие разными социальными слоями и группами экологических проблем и мер по регулированию природопользования;

·        учёт и использование в практике природоохранных мероприятий особенностей и интересов социальных слоёв и групп

Социально-экологические проблемы касаются не только истощения рекреационных ресурсов и ухудшения основных жизненно важных параметров окружающей среды, влияющих на общий уровень здоровья населения. Непосредственное отношение к социально-экологическим относится также проблема истощения невозобновимых ресурсов, таких как нефть, газ, руды металлов, уголь. Это связано с зависимостью уровня благосостояния населения от наличия на территории проживания указанных выше ресурсов. Например, по некоторым оценкам разведанных запасов нефти в России хватит лишь на 35 лет.

По некоторым оценкам, важнейшие природные ресурсы будут полностью исчерпаны в течение 50-70 лет до полного истощения. Сюда же относится и регион Карельского перешейка, где расположено ООО «Спецморнефтепорт Приморск». Еще тридцать лет назад район расположения порта считался одним из самых экологически благополучных районов Ленинградской области. В частности прибрежная зона Финского залива была одним из известных мест нереста леща и судака. Такие нерестилища, в том числе, существовали вокруг острова Красный, находящегося непосредственно между нефтеналивным терминалом и основной акваторией Финского залива. В настоящее время эти нерестилища более не посещаются рыбой масово. Это негативно сказалось на экономике района, так как существенно сократились отчисления предприятий рыболовецкой отрасли в местный бюджет.

Еще одной проблемой, связанной с деятельностью ООО «Спецморнефтепорт Приморск» является ухудшение качества питьевой воды и качества рыбы, вылавливаемой из Финского залива. Это приводит к увеличению заболеваемости населения заболеваниями желудочно-кишечного тракта, что также является социально-экологической проблемой.

Все это приводит к выводу, что перед человечеством стоит общая задача перехода к рациональному и комплексному использованию полезных ископаемых и энергетических ресурсов.

2. ПРИРОДООХРАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НА ПРЕДПРИЯТИИ

В ходе строительства нефтеналивного терминала использовались наиболее передовые на то время технологии и оборудование.

Резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов оборудованы двухдечными плавающими крышами, произведена антикоррозийная защита днищ и первых поясов резервуаров с применением 3х миллиметрового слоя эпоксидной смолы, армированной стекловолокном и стеклотканью. Толщина центральной части днища резервуаров составляет 6 мм, края - 12 мм, стенок первого пояса 28 мм что существенно уменьшает риск аварийной разгерметизации емкостей с нефтепродуктами.

Нефтеналивной терминал сертифицирован по ISO 14000:2004; ISO 9001:2000.

ООО "Спецморнефтепорт Приморск" имеет современные очистные сооружения и сертифицированную эколабораторию. Очистные сооружения ООО «Спецморнефтепорт Приморск» включают в себя 2 линии очистки:

. Линия очистки хозяйственно - бытовых сточных вод;

. Линия очистки производственно - дождевых и льяльных вод.

2.1 Линия очистки хозяйственно - бытовых сточных вод

Принципиальная схема очистки хозяйственно-бытовых сточных вод представлена в Приложении 3, технологические схемы по стадиям очистки и схема реагентного хозяйства - в Приложениях4 - 9. [14]

Хозяйственно-бытовые сточные воды, поступающие с нефтебазы и с судов, направляются на механическую очистку в песколовку (поз. 185) и далее в усреднитель (поз. 111.11; 111.12). При повышенных концентрациях аммонийного азота в льяльных сточных водах, после предварительной очистки, они направляются в резервуары (поз. 111.13; 111.14). Из этих накопительных резервуаров сточная вода самотеком поступает в усреднители хозбытовых сточных вод с зарегулированным расходом сточной воды в период поступления минимальных концентраций аммонийного азота в хозяйственно-бытовых сточных водах.

Хозяйственно-бытовые сточные воды, прошедшие механическую очистку и усреднение, поступают на теплообменник ТОБС (поз. 30) и далее в камеру смешения первичного отстойника ОКС-45 (поз. 31), куда вводится рабочий раствор коагулянта. В процессе перемешивания рабочий раствор коагулянта равномерно распределяется в массе сточной жидкости.

Далее сточная вода поступает в верхнюю зону камеры хлопьеобразования, где за счет работы механической мешалки осуществляется формирование хлопьевидных структур гидроокисей металла с сорбированными на них загрязнениями, в том числе коллоидных частиц и растворенных веществ.

Для разделения дисперсной системы сточная вода поступает в нижнюю зону отстойника, где при движении восходящего потока освобождается от основной массы взвешенных веществ. На этой стадии седиментации, сопровождающейся агломерацией частиц из жидкости, осаждается около 70% взвесей. Далее очистка воды происходит в отстойнике в зоне с тонкослойными блоками, где осаждение взвешенных веществ происходит сначала в режиме прямоточного движения жидкости и осаждающихся частиц, далее в слое взвешенного осадка и затем вновь в тонкослойном блоке, но в режиме противотока осадка и жидкости.

После физико-химической очистки воды, осветленные стоки через промежуточную емкость НУП-1500-3,0 (поз. 38) поступают на блок биологической очистки (поз. 32).

При пониженных концентрациях органических веществ (ХПК меньше 200 мг/дм³) вводится искусственная подпитка органики виде раствора ацетона. Раствор подается насосом-дозатором №7 после первичного отстойника перед промежуточной емкостью НУП-1500-3,0 (поз. 38).

Осветленная сточная вода после первичных отстойников и возвратный активный ил из вторичных отстойников вместе с циркуляционным потоком из зоны нитрификации поступают в безкислородную зону аэротенка(денитрификатор), где происходит гидролиз высокомолекулярных органических загрязнений и аммонификация азотсодержащих органических соединений с одновременной денитрификацией при отсутствии растворенного кислорода и наличии связанного кислорода (кислорода нитритов и нитратов, образующихся на последующей стадии очистки - нитрификации).

Далее иловая смесь направляется в аэробную зону аэротенка, где происходит окончательное окисление органических веществ и нитрификация азота аммонийного с образованием нитритов и нитратов. Часть иловой смеси из аэробной зоны поступает во вторичные отстойники, а другая (циркуляционный расход) - вновь возвращается в аноксичную зону аэротенка для денитрификации окисленных форм азота с образованием молекулярного, газообразного азота.

Для поддержания оптимальной величины показателя рН (7,0-7,5) в аэротенке в зону нитрификации добавляется кальцинированная сода.

Осветленная во вторичных отстойниках сточная вода направляется в промежуточную емкость НУП-1500-3,0 (поз. 33) на доочистку.

Образовавшийся осадок из первичного отстойника поступает в емкость для осадка НУСО-36 (поз. 36) и далее в аэробный стабилизатор. Избыточный активный ил поступает также в аэробный стабилизатор (поз. 45). Полученный осадок направляется на установку по обезвоживанию (поз. 46). Обезвоженный в мешках осадок вывозится с территории предприятия.

Биологически очищенная вода через промежуточную емкость НУП-1500-3,0 (поз. 33) поступает на самостоятельный блок доочистки. Осветленная вода подается на самопромывающийся фильтр непрерывного действия с кварцевой загрузкой ФС - 700 (поз. 40). При необходимости интенсификации процесса очистки перед кварцевыми фильтрами может вводиться рабочий раствор коагулянта.

Очищенная вода на фильтре с кварцевой загрузкой поступает на доочистку на самопромывающийся фильтр непрерывного действия с загрузкой из активированного угля ФС - 700 (поз. 41). Далее вода собирается в промежуточной емкости НУП-1500-3,0 (поз. 42) и направляется на вторую ступень доочистки на сорбционных фильтрах ФНС 900 (поз. 43) и затем проходит УФ-обеззараживание (поз. 44).

Очищенные и обеззараженные воды поступают в резервуар чистой воды РВЧ (поз. 29). Из РВЧ вода насосами сбрасывается в акваторию.

Промывные воды с фильтров сбрасываются в канализацию и направляются в песколовку (185).

Контроль эффективности очистки воды осуществляется методом отбора и анализа проб в контрольных точках пр. 1,2,3,4,5,6,7,8,9, а также ведется контроль качества осадка в точке пр. 10. Места отбора проб на анализ представлены в Приложении 3.

 

.1 Линия очистки производственно-дождевых и льяльных вод

Принципиальная схема очистки производственно-дождевых и льяльных сточных вод представлена в Приложении 9.[13]

Весь поток производственно-дождевых сточных вод при нормальном режиме работы станции поступают в резервуар статического отстоя (поз. 111.8) объемом 5000 м³. При максимальном режиме работы станции сточные воды могут направляться в резервуар статического отстоя (поз. 111.8), куда также поступают некондиционные стоки с повышенным содержанием нефтепродуктов и хлор-ионов в очищенной воде.

Некондиционный сток насосами КБНС 120-30-2 (поз. 106.15) подается в резервуар статического отстоя (поз. 111.8) в объеме не более 20% от общего потока сточных вод направляемых на очистку.

Всплывшие в резервуаре нефтепродукты удаляются с поверхности жидкости нефтесборными устройствами и направляются в сборник уловленной нефти. Образовавшийся осадок периодически откачивается в емкость для осадка (поз. 10) и направляется на установку по обезвоживанию осадка (поз. 35).

После статического отстоя производственно-дождевые сточные воды самотеком или насосами КБНС 120-30-1 (поз. 106.14) направляются в нефтеотделители НОСКП 50/30-1,2 (поз. 186.1, 186.2). В нефтеотделителях происходит разделение дисперсной среды сначала в глубоком слое жидкости, затем в зоне отстаивания, оборудованной тонкослойными блоками. Выделившиеся нефтепродукты с помощью нефтесборных устройств направляются в сборник уловленной нефти. Осадок периодически откачивается насосом в емкость для сбора осадка (поз. 10). Далее сточные воды прошедшие физико-механическую очистку поступают в усреднитель Р-100 (поз. 14).

Льяльные сточные воды, которые образуются в осадочной части судна (льялах), поступают в резервуар статического отстоя объемом 200 м³ (поз. 111.10) при концентрации нефтепродуктов менее 1000 мг/л. После отстаивания в глубоком слое жидкости льяльная вода насосами КБНС 20-30 (поз. 106.16) поступает в нефтеотделитель НОСКП 10/10 (поз. 186.3). Образующиеся на поверхности жидкости нефтепродукты с резервуара статического отстоя и нефтеотделителя направляются в сборник уловленной нефти, а осадок периодически поступает в емкость для осадка (поз. 10) и далее на обезвоживание (поз. 35).

Далее льяльные сточные воды, прошедшие физико-механическую очистку поступают в усреднитель Р-100 (поз. 15).

При концентрации нефтепродуктов до 21000 мг/л льяльные сточные воды поступают в резервуар статического отстоя объемом 200 м³ (поз. 111.9) и далее насосами КБНС 20-30 (поз. 106.16) направляются для очистки на трехфазные сепараторы СН 2000-20 (поз. 187). Уловленные с очистных сооружений обводненные нефтепродукты так же поступают на трехфазный сепаратор для обезвоживания. После нефтесепаратора обезвоженные нефтепродукты поступают в емкости для сбора нефти (поз. 108.1,2) и далее на утилизацию, а сточные воды в резервуар статического отстоя объемом 200 м³ (поз. 111.10).

Нефтесодержащие промышленно-дождевые и льяльные сточные воды прошедшие физико-механическую очистку поступают в усреднители Р-100 (поз. 14,15) соответственно.

Для усреднения количественных и качественных характеристик сточных вод производится их перемешивание за счет работы циркуляционного насоса.

Промышленно-дождевые сточные воды из усреднителя Р-100 (поз. 14) насосами поступают в водоворотную камеру комбинированного отстойника ОКС-65 (поз. 17).

Льяльные сточные воды из усреднителя Р-100 (поз. 15) насосами поступают в водоворотную камеру комбинированного отстойника ОКС-65 (поз. 18).

Для интенсификации процесса очистки нефтесодержащих сточных вод вводятся рабочие растворы коагулянта (сульфата алюминия) и катионного флокулянта. Реагенты вводятся в механические смесители. Формирование хлопьев заданной величины производится в камере хлопьеобразования. Процесс отстаивания происходит в глубоком слое жидкости и зоне отстаивания оборудованной тонкослойными блоками.

В процессе очистки образовавшийся осадок поступает в бункеры. Из бункеров осадок отводится в приемную емкость НУНО-34 (поз. 34). Выделившиеся на поверхности жидкости в сооружении нефтепродукты удаляются в нефтесборную емкость НУСНП-1-1 при помощи скиммера и нефтесборных труб.

Осветленные в комбинированных отстойниках сточные воды подаются по самотечным трубопроводам во флотаторы ФлКС (поз. 19,20). При необходимости, для улучшения качества очистки воды, в лоток очищенной воды на выходе из отстойников вводится рабочий раствор коагулянта, рабочий раствор флокулянта вводится во встроенную во флотатор камеру хлопьеобразования. Выходящая из камеры хлопьеобразования вода перемешивается в смесительной камере с водовоздушной смесью, поступающей из сатуратора СФлР-1,2. Сатуратор работает при давлении не менее 0,5 мПа (5 атм.) с подачей в него воздуха компрессором в объеме 8-10% от расхода очищаемой воды. В сатураторы подается осветленная флотацией вода рециркуляционным насосам в количестве 20÷50% от расхода очищенной сточной воды.

Образующаяся во флотаторе пена удаляется механическим скребком в пеносборный лоток постоянно, а осадок со дна сооружения отводится периодически. Осадок и пена поступают в приемную емкость НУНО-34 (поз. 34).

Очищенные физико-химическими методами нефтесодержащие промышленно-дождевые и льяльные сточные воды поступают в промежуточную емкость НУП-3200-4,0 (поз. 21) на самопромывающиеся фильтры непрерывного действия с кварцевой загрузкой ФС5000фс (поз. 22, 23) и затем на фильтры ФС5000фс (поз. 24,25) с угольной загрузкой.

При работе этих фильтров не требуется их периодическое отключение для промывки. Количество промывных вод составляет не более 10% от расхода воды. Промывные воды с фильтров направляются в КНС-2,7-1 и далее поступают в усреднители Р-100 (поз. 14,15) для повторной очистки.

Глубоко очищенные воды после самопромывающихся фильтров поступают в промежуточную емкость НУП-3200-4,0 (поз.26). Из емкости очищенная вода поступает на вторую ступень глубокой очистки в сорбционных фильтрах, загруженных активированным углем ФНС-2300 (поз. 27,28).

После глубокой очистки вода направляется в резервуар чистой воды РЧВ (поз. 29).

Приготовление растворов и дозирование водоочистных реагентов производится в комплексе реагентного хозяйства (поз. 37), который включает в себя растворные и расходные баки для приготовления и дозирования рабочих растворов коагулянта и флокулянта, насосы-дозаторы, склад реагентов. Реагентное хозяйство работает в автоматическом режиме.

Образующиеся в процессе очистки воды осадки и пена из приемной емкости НУНО-34 (поз. 34) направляются в емкость для осадка НУСО-35 (поз. 10). В эту емкость также перекачиваются образовавшиеся осадки из резервуаров статического отстаивания (поз. 111.8, 111.8, 111.10), а также из нефтеотделителей (поз. 186.1, 186.2, 189.3).

Из емкости (поз.10) осадок насосом подается на двухпродуктовую центрифугу СИГМА-200 (поз. 35).

Для работы центрифуги используется катионный флокулянт. Фугат после центрифуги сбрасывается для повторной очистки, обезвоженный нефтешлам подается шнеком в контейнер и далее на вывоз.

Контроль эффективности очистки воды осуществляется методом отбора и анализа проб в контрольных точках пр. 1А, 1Б, 2А, 2Б, 3А, 3Б, 4А, 4Б, 5А, 5Б, 6А, 6Б, 7, 8, 9, а также контроль качества осадка в точках пр. 11А, 11Б. Для проверки качества работы флотационной установки отбираются пробы из трубопровода подачи водовоздушной смеси из сатуратора во флотатор в контрольных точках пр. 10А, 10Б. Места отбора проб для анализа представлены в Приложении 9.

При изменении исходного качества промышленно-дождевых и льяльных сточных вод, перед комбинированными отстойниками и после флотаторов проводится пробное коагулирование для определения оптимальной дозы коагулянта.

 

2.2 Основные процессы, используемые при очистке сточных вод на нефтеналивном терминале

Коагуляция - процесс освобождения воды от коллоидных загрязнений органического и минерального происхождения в результате обработки воды специальными реагентами - коагулянтами.

Обработка воды коагулянтами - сульфатами алюминия, железа и др. создает условия для слипания коллоидных частиц, переводу их с образованием хлопьев в грубодисперсное состояние. Хлопья гидроксидов коагулянтов, обладающие высокой сорбционной способностью по отношению к глинистым, почвенным частицам, фитопланктону, микроорганизмам и другим примесям воды, вызывают дальнейшую агрегацию частиц и ускорение их седиментации, благодаря чему эффект осветления и обесцвечивания сточных вод повышается.

Следует отметить, что освобождение воды от микрофлоры, в том числе патогенной, благоприятствует более успешному протеканию другой важнейшей операции - дезинфекции воды. На большинстве отечественных очистных сооружений в качестве коагулянтов используется преимущественно сульфат алюминия в виде кристаллогидрата -Al₂(SO₄)₃ ×14Н₂0 с содержанием окиси алюминия 15 - 17,5 %. [23]

Так как гидроксид алюминия является главным действующим началом при очистке воды, необходимо обеспечить оптимальные условия гидролиза коагулянта с целью наиболее полного превращения его в гидроксиды.

Гидроксид алюминия обладает амфотерными свойствами: в кислой среде превращается в исходную соль. При рН менее 5,0 гидролиз сульфата алюминия прекращается, и коагулянт бесполезно расходуется, загрязняя воду ионами остаточного алюминия; в щелочной среде гидроксиды алюминия превращаются в хорошо растворимые алюминаты, которые также проскакивают в очищенную воду и вызывают бесполезный расход реагентов. Установлено, что минимальная растворимость гидроксида алюминия лежит в пределах рН 6,5 - 7,5. Именно при этих условиях происходит максимальное образование мицеллы гидроксида алюминия с положительным зарядом на грануле. Образующаяся при гидролизе серная кислота, из-за обратимости процесса смещает равновесие в сторону исходной смеси. Для оптимального протекания гидролитических процессов необходимо связывание ионов водорода Н⁺ (повышать рН). В сточных водах протеканию гидролиза коагулянта способствует естественная щелочность воды, обусловленная присутствием гидрокарбонатных солей щелочноземельных и щелочных металлов (гидрокарбонат ионов). [23]

Флокуляция применяется для усиления процесса коагуляции. Для очистки воды в качестве флокулянта применяют полиакриламид (ПАА), анионные и катионные сополимеры акриламида.

Добавки растворов ПАА к воде в процессе коагуляционной обработки сточных вод стимулируют водоочистку, так как адсорбция на макромолекуле ПАА частичек примесей в воде и хлопьев гидроксида металла приводит к образованию более тяжёлых, крупных и прочных агрегатов, чем в отсутствие ПАА.

Флокуляционное свойство полимеров зависит от природы и дозы полимера, его молекулярной массы и заряда, концентрации дисперсной фазы (примесей), электролитов (солей) и условий введения реагента и др.

Повышение флокуляционности промышленного ПАА можно достичь переводом его из неионогенной формы в анионактивную форму путём частичного щелочного гидролиза. Введение анионных групп в макромолекулы вызывает электростатические отталкивания одноимённых зарядов в цепи и приводит к увеличению размеров макромолекулярных клубков в растворе. Это повышает способность макромолекул захватывать при адсорбции большее число частичек примесей. В итоге улучшается осаждаемость крупных агрегатов в отстойных зонах очистных сооружений, уменьшается проскок на фильтры, что снижает нагрузку на них и способствует сокращению фильтроцикла.

Применение флокулянта для очистки воды позволяет повысить не только качество очищаемой воды по органолептическим показателям (мутность, цветность, прозрачность), но и снизить в ней содержание токсичных металлов (алюминия, меди, цинка, никеля и др.), которые могут попадать в водоёмы со сточными водами. [23]

Для разделения дисперсной среды, образованной в камере хлопьеобразования применяются отстойники. Отстаивание воды происходит в динамических условиях при непрерывном выделении твердой фазы из движущейся жидкости.

В процессе движения воды в отстойнике возникает горизонтальная и вертикальная составляющая потока, что в свою очередь определяет скорость движения частицы как положение трех составляющих: горизонтальной и вертикальной потока и скорости осаждения частицы под действием собственного веса. Под действием силы тяжести частица движется вниз. Скорость её осаждения определяется в основном размером частицы, формой, плотностью, шероховатостью.

Эффективность осаждения взвеси определяется обычно в лабораторных условиях на воде, содержащей скоагулированные загрязнения. На основании опытов, выполненных с соблюдением условий моделирования процесса, определяется кинетика выделения взвеси во времени, что является основой оценки эффективности очистки воды. Эффективность осаждения скоагулированной взвеси в натурных условиях, зависит также от гидравлического совершенства отстойника. К числу параметров, характеризующих его совершенство, относится коэффициент использования объема, который равен соотношению среднего фактического времени пребывания воды к расчетному. Этот коэффициент по многочисленным данным исследований может составлять значения 0,3 - 0,8.

Отстойники оборудуются специальной распределительной системой подачи и отвода воды, что обеспечивает ламинарный режим движения жидкости по живому (поперечному) сечению отстойника. Это достигается за счет применения поперечных водосливов, дырчатых перегородок и дырчатых желобов. Скорость движения жидкости в водораспределительной системе назначают с таким расчетом, чтобы не происходило разрушений хлопьев, полученных в процессе работы камеры хлопьеобразования. В процессе выделения хлопьев происходит осветление воды и образование на днище сооружения слоя осадка. В конструкции отстойника всегда устраивается бункер осадка.[23]

Выделение сформированных в камере хлопьеобразования хлопьев обычно происходит неравномерно по всей длине зоны отстаивания. В большей степени осадок выпадает в первой половине длины сооружения, по ходу движения потока.

В случае присутствия в воде всплывающих веществ, что характерно для повышенных концентраций органических веществ, в том числе антропогенного характера, отстойники имеют устройства для удаления с поверхности жидкости всплывших продуктов. Для сокращения объема зоны отстаивания производится внутреннее их обустройство полочными или трубчатыми блоками. Применение тонкослойной седиментации имеет много преимуществ по сравнению с отстаиванием в глубоком слое жидкости, в том числе сокращает площадь для размещения сооружений, увеличивает на20-25% производительность и эффект очистки. Тонкослойные блоки могут устраиваться как во всем объеме, так и в части отстойника. При конструировании разных видов отстойников особенно следует уделить внимание системе сбора осветленной воды, что обеспечивает однородность потока во всем сооружении. Не меньшее значение имеет система сбора и транспортирования образующегося осадка.[23]

В схемах физико-химической очистки сточных вод широко применяются комбинированные сооружения, когда в одной емкости осуществляется несколько технологических процессов, например, коагуляция и отстаивание, флотация и фильтрование, отстаивание и флотация, хлопьеобразование и флотация и т.д. Такое сочетание процессов позволяет обеспечить в полной мере оптимизацию условий хлопьеобразования и разделение дисперсной среды, повысить надежность работы сооружения и технико-экономические показатели, улучшить условия управления водоочистными технологиями, сократить части сооружений и площадь для размещения водоочистной станции, обеспечить в большей степени полную и стабильную автоматизацию физико-химической очистки и т.д.

Создание комбинированных сооружений обеспечивается за счет внутреннего обустройства емкостей и в условиях самотечного движения жидкости между процессами. При конструировании, как правило, в емкости размещаются соответствующие не несущие нагрузку элементы конструкции, в том числе погруженные и полупогруженные перегородки, струенаправляющие пластины, сегменты, блоки и т.д.

Для разделения дисперсной среды в схемах физико-химической очистки используется флотация, основанная на выделении пузырьками воздуха или газа твердых частиц веществ, обладающих поверхностно-активными свойствами, растворенных веществ, которые могут сорбироваться на поверхности пузырька. Образуя комплекс «частица-пузырек», плотность которого меньше чем у жидкости, он всплывает на поверхность воды в аппарате. Возможна флотация частиц с большей плотностью, чем плотность дисперсной среды, если адгезия между пузырьком и частицей больше смачивающего действия жидкости, что обычно оценивается величиной угла смачивания. Комплекс «частица-пузырек» при всплывании захватывает также и гидрофильные (смачиваемые) частицы, которые транспортируются на поверхность жидкости. На процесс флотации оказывает влияние размер пузырька, частицы, а также её поверхностные физико-химические свойства и свойства жидкости и т.д. Характерной особенностью метода является более высокая, по сравнению с седиментацией, скорость извлечения из жидкости загрязнений и использование физико-химических свойств веществ, которые сформированы воздействием реагентной обработки. Этот метод используется для флотации: ионов и молекул, ряда трудноокисляемых органических веществ, для уплотнения образующихся в процессе водоочистки осадков и т.д. На практике в схемах водоочистки используют в зависимости от способа получения пузырька, компрессионную, пневматическую, вакуумную, электро- и биофлотацию, химическую флотацию и т.д. Наибольшее распространение при очистке воды получила компрессионная (напорная) флотация, когда для образования пузырьков используется воздух. При этом методе процесс флотации осуществляется пузырьками, имеющими диаметр 20-40 мкм, скорость всплывания которых составляет около 0,3-0,8 см/сек. Пузырьки образуются из пересыщенного по воздуху раствора, который получают в сатураторе при насыщении воды воздухом при давлении 5-12 атм. (0,5-1,2 МПа), куда подается около 8-10% атмосферного воздуха по отношению к очищаемой воде. Для растворения воздуха может использоваться весь объем очищаемой воды или часть её, в том числе очищенная.[23]

Обычно время пребывания воды во флотокамере составляет от 20 до 30 минут. В большинстве случаев в состав установок напорной флотации, применяемых для очистки воды, входит насос для подачи воды и компрессор для подачи воздуха. В отдельных случаях, воздух подается во всасывающую линию насоса, что вызывает ряд трудностей для работы этого оборудования. Такой метод следует рассматривать как временную меру.

В процессе флотации, в камере образуется различный дисперсный состав пузырьков, обусловленный силами адгезии и когезии. После выделения основной массы пузырьков, остающиеся в жидкости микропузырьки обуславливают повышение эффекта очистки за счет применения противоточной флотации. Повышение эффекта флотационной очистки обеспечивается за счет внутреннего обустройства флотокамеры тонкослойными блоками, работающими также в режиме противоточной флотации.

Важное значение имеет система равномерного распределения воды и водовоздушной смеси. Это исключает возможность образования больших пузырьков при входе жидкости во флотокамеру, снижение кинетической энергии водо-воздушной смеси вводимой в камеру, обеспечивает создание равномерной скорости движения жидкости по живому сечению флотокамеры и т.д.

В условиях флотации требуются меньшие дозы реагентов, чем например при седиментации. Это подтверждается практическими результатами, и особенно в условиях труднооседающих веществ, высоких концентраций органических веществ, создающих проблему пенообразования при седиментации. Работа флотокамеры и сатуратора, ввиду незначительного времени пребывания жидкости в них и отсутствия сложных устройств, легко автоматизируется.

Флотационная установка работает по схеме прямотока, когда насыщается воздухом весь объем нефтесодержащей сточной воды или частично-прямоточной, при которой лишь 20-30% воды насыщается воздухом.

При очистке нефтесодержащих сточных вод применяются флотокамеры различного вида - радиальные, прямоугольные, колонного типов, в том числе с различным внутренним обустройством. Флотокамеры заполняются модулями тонкослойных блоков, секционируются полупогружными цилиндрами на зоны, применяются плавающие насадки, струенаправляющие устройства и т.д. Сооружения оборудованы механическими скребками для непрерывного удаления пены и осадка.

Фильтрование в схемах физико-химической очистки имеет целью удаление взвешенных веществ из воды, очищенной седиментацией или флотацией. Эти взвешенные вещества задерживаются загрузкой фильтра на её поверхности, или проникают в глубину фильтрующего материала. В качестве загрузки применяется материал, гранулы которого имеют размер 0,7-1,2 мм, позволяют задерживать взвешенные вещества, инертные по отношению к обрабатываемой жидкости, легко регенерируются. Фильтрование воды происходит за счет разности давлений жидкости на входе в фильтр и выходе из него. Скорость фильтрования зависит от качества воды, размера и формы пор фильтрующей среды, толщины загрузки, эффективности её регенерации.

В схемах физико-химической очистки получили распространение зернистые фильтры с использованием кварцевого песка. Для глубокой очистки воды в качестве загрузки используется активированный уголь. По скорости фильтрования они подразделяются на медленные (скорость менее 0,5 м/час), скорые (скорость менее 3-14 м/час) и сверхскорые (скорость менее 20-30 м/час). В схемах очистки и доочистки сточных вод используются в основном открытые скорые фильтры и скорые фильтры, работающие в напорном режиме.

Промывки загрузки (регенерация) производится очищенной водой или водовоздушной смесью в условиях взвешенного состояния загрузки, что обеспечивается соответствующей интенсивностью подаваемой промывной воды.

В настоящее время широкое распространение получили фильтры непрерывного действия (самопромывающиеся). По мере эксплуатации зернистой загрузки происходят её потери, что требует ежегодного восполнения в количестве от 5 до 10% от первоначального объема. Работа открытых и напорных зернистых фильтров, как правило, автоматизируется.

Традиционные сооружения биологической очистки, где параллельно с окислением органических веществ осуществляется удаление и биогенных элементов, не позволяют, как правило, обеспечить жесткие нормативные требования ни по содержанию азотных форм, ни по концентрации фосфатов в очищенной воде, поскольку режимы их эксплуатации изначально не рассчитаны на глубокую очистку.[23]

Новизна разрабатываемых в настоящее время технологий очистки сточных вод связана с проведением процессов в различных технологических режимах и с комбинированным применением разнообразных методов очистки. В связи с этим пересматриваются также и используемые подходы к созданию биологических очистных сооружений для реализации новых технологий.

В последние десятилетия в мировой практике достигнуты существенные успехи в области удаления соединений азота и фосфора. Решение этой задачи осложняется весьма неблагоприятным соотношением концентраций БПК и азота, а также повышенной долей биологически трудноразлагаемых органических веществ, которые находятся в городских сточных водах.

Исходя из серьезности этой ситуации в качестве первоочередного шага в направлении улучшения качества очищенных сточных вод предпринимаются усилия, направленные на совершенствование схем очистки с целью доведения качества очищенной воды до требований ПДК по азоту и фосфору при сохранении высокой эффективности очистки по взвешенным веществам и БПК.

Основные тенденции развития в этой области связаны преимущественно с изысканием наиболее эффективных и рациональных конструктивных и технологических приемов, которые обеспечивают снижение строительной стоимости очистных сооружений, эксплуатационных расходов. Они свидетельствуют о стремлении максимально упростить технологические схемы, применяя комбинированные реакторы, совмещающие аэробные, аноксичные и анаэробные зоны и позволяющие в одном объеме осуществлять окисление органических веществ, нитрификацию, денитрификацию и дефосфатацию.

На основании представленных требований к качеству очищенной воды после вторичных отстойников, указывают на необходимость использования более прогрессивной технологии для очистки сточных вод, отличной от традиционной, наиболее распространенной для бытовых стоков, т.к. требуемая степень очистки не достижима на типовых очистных сооружениях.

На стадии биологической очистки, с целью обеспечения нормативов по окисленным формам азота (нитратам и нитритам) применяется технологиянитри-денитрификации, которая обеспечивает параллельное удаление органических загрязнений и соединений азота [23].

Учитывая глубокую заданную степень нитрификации, на стадии нитрификации при низкой концентрации органических загрязнений (БПК ниже 80 мг/л) и низком приросте активного ила используются сооружения с иммобилизованной на инертной загрузке микрофлорой для обеспечения их надежной и стабильной работы. В качестве загрузочного материала (насадки) в зоне нитрификации используется загрузка из призм типа (ПР-50), обладающая высокой пористостью и значительной удельной поверхностью.

Для перемешивания иловой смеси в аноксичной зоне аэротенка (зоне денитрификации) наиболее используются погружные мешалки. Перекачка возвратного и избыточного активного ила, а также рециркуляция иловой смеси из аноксичной (бескислородной) зоны в аэробную (зону нитрификации) осуществляется эрлифтами.

При такой схеме очистки сточных вод окисление органического субстрата, окисление и восстановление соединений азота происходит циклически, небольшими порциями, в зависимости от степени рециркуляции. В результате процессы нитри-денитрификации протекают практически одновременно, что позволяет удалять соединения азота на 85-98%.

Степень рециркуляции возвратного активного ила из вторичных отстойников в безкислородную зону аэротенка (зону денитрификации) рассчитывается по СНиП 2.04.03-85. Степень рециркуляция иловой смеси из аэробной зоны в аноксичную рассчитывается с учетом эффективности и кинетики денитрификации.

Процессы, протекающие в аэробной зоне, обуславливают необходимость интенсивной аэрации очищаемых сточных вод, которая обеспечивается постоянной подачей в аэрационное сооружение кислорода воздуха из расчета 1,1 кг кислорода на 1 кг удаляемого БПКп и 4,56 кг кислорода на 1 кг окисляемого азота. Общий расход воздуха зависит от эффективности применяемой системы аэрации и глубины расположения аэраторов.

3.ПРОБЛЕМЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ СОЕДИНЕНИЙ МАРГАНЦА И ЖЕЛЕЗА

 

.1 Марганец как химический элемент и загрязняющее вещество

Марганец - элементпобочной подгруппы седьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева, атомный номер 25. Обозначается символом Mn.

Марганец принадлежит к весьма распространённым элементам, составляя 0,03% от общего числа атомов земной коры. Среди тяжёлых металлов (атомный вес больше 40) марганец занимает по распространению в земной коре третье место вслед за железом и титаном.

Марганец весьма интересен в биохимическом отношении. Точные анализы показывают, что он имеется в организмах всех растений и животных. Содержание его обычно не превышает тысячных долей процента, но иногда бывает значительно выше. Например, в листьях свеклы содержится до 0,03 %, в организме рыжих муравьёв - до 0,05 %, а в некоторых бактериях даже до нескольких процентов марганца.

Марганец принадлежит к числу немногих элементов, способных существовать в восьми различных состояниях окисления. Однако в биологических системах реализуются только два из этих состояний: Mn (II) и Mn (III).

Марганец присутствует в природных водах в различных формах, которые зависят от кислотности среды. В подземных водах при отсутствии кислорода марганец встречается обычно в форме двухвалентных солей. В поверхностных водах марганец находится в форме органических комплексных соединений, коллоидов и тонкодисперсных взвесей.

К основным источникам поступления соединений марганца относятся:

. Питьевая вода является источником поступления марганца, так как нормативы для очищенного стока для сброса в залив в 10 раз жёстче нормативов по питьевой воде (фактическое содержание марганца в питьевой водопроводной воде до 0,05 мг/дм³) .

. Грунтовые воды (содержание марганца до 0,5 мг/дм³): в случаях дренирования в самотечную систему хозбытовой канализации.

. Внешние субабоненты: предприятия, имеющие независимые источники водоснабжения (скважины) (содержание марганца до 0,1 мг/дм³), хозфекальные воды с танкеров (содержание марганца до 0,6 мг/дм³).

В итоге получаем, что концентрация общего марганца на входе очистных сооружений хозбытовых сточных вод составляет 0,3 - 0,4 мг/дм³.

Содержание марганца в поверхностных водных объектах непостоянно и имеет выраженные периодические колебания. Максимумы наблюдаются в зимне-весенний период (февральско-мартовский пик), летний период (августовский пик) и осенне-зимний период. В эти периоды содержание марганца в поверхностных водных объектах может в десятки раз превышать средние значения. Вероятные причины февральско-мартовского пика: снижение концентрации растворённого кислорода и рН воды (при ещё существующем ледовом покрытии), уменьшение роли окислительных процессов в толще воды. Увеличению концентрации свободного марганца в августе способствуют: отмирание фитопланктона, в частности сине-зеленых водорослей, которые выделяют марганец в виде свободных катионов Мn (II) (около 60%) и низкомолекулярных соединений (около 30 - 35%), уменьшение концентрации растворённого кислорода, который расходуется на окисление «органического вещества» разлагающихся гидробионтов. Следует отметить, что разложение высшей водной растительности с последующим выделением в воду Мn (II) протекает в течение 7-8 месяцев. Это обстоятельство, по-видимому, также может быть причастно к февральско-мартовскому пику.

Высокие концентрации растворённого марганца в осенне-зимний период обусловлены поступлением его из иловых вод. Этот период очень близок в зимне-весеннему. В восстановительных условиях содержания растворённых форм марганца в иловых водах составляет 1-3 мг/дм³.

Нейротоксичность марганца не до конца объяснена. Есть данные, говорящие о взаимодействии марганца с железом, цинком, алюминием и медью. На основании ряда работ, нарушение метаболизма железа считается возможным механизмом повреждения нервной системы. При этом возможно окислительное повреждение.

Возможно, долговременное накопление марганца влияет на способность к воспроизведению. В исследованиях на животных, беременность под длительным воздействием больших доз марганца чаще завершалась врожденными уродствами у потомства.

Марганец может нарушать работу печени, однако эксперименты показывают, что порог токсичности очень высок. С другой стороны, более 95% марганца выводится из организма с желчью, и любое повреждение печени может замедлить детоксикацию, повышая концентрацию марганца в плазме крови.

Указанные обстоятельства свидетельствуют в пользу ужесточения нормативов содержания солей этого тяжелого металла в сточных водах.

 

.2 Основные способы очистки сточных вод от соединений марганца

Железо и марганец присутствуют в природных водах в форме минеральных или органических соединений гуминовых или некоторых жирных кислот (воды с повышенной окисляемостью, имеющие, как правило, агрессивный характер). В настоящее время не существует универсального оправданного экономически методаочистки сточных вод от соединений марганца, применимого во всех случаях. Каждый существующий метод применяется только в определенных случаях, и имеет как достоинства, так и существенные недостатки. Выбор технологии очистки воды от железа и марганца зависит от природы соединений железа и марганца, их концентрации, щёлочности, окисляемости, рН воды и других показателей и применяется специалистами индивидуально к каждому конкретному случаю. Ниже на рис 3.1приведен обзор методов удаления марганца.

Рис 3.1. Методы удаления марганца

Метод окисления кислородом воздуха или аэрацией, перманганатом калия, хлором, перекисью водорода, озоном с последующим осаждением с коагуляцией или без нее и фильтрацией. Это традиционный метод, который применяется уже много десятилетий.Реакция окисления марганца требует довольно длительного времени, поэтому использование для окисления воздуха требует объемных резервуаров, в которых можно выдержать нужное время контакта. Это один из самых старых способов окисления и используется на крупных водоочистных системах. Ускорить процесс можно добавлением специальных окислителей. Шире всегоиспользуется хлорирование.Оно позволяет параллельно решать проблему с дезинфекцией. Одним из самых сильных окислителей на сегодняшний день является озон. Тем не менее, установки для его производства весьма сложны, дорогостоящие и требуют значительных затрат энергозатрат, что существенно ограничивает его применение. Следует отметить, что в концентрированном виде озон является ядом и требует очень осторожного отношения с собой.

Частицы марганцав окисленной форме имеют весьма малые размеры (1-3 мкм) и осаждаются поэтому достаточно долго. Вследствие этогодля очистки воды приходится применять специальные химические вещества, называемые коагулянтами.Коагулянты способствуют укрупнению частиц и их за счет этого ускоренному осаждению их. Использование коагулянтов необходимо еще и потому, что процессы фильтрации на муниципальных очистных сооружениях главным образом осуществляется на устаревших песчаных или антрацитовых фильтрах, которыене способны задерживать столь мелкие частицы. Тем не менее, даже использование более современных фильтрующих засыпок, таких как алюмосиликатные, не обеспечивает фильтрацию частиц размером менее 20 микрон. Эту задачу можно решить применением специальной керамики, но она весьма дорогостояща и не производится в России.

У перечисленных выше способов окисления соединений марганца и железа есть ряд общих недостатков.

)        Если отказаться от применения коагулянтов, то процесс осаждения окисленного железа и марганцапротекает очень длительно, в ином случае фильтрация некоагулированных частиц весьма затрудняется из-за их малого размера.

)        Перечисленные методы окисления, кроме использования озона,мало эффективны в случае с органическим железом.

)        Присутствие в воде железа практически всегда сопровождается присутствием соединений марганца. Марганец по сравнению с железом окисляетсягораздо труднееи требует значительно более высоких уровней рН.

Перечисленные выше недостатки сделали невозможным применение метода окисления в относительно небольших бытовых и промышленных системах, которыеработают на больших скоростях.

Наиболее распространенный на данный момент метод удаления марганца, который применяется в высокопроизводительных компактных системах - каталитическое окисление с последующей фильтрацией. В этом методе реакция окисления марганца происходит на поверхности гранул особой фильтрующей среды, которая обладаеткаталитическими свойствами. В современной водоподготовке чаще всего применяются фильтрующие среды с использованием диоксида марганца MnO₂. Эти фильтрующие "засыпки" различаются между собой как по физическим характеристикам, так и по содержанию диоксида марганца.Они способны весьма эффективно работать в разных диапазонах физико-химических параметров очищаемой воды. В основе работы этих засыпок лежат различные принципы.

При присутствии в среде диоксида марганца марганец довольно быстро окисляется и адсорбируется на поверхности гранул фильтрующей засыпки. В дальнейшемосновная часть окисленного марганца при обратной промывке вымывается в дренаж. Следовательно, слой гранулированного катализатора одновременно является фильтрующей средой. Оптимизация процесса окисления может осуществляться путем добавления в воду тех или иных дополнительных химических окислителей. Чаще всего для этих целейприменяют перманганат калия KMnO₄.Он не только ускоряет реакцию окисления, но и компенсирует потери марганца с поверхности гранул фильтрующей среды.Следовательно, выступает в роли регенератора фильтрующей среды.В практике применяют периодическую и непрерывную регенерацию.

Фильтрация. Все фильтры, которые на сегодняшний предлагает рынок, можно разделить на 5 групп:

) "Психологические фильтры" - небольшие, изящные, блестящие (металлизированная пластмасса корпуса) устройства. Крепятся, как правило, к кухонному крану. Площадь фильтрующей поверхности - очень скромная, объем сорбента (чаще всего активированного угля) гомеопатический. Действие таких фильтров целиком основано на вере в то, что они должны очищать воду.

) "Ионно-обменные фильтры" - действие таких фильтров основано на реакции замещения нежелательных веществ на менее вредные. Ионный обмен в качестве метода обработки воды применяется давно и используется главным образом для умягчения воды. Ранее для этих целейприменяли природные иониты. Но с изобретением синтетических ионообменных смол эффективность использования этого способа водоочистки резко возросла.

Основное преимущество ионного обмена в том, что этот способ позволяет удалять из воды железо и марганец, находящиеся в растворенном состоянии. Следовательно, полностью отпадает необходимость в технически проблемной стадии окисления.

) "Мембранные фильтры" - действие мембранных фильтров основано на прохождении воды через "молекулярное сито" - микроканалы в материале мембраны. Диаметр микроканалов сравним с размерами молекул воды. В результате, примеси и молекулы имеющие больший размер, чем молекула воды, не проходят через мембрану. Имеет значение материал фильтроэлемента, его коррозионная стойкость, способность образовать калиброванные поры, иные полезные свойства.

Степень очистки (практически для любых примесей) на мембранных фильтрах выше, чем для адсорбционных фильтров.

) "Осмотические фильтры" - фильтры, использующие метод обратного осмоса. В основе метода лежит явление осмоса. Обратный осмос - метод разделения растворов, заключающийся в том, что раствор под давлением 3-8 МПа подается на полупроницаемую перегородку (мембрану), пропускающую растворитель (обычно воду) и задерживающую полностью или частично молекулы или ионы растворенного вещества. Применяют для опреснения соленых и очистки сточных вод, концентрирования растворов и др.

Основной недостаток - имеют малую производительность, что компенсируется использованием накопительной емкости.

) Биохимический метод. Этот метод заключается в очистке воды через фильтр, на котором высаживают марганец потребляющие бактерии (например, Metallogeniumpersonatum). Эти бактерии поглощают марганец из воды в процессе их жизнедеятельности, а отмирая, образуют на зернах песка пористую массу, содержащую MnO. При скорости фильтрования до 22 м/ч фильтры полностью удаляют из воды марганец.

Схема очистки от марганца на очистных сооружениях ООО «СМНП «Приморск» предусматривает снижение концентрации растворённого марганца до допустимых нормативов методом разбавления поверхностным стоком (производственно-ливневая канализация) из резервуара сбора ливневого стока ёмкостью 5000 м³. Однакоданная схема эффективна только в период интенсивного таяния снега (разбавление талыми водами) и при кратковременных дождях, которые не вызывают подъем грунтовых вод с высоким содержанием марганца и попадание их в самотечные сборные коллекторы. В связи с этим остро встал вопрос оптимизации работы линии очистки хозяйственно - бытовых стоков для повышения качества очистки от марганца, так как нормативы по сбросу очищенных сточных вод в Финский залив по содержанию марганца в 10 раз жестче, чем для питьевой воды (0,01 мг/дм³ и 0,1 мг/дм³ соответственно).

На рис 3.2. приводится схема, позволяющая определить оптимальные пути борьбы с соединениями марганца в водных экосистемах.

Одним из методов снижение концентрации марганца в очищенной сточной воде является ее разбавление водой условно чистых источников. Как видно из схемы, к условно чистым источникам относятся:

. Дождевые воды: достаточно чистые (содержание марганца в пределах 0,01 мг/дм³ и менее) могут быть приняты на очистные сооружения только во время кратковременных ливней. При затяжных дождях ливневые стоки содержат 0,03 - 0,04 мг/дм³ соединений марганца (смывы почвы, дренирование грунтовых вод в самотечные сборные коллекторы производственно-ливневой канализации резервуарного парка).

. Талые воды: эффективное использование возможно в периоды резкого потепления, когда основная масса тающего снега попадается в систему производственно-ливневой канализации, а не впитывается в почву, поднимая уровень грунтовых вод и связанных с этим проблем дренажа.

Рис. 3.2. Схема проработки путей решения проблемы

3.3 Основы законодательства России в области обращения с отходами производства и потребления

Федеральный закон «Об отходах производства и потребления» от 24.06.1998 №89-ФЗ определяет правовые основы обращения с отходами производства и потребления на территории РФ в целях предотвращения вредного воздействия отходов производства и потребления на здоровье человека и окружающую среду, а также вовлечения таких отходов в хозяйственный оборот в качестве дополнительных источников сырья.

В частности в законе указано, что:

1.      Право собственности на отходы принадлежит собственнику сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, а также товаров (продукции), в результате использования которых эти отходы образовались.

2.      Индивидуальные предприниматели и юридические лица, в процессе деятельности которых образуются отходы I - IV класса опасности, обязаны составить паспорта отходов. Паспорт отходов I - IV класса опасности составляется на основании данных о составе и свойствах этих отходов, оценки их опасности.

.        Собственник отходов I - IV класса вправе отчуждать их другому лицу, если у такого лица имеется лицензия на осуществление деятельности по обращению с отходами не меньшего класса опасности.

.        Отходы в зависимости от степени негативного воздействия на окружающую среду подразделяются в соответствии с критериями, установленными федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим государственное регулирование в области охраны окружающей среды, на пять классов опасности:класс - чрезвычайно опасные отходы;класс - высокоопасные отходы;класс - умеренно опасные отходы;класс - малоопасные отходы;класс - практически неопасные отходы.

5.      Индивидуальные предприниматели и юридические лица при эксплуатации предприятий, зданий, строений, сооружений и иных объектов, связанной с обращением с отходами, обязаны:

·        соблюдать экологические, санитарные и иные требования, установленные законодательством Российской Федерации в области охраны окружающей среды и здоровья человека;

·        разрабатывать проекты нормативов образования отходов и лимитов на размещение отходов в целях уменьшения количества их образования;

·        внедрять малоотходные технологии на основе новейших научно-технических достижений;

·        проводить инвентаризацию отходов и объектов их размещения;

·        проводить мониторинг состояния и загрязнения окружающей среды на территориях объектов размещения отходов;

·        предоставлять в установленном порядке необходимую информацию в области обращения с отходами;

·        соблюдать требования предупреждения аварий, связанных с обращением с отходами, и принимать неотложные меры по их ликвидации;

·        в случае возникновения или угрозы аварий, связанных с обращением с отходами, которые наносят или могут нанести ущерб окружающей среде, здоровью или имуществу физических лиц либо имуществу юридических лиц, немедленно информировать об этом федеральные органы исполнительной власти в области обращения с отходами, органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации, органы местного самоуправления.

4. ПУТИ ОПТИМИЗАЦИИ РАБОТЫ ЛИНИИ ОЧИСТКИ ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВОГО СТОКА

 

.1 Выбор фильтрующего материала

При выборе метода очистки сточных вод от марганца перед нами стояла задача добиться максимального результата без дорогостоящей реконструкции линии биологической очистки и замены существующего, либо приобретения дополнительного, оборудования.

Исходя из анализа описанных выше методов удаления марганца, существующейна предприятии технологической схемы и условий эксплуатации очистных сооружений ООО «СМНП Приморск» нами был выбран метод каталитического окисления с последующей фильтрацией. Как уже указывалось в предыдущем разделе, суть метода заключается в том, что при прохождении воды через фильтрующий материал происходит быстрое окисление ионов железа и марганца, в результате которого они переходят в нерастворимую форму и механически задерживаются в фильтре. Накопленный осадок через определенные промежутки времени следует удалять промывкой фильтра обратным потоком воды. Фильтрующий материал является катализатором и поэтому не подвержен необратимому насыщению.

Далее перед нами встала задача определиться с фильтрующим материалом. С целью выбора эффективного фильтрующего материала проведен обзор рынка фильтрующих загрузок.

В настоящее время на рынке предлагается достаточно широкий ассортимент фильтрующих загрузок, рассчитанных на доокисление марганца. Проведем небольшой обзор:

. Birm - катализатор реакции окисления соединений железа и марганца растворенным в воде кислородом,является эффективной загрузкой для удаления растворенных в воде соединений железа и марганца. Нерастворимые соединения железа и марганца, являющиеся результатом окисления, осаждаются в слое загрузки и могут быть легко отфильтрованы. Birm не расходуется в процессе удаления железа и марганца и является более экономичным по сравнению с другими загрузками. Физические свойства Birm обеспечивают качественную фильтрацию, и фильтр легко очищается от осажденных частиц путем обратной промывки. Birm может использоваться как в напорных, так и в безнапорных системах очистки воды. Другими преимуществами применения Birm являются: долгий срок службы загрузки и низкая истираемость, широкий температурный диапазон использования и высокая эффективность удаления железа и марганца. В отличие от других фильтрующих загрузок Birm не требует химических реагентов для восстановления, необходима только периодическая обратная промывка. Одним из важнейших условий применения Birm является поддержание рН в промежутке от 8,0 - 8,5. Birm эффективно удаляет марганец при значении рН 8,0 - 9,0, но так как помимо марганца стоки содержат соединения железа, рН не должен превышать 8,5, так как высокое значение рН может быть причиной образования трудноудаляемого коллоидного железа.

Физические свойства:

·        цвет: черный.

·        плотность: 0,7-0,8 г/куб.см.

·        Удельный вес 2,0 г/см3

·        коэффициент однородности: 1,96.

·        Размер гранул 0,5-2,14 мм

·        Расширение слоя в режиме обратной промывки 20-40%

Условия применения:

·        рН воды: 6,8-9,0.

·        щелочность: в два раза больше суммы концентрации сульфатов и хлоридов.

·        отсутствие нефтепродуктов и сероводорода.

·        перманганатная окисляемость не выше 4-5 мг/л.

·        концентрация растворенного кислорода в воде - не менее 15% от содержания железа в воде.

·        концентрация свободного хлора: менее 0,5 мг/л (хлорирование воды значительно снижает активность Birm: высокие концентрации соединений хлора в воде могут истощить каталитическое покрытие гранул).

·        высота слоя: 75-90 см (30-36 дюймов).

·        скорость: в режиме сервиса: 8,6-12 м/час, при определенных условиях может быть выше в режиме обратной промывки: 24-29 м/час.

. МТМ - гранулированная фильтрующая загрузка, обогащенная оксидом марганца (II). Активная поверхность гранул МТМ окисляется и осаждает растворенное железо и марганец. Сероводород окисляется до серы. Осадок задерживается слоем фильтрующей загрузки и удаляется при обратной промывке. МТМ легковесен, поэтому требует меньших потоков воды для обратной промывки. Когда окислительный потенциал МТМ уменьшится, следует провести его регенерацию раствором перманганата калия для восстановления окислительной способности. Перед регенерацией МТМ должен быть подвергнут обратной промывке потоком, который не вымоет легкие гранулы в дренаж.

. Manganese Greensand (далее - марганцевый зеленый песок) - глауконитовый песок, обогащенный оксидами марганца (II), который способен удалять из воды железо, марганец и сероводород. Он окисляет и осаждает растворенное железо и марганец за счет контакта с высшими оксидами марганца на гранулах марганцевого зеленого песка. Сероводород окисляется до серы. Осадок задерживается слоем фильтрующей загрузки и удаляется посредством обратной промывки. Для восстановления окислительной способности марганцевого зеленого песка следует провести его регенерацию слабым раствором перманганата калия.

. ГЛИНТ - активированный алюмосиликатный адсорбент. Предназначен для очистки промышленных сточных вод от катионов тяжёлых металлов и сопутствующих загрязняющих примесей, природных подземных вод (обезжелезивание, деманганация, снижение цветности, мутности и др.). Сорбент представляет собой искусственный пористый гранулированный материал, получаемый на основе природных компонентов.

Сорбент представляет собой искусственный пористый гранулированный материал, получаемый на основе природных компонентов.

Особенности адсорбента ГЛИНТ:

·        не требует применения коагулянтов и флокулянтов;

·        обеспечивается экологическая безопасность отходов за счёт эффективного обезвоживания образующегося осадка;

·        ГЛИНТ - адсорбент длительного использования (срок службы более 10-ти лет). Восстановление активности адсорбента происходит непосредственно в фильтре в течение 40-50 минут, раствор активатора используется многократно;

·        применение адсорбента ГЛИНТ снижает коррозионную активность воды, что позволяет уменьшить эксплуатационные и капитальные затраты;

·        весь процесс очистки происходит в обычном фильтре (напорного либо открытого типа), загруженном адсорбентом ГЛИНТ;

·        возможна организация замкнутого цикла повторного использования воды.

Физические свойства адсорбента ГЛИНТ:

·        внешний вид: пористые гранулы светло-коричневого цвета;

·        зерновой состав зернистого адсорбента, мм: 0,63 - 2,0;

·        объемная (насыпная) масса, г/см³: 0,95 - 1,0;

·        пористость: 65%.

. Catalox - каталитический материал для удаления железа и марганца (аналог материала Aqua-Mandix). Активированный алюмосиликатный адсорбент ГЛИНТ предназначен для очистки промышленных сточных вод от катионов тяжёлых металлов и сопутствующих загрязняющих примесей, природных подземных вод (обезжелезивание, деманганация, снижение цветности, мутности и др.).

Материал рекомендуется использовать в многослойных загрузках в смеси с инертными материалами - песком, антрацитом и др. (обычно до 30% от общего объема фильтрующих материалов в фильтре).

Материалах Catalox эффективен при удалении из воды сероводорода. Еще одним достоинством этого материала является возможность его работы при низком рН - до 6,5.

Проведя анализ предлагаемых на рынке фильтрующих материалов, выбор был сделан в пользу загрузок ГЛИНТ и Birm, главным преимуществом которых является то, что они для восстановления (регенерации) своих первоначальных свойств не требуют реагентной промывки. Обратная промывка этих загрузок позволяет практически полностью восстановить исходные качества материала. Это позволило не производить никаких изменений в технологической схеме линии очистки и тем самым избежать существенных капиталовложений.

 

.2 Оптимизация процесса очистки

Исходя из всех вышеперечисленных условий и произведя выбор фильтрующих материалов, оптимизация работы линии очистки хозяйственно-бытовых стоков может быть сведена к следующим мероприятиям:

·        Возраст активного ила в аэротенках следует увеличить до 20 дней;

·        Следует поддерживать температуру сточных вод в аэротенках на уровне 23°С;

·        Поддержание постоянного уровня рН среды 7,0 - 7,5 в аэротенках;

·        В самопромывающиеся фильтры следует поместить активированный алюмосиликатный адсорбент ГЛИНТ;

·        В напорные сорбционные фильтры следует поместить фильтрующую каталитическую загрузкуBirm;

·        В промежуточную емкость, установленную непосредственно перед блоком фильтров при помощи насоса - дозатора следует производить подачу раствора каустической соды для поддержания необходимой щелочности раствора.

 

.3Оптимизация работы аэротенка

Аэротенк предназначен для очистки хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод в количестве 40-50м³/сут.

Специальная конструкция аэротенка позволяет реализовать технологию нитри-денитрификации, которая обеспечивает параллельное удаление органических загрязнений и соединений азота.

Таблица 4.1. Основные параметры аэротенка

Основные параметры	Величина
1	2
Производительность, м3/сут	40-50
Габаритные размеры, мм длина х ширина х высота	8000 х 2500 х 2500
Количество подаваемого воздуха, м3/час,  в том числе: количество воздуха на аэрацию, м3/час количество воздуха на эрлифт, м3/час	180-200  140-150 40-50
Номинальный объем, м3	50
Рабочий объем, м3,  в том числе: объем нитрификатора, м3 объем денитрификатора, м3	42  12 30
Загрузочный материал	призмы ПР-50
Объем загрузочного материала, % от общего объема аэротенка	10-12
Температура рабочей среды, оС	от + 10 оС до+ 25оС
Концентрация активного ила, г/л в том числе в свободном объеме	2,0-3,0 0,5-1,5
Концентрация растворенного кислорода: в нитрификаторе, мг/л в денитрификаторе, мг/л	2,0-6,0  0-0,8
Расход циркуляционного потока иловой смеси между денитрификатором и нитрификатором, м3/час	3,5-7,5

Рис. 4.1. Принципиальная схема аэротенка-нитри-денитрификатора

I - зона денитрификации; II - зона нитрификации; 1-подача сточной воды; 2 - подача возвратного ила из вторичного отстойника; 3- подача воздуха; 4- эрлифт; 5 - система аэрации; 6 - отвод иловой смеси во вторичный отстойник; 7 - канал возврата иловой смеси из зоны нитрификации в зону денитрификации, 8-загрузочный материал; 9-система перемешивания.

Сточная вода и возвратный ил из вторичного отстойника вместе с циркуляционным потоком иловой смеси из нитрификатора поступают в денитрификатор. Далее иловая смесь эрлифтом направляется в нитрификатор. Часть иловой смеси поступает во вторичный отстойник, а другая (циркуляционный расход) - вновь возвращается в денитрификатор.

Процесс биологической очистки может быть описан как непосредственный контакт загрязнений с оптимальным количеством организмов активного ила в присутствии соответствующего количества растворённого кислорода в течение необходимого периода времени с последующим эффективным отделением активного ила от очищенной воды.

Окисление органических загрязнений в аэротенках происходит за счёт жизнедеятельности аэробных микроорганизмов, образующих хлопьевидные скопления - активный ил. Часть органического вещества, непрерывно поступающего со сточными водами, окисляется, а другая обеспечивает прирост бактериальной массы активного ила.

Активный ил - это биоценоз организмов-минерализаторов, способных осаждать на своей поверхности и ферментативно окислять в присутствии кислорода органические вещества в сточных водах. Большая насыщенность сточной воды активным илом и непрерывное поступление кислорода обеспечивают интенсивное биохимическое окисление органических веществ, поэтому аэротенки являются одним из наиболее совершенных сооружений для биохимической очистки.

Наиболее важными факторами, влияющими на развитие и жизнеспособность активного ила, а также качество биологической очистки, являются температура, наличие питательных веществ, содержание растворённого кислорода в иловой смеси, значение рН, присутствие токсинов. Удовлетворительная работа аэротенков в значительной степени определяется также технологическим режимом эксплуатации, где основное значение имеют:

·        оптимальное соотношение между концентрацией загрязнений в поступающей воде и рабочей дозой активного ила (при уменьшении дозы ила возникает эффект повышения нагрузки и снижения качества очистки, при увеличении - затрудняется эффективность разделения ила и очищенной воды во вторичных отстойниках);

·        необходимое время контакта загрязнений с активным илом;

·        достаточная аэробность системы.

Эффективность очистки зависит, как известно, от структуры и биологических свойств активного ила. Структура хлопьев ила - это компактность, плотность, размер и флоккулирующие свойства. Биологические свойства ила - это количество и качество жизни в нём, биологическая активность, типы организмов, видовое разнообразие и т.д.

Активные свойства ила зависят от его возраста. Возраст активного ила - среднее время пребывания хлопьев ила в системе «аэротенк - вторичный отстойник». Его величина обратно пропорциональна скорости прироста ила. Чем больше нагрузки на ил, тем больше его прирост и больше объём избыточного ила, поэтому быстрее обменивается весь ил в аэротенках и, следовательно, уменьшается его возраст. При возрастании выноса ила уменьшается его прирост, ослабляются окислительные свойства и сокращается скорость извлечения субстрата: возраст ила увеличивается.

Если время пребывания жидкости в аэротенке колеблется от 3 до 10 часов, то время пребывания активного ила намного больше и измеряется сутками. Другими словами, если сточная вода проходит через аэротенк только один раз и довольно быстро, образующаяся биомасса неоднократно возвращается из вторичного отстойника.

К хлопьям активного ила предъявляются следующие требования: они должны извлекать загрязняющие вещества из воды, а сами хорошо отделяться от очищенной воды осаждением.

Молодые, активно растущие хлопья, способны быстро извлекать загрязняющие вещества, но могут иметь недостаточные свойства осаждения; вместе с тем, хорошо оседающий ил, может иметь пониженные силы окисления.

Оптимальный возраст ила учитывает и активность хлопьев, и способность их к осаждению. Молодые хлопья плохо флоккулируют, старые хлопья менее активны, но хорошо оседают.

В нашем конкретном случае оптимум был найден при 20-дневном возрасте активного ила.

Температура очищаемой сточной воды - важнейший фактор, воздействующий на скорость изъятия загрязняющих веществ при механическом отстаивании, интенсивность обмена веществ у организмов активного ила, потребление растворённого кислорода, и, следовательно, в целом на эффективность процесса биохимического окисления.

Оптимальные значения для удовлетворительного процесса биологической очистки находятся в диапазоне 16-23°С. Максимально допустимая температура для обеспечения жизнедеятельности аэробных организмов 40°С. От температуры сточной воды зависит эффект первичного отстаивания.

При понижении температуры скорость биохимических процессов в аэротенках замедляется. Повышение температуры влияет на увеличение скорости потребления кислорода активным илом, на уровень обмена и проницаемость оболочек бактериальных клеток. Успешнее протекают процессы не только окисления углеродсодержащих соединений, но и нитрификации и денитрификации. Для обеспечения удовлетворительной нитрификации оптимальная температура находится в диапазоне 20-25°С. При 9°С скорость нитрификации существенно снижается, а при 6°С она прекращается. Увеличение температуры более 25°С благоприятно влияет на процесс нитрификации, однако он начинает лимитироваться содержанием кислорода, растворимость которого при этом резко снижается. Скорость процесса денитрификации непрерывно возрастает при повышении температуры сточных вод вплоть до 40°С.

Работа вторичных отстойников ухудшается зимой (без подогрева) на 20 -30% в связи с понижением температуры воды, поступающей на очистку.

В нашем случае следует подогревать сточные воды до 22-23°С.

Изменение активной реакции среды в ту или иную сторону от 6,5 до 9,0 недопустимо при приёме сточных вод на очистные сооружения. Для удовлетворительной работы активного ила необходима нейтральная реакция среды 6,5 - 8,0. Понижение величины рН сточной воды приводит к снижению интенсивности обмена у бактерий, дефлоккуляции и плохой осаждаемости активного ила, а при падении рН ниже 5,0 бактерии антагонистически вытесняются грибами. Увеличение рН приводит к повышению интенсивности обмена у активного ила, а при сильно щелочной среде (рН более 8,5) клетки активного ила гибнут. Поддержание оптимальной реакции среды (6,7 - 7,8) очень важное условие для процессов биологической очистки.

Контроль рН ведётся постоянно и поддерживается в аэротенках на уровне 6,8 - 7,5 с помощью добавления кальцинированной соды.

Оптимизация необходима и в работе самопромывающихся фильтров ФС-700. Фильтры предназначены для глубокой доочистки хозбытовых сточных вод.

Таблица 4.2 Основные параметры фильтров ФС-700

Основные параметры	Величина
1	2
Номинальный объем, м3	2,1
Рабочий объем, м3	1,8
Скорость фильтрации м/час	не более 8,0
Фильтрующая площадь, м2	0,7
Высота слоя угля, м	2
Температура рабочей среды, оС		от + 2оС до+ 30оС
Габаритные размеры, мм: диаметр высота		960 4300
Наличие внутреннего антикоррозионного  покрытия		да

Перед началом процесса фильтрации в фильтре DynaCarbon необходимо удалить взвешенные твердые частицы, если они имеются, из воды, подаваемой в фильтрационную установку на активированном угле.

Кроме того, каждый фильтр (рис.4.2) должен быть оборудован отсечным клапаном (1), устанавливаемым на впускной трубе. Вода входит в фильтр через впускную трубу (2) и распределитель (3). Вода поднимается, проходя через опускающуюся ей навстречу угольную набивку (4), и, очищенная, через перелив (5) и выпускное отверстие (6) в верхней части фильтра выходит из фильтра. Из нижней части фильтра загрязнённый уголь поднимается эрлифтным насосом (7) в верхнюю часть углепромывного устройства (9) и, проходя через углепромывное устройство, ополаскивается встречным потоком чистого фильтрата. Очищенный уголь опускается на поверхность фильтрующего слоя (10) и снова участвует в процессе фильтрации. Промывная вода сливается через выпускное отверстие (11) для промывной воды.

Нижняя часть фильтра представляет собой распределительный конус (12), обеспечивающий равномерное продвижение угля через область фильтрации. Угольная загрузка фильтра движется вниз.

В качестве фильтрующей загрузки был выбран активированный алюмосиликатный адсорбент ГЛИНТ, описание которого приведено выше.

Работа напорных сорбционных фильтров ФНС-900 также должна происходит в строго определенных технологических рамках. Фильтр сорбционный предназначен для глубокой доочистки очищенных хозбытовых сточных вод перед сбросом в резервуар чистой воды.

Рис. 4.2. Схема самопромывающегося фильтра ФС-700

.Отсечной клапан; 2.Впускная труба; 3.Распределитель; 4.Угольная набивка; 5.Перелив; 6.Выпускное отверстие; 7.Эрлифтный насос; 8,9.Углепромывное устройство; 10.Фильтрующий слой; 11.Выпускное отверстие промывной воды; 12.Распределительный конус.

Таблица 4.3 Основные параметры фильтров ФНС-700

Основные параметры	Величина
Номинальный объем, м3	1,2
Рабочий объем, м3	0,7
Скорость фильтрации м/час	не более 8,0
Высота загрузки, м	1,0
Производительность, м3/час	8
Габаритные размеры, мм: диаметр корпуса высота	900 2310

Очищенные хозбытовые сточные воды тщательно фильтруются через загрузку фильтра, которая сорбирует осаждаемые примеси (растворенные органические вещества, тяжелые металлы).

Собранные примеси промываются в дренаж посредством водяной промывки. Панель управления настраивается таким образом, чтобы активизировать промывки в предварительно установленные дни и часы. Промывка напорного фильтра требуется через каждые 24 часа работы.

Промывка фильтра должна выполняться в периоды отсутствия потребления или минимального потребления водопроводной воды, т.к. для промывки фильтра используется насос для чистой воды.

Расход промывной воды составляет 7,5 м³/час, время промывки 6-8 мин.

Во время работы насос неочищенной воды контролируется системой контроля уровня в баке для чистой воды, а во время промывки он выключается по сигналу с панели управления.

В качестве наполнителя для напорных фильтров нами была выбрана каталитическая фильтрующая загрузка Birm, описание и характеристики которой были приведены выше.

Исходя из свойств каталитических загрузок одним из условий достижения отличных результатов в борьбе с марганцем является поддержание водородного показателя обрабатываемой воды в пределах 8,0 - 9,0. Но так как помимо марганца вода содержит еще и железо, то водородный показатель должен быть ниже 8,5, более высокий водородный показатель может стать причиной образования коллоидного железа, которое очень трудно отфильтровать. Необходимый водородный показатель 8,0 - 8,5 поддерживается подачей в промежуточную емкость, стоки из которой перекачиваются на очистку в блок фильтров, раствора каустической соды при помощи насоса-дозатора.

Подщелоченный сток с содержанием растворенного кислорода не менее 3 мг/л поступает на очистку сначала в самопромывающийся фильтр, загруженный адсорбентом ГЛИНТ, а затем в напорный сорбционный фильтр, загруженный фильтратом Birm.

В фильтрах в присутствии катализаторов происходит окисление растворенных железа и марганца, которое протекает по реакции:

4 Fe²⁺ + O₂ + 10 H₂O = 4 Fe(OH)₃ + 8 Н⁺

Mn²⁺ + O₂ + 2 H₂O = 2 MnO₂ + 4 H⁺

В результате окисления гидрооксид железа трехвалентного и оксид марганца двухвалентного выпадают в осадок и легко задерживаются в фильтрах. Обратная промывка фильтров легко позволяет удалить осажденные железо и марганец.

Таким образом в результате проведенного анализа нами было установлено, что первоочередной задачей, связанной с очисткой сточных вод, является модернизация системы очистки сточных вод от соединений марганца и железа.

Для этого надлежит:

·        В уже установленные на терминале самопромывающиеся фильтры поместить активированный алюмосиликатный адсорбент ГЛИНТ;

·        В уже установленные на терминале напорные сорбционные фильтры поместить фильтрующую каталитическую загрузку Birm;

Указанный путь модернизации линии очистки хозяйственно-бытовых сточных вод очистных сооружений ООО «Спецморнефтепорт Приморск» может по сравнению с рассмотренными выше альтернативами позволить отказаться от затрат, связанных с периодической закупкой и монтажом мембранных фильтров. Закупка необходимых фильтров,производство работ по их монтажу и вводу в эксплуатацию потребовало бы капитальных вложений в размере 9677400 рублей.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОДЕРНИЗАЦИИ СИСТЕМЫ ВОДООТВЕДЕНИЯ

Исходя из выводов предыдущего раздела очевидно, что затраты на оптимизацию работы линии очистки хозяйственно-бытового стока сводятся к закупке адсорбирующего алюмосиликатного сорбента ГЛИНТ и катализирующей фильтрующей загрузки Birm общей стоимостью в 240000 рублей.

При условии того, что срок эксплуатации, как фильтров, так и фильтрующих загрузок составляет 7 лет, был произведен расчет экономической эффективности, приведенный в табл.5.3.

Применение указанных реагентов позволит практически полностью удалить из хозяйственно-бытовых сточных вод соединения железа и марганца, что существенно снизит платежи за загрязнение окружающей среды.

Эффективность работы фильтров с новым типом загрузки составит

Э_{очистки}=98%

Это позволит кардинально снизить количества поступающих в акваторию соединений железа и марганца и тем самым привести сбросы к нормативно допустимому уровню. В свою очередь это приведет к многократному снижению затрат на платежи за загрязнение окружающей среды.

Порядок определения платы и ее предельных размеров за загрязнение окружающей природной среды, размещение отходов, другие виды вредного воздействия, утвержден постановлением Правительства Российской Федерации от 28 августа 1992 года №632 (с изменениями на 12 февраля 2003 года). Постановлением Правительства РФ от 12 июня 2003 года №344 установлены два вида нормативов платы по каждому ингредиенту загрязняющего вещества (отхода), с учетом степени опасности для окружающей природной среды и здоровья населения:

·        за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение отходов производства и потребления в пределах допустимых нормативов;

·        за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение отходов производства и потребления в пределах установленных лимитов (временно согласованных нормативов).

Сбросы ООО «Спецморнефтепорт Приморск» согласованы и находятся в пределах ВСВ, что отражено в табл. 5.1. Это обстоятельство является основной причиной высокой стоимости экологических платежей.

Расчет платежей производится организациями (индивидуальными предпринимателями) с применением нормативов платы и коэффициентов, учитывающих экологические факторы, утвержденные постановлением Правительства Российской Федерации от 12 июня 2003 года №344. При расчете используются дифференцированные ставки платы за негативное воздействие на окружающую среду, которые определяют умножением нормативов платы на коэффициенты, учитывающие экологические факторы по территориям и бассейнам рек, и при необходимости на дополнительный коэффициент 2 для особо охраняемых природных территорий, в том числе лечебно-оздоровительных местностей и курортов, районов Крайнего Севера и приравненных к ним местностей, Байкальской природной территории и зон экологического бедствия. Платежи рассчитываются исходя из массы загрязняющих веществ, поступающих в окружающую среду, указанных в выданных организациям разрешениях на выбросы, сбросы загрязняющих веществ и размещение отходов.

Согласно Нормативам платызасбросызагрязняющихвеществ вповерхностные иподземныеводныеобъекты (в ред. Постановления Правительства РФ от 01.07.2005 № 410) плата за сбросы загрязняющих веществрассчитывается по двум тарифам: в пределах НДС и в пределах ВСС, что отражено в табл. 5.1. Суммарный платеж по железу и марганцу составляетсущественную величину (табл.5.1).Для расчета платы необходимо использовать коэффициент, учитывающий экологические факторы района деятельности предприятия. Для Ленинградской области значение коэффициента экологической ситуации и экономической значимости для водных объектов составляет[8]:

 

К^в_э=1,51

При определении платы за загрязнение необходимо учитывать коэффициент индексации в текущем году. На 2014 год этот коэффициент составил:

К_инд=2,33

Коэффициент 2,33 необходимо применять к нормативам платы за негативное воздействие на окружающую среду, установленным постановлением Правительства РФ от 12 июня 2003 г. № 344

Плата за сбросы загрязняющих веществ в размерах, не превышающих установленные природопользователю предельно допустимые нормативы сбросов, определяется путем умножения соответствующих ставок платы на величину загрязнения и суммирования полученных произведений по видам загрязняющих веществ [8]:

- базовый норматив платы за сбросы загрязняющих веществ в размерах, не превышающих нормативно допустимых сбросов, руб. (постановление № 344). Величина норматива платы приведена в табл. 5.1 в числителе соответствующей ячейки.

Плата за выбросы загрязняющих веществ в пределах установленных лимитовопределяется путем умножения соответствующих ставок платы за разницу между лимитными и предельно допустимыми выбросами загрязняющих веществ и суммирования полученных произведений по видам загрязняющих веществ [8]:

Таблица 5.1. Расчет платы за загрязнение акватории соединениями марганца и железа ООО «Спецморнефтепорт Приморск» в 2014 году (до модернизации)

Загрязняющее вещество	руб./т	Кинд	Квэ	Кол-во вещ-ва, т/год	руб./год
Железо	55096 275480	2,33	1,51	1,00 0,38	193844 368304
Марганец	27548 137740	2,33	1,51	0,10 0,30	9692 484610
Итого				1,78	1056450

По данным, приведенным в табл. 5.1 количество соединений железа и марганца, поступающих со сточными водами в акваторию порта составляет 1,78 т в год. Сбросы обоих указанных веществ производятся как в пределах НДС, так и в пределах установленных лимитов сбросов (ВСС). Поэтому стоимость платы за сбросы составляет значительную для предприятия сумму. 1056,5 тыс. руб/год.

Теперь просчитаем стоимость модернизации существующей системы очистки и определим экономическую целесообразность внедрения предложенного способа удаления соединений марганца и железа из сточных вод.

Как указывалось выше, эффективность работы очистных сооружений при использовании новых фильтрующих материалов может составить 98%. Это приведет к снижению количеств веществ, поступающих в акваторию. Произведем расчет платы за загрязнение после модернизации системы водоочистки (Табл. 5.2):

Таблица 5.2. Расчет платы за загрязнение акватории соединениями марганца и железа ООО «Спецморнефтепорт Приморск»после модернизации системы водоочистки.

Загрязняющее вещество	руб./т	Кинд	Квэ	Кол-во вещ-ва, т/год	руб./год
Железо	55096	2,33	1,51	0,028	5427
Марганец	27548	2,33	1,51	0,008	775
Итого				0,036	6202

Стоимость фильтрующей загрузки составляет, как уже указывалось выше,240000 рублей. Других дополнительных затрат по сравнению с применявшимся ранее способом фильтрации нет, т.к. регламент технического обслуживания фильтров не изменяется. Следовательно, величина капиталовложений составит:

К=240 тыс. руб.

Эксплуатационные расходы по обслуживанию установки складываются из затрат на электроэнергию, заработную плату рабочим обслуживающим установку, техническое обслуживание.

С=З_ЭЛ+З_З/ПЛ+З_ТО(5.5)

Затраты на электроэнергию для функционирования фильтров отсутствуют, т.к.фильтры не потребляют электроэнергии.

Обслуживаниефильтровосуществляется одним оператором с заработной платой 50тыс руб./мес.

Итого:

З_З/ПЛ=50*12=600тыс.руб./год.

Тем не менее, указанные расходы не являются дополнительными, т.к. обслуживание фильтров осуществлялось и до замены реагентов на новые и замена не повлечет дополнительных расходов на обслуживание. Поэтому при проведении сравнительного анализа эффективности модернизации установки эту статью расходов учитывать не будем.

Техническое обслуживание установок фильтров согласно требованиям завода изготовителя заключается в периодической промывке фильтрующей загрузки обратным током жидкости и в восстановлении активности сорбента путем его обработки активатором. Промывка и обработка активатором требуют дополнительных затрат по сравнению с использующимся в настоящее время методом очистки и периодически выполняются штатными сотрудниками предприятия. Стоимость промывки и активации в год составляет согласно техническим условиям 18тыс руб.

Итого дополнительные эксплуатационные затраты составят:

С=З_ЭЛ+З_З/ПЛ+З_ТО=0+0+18000=18000руб./год.(5.6)

Анализируя результаты расчетов табл. 5.1 и 5.2. предотвращенный ущерб в натуральном выражении может быть определен как разница количеств веществ, предназначенных к сбросу до и после модернизации:

 

где ΔJ_t^н - натуральный предотвращенный ущерб, усл. т приведенноймассы загрязняющих веществ;

Анализируя результаты расчетов табл. 5.1 и 5.2. предотвращенный экономический ущерб быть определен как разница платежей за загрязнение, до и после модернизации:

 

Чистый интегральный эффект - Э_инт, представляет собой сумму текущих эффектов за расчетный период, приведенную к начальному шагу путем дисконтирования.

(5.7)

где ΔJ_t - предотвращенный ущерб, достигаемый на t-ом шаге расчета;

C_t - эксплуатационные затраты на t-ом шаге расчета;

t - номер шага расчета (t=0,1,2,…..Т);

Т - горизонт расчета (равен номеру шага окончания расчетного периода, который принимается равным сроку эксплуатации системы защиты). Срок службы фильтрующей загрузки согласно технической документации составляет 7 лет;

r - норма дисконта;

К - капитальные затраты (долгосрочные инвестиции) в установку. Согласно расчетам они составляют 240000руб.

Если Э_инт> 0, то мероприятие эффективно.

Индекс эффективности (ИЭ) - это отношение суммы приведенных (дисконтированных) эффектов к величине капитальных вложений.

(5.8)

где К - капитальные вложения в систему очистных или защитных сооружений.

Так как стоимость предлагаемой модернизации - 240000 руб., то окупаемость ее составит менее 1 года.

Таблица 5.3 Показатели эколого-экономической эффективности модернизации системы очистки

№ п/п	Наименование показателей	Единицы измерения			Значение показателей
1	2	3			4
1.	Капитальные вложения в систему очистки	тыс. руб			240
2.	Предотвращенный ущерб: натуральный экономический		усл. т. в год тыс. руб.	1,74
3.	Годовые текущие затраты на содержание и эксплуатацию системы		тыс.руб	18,0
4.	Годовой эколого-экономический эффект		тыс. руб.	997,9
5.	Чистый дисконтированный эффект, Т=7лет, r=0,06%		тыс. руб.	5589
6	Индекс эффективности			30
7	Срок окупаемости капитальных вложений		лет	0

Очевидно, что срок окупаемости затрат по переходу на прогрессивные методы очистки сточных вод составит менее года. Учитывая, что срок службы реагентов составляет 7 лет, можно сделать вывод, что данное предложение экономически оправдано.

Правильность сделанного вывода подтверждается еще и тем, что в приведенном расчете не учтен социально-экономический эффект от внедрения предложенного мероприятия. Этот эффект заключается в следующих основных составляющих:

1.      Увеличение рекреационной ценности прибрежных акваторий

.        Улучшение качества природных вод как поверхностных, так и грунтовых

.        Снижение заболеваемости населения заболеваниями желудочно-кишечного тракта и общего уровня заболеваемости в районе расположения предприятия

.        Снижение затрат бюджета на социальные выплаты по временной нетрудоспособности граждан

.        Увеличение рыбных запасов в прибрежной акватории

.        Вот далеко не полный перечень позитивных последствий от предложенной в настоящей работе модернизации системы водоотведения на ООО «Спецморнефтепорт Приморск»

 

6. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ.

Любой порт и нефтеналивной терминал в особенности являются источниками повышенной опасности как для персонала, так и для людей, находящихся поблизости от промплощадки.

Организацию и выполнение работ в данной отраслинеобходимо осуществлять в строгом соответствии с законодательством Российской Федерации об охране труда и прочих нормативно-правовых актов, в которых содержатся государственные нормативные требования в области охраны труда:

·        СНИП, правила по строительству и проектированию;

·        отраслевые и межотраслевые правила и типовые инструкции по охране труда;

·        правила безопасности, правила устройства и безопасной эксплуатации, инструкции по безопасности;

·        гос. стандарты системы стандартов безопасности труда Госстандарта России и Госстроя России;

·        гос. сан.-эпидем. правила и нормативы, гигиенич. нормативы, санитарные правила и нормы, утвержденные Минздравом России.

Особую опасность на территории порта и в акватории представляют танкеры, при аварийных ситуациях на которых, негативные последствия могут достигать регионального масштаба. В связи с этим в акватории порта и на его территории действуют особые правила безопасности навигации и погрузочно-разгрузочных работ.

При движении по Приморскому фарватеру скорость судна на первом, втором и третьем участках до буев №5 и № 6 не должна превышать 10 узлов. При скорости ветра более 20 м/сек плавание всех судов на акватории порта Приморск запрещается. По специальному разрешению капитана порта допускается движение аварийно-спасательных и пожарных судов. Информация о подходе передается в адрес капитана порта капитаном судна по радио или через морского агента (судовладельца) за 48 часов, вторично - за 24 часа и уточняется за 4 часа до подхода к району ожидания РОЖ-7. Капитан судна, следующего из заграничного рейса, не позднее, чем за 48 часов до подхода к месту встречи лоцмана, должен сообщить в адрес санитарно-карантинной службы (поста) (СКО\СКП) и морского агента сведения согласно морской медико-санитарной декларации (порт отправления, порты (страны) заходов за последние 4 недели рейса, наличие больных, подозрительных на инфекционное заболевание, наличие падежа грызунов и залета комаров). Капитан судна, имеющего на борту опасные грузы, должен дать дополнительно следующие сведения: -наименование груза и его свойства; -классификация груза по МКМПОГ; -количество; -расположение на судне. Ответственность за подготовку причала к швартовным операциям и безопасную работу швартовщиков несет администрация нефтеналивного терминала.

При использованиина территории порта методов работ, инвентаря, материалов, машин, конструкций, инструмента, транспортных и средств оборудования,технологической оснастки, не предусматривающихтребований безопасного производства работ, надлежит применять нормативно-правовые акты по охране труда субъектов Российской Федерации и производственно-отраслевые нормативные документы организаций.

Все действия на нефтеналивном терминале должны сопровождаться обеспечениемнадлежащего технического состояния технологического оборудования, инструмента, оснастки, средств коллективной и индивидуальной защиты.

Организации, осуществляющие производство работ с применением машин, должны обеспечить выполнение требований безопасности этих работ.

На нефтеналивном терминале перед началом работ,сопровождающихся производственным риском, необходимо выделить опасные зоны, где действуют постоянно или могут действовать опасные факторы.

К зонам действующих постоянно производственных опасностей на нефтеналивном терминале относятся:

·        места рядомс неизолированными токоведущими частями электроустановок;

·        места рядом с не огороженными перепадами высот 1,3 м и более;

·        места, где возможно превышение в воздухе рабочей зоны предельно допустимых концентраций по вредным веществам.

К зонам с потенциально опасными производственными факторамина нефтеналивном терминале относят:

·        участки территории рядом со строящимися зданиями и сооружениями;

·        зоны перемещения технологических машин и оборудования;

·        площадки, над которыми перемещаются грузы.

На терминале места нахождения работников необходимо располагать по возможности за пределами опасных зон.

По периметру зон действия опасных и вредных производственных факторов на терминале необходимо устанавливать защитные ограждения, а по периметру зон действия потенциально опасных производственных факторов следует устанавливать сигнальные ограждения и знаки безопасности.

До начала работ мастер обязан ознакомить работников с перечнем мероприятий по безопасности производства работ.

При возникновении в процессе перегрузки нефтепродуктов опасных или вредных производственных факторов, которые не предусмотрены нарядом-допуском, работы следует немедленно приостановить и возобновить только после выдачи нового наряда-допуска.

К сотрудникам нефтеналивного терминала, которые выполняют работы в условиях воздействия опасных производственных факторов, связанных с перегрузкой нефтепродуктов, в соответствии с действующим законодательством предъявляются дополнительные требования безопасности.

К выполнению подобных работ согласно действующему законодательству допускаются лица, не имеющие противопоказаний по возрасту и полу. Эти лица должны пройти медицинский осмотр и быть признанны годными к выполнению указанных работ. Указанные работники должны пройти обучение безопасным способам производства работ, инструктаж ТБ, стажировку, а также проверку усвоения знаний требований охраны труда.

Такелажные работы проводят только с исправными и проверенными подъемными и транспортными приспособлениями. Стропы должны быть испытаны. Нельзя пользоваться подъемными и транспортными механизмами меньшей грузоподъемности, чем это требуется. К выполнению такелажных, а также транспортных работ нельзя допускать неквалифицированный и необученный персонал.

При работе с подъемно-транспортными механизмами необходимо следить за тем, чтобы груз не переносили над людьми, оповещать сигналом о движении груза, не оставлять груз висящим на крюке дольше, чем это необходимо для выполнения операции. При погрузочно-разгрузочных работах нахождение людей в кузове автомобиля не допускается.

В местах, где канат касается острых углов или выступов машины, необходимо прокладывать подкладки из мягкого материала.

В сосудах, аппаратах и других металлических сооружениях с ограниченной возможностью перемещения и выхода из них разрешается работать электроинструментом классов I и II при условии, что только один электроинструмент получает питание от автономной двигатель-генераторной установки, разделительного трансформатора или преобразователя частоты с разделительными обмотками, а также электроинструментом класса III. При этом источник питания (трансформатор, преобразователь и т. п.) должен находиться вне сосуда, а его вторичная цепь не должна заземляться.

На нефтеналивном терминале при проведении огневых работ необходимо выполнять требования «Межотраслевых правил по охране труда при электро- и газосварочных работах».

При производстве электросварочных работ необходимо выполнять требования настоящей главы, ППБ, а также государственных стандартов.

Электросварщики должны иметь группу по электробезопасности не менее II.

При выполнении электросварочных работ в монтажной зоне необходимо:

·        не иметь на рабочем месте ничего лишнего, мешающего в работе;

·        детали и заготовки держать в устойчивом положении на подкладках и стеллажах;

·        не прикасаться к токоведущим частям, электрическим проводам (даже изолированным), кабелям, шинам и пр.;

·        следить, чтобы руки, обувь и одежда были всегда сухими;

·        не наступать на лежащие на полу детали, изделия, провода, обрезки металлов, доски и пр.;

·        не прикасаться к находящимся в движении частям механизмов;

·        не допускать загромождения рабочего места, проходов и проездов посторонними предметами;

·        содержать рабочее место в чистоте и порядке.

Места производства электросварочных и газопламенных работ на данном, а также на нижерасположенных ярусах (при отсутствии несгораемого защитного настила или настила, защищенного несгораемым материалом) должны быть освобождены от сгораемых материалов в радиусе не менее 7м, а от взрывоопасных материалов и оборудования - не менее 10м. При резке элементов конструкций должны быть приняты меры против случайного обрушения отрезанных элементов. Производить сварку сосудов и трубопроводов, содержащих под давлением любые жидкости или газы, заполненных горючими или вредными веществами или относящихся к электротехническим устройствам, не допускается без согласования с эксплуатирующей организацией мероприятий по обеспечению безопасности и без наряда-допуска.

Перед началом работ исполнители должны быть проинструктированы по правилам безопасного их проведения в данном производстве, должен быть проведен анализ воздушной среды на загазованность с регистрацией результатов в специальном журнале и оформленных актом. При длительных огневых работах, анализ воздушной среды должен проводить обученный и аттестованный персонал не реже, чем:

·        внутри помещений через каждые 30 мин;

·        на открытом воздухе - каждый час;

а также,

·        по требованию представителя пожарной охраны;

·        по требованию ответственного лица за проведение работ.

Огневые работы необходимо проводить в светлое время суток, в аварийных ситуациях - с использованием переносных светильников взрывозащищенного исполнения напряжением 12В.

Вблизи проведения огневых работ запрещается вскрытие люков, крышек аппаратов, слив и налив продуктов, проведение других операций, создающих загазованность и запыленность мест; а так же проведение каких либо строительно-монтажных работ. Исполнители должны быть одеты в соответствующую спецодежду.

Сварочные работы на открытом воздухе во время дождя, снегопада должны быть прекращены.

Места производства сварочных работ должны быть обеспечены средствами пожаротушения.

В электросварочных аппаратах и источниках их питания элементы, находящиеся под напряжением, должны быть закрыты оградительными устройствами.

Электросварочная установка (преобразователь, сварочный трансформатор и т.п.) должна присоединяться к источнику питания через рубильник и предохранители или автоматический выключатель, а при напряжении холостого хода более 70В должно применяться автоматическое отключение сварочного трансформатора.

Металлические части электросварочного оборудования, не находящиеся под напряжением, а также свариваемые изделия и конструкции на все время сварки должны быть заземлены, а у сварочного трансформатора, кроме того, заземляющий болт корпуса должен быть соединен с зажимом вторичной обмотки, к которому подключается обратный провод.

Запрещается использовать провода сети заземления, трубы санитарно-технических сетей (водопровод, газопровод и др.), металлические конструкции зданий, технологическое оборудование в качестве обратного провода электросварки.

Земляные работы на территории терминала могут быть начаты только с письменного разрешения руководства (соответственно) организации, местного органа власти и владельца этих коммуникаций. К разрешению должен быть приложен план (схема) с указанием размещения и глубины заложения коммуникаций. Местонахождение подземных коммуникаций должно быть обозначено соответствующими знаками или надписями как на плане (схеме) так и на месте выполнения работ. Производство земляных работ выполняют с оформлением наряда-допуска, в котором указываются необходимые меры безопасности.

При обнаружении неотмеченных на планах кабелей, трубопроводов, подземных сооружений, а также боеприпасов земляные работы следует прекратить до выяснения принадлежности обнаруженных сооружений и получения разрешения от соответствующих организаций на продолжение работ.

Перед началом раскопок кабельной линии должно быть произведено контрольное вскрытие линии под надзором персонала организации - владельца КЛ.

В зимнее время к выемке грунта лопатами можно приступать только после его отогревания. При этом приближение источника тепла к кабелям допускается не ближе чем на 15 см.

Место работ по рытью котлованов, траншей или ям должно быть ограждено с учетом требований действующих СНиП. На ограждении должны быть предупреждающие знаки и надписи, а в ночное время - сигнальное освещение.

При рытье траншей в слабом или влажном грунте, когда есть угроза обвала, их стены должны быть надежно укреплены.

В сыпучих грунтах работы можно вести без крепления стен, но с устройством откосов, соответствующих углу естественного откоса грунта.

Грунт, извлеченный из котлована или траншеи, следует размещать на расстоянии не менее 0,5 м от бровки выемки.

В грунтах естественной влажности при отсутствии грунтовых вод и при отсутствии расположенных поблизости подземных сооружений рытье котлованов и траншей с вертикальными стенками без крепления разрешается на глубину не более:

м - в насыпных, песчаных и крупнообломочных грунтах;

,25 м - в супесях;

,5 м - в суглинках и глинах.

Разработка мерзлого грунта (кроме сыпучего) допускается без креплений на глубину промерзания.

Работы по испытанию смонтированных трубных проводок необходимо проводить в присутствии и под руководством производителя работ или мастера. При проведении испытаний руководствуются указаниями по эксплуатации данной установки и СНиПе на монтаж приборов и средств автоматизации. В зоне испытаний не должно быть посторонних лиц.

Нефтеналивной терминал является зоной повышенной пожарной опасности. Ниже приведены правила пожарной безопасности, которые необходимо соблюдать при выполнении строительно-монтажных работ:

. Исполнители огневых работ (электросварщик) должны пройти специальную подготовку, иметь группу по электробезопасности не ниже II, пройти обучение по пожарно-техническому минимуму, иметь квалификационное удостоверение и удостоверение о проверке знаний по охране труда и талон прохождения пожтехминимума.

Перед началом работ все работники должны получить инструктаж по пожарной безопасности.

. Огневые работы следует выполнять в соответствии с действующими нормативно-техническими документами: ППБ 01-03 «Правила пожарной безопасности в РФ», утвержденные 18.06.2003 г., Правилами пожарной безопасности при эксплуатации магистральных нефтепроводов (ВППБ 01-05-99), Типовой инструкцией по организации безопасного проведения огневых работ на взрывоопасных, взрывопожароопасных объектах (РД 09-364-00), Типовой инструкцией по организации безопасного проведения газоопасных работ (утв. ГГТН СССР 20.02.85 г.); Правилами безопасности при работе с инструментами и приспособлениями; «Регламентом организации огневых, газоопасных и других работ повышенной опасности на взрывопожароопасных и пожароопасных объектах предприятий системы ОАО «Транснефть» и оформления нарядов-допусков на их подготовку и проведение».

. Огневые работы должны производиться с оформлением наряда-допуска и под непосредственным руководством ответственного за безопасное производство работ.

. Электросварочная установка должна иметь паспорт, инструкцию и инвентарный номер, под которым она записана в журнале учета и периодических осмотров.

Электросварочная установка на время работы должна быть заземлена. Помимо заземления основного электросварочного оборудования в сварочных установках следует непосредственно заземлять тот зажим вторичной обмотки сварочного трансформатора, к которому присоединяется проводник, идущий к изделию.

. Над сварочными установками, находящимися на открытом воздухе, необходимо устраивать навесы изнегорючих материалов. При невозможности устройства навесов производство электросварочных работ во время дождя или снегопада запрещается.

. Место проведения огневых работ должно быть очищено от сгораемых веществ и материалов в радиусе не менее 7 м, а от взрывоопасных материалов и оборудования (газогенераторов, газовых баллонов) - не менее 10 м. (ППБ-01-03).

. Места проведения огневых работ должны быть обеспечены средствами пожаротушения

. При перерывах в работе, а также в конце рабочей смены сварочная аппаратура должна отключаться. После окончания работ вся аппаратура и оборудование должны быть убраны в специально отведенные места.

. При проведении огневых работ запрещается:

·        приступать к работе при неисправной аппаратуре;

·        производить огневые работы на свежеокрашенных конструкциях и изделиях;

·        использовать одежду и рукавицы со следами масел, жиров, бензина, керосина и других горючих жидкостей;

·        хранить на сварочных постах одежду, ЛВЖ, ГЖ и другие горючие материалы;

·        допускать соприкосновение электрических проводов с баллонами со сжатыми, сжиженными и растворенными газами;

·        производить работы на аппаратах и коммуникациях, заполненных горючими и токсичными веществами, а также находящихся под электрическим напряжением.

. Территория объекта должна своевременно очищаться от горючих отходов, мусора, тары.

. Разведение костров, сжигание отходов и тары не разрешается в пределах охранной зоны магистральных нефтепроводов.

12. Огневые работы в помещениях или опасных зонах допускается производить при отсутствии горючих веществ в воздушной среде или наличие их не выше предельно допустимых концентраций по санитарным нормам. Огневые работы немедленно прекращаются в случае повышения концентрации выше ПДК у места их проведения. Эти работы могут быть возобновлены только после выявления и устранения причин загазованности и снижения концентрации паров (газов) до значений ПДК. Место, время, результаты взятия проб указываются в соответствующем пункте наряда - допуска. Ответственный за пожарную безопасность и за контроль загазованности воздушной среды является начальник объекта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенного анализа существующих методов очистки сточных вод от соединений марганца и железа и анализа рынка фильтрующих материалов нами был выбран и проанализирован теоретически метод каталитического окисления.

Итогом применения данной технологии может явиться планомерное уменьшение концентрации растворенного марганца и железа в очищенных сточных водах до показателей, колеблющихся в пределах следовых концентраций, что позволит добиться существенной экономии на экологических платежах.

Одним из положительных результатов проведенной работы является доказательство экономической целесообразности предложенной схемы модернизации системы водоочистки. Не изменяя существующей технологической схемы линии водоочистки очистки, что позволяет избежать больших капиталовложений, удастся добиться результатов, удовлетворяющих установленным нормативам предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ в водные объекты.

В настоящий момент можно с уверенностью утверждать, что комплекс природоохранных мероприятий, реализованный при строительстве нефтеналивного терминала в г.Приморск, и непрерывно осуществляемый при его эксплуатации в полной мере обеспечивает экологическую безопасность промышленного объекта, делает минимальной степень воздействия процессов производства на окружающую среду, предоставляет реальную возможность оптимального сочетания экономического развития страны и экологически безопасного качества жизни её граждан.

Реализация предложенной схемы модернизации очистных сооружений позволит кардинально снизить концентрации соединений марганца и железа в сточных водах нефтеналивного терминала и существенно улучшить состояние водных экосистем в районе деятельности предприятия. Реализация предложенных мероприятий позволит, как было показано в работе, достичь помимо экономического также определенного социально-экологического эффекта.

Для рационального природопользования следует, прежде всего, соблюдать принцип оптимизации. Он заключается в принятии наиболее целесообразных решений в использовании природных ресурсов и природных систем на основе одновременного экологического подхода, прогноза развития различных отраслей и географических регионов.

В соответствии с этим принципом, например, открытие картерных способов разработки полезных ископаемых имеет ряд преимуществ перед шахтной добычей по степени максимального использования сырья, но в то же время этот способ приводит к утрате плодородных почв. Оптимальным при этом остается сочетание открытых разработок с рекультивацией земель и восстановлением их плодородия.

Или с учетом этого принципа, например, целесообразным является перемещение некоторых лесоперерабатывающих предприятий в восточные районы страны, ближе к запасам сырья, что снижает нагрузку на истощенные запасы древесины в европейской части России.

Важным является также принцип комплексного использования ресурсов и концентрации производства с созданием территориально-производственных комплексов. Примером может служить Канско-Ачинский теплоэнергетический комплекс, базирующийся на крупных залежах углей.

Работа этого комплекса позволяет создать предпосылки для создания энерго- и ресурсосберегающих производств, использования вторичного сырья, снижения вредного влияния на окружающую среду.

Важно также применение принципа гармонизации отношений природы и производства. Он позволяет, с одной стороны, обеспечить высокие производственные показатели, а с другой, поддерживать благоприятную экологическую обстановку, максимально возможно сохранять и воспроизводить естественные ресурсы.

Ученые считают, что нужно заменить известную нам формулу производства: "товар-деньги-товар" на формулу: "природа-товар-деньги-природа", иначе все теряет свой смысл.

Экологическая концепция видит причину экологического кризиса не в развитии научно-технического прогресса, а в неправильном применении его достижений.

Например, не вырубались бы в таких объемах леса, если бы вся древесина использовалась в дело.

Не требовалось бы перерабатывать столько горных пород, если бы полезные ископаемые использовались комплексно и полно, а не выборочно, когда попутно часть сырья идет в отвалы.

Говоря о наступлении конца жизни человечества в связи с истощением энергетических ресурсов, ученые считают, что исчезновение одних природных богатств может быть компенсировано другими. Так, недостаток топливной энергии (уголь, нефть) компенсирует ветровая, солнечная, морская энергии. Недостаток продуктов питания можно компенсировать за счет использования подводного растительного мира океанов и морей, который содержит массу питательных веществ и является огромной кладовой для человечества. Сейчас по сравнению с прочими ресурсами он почти не используется.

Ученые считают, что необходимо приступить к созданию принципиально новой оболочки Земли - биотехносферы, состоящей из физической среды и включенных в нее технических устройств, контролирующих и в значительной степени оберегающих ее.

Чистота атмосферы одного государства не может быть обеспечена, если соседние государства имеют производства, которые загрязняют атмосферу (примеры - войны, атомные взрывы, кислотные дожди и т. д.).

Природа как интернациональный объект требует интернационального подхода к использованию и охране ее, и поэтому достижение этой задачи возможно при объединении всех государств земного шара.

Охрана окружающей среды тесно связана с экономической обусловленностью взаимодействия общества и природы, поскольку природопользование осуществляется в форме труда, а труд есть прежде всего процесс, совершающийся между человеком и природой. В общественном труде действуют экономические объективные законы, которые переплетаются с законами природы, вызывая конгломерат экономико-экологических отношений, требующий особого подхода.

Примеры: расчистка русла реки и заготовка песка не должны проводиться в период нереста; охота должна быть , только тогда, когда это не окажет отрицательного влияния на состояние дикой фауны. Рубка леса не допускается в период подсочки деревьев.

С другой стороны, человек, познав эти законы, должен принимать меры к тому, чтобы планомерно заставлять законы природы действовать для определенных целей.

Пример: зная вредителей сельскохозяйственных культур, можно научиться использовать их в качестве биологического средства борьбы. Так, например, фазан уничтожает как самого колорадского жука, так и его личинки.

Соблюдение требований охраны окружающей среды должно осуществляться прежде всего через задействование экономических законов производства. Например, взыскание с предприятий за нарушение ПДК выбросов в атмосферу вредных веществ из хозрасчетного дохода коллектива заинтересует такой коллектив принимать меры к максимальному снижению вредных выбросов из предприятия в данной местности.

Ведомственное разделение труда в производственной сфере неизбежно наносит вред единой и целостной природе, если не вести плановой согласованной работы в сфере природопользования. История взаимодействия человеческого общества и природы показала многочисленные факты нарушения природных условий, что привело к ряду отступлений.

-е отступление. В результате таких нарушений на грани экологического кризиса оказались Калмыкия, Приднепровье, Приднестровье, Донбасс, Урал, Кузбасс. Часть продуктов питания опасно использовать в пищу из-за насыщения их пестицидами, нитратами, радионуклидами (продукт Балтийского моря - треска).

-е отступление. Средства, выделенные на охрану окружающей среды, оказались неосвоенными или были использованы на другие цели, например в коммерции.

-е отступление. В связи с ростом населения и развитием производительных сил возросла нагрузка на окружающую среду. Старые методы защиты окружающей среды стали не пригодны. На первый план выступила потребность безотходных технологий производства при максимальной экономии природного сырья, но это не было сделано, и в отходы по-прежнему идет большое количество сырья, а производственная система требует увеличения интенсивности потребления ресурсов. Все это привело к большим загрязнениям природы (свалки городского мусора в лесах).

-е отступление. Игнорируется противоречие объективных экономических законов общества и природы, выражающееся в том, что при неправильном экономическом стимулировании результатов производства руководители могут вкладывать лишь незначительные средства в природоохранные мероприятия. Поэтому нужна радикальная увязка экономических интересов с экологическими.

Лишь в 1998 году было введено правило, согласно которому источником платежей за выбросы предприятиями вредных веществ является хозрасчетный доход.

-е отступление. В стране нет радикальной концепции экологизации хозяйственной деятельности, поэтому природоохранные мероприятия носят разрозненный, несистемный характер.

При нынешних темпах потребления сырья запасы каменного угля будут израсходованы через 1-1,5 века, природного газа - через 3 века и т. д.

Если в 50-е гг. земледелие велось преимущественно экстенсивными методами (распашка целинных и залежных земель, вовлечение в сельское хозяйство использования малопродуктивных земель), то начиная с 70-х гг. начался переход к интенсивным методам земледелия (мелиорация, химизация земель, внедрение интенсивных технологий), что привело к увеличению нитратов и нитритов в продуктах питания.

В настоящее время крайне необходимы строгий учет природных ресурсов в каждой области хозяйства, а также учет и оценка биологических ресурсов, которыми располагает человечество на Земле.

Состояние природных ресурсов оказывает влияние на глобальные климатические изменения и биоразнообразие. Сохранение огромных лесных массивов Сибири, например, поможет приостановить процесс глобального потепления, безопасная добыча и перекачка нефти и природного газа будут удовлетворять энергетические потребности без нанесения ущерба окружающей среде.

Здоровье людей во всем мире, будущие запасы продовольствия, лекарств в большой степени зависят от устойчивого развития и рационального использования обширного биологического разнообразия природных ресурсов всей планеты Земля.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.      Ванина Н.Н. Оценка технологического процесса очистки воды по состоянию активного ила. Фауна аэротенков (Атлас). Л.: Наука, 1984.

.        Гандурина Л.В. Характеристика синтетических флокулянтов, применяемых для очистки сточных вод. Журнал «Вода и экология. Проблемы и решения», 1 - 2006.

.        Гвоздяк П.И., Дмитриенко Т.М., Куликов Н.И. Очистка промышленных сточных вод прикрепленными микроорганизмами. Химия и технология воды. 1985. Т. 7, № 1.

.        Жмур Н.С. Методическое руководство по гидробиологическому и бактериологическому контролю процесса биологической очистки на сооружениях с аэротенками. ПНД Ф СБ 14.1.77-96.

.        Инженерно-экологические изыскания для строительства. М., 1997.

.        Карюхина Т.А., Чурбанова И.Н. Контроль качества воды. М.: Стройиздат, 1977.

.        Карюхина Т.А., Чурбанова И.Н. Химия воды и микробиология. М.: Стройиздат, 1983.

.        Кузнецов Л.М., Шмыков А.Ю. экологический менеджмент. Методические указания к практическим занятиям. СПб, СПбГЭУ, 2013г. 39с.

.        Левина Э.Н. Общая токсикология металлов. Л.: Медицина, 1972.

.        Лукашевич О.Д., Филичев А.С. Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) как инструмент повышения эффективности систем очистки воды, Журнал «Вода и экология. Проблемы и решения» 3'2006.

.        Луниных Н.А. Синтетические поверхностно-активные вещества и очистка сточных вод. Очистка промышленных сточных вод. М.: Госстройиздат, 1963.

.        Методика технологического контроля работы очистных сооружений городской канализации. - М.: Стройиздат, 1977.

.        Нефтепровод БТС-II. Очистные сооружения производственно-дождевых сточных вод. Специальные технические требования. М., 2004.

.        Нефтепровод БТС-II. Очистные сооружения хозяйственно-бытовых сточных вод. Специальные технические требования. М., 2004.

.        Никитина О.Г., Жмур Н.С., Горбань Н.С. Гидробиологический контроль работы городских очистных сооружений. Контроль качества природных и сточных вод. М.: Стройиздат, 1982.

.        ОР-06.00-74.20.55-КТН-006-1-03. Система управления окружающей средой.Планирование;

.        ОР-06.00-74.20.55-КТН-008-1-03. Система управления окружающей средой. Управление документацией;

.        ОР-06.00-74.20.55-КТН-011-1-03. Система управления окружающей средой. Управление операциями;

.        ОР-06.00-74.2055-КТН-005-1-03. Система управления окружающей средой. Обучение, осведомленность и компетентность персонала;

.        ОР-0б.00-74.20.55-КТН-003-1-03. Система управления окружающей средой. Структура и ответственность;

.        ОР-0б.00-74.20.55-КТН-018-1-03. Система управления окружающей средой. Руководство по управлению окружающей средой.

.        ОСН 014-89. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Охрана окружающей среды;

.        Очистные сооружения на объектах ОАО «АК «Транснефть». Нормы технологического проектирования. М., 2005.

.        РД 39-00147105-015-98. Правила капитального ремонта магистральных нефтепроводов (раздел 15. Охрана окружающей среды);

.        Ривьер Дж.В.М. Критический обзор методов обработки сточных вод. Микробиология загрязненных вод. Под. ред. Р. Митчелла. М.: Медицина, 1976.

.        Роговская Ц.И. Биохимический метод очистки производственных сточных вод. М.: Стройиздат, 1967.

.        Руководящий документ. АСУ ТП и ПТС Компании. Экологическая безопасность, обеспечиваемая АСУ ТП и ПТС. М., 1997.

.        Система экологического менеджмента ОАО «АК «Транснефть». М.,2005.

.        СНиП 3.05.04-85. Наружные сети и сооружения. Водоснабжение и канализация. М., 1990.

.        СНиП I II -42-80. Магистральные нефтепроводы (раздел 13. Охрана окружающей среды);

.        СНиП 2.05.0685. Магистральные нефтепроводы (раздел 9. Охрана окружающей среды);

.        Технологический регламент по эксплуатации сооружений очистки промышленно-дождевых и льяльных сточных вод ООО «Спецморнефтепорт «Приморск». М.: ФГУП «НИИ ВОДГЕО», 2006.

.        Технологический регламент по эксплуатации сооружений очистки хозбытовых сточных вод ООО «Спецморнефтепорт «Приморск». М.: ФГУП «НИИ ВОДГЕО», 2006.

.        Требования к производственному и государственному аналитическому контролю за сбросом загрязняющих веществ в составе возвратных вод. М.: Минприроды РФ, 1995.

.        Трубопроводная система ВСТО. Очистные сооружения хозяйственно-бытовых сточных вод. Специальные технические требования. М., 2009.

.        Фауна аэротенков. Под ред. Л.А.Кутиковой. Л.: Наука, 1984.

.        Хаммер М. Технология обработки природных и сточных вод. М.: Стройиздат, 1979.

.        Яковлев С.В., Карюхина Т.А. Биохимические процессы в очистке сточных вод. - М.: Стройиздат, 1990

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

Географическое положение нефтеналивного терминала.

 

Внешний вид терминала

Принципиальная схема очистки хозяйственно-бытовых сточных вод.

Схема механической очистки и усреднения хозяйственно-бытовых сточных вод.

Схема физико-химической и биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод.

Схема доочистки хозяйственно-бытовых сточных вод.

Схема блока напорных сорбционных фильтров

Схема реагентного хозяйства.