CC BY
22УДК631.4
К ВОПРОСУ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕГАЗОВЫХ ОБЪЕКТОВ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
TO THE ISSUE OF WASTE WATERS PURIFICATION IN WEST SIBERIA OIL AND GAS FIELD FACILITIES
Л. А. Паршукова
L. A. Parshukova
Тюменский государственный нефтегазовый университет, г. Тюмень
Ключевые слова: отходы бурения; сточные воды; механическая и биологическая очистка Key words: drilling wastes; waste waters; mechanical and biological purification
104
Нефть и газ
№ 6, 2015
Понятие «окружающая среда» в последнее время приобрело исключительно важное значение и оказало громадное влияние на все ведущие отрасли промышленности, в том числе и на нефтегазодобывающую. Причем это влияние связано не с самим понятием окружающей среды, а с проблемой ее загрязнения.
Под техногенным загрязнением природной среды понимается такое антропогенное поступление в геосистему различных веществ и соединений, при котором превышается допустимая (пороговая) емкость геосистемы, то есть загрязнение определяется как совокупность процессов в природной среде при изменении в ней нормального фона концентраций веществ или их соединений [1].
По данным статистической отчетности, в ХМАО за 2014 год образовано около 1 459 тыс. т производственных отходов, из них основную долю составляют отходы бурения. Кроме того, за предыдущие годы на промплощадках было накоплено порядка 6,4 млн т отходов и, начиная с 1999 года, прослеживается увеличение их образования. В основном это связано с наращиванием объемов бурения и добычи нефти.
По статистическим данным (таблица 1), предприятиями округа за год было образовано:
• 1 класс опасности (чрезвычайно опасные) — 2,233 т;
• 2 класс опасности (высокоопасные) — 90293,067 т;
• 3 класс опасности (умеренно опасные) — 68910,714 т;
• 4 класс опасности (малоопасные) — 1299870,3 т.
Таблица 1
Статистика производственных отходов в ХМАО за 2014 год
Наименование видов и классов опасности отходов Наличие на предприятиях на начало года Образовалось на предприятиях за год Поступило от других предприятий Использовано Полностью обезврежено Передано другим предприятиям Размещено на объектах за год Наличие на предприятиях на конец года
всего из них всего из них в местах
для использования и обезвреживания для хранения для захоронения яин и Ё5 рх захоронения
1-й класс опасности 0,8661 2,233754 0,039 0 0 1,430474 1,40547 0,002 0,021 1,604456 1,604456 0 1,71049
Ртуть 0,866 2,23425 0,03905 0 0 1,428177 1,40593 0,002 1,02125 1,604717 1,604717 0 1,71016
2-й класс опасности 105930,29 90293,06 4531,36 >5742,3 1511,74 20847,7 20404,38 422,26 21,333 112445,70 112428,79 15,914 112535,74
Нефтепродукты 5440,90 6576,11 2214,83 (931,58 1341,47 3098,62 3093,64 2,32 2,66 4633,451 4633,871 0,58 4738,41
Серная кислота 46,9646 1624,77 0,528 19,467 90,562 1476,12 1475,68 0,02 0,42 85,778 75,891 7,887 78,231
Нефтешлам от КРС и ПРС 100176,44 19811,26 2 0 0 12638,1 12274,6 363,52 0 107351,58 107351,58 0 107351,58
Газоконденсат 10 61633,38 2314 ¡0681,4 0 3265,984 3265,98 0 0 10 10 0 10
Соляная кислота 2,539 3,901 0 0 0 0 0 0 0 6,44 1,923 4,517 1,923
Отработанный электролит 1,259 6,7864 - 0,105 0,3824 3,766 0 0 2,533 2,533 0 - 3,792
Отработанные масла 1,5 557,72 0 166,516 57,905 322,909 267,909 55 0 11,6 7,7 3,9 7,7
Прочие 251,645 10620,98 0 40,657 20,43 23,355 3,697 1,405 18,253 343,064 343,034 0,03 343,804
3-й класс опасности 972862,87 68910,71 2335,32 44821,7 14566,15 37551,43 35435,07 551,11 1564,74 >38891,77 883608,6 55283,1 891786,5
Нефтешлам 78134,06 20230,80 168,62 2960,42 12108,76 2527,45 2158,96 103,43 267,95 73691,51 73282,24 409,963 80526,9
Медь 53,052 75,828 0 0 0 76,358 72,729 3,629 0 52,157 52,057 0,1 52,557
Свинец 238,973 990,303 12,562 8,303 63,792 714,217 674,89 38,157 1,17 220,901 220,9 0,001 455,926
Цинк 0,005 0,213 0 0 0 0 0 0 0 0,005 0,004 0,001 0,217
№ 6, 2015
Нефть и газ
105
Передано другим предприятиям Размещено на объектах
и - 13 1 ^ О ! ►я м Поступило от других предприятий 1? Полностью обезврежено из них из них в местах
Наименование и классов опас] отходов 1 2 II ^ 1 и ® £ я ила Н || ю ч а н 3 о а § пс н всего для использования и обезвреживания для хранения для захоронения всего яин и Ё5 рх захоронения Е ° дг & я а ° нк 1 * § Н
Грунт, пропитанный 7693,417 2259,55 416,46 0,26 1915,40 257,07 161,571 2,17 93,329 8204,69 8175,09 21,6 8175,09
Отходы бурения 885628,1 6,455 369,97 0 0 30869,7 30863,3 0 6,455 855134,8 800589 545445,1 800589,6
Отработанные масла 304,031 1922,781 1353,583 1977,6 293,2 1083,03 921,498 61,75 0 283,844 283,84 0 326,553
Промасленная ветошь 821,386 1435,794 20,572 11,042 158,431 357,912 20,794 0,332 336,936 633,487 928,42 5,059 1745,30
Никель 0,001 0 0 0 0 0 0 0 0 0,001 0,001 0 0,001
Аккумуляторы отработанные 8,509 16,108 0 0,18 0 10,237 10,237 0 0 5,143 5,273 0,002 14,198
Подсланевые воды 0 449,005 0 0 0 449,005 230,905 218,1 0 0 0 0 0
Нефть 0 39861 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Прочие 22,601 1 800,164 0 3,185 33,436 1334,08 332,89 127,16 874,032 532,057 165,903 366,154 165,90
4-й класс опасности 4811233 1299870 149074 37750 162818,3 390043 235523,4 61692 92827,9 5334004 4264677 1075219 4594345,4
Отходы бурения 4720204,4 840772,3 2 520,68 22442 137928,2 173795 90876 50465,2 32454 (903175,3 4125894 777281,4 4449049,5
Древесные отходы 1494,92 99746,84 1 4423,0 0 7593,09 5922,22 1660,8 12,355 6,725 5,63 6,725
Металлолом 73692,95 99503,96 11966,68 590,98 0 122390 117462,8 4926,6 0,506 61091,02 61091,0 0 62181,99
Ил и шлам ХВО 12713 48461,58 0 424,3 51 0 0 0 0 58919,41 49899,9 9019,42 51680,06
Отработанные шины 1121,627 8218,94 19,543 149,86 8,6 7167,84 6274,60 675,65 217,57 1848,22 1848,68 1,387 2032,41
Строительные отходы 0 30485,68 9389,4 419,25 10382,5 3724,02' 20 3670,52 33,504 25349,31 800,31 25549 800,31
Твердые бытовые 111 96610 113644,9 566,46 9296,58 10310,3 414,981 1522,2 8373,1 187770,5 11082,9 177606,9 12585,6
Химреагенты 13 20,77 0 0 0 0 0 0 0 33,77 11,055 22,715 11,05
Воды кислых промывок 0 2639,82 0 0 0 0 0 0 0 2639,82 0 2 639,82 0
Основную долю отходов на территории округа составляют отходы бурения, которые в основном располагаются в шламовых амбарах.
Уровень загрязненности водоемов определяется природой загрязнителей и их количественным содержанием. Из всего многообразия загрязнителей наибольшую опасность представляет нефть.
С целью оценки нефтезагрязненности поверхностных вод сотрудниками НПЦ «Мониторинг» была составлена карта среднемноголетнего загрязнения открытых водных объектов (ОВО) ХМАО нефтью и нефтепродуктами в масштабе 1:1000000. Карта построена по различным, разнородным и разносезонным фактическим данным (включая материалы космических съемок (КС); основное количество относительно систематической информации приходится на период с конца восьмидесятых годов, фрагментарные данные имеются со второй половины 60-х годов.
Обработана вся собранная в НПЦ «Мониторинг» фактическая информация о нефтезагрязненности поверхностных вод: данные недропользователей, «Специализированной инспекции аналитического контроля по ХМАО», Обь-Тазовского филиала института СибрыбНИИпроект, Гидрометеослужбы, фактический материал, приведенный в различных научно-производственных отчетах и научно-исследовательских публикациях. Для определения среднемноголетнего загрязнения открытых водных объектов ХМАО нефтью и нефтепродуктами использовались также данные о нефтезагрязненности донных осадков [2].
106
Нефть и газ
6, 2015
Результаты ведомственного аналитического контроля недропользователей были критически проанализированы, увязаны с данными о нефтезагрязненности в этих и близлежащих районах по другим источникам информации, с аварийностью на нефтепромыслах и другими показателями воздействия нефтегазового комплекса на окружающую среду, с материалами космической съемки территории, и значительная часть их была отбракована как неточные или просто фальсифицированные данные.
Основным источником загрязнения открытых водных объектов ХМАО нефтью и нефтепродуктами являются предприятия нефтегазодобывающего комплекса. Существенный вклад в нефтезагрязнение судоходных рек вносит, особенно с начала развития Западно-Сибирского НГК и до середины 90-х годов, водный транспорт (в основном самоходный и нефтеналивной флот). Достаточно стабильным источником загрязнения близлежащих водных объектов нефтепродуктами являются сточные воды населенных пунктов.
В целом параметры нефтезагрязненности проточных речных вод характеризуются очень высокой вариабельностью, как сезонной, так и межгодовой. Стабильно чистыми являются лишь мелкие реки или верховья рек, удаленные от любых антропогенных объектов. Буровые сточные воды, составляющие до 60 % объема во-допотребления, не подвергаются очистке из-за больших затрат и отсутствия технологии, а сбрасываются в земляные амбары, где часть стоков испаряется, а часть фильтруется в грунт и загрязняет подземные воды. Таковы реалии сегодняшнего дня. Поэтому задача повышения качества очистки сбросов от загрязняющих веществ является весьма актуальной и обеспечивается внедрением новых технологий, интенсифицирующих процесс очистки, и налаживанием оптимальной эксплуатации очистных сооружений.
Для глубокой очистки производственных сточных вод до показателей, соответствующих ПДК сброса в водоемы рыбохозяйственного назначения, компания «Креал» разработала модульные установки очистки сточных вод типа БТ и БТФ.
В установках реализованы технологии очистки от органических веществ, азота и фосфора, а также доочистки сточных вод. Показатели очистки сточных вод на установках БТ и БТФ приведены ниже.
БПК полн, мг/л......................... 200/10 250/3
Содержание загрязняющих веществ, мг/дм3:
взвешенных................................200/10 200/4
нефтепродуктов..................до 1000/0,05-0,3 до 1000/0,05-0,3
азота аммонийного.................... 20/0,4 30/0,4
азота нитратного..........................1/4 1/4
азота нитритного..........................0,5/0,02 0,5/0,02
фосфора, фосфатов.......................3/0,2 6/0,2
В табл. 2 представлены характеристики установок БТ и БТФ.
Таблица 2
Характеристики установок БТ и БТФ
Установка Производительность, м3/сут Расход воздуха, м3/сут Потребляемая мощность, кВт, не более
БТ-25 10-25 20-М 1,2
БТФ-25 10-25 25-30 2,5
БТ-50 30-50 35 1,5
БТФ-50 60-100 40 3,0
БТ-100 60-100 60 2,2
БТФ-100 60-100 65 4,0
БТФ-150М2 100-150 125 6,0
Примечание. Установки БТ(Ф)-25 изготовляется в стандартных контейнерах 20/1, уста-
новки БТ(Ф)-50, БТ(Ф)-100 и БТФ-150М2 - в контейнерах 40р.
№ 6, 2015
Нефть и газ
107
Установка БТ работает по принципу биотенка-отстойника в режиме нитри-денитрификациии биологической дефосфотации. Сточная вода последовательно проходит три зоны.
В зоне 1 обеспечивается предварительная механическая очистка, уплотнение и стабилизация осадка, который периодически откачивается.
В зоне 2 протекают процессы биологической очистки в аэробно-аноксидных условиях системой мелкопузырчатой аэрации блоками плоскостной загрузки.
В зоне 3 происходит отделение активного ила в режиме тонкослойного отслаивания и его транспортировка в первую зону. Очищенная вода отводится через ус-реднительный лоток и обеззараживается на УФ-установке.
Установки БТФ дополнительно содержат блок доочистки стоков, выполняемый в двух модификациях (БТФ МЛ и БТФ М2) — запатентованная технология ООО «Креал».
Исследованиями по разделению органических загрязняющих примесей сточной воды, обладающих способностью биоразложения на фракции различного размера [1], установлено, что только 25 % загрязнений обусловливается растворенной формой органического вещества, остальная часть на 15 % — коллоидами (0,08-1 нм), на 25 % — суперколлоидами (1-100 нм) и на 35 % — осаждаемой органикой (> 100 нм).
Это означает, что 75 % органического вещества, состоящего из твердых взвесей (50 %) и органических коллоидов (25 %), может быть удалено осаждением. Органические вещества, присутствующие в виде коллоидов, должны быть переведены в осаждаемую форму, что осуществляется добавлением современных коагулянтов и флокулянтов. В частности, в России широко применяются различные виды коагулянтов «АКВА-АУРАТ» и флокулянтов Праестол.
Итогом такой интенсивной первичной очистки является перевод большей части органического вещества (60-75 %) в первичный осадок, и отнесение остаточной части (в основном растворенной органики) к нагрузке на последующую стадию биологической очистки [3, 4]. Это позволит сбрасывать очищенные сточные воды в воды рыбохозяйственного назначения.
Список литературы
1. Эль Ю. Ф., Решетилов Ю. Н. Концептуальные изменения в технологиях очистки сточных вод. // ВСТ. - 2009. -№ 5. - С. 57-63.
2. Одегард Н. Усиленная комплексная очистка сточных вод, основанная на применении коагуляции и псевдоожиженного слоя биопленки // Wat. Sci. Tech.-IWAPublishing. - v. 42. -№ 12.
3. Паршукова Л. А., Паршуков А. В., Леонтьев Д. С. О состоянии окружающей природной среды на предприятиях нефтегазового комплекса ХМАО // Нефть и газ Западной Сибири. - ТюмГНГУ. -2008.-С. 134-140.
4. О роли гидрофобного взаимодействия во флотации и флокуляции // Кол.ж. - 1990. - Т. 52. - № 5.-С. 858-860.
Сведения об авторе
Паршукова Людмила Александровна, к. т.
н., доцент кафедры «Бурение нефтяных и газовых скважин», Тюменский государственный нефтегазовый университет, г. Тюмень, тел. 8(3452)390363, e-mail: burenie@rambler.ru
Information about the author Parshukova L. A., Candidate of Science in Engineering, associate professor of the chair «Drilling of oil and gas wells», Tyumen State Oil and Gas University, phone: 8(3452)390363, e-mail: bure-nie@rambler. ru
108 Нефть и газ № 6, 2015
