Экологическая экспертиза воздушного объекта

Федеральное государственное бюджетное  образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Энгельсский технологический институт (филиал) СГТУ имени Гагарина Ю.А.

Кафедра ЭКОС

 

Расчетно-графическая работа

по дисциплине "Оценка воздействия на окружающую среду и экологическая экспертиза"

на тему: "Экологическая экспертиза водного  объекта. Нефтеперерабатывающий комбинат"

                                                                                    

 

 

                                                                                        Выполнил:

                                                                                                      

                                                                                                       Проверил:

 

 

 

 

 

 

 

                                                    

 

                                                               Энгельс, 2012 г. 

Содержание:

1. Проблема очистки сточных вод  НПЗ.

2. Расчеты.

3. Очистное оборудование.

4. Характеристика загрязняющих  веществ.

5. Выводы.

6. Список литературы.

 

Очистка нефтесодержащих  сточных вод

Необходимость улучшения  использования в стране водных ресурсов требует резкого наращивания  объемов оборотного водоснабжения, а также очистки промышленных сточных вод до уровней содержания примесей, позволяющих сброс стоков в водоемы. Важное значение в связи с этим приобретает очистка промышленных сточных вод от нефти и нефтепродуктов, которые, по данным ЮНЕСКО, относятся к числу десяти наиболее опасных загрязнителей окружающей среды.

Наряду с крупными водоемкими нефтеперерабатывающими и нефтехимическими заводами, машиностроительными и  другими предприятиями, генерирующими  достаточно огромный поток нефтесодержащих  сточных вод, но в то же время в  большей степени охваченными  оборотным водоснабжением, существуют многочисленные небольшие предприятия  типа авторемонтных заводов, центров  обслуживания автомобилей, нефтебаз и  других, очистка нефтесодержащих  стоков которых является актуальной проблемой.

Особенно велик объем  условно чистых сточных вод предприятий  и дождевых вод, содержащих нефтепродукты  в относительно небольших концентрациях. Именно на небольших предприятиях чаще всего отсутствует полная, а зачастую даже частичная очистка сточных  вод, результатом чего является сброс  в водоемы неочищенных стоков, загрязненных нефтепродуктами, маслами, тетраэтилсвинцом, неорганическими  и другими соединениями, являющимися  токсикантами для водных биоценозов.

Очистка промышленных стоков сложна и трудоемка, несмотря на наличие разнообразных эффективных методов. Следует отметить, что нет универсальных схем очистки. Как показывает опыт, при проектировании конкретных очистных технологий в расчет должны приниматься определенные и конкретные показатели. Наряду с другими, учитываются территориальные, часто финансовые и эксплуатационные возможности. Так, например, использование в схемах очистки нефтесодержащих стоков для коагуляции, флотации, фильтрации возможных недорогих местных реагентов и фильтрующих загрузок может помочь достаточно эффективно решать проблему стоков, не только для повторного использования их после очистки, но и при достижении регламентированного (ПДК) уровня загрязнений сброса очищенных стоков в городскую канализацию и даже в поверхностные воды водоемов.

Следует отметить, что после  существующих очистных сооружений (отстойники, фильтры, коагуляторы, флотаторы) концентрации нефтепродуктов в воде составляют от 2-3 до 515 мг/л, что требует разбавления, так как при сбросе стоков в водоемы в черте города концентрации нефтепродуктов в них должны соответствовать допустимым концентрациям (ПДК) нефтепродуктов в воде водоемов, что составляет 0,3 мг/л в водоемах хозяйственно- питьевого и культурно-бытового водопользования и 0,01-0,05 мг/л в водоемах рыбохозяйственного назначения.

Только использование  эффективных фильтрующих загрузок типа активированных углей и ультрафильтрационных методовглубокой очистки позволит достигать допустимых остаточных концентраций примесей в воде. Но такая очистка сопровождается дополнительными затратами.

Специалисты Великобритании и других стран после обсуждения проблем загрязнения и очистки  нефтесодержащих стоков выступили  с предложением разработки международных  рекомендаций в отношении методов  мониторинга и анализа нефтезагрязнений вод.

Основные элементы новой  генеральной концепции охраны от загрязнений водоемов РФ:

-недопустимость использования естественных водоемов в качестве приемников сточных вод;

-переход от контроля за уровнем загрязнения водоемов к управлению качеством воды;

-рациональное, экономичное использование пресной воды с помощью научно обоснованных норм потребления в промышленности и т.д.;

-максимальное снижение общего количества сточных вод, степени их загрязнения, а также предельное сокращение сброса в водоемы даже очищенных сочных вод;

-переход от нормирования качества воды в водоемах к регулированию качества и состава сточных вод, определению допустимого содержания загрязнений в очищенных стоках;

-контроль и надзор не только за уровнем загрязнения водоемов, но и за внедрением технической политики в области комплексного использования охраны водных ресурсов.

Среди основных путей реализации новой генеральной концепции  первостепенное стратегическое значение приобретает введение лимитов водопотребления  и нормативов платы как за чистую воду, так и за сброс загрязненных вод, а также введение единой общегосударственной  службы контроля качества воды.

В связи с вышесказанным  внедрение эффективных схем очистки  нефтесодержащих стоков, в том  числе на предприятиях с относительно небольшим объемом водопотребления, может оказаться дешевле государственных  штрафных санкций.

Несмотря на то, что проблема очистки нефтесодержащих сточных  вод существует не один десяток лет, она полностью практически так  и не решена. Поэтому очистка нефтесодержащих сточных вод, особенно мелких и средних предприятий, дающих в сумме огромное количество стоков, трудно поддающихся обработке обычными способами, - актуальная задача.

 

 

Расчеты

1. Нахождение ПДС:

ПДС = С_пдс*q = 137,3314*0,0172 = 2,3621 мг/л

2. Нахождение концентрации предельно допустимого сброса:

С_пдс = n*(ПДК - С_ф) + С_ф = 548,32558*(0,5-0,25) + 0,25 = 137,3314 мг/л

3. Нахождение фоновой концентрации  в растворе:

С_ф = 0,5*ПДК = 0.5*0.5 = 0.25 мг/л

4. Расчет кратности общего  разбавления:

n = n_н*n_o = 1*548,32558 = 548,32558

где n_н = 1;

n_о = (q + y*Q)/q = (0,0172 + 0,1569*60)/0,0172 = 548,32558

5. Расчет коэффициента смешения:

у = (1 - exp(-α*L^0.333))/(1+(Q/q)* exp(-α*L^0.333)) = (1 - exp(-0.64923*1000^0.333))/(1+(60/0.0172)* exp(-0.64923*1000^0.333)) = 0.1569

α = ϕ*ξ*(D/d)^0.333 = 1,0929*1*(0,0036/0,0172)^0.333 = 0.64923

ϕ = L/L_пр = 1000/915 = 1,0929

D = V_cp*h_cp/200 = 0,15*4,8/200 = 0,0036

6. Расчет концентрации загрязняющего вещества в контрольном створе:

С_р = (С_ст*q + С_ф*у*Q)/(y*Q + q) = (47*0,0172 + 0,25*0,1569*60)/(0,1569*60 + 0,0172) = 0,3353

 

7. Проверка правильности  расчета:

n₀₁ = (С_ст - С_ф)/(С_р - С_ф) = (47 - 0,25)/(0,3353 - 0,25) = 548,0657

8. Расчет массы выброса после очистки:

С_створа = 100 %

Х₁ - 85 % - эффективность очистки нефтепродуктов в тонкослойных отстойниках

Х₂ - 95% - эффективность доочистки нефтепродуктов в сорбционной колонне

Х = (1 - (1 - 0,85)*(1-0,98))*100 % = 99,7 %

Х = С_створа*99,7 %/100 % = 47*99,7/100 = 46,859 мг/л

С'_створа = С_створа - Х = 47 - 46,859 = 0,141 мг/л

С'_створа = 0,141 < ПДК = 0,5

Следовательно, очистка  предложенным способом достаточно эффективна.    

 

 

Оборудование для  очистки сточных вод

 

1. Многоярусный отстойник нефтеловушка с перекрестным движением

Конструктивная схема  многоярусного отстойника нефтеловушки с перекрестным движением рабочего потока жидкости и выделенного осадка, разработанная и рекомендуемая НИИ ВОДГЕО, изображена на рис.4. Нефтеловушка изготовлена из железобетонного резервуара 12 прямоугольной формы. Отличительной особенностью является наличие двух зон отстаивания 3 и 5, имеющих самостоятельные приямки 1 для осадка. Сточная вода подается в первую зону грубой очистки 3 точно так же, как и в обычной емкостной нефтеловушке. В этой зоне из воды выделяются крупные капли нефти и песок. Наличие этой зоны позволяет отказаться от применения песколовок на очистных сооружениях.

 

После извлечения крупнодисперсных загрязнений, поток воды поступает  в вертикальный канал пропорционального  водораспределительного устройства, служащего  для распределения воды по сечению  второй зоны. Водораспределительное  устройство 4 расположено между первым и вторым приямками. Распределенный по сечению второй зоны поток жидкости поступает в пространство, разделенное  параллельными пластинами на ярусы 6. Пластины объединены в блоки 7. Расстояние между блоками и распределительным  устройством должно обеспечивать проход скребка.

 

При движении рабочего потока в ярусах выделяются мелкодисперсная  нефть и взвешенные вещества. Капли  нефти всплывают к верхним  пластинам яруса, укрупняются и  движутся вверх по образующей яруса  к периферии, а затем поднимаются  на поверхность воды.

 

 

 

Рис.4. Многоярусный отстойник  нефтеловушка с перекрестным движением рабочего потока жидкости

и выделенного осадка и нефти: 1 - приямок для осадка; 2 - впускное устройство; 3 - зона грубой очистки; 4 - распределительное устройство; 5 - зона тонкой очистки; 6 - ярусы; 7 - блок пластин; 8 - полупогруженная перегородка; 9 - водослив; 10 - водоприемный лоток; 11 - зазоры, перегораживаемые щитками; 12 - корпус; 13 - скребок; 14 - лоток

 

Осадок, выделяющийся в  ярусе, по наклонным пластинам сползает к осевой части нефтеловушки. В пространстве между блоками осадок, свалившийся с пластин, оседает в лотке 14, из которого скребковым транспортером 13 перемещается в приямок. Так как выделенный осадок концентрируется практически по оси нефтеловушки, для сбора осадка предусматривают лоток трапецеидальной формы, что значительно упрощает конструкцию скребка и облегчает работу приводного механизма. Осадок, накопившийся в приямках, удаляется гидроэлеватором.

 

Задержанную в нефтеловушке нефть, как в первой, так и во второй зонах, удаляют через поворотные нефтеприемные трубы. Поток очищенной воды после полочных блоков проходит под полупогруженной перегородкой 8 и переливается через водослив 9 в водоотводящий лоток 10, из которого отводится за пределы очистных сооружений.

 

При монтаже блоков в  объеме нефтеловушки, работающей по перекрестной схеме, пластины соответствующих ярусов в соседних по длине блоках должны строго стыковаться между собой. Рекомендуется даже предусматривать выпуск пластин из каркаса блока. В этом случае пластины в соседних по длине блоках укладываются внахлест. Во всех конструкциях тонкослойных отстойников нефтеловушек пространства между рядом стоящими блоками в центральной части, а также между блоками и боковыми стенками перегораживают легкими съемными щитками, чтобы предотвратить попадание туда рабочего потока и гарантировать его движение только в ярусах.

 

Перекрестная схема  отличается от противоточной более  простой конструкцией распределительных  устройств и лучшим гидравлическим режимом в межполочном пространстве. Однако при использовании перекрестной схемы для создания жесткости параллельных пластин, объединенных в блоки, требуется увеличивать толщину пластин, что приводит к возрастанию капитальных затрат, а устройство на пластинах гофр или ребер жесткости означает потери полезной высоты отстаивания. При противоточной схеме пространство между параллельными пластинами можно секционировать перегородками, которые увеличивают жесткость блока, и это позволяет изготавливать пластины из тонких листов (толщиной 0,2-0,45 мм). В таких блоках исходный поток делится на отдельные потоки, движущиеся в самостоятельных каналах. Такие отстойники за рубежом получили название трубчатых. Их преимущество заключается в том, что при одинаковых гидравлических нагрузках движение потока в них является более ламинарным, чем при перекрестноточной схеме, поэтому обеспечивается большая эффективность разделения.

 

При содержании в воде тяжелых нефтепродуктов ярусы тонкослойного  отстойника любой конструкции могут  постепенно забиваться шламом. Проектированию многоярусных нефтеловушек должны предшествовать экспериментальный выбор материала пластин и определение угла их наклона.

 

2. Сорбционная колонна

 

Сорбционная колонна (Сорбционный  фильтр) предназначена, прежде всего, для  удаления нефтепродуктов из сточных  вод коммуникационных сооружений и  автостоянок, с территорий разливных  цехов и складов масел и  нефти и из цехов, в которых  используются нефтепродукты. Сорбционный  фильтр SK.1 применяется для доочистки  этих сточных вод  до нормативного уровня содержания нефтепродуктов (максимально  до 0,05 мг/л).

 

Примененный сорбционный  материал Фиброил (FIBROIL) представляет собой адсорбционное средство, которое способно улавливать на своей поверхности вещества с низкой величиной поверхностного напряжения (как, например, нефтесодержащие вещества, хлорированные углеводороды, растительные масла и жиры). Улавливание является более интенсивным в случае веществ с более низким поверхностным напряжением, веществ с более высокой вязкостью и веществ с более полярным характером структуры.

Сорбционный фильтр SK.1 не предназначен для очистки других сточных вод, прежде всего коммунальных стоков и  вод с более высоким содержанием  нерастворенных веществ (выше 10 мг/л), потому что вследствие этого значительно  понижается долгосрочная эффективность  сорбентаы. Некоторое ухудшение эффективности может причинить и повышенное содержание синтетических поверхностно- активных веществ (выше 2%).