Источники и причины загрязнения окружающей среды

Основными источниками выделения загрязняющих веществ на АЗС являются:

· резервуары с нефтепродуктами (испарения нефтепродуктов - «большие и малые дыхания»);

· топливораздаточные колонки (испарения при заполнении бензобаков ав­томобилей);

· объекты очистных сооружений (испарения нефтепродуктов и сброс ос­татков (после очистки) в систему канализации);

· аварийные и непреднамеренные разливы нефтепродуктов на территории АЗС;

· неплотности технологического оборудования и коммуникаций;

· вентилляционные устройства производственных помещений АЗС и пунк­тов технического обслуживания, размещенных на территории АЗС;

· выбросы отработавших газов автотранспорта.

Основные причины утечки:

· переполнение резервуаров при сливе нефтепродуктов из автоцистерн, полуприцепов и прицепов;

· разъединение соединений в технологических обвязках и поломки в напорно-всасывающих трубопроводах резервуаров;

· переполнение топливных баков при заправке автомобилей;

· аварии на трубопроводах и обвязках колонок в результате старения ме­талла;

· неисправности раздаточных кранов и повреждения напорных рукавов;

· неисправность сливо-наливных устройств резервуаров и дыхательных клапанов, разгерметизация люков резервуаров;

· износ оборудования по мере выработки нормативного ресурса;

· недостаточный уровень технической подготовки и дисциплины обслужи­вающего персонала;

· недостаточный надзор за соблюдением правил эксплуатации АЗС и обо­рудования.

Степень загрязнения нефтепродуктами в каждом конкретном случае зависит от совершенства технологических процессов на АЗС, свойств топ- лив, условий хранения, приема и заправки.

Загрязнение почвы и водоемов возможно сточными, ливневыми и та­лыми водами, содержащими нефтепродукты. Загрязненные воды фильтру­ются через толщу грунтов и достигают уровня грунтовых вод, где происхо­дит их накопление и растекание по водоносному горизонту.

Загрязнение грунтов и подземных вод на территории объекта распреде­ляется неравномерно в виде отдельных пятен в местах утечек нефтепродук­тов. Поэтому реабилитационные работы проводятся на локальных участках максимального загрязнения.

Количество топлива, выбрасываемое в атмосферу при испарении, за­висит от объема паровоздушной смеси, концентрации и плотности паров топлива

 

, кг,

 

где:

G - масса топлива в объеме газового пространства, кг;

V - объем газового пространства, м³;

ρ_i - плотность паров топлива, кг/м³;

С_i - объемная концентрация паров топлива в газовом пространстве:

 

,

 

где:

Р_i - парциальное давление паров топлива, МПа;

Р_r - асболютное давление в газовом пространстве, МПа.

Истечение паровоздушной смеси при эксплуатации АЗС происходит в результате вентиляции газового пространства резервуаров за счет естествен­ной циркуляции воздуха через неплотности, в результате «больших и малых дыханий» резервуаров при заполнении и хранении топлив, а также в процес­се заправки техники при вытеснении парогазовой смеси из баков машин.

«Малые дыхания» вызываются суточными температурными колеба­ниями окружающей среды. В дневное время при повышении температуры воздуха поверхности резервуара нагреваются, давление и температура паро­газовой смеси повышаются, а испарение, особенно легколетучих фракций топлива, увеличивается. Возрастание давление в парогазовом пространстве влечет за собой срабатывание дыхательного клапана и выход паровоздушной смеси в окружающую среду. На величину испарения особенно влияет запол­нение резервуара топливом и связанный с ней объем газового пространства. При увеличении степени заполнения уменьшаются потери легких фракций от испарения. В ночное время при охлаждении топлива снижается давление парогазовой смеси и происходит обратное явление - воздух через впускной клапан поступает в газовое пространство резервуара.

«Большие дыхания» происходят при вытеснении паровоздушной сме­си в окружающую среду в процессе заполнения топливом резервуара, когда объем газового пространства уменьшается и срабатывает дыхательный кла­пан. Обратное явление - поступление воздуха в резервуар происходит при выдаче топлива из резервуара. Объем «большого дыхания» соответствует поступившему в резервуар количеству продукта.

Объем выбросов в результате «больших дыханий» растет при увеличе­нии числа циклов заполнения-опорожнения резервуаров и зависит от клима­тической зоны.

В общем объеме выбросов вредных веществ «большие дыхания» со­ставляют около 40 %, что создает иногда в рабочей зоне максимальные разо­вые концентрации, превышающие ПДК. При «малых дыханиях» ввиду заглубленности резервуаров объемы выбросов незначительны, поэтому при тех­нически исправной дыхательной аппаратуре загрязнения воздушной среды практически не происходит.

Пары топлива выбрасываются на каждой стадии процесса его слива- налива. При наливе бензина в резервуары на нефтебазе бензиновые пары вытесняются в воздушное пространство цистерн. При заполнении автоцис­терн и при сливе бензина из цистерны в подземные резервуары на АЗС, снова происходит вытеснение паров бензина (рис. 5.3, а и 5.4, а-б). С целью сниже­ния выбросов на автоцистернах устанавливается оборудование для улавли­вания (отвода) и рекуперации паров бензина (рис. 5.3, б и 5.4, в). Больше всего паров бензина вытесняется при заправке транспортного средства на АЗС. На каждый литр бензина, поставляемого на АЗС, происходит вытеснение 5-ти и более литров паров в процессе выдачи через ТРК. Кроме того, топливо испа­ряется, когда находится в топливных баках автомобилей.

 

 

Общие требования и рекомендации

С целью уменьшения опасности загрязнения окружающей среды неф­тепродуктами при проектировании, размещении, строительстве и эксплуата­ции АЗС предусмотрены соответствующие природоохраннные мероприятия, основой которых являются федеральные законы: «Об охране окружающей среды» №7-ФЗ от 19 января 2002 г.; «Об охране атмосферного воздуха», 1982; «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения», 1991 г.; «Об экологической экспертизе», 1995; «Об отходах производства и потребления», 1998 г.; «Водный кодекс», РФ 1995 г.; «О техническом регулировании» №184-ФЗ от 27.12.2003 г.. Экологические требования отражены также в «Правилах технической эксплуатации автозаправочных станций», Министерство энер­гетики, 2001 г. и «Рекомендациях по контролю качества нефтепродуктов на автозаправочных станциях», 1997 г.

На выбросы загрязняющих веществ должно быть разрешение по уста­новленной форме, выдаваемое органами по охране природы на основании утвержденных норм предельно-допустимых выбросов. Производственная деятельность АЗС не должна приводить к загрязнению окружающей природ­ной среды (воздуха, поверхностных вод, почвы) вредными веществами выше допустимых норм.

Для уменьшения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из ис­точников загрязнения АЗС рекомендуется:

 

 

 

Рис. 5.3. Способы слива нефтепродуктов из автомобильных цистерн в подземные резервуары:

а - слив без рекуперации паров, б - слив с рекуперацией паров; 1 - цистерна; 2 - атмосферный воздух;

3 - гибкий шланг для слива нефтепродуктов; 4 - наливная труба резервуара; 5 - пары углеводородов;

6 - нефтепродукт; 7 - труба для выброса паров в атмосферу; 8 - вентиляционный клапан;

9 - паровоздушное пространство резервуара; 10- коллектор для подачи паров в цистерну; 11 - гибкий шланг для подключения к паровому коллектору цистерны; 12 - труба для отвода

паров из резервуара

 

 

 

Рис. 5.4. Способы налива нефтепродуктов в автомобильные цистерны:

а - налив через верхнюю горловину цистерны без рекуперации паров; б - налив через нижний патрубок цистерны без рекуперации паров; в - налив через нижний патрубок цистерны с рекуперацией паров; 1- наливной стояк; 2 - выброс паров в атмосферу; 3 - цистерна; 4 - нефтепродукт; 5 - наливной стояк с гибким шлангом; 6 - выброс паров в атмосферу через воздушный клапан; 7 - подача паров в сборный коллектор цистерны; 8 - трубопровод на наливной площадке для отвода паров на утилизацию

 

· поддерживать в полной технической исправности резервуары, техноло­гическое оборудование и трубопроводы. Обеспечивать их герметичность;

· поддерживать техническую исправность дыхательных клапанов, своев­ременно проводить их техническое обслуживание и соответствующие регулировки;

· обеспечивать герметичность сливных и замерных устройств, люков смот­ровых и сливных колодцев, в том числе и при проведении операций слива нефтепродуктов в процессе их хранения;

· осуществлять слив нефтепродуктов из автоцистерн только с применением герметичных быстроразъемных муфт (на автоцистерне и резервуаре АЗС);

· не допускать переливов и разливов нефтепродуктов при заполнении ре­зервуаров и заправке автотранспорта;

· оборудовать резервуары с бензином газовой обвязкой;

· оборудовать резервуары АЗС и топливораздаточные колонки системами (установками) улавливания (отвода), рекуперации паров бензина;

· поддерживать в исправности счетно-дозирующие устройства, устройства для предотвращения перелива, системы обеспечения герметичности про­цесса слива, системы автоматизированного измерения количества слива­емых нефтепродуктов в единицах массы (объема), а также устройства тру­бопровода после окончания операции слива.

Для уменьшения выбросов в атмосферу топливо хранят, в основном, в подземных горизонтальных резервуарах, которые устанавливают на такой глубине, чтобы верхняя образующая цилиндрической части находилась на расстоянии 0,8... 1,2 м от поверхности земли.

Присутствие вредных веществ в воздухе рабочей зоны (пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки на которой находятся места постоянного или временного пребывания работающих) не должны превы­шать предельно допустимых концентраций (ПДК), мг/м³:

бензин в перерасчете на углерод 100;

масла минеральные 5;

окись углерода 20;

тетраэтилсвинец 0,005.

Для жилых районов ПДК бензиновых паров составляет (мг/м³):

среднесуточная 1,5;

максимальная разовая 5.

Вентиляционные установки производственных помещений АЗС долж­ны поддерживаться в исправном техническом состоянии. Эффективность работы вентиляционных установок принудительного действия должна еже­годно проверяться с отметкой в паспорте. При использовании специальных колонок вентиляционные выбросы могут подвергаться очистке адсорбцион­ным методом.

На территории АЗС необходимо периодически проверять загазованность окружающего воздуха. Отбор и анализ проб проводят в соответствии с тре­бованиями ГОСТ 12.1.005. Частота и место отбора проб определяются при­казом по предприятию, владеющему станцией, по согласованию с местными санитарно-эпидемиологическими станциями, и фиксируются в журнале ла­боратории, проводящей отбор и анализ проб.

Охрана поверхностных вод должна осуществляться в соответствии с Федеральным Законом «Об охране окружающей природной среды», Водным Кодексом Российской Федерации, ГОСТ 17.1.2.13 «Охрана природы. Гидро­сфера. Общие требования к охране поверхностных вод от загрязнения» и «Правилами охраны поверхностных вод». Условия отведения поверхностных сточных вод должны быть согласованы с организациями, эксплуатирующи­ми канализационные и водосточные сети и соответствовать СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения» и действующим правилам при­ема сточных вод в сети водоотведения».

Площадка для слива автоцистерны должна быть обвалована и выполне­на из материалов, обеспечивающих защиту почв и подпочвенных грунтовых вод от загрязнения нефтепродуктами. Допускается вместо обвалования ис­пользовать лотки, достаточные для улавливания возможных сливов.

На АЗС должна быть обеспечена своевременная очистка канализацион­ных сетей и очистных сооружений от осадков и уловленных нефтепродук­тов, замена фильтрующих материалов.

Владельцы АЗС должны организовывать лабораторный контроль хими­ческого состава сточных вод, сбрасываемых в водные объекты, на рельеф местности, в подземные горизонты, канализационные и водосточные сети.

Условия отбора проб должны оговариваться заблаговременно при заключе­нии договоров с химико-аналитическими лабораториями.

Накопление отходов и порядок обращения с ними определены в норма­тивных документах: «Предельные количества накопления промышленных отходов на территории предприятия», М., 1985 г., «Предельное содержание токсичных соединений в промышленных отходах и накопителях, располо­женных вне территорий предприятий», М., 1985 г., «Порядок накопления, транспортировки, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов. Минздрав СССР, М., 1985 г.».

Территория АЗС должна регулярно очищаться от производственных отходов, бытового, строительного мусора, сухой травы и опавших листьев, которые подлежат вывозу в места, определенные в установленном порядке. Места складирования, размещения производственных и бытовых отходов, а также допустимые их объемы (количества) для временного размещения на территории АЗС определяются на основании разрешения на размещение от­ходов производства и потребления, выдаваемого в установленном порядке.

Вывоз отработанных нефтепродуктов, уловленных осадков очистных сооружений, использованных фильтрующих элементов, бытового мусора осуществляется организацией, имеющей соответствующую лицензию на пра­во вывоза отходов в места, определенные для переработки и утилизации.

Бытовой мусор временно размещается в контейнерах с плотно закрыва­ющейся крышкой.

Загрязненные нефтепродуктами опилки, песок, другие материалы со­бираются в плотно закрывающиеся контейнеры, установленные в специаль­но отведенном месте. По мере накопления материала он вывозится на соот­ветствующий полигон.

Сжигать пропитанные нефтепродуктами материалы или отжигать пе­сок в необорудованнных для этой цели местах, в том числе и на территории АЗС, категорически запрещается.

Отработавшие масла должны приниматься на АЗС в специально обору­дованные для этой цели устройства, в соответствии с Инструкцией по орга­низации приема отработанных нефтепродуктов на автозаправочных станци­ях. Участок для приема отработанных нефтепродуктов, должен быть обору­дован на бетонной площадке эстакадой и сборником с поддоном. Сборник оснащен измерительными приборами для определения объема и массы при­нимаемых нефтепродуктов и герметически закрывающимся люком с надеж­ными запорами.

Нарушение требований природоохранного законодательства, установ­ленных нормативов выбросов и сбросов, размещения отходов и других усло­вий, оказывающих прямое либо косвенное влияние на состояние окружаю­щей природной среды и здоровье населения, влечет за собой приостановле­ние до устранения недостатков либо полное прекращение хозяйственной де­ятельности автозаправочной станции.

Системы улавливания (отвода) и рекуперации паров бензина

Система рециркуляции и отвода паров при сливе-наливе топлива из автоцистерн состоит из следующих устройств (рис. 5.5):

· коллектор сбора паров нефтепродуктов с внутренним диаметром не менее 100 мм;

· пневмоуправляемый клапан ввода/вывода паров (устройства дыхательные УД2-80);

· соединительные шланги между клапанами и коллектором;

· клапан пневмоуправляемый с огнепреградителем;

· устройство стыковочное, соединяющее коллектор сбора паров с прием­ным трубопроводом установки утилизации паров.

Оборудование для слива топлива из автоцистерны в резервуар АЗС с возвратом паров показано на рис. 5.6.

 

 

 

Абсорбционная система улавливания и рекуперации паров бензи­на (рис. 5.7). Система разработана ООО ИНОТЕХ, г. Москва.

Принцип работы установки заключается в абсорбции паров бензина из паровоздушной смеси в абсорбционной колонне маслом с молекулярной массой 180-190, охлажденным до -20°С с помощью холодильной установки с последу­ющим отделением бензина и возвратом абсорбента в технологический процесс.

Паровоздушная смесь компрессором подается в смеситель-теплообмен­ник, где смешивается с очищенным воздухом, охлаждается для удаления во­дяных паров и направляется в теплообменник, где отдает теплоту уходящему очищенному воздуху. Затем паровоздушная смесь (ПВС) поступает в абсор­бер, где пары бензина абсорбируются маслом при температуре -15...-20°С, которое предварительно захолаживается в компрессионной холодильной ус­тановке. Из абсорбционной колонны масло, содержащее бензин, стекает в емкость, откуда насосом через рекуперативный теплообменник подается в десорбер, где происходит разделение бензина от масла. При этом пар возвращается в десорбер, а жидкость сливается в

 

Рис. 5.7. Принципиальная схема абсорбционной системы улавливания и рекуперации паров бензина

 

в емкость. Далее масло подается на захолаживание, а паровая фаза (бензиновая) конденсируется в теплооб­меннике (дефлегматоре). Одна часть конденсата в виде флегмы подается в десорбер, другая часть (бензин) собирается в емкости.

Технические характеристики абсорбционной системы улавливания (АСУ):

· степень улавливания паров бензина из паровоздушной смеси 95-99%, в том числе из обедненных паровоздушных смесей с содержанием углево­дородов от 1-5%;

· габариты 1,5x0,8x1,2 м;

· большая глубина регулирования расходных характеристик, что позволяет обеспечивать полный прием ПВС как в период заполнения резервуара топливом, так и в процессе его хранения и заправки техники;

· производительность абсорбционных систем улавливания составляет от 18 до 28 тонн в год. С учетом улавливания выбросов паров бензина из бензобаков при заправке автомобилей фактическая производительность АСУ увеличивается в 3 раза и составляет от 54 до 84 тонн в год;

· количество потребляемой электроэнергии - 0,4...0,6 кВтч/кг бензина;

· расход оборотной воды (или антифриза) - 0,24м³/ч;

· очистка воздуха - до норм ПДК.

Важным достоинством данных АСУ является возможность их установ­ки на всех типах АЗС. Также возможны различные варианты использования АСУ и подключения их к дыхательным клапанам, что позволяет осуществ­лять модернизацию АЗС с минимальными затратами.

Отвод паров бензина при заправке техники осуществляется при по­мощи автоматического крана (рис. 5.8) и специальных приспособлений для герметизации

 

Рис. 5.8. Автоматический кран с отводом паров нефтепродуктов из топливного бака

автомобиля

бака, с применением коаксиальных рукавов и стыковочных со­единений с коллектором сбора паров, встроенного в ТРК.

Топливораздаточный кран ZVA, нашедший преимущественное распро­странение в Европе, имеет металлическое кольцо для всасывания паров над ограничителем заправочной горловины топливного бака.

Краны американских компаний имеют коаксиальный носик с перфора­циями, через которые всасываются пары бензина.

Благодаря большему внутреннему диаметру горловины топливного бака относительный расход топлива при одинаковых подачах насоса на 10-15% выше для крана ZVA. При расположении пароулавливающего носика выше носика наконечника и выше ограничителя заправочной трубки обеспечива­ется всасывание минимальных количеств топлива.

Отверстие перекрывающей системы американских кранов ограничено у перфораций, через которые пары всасываются под ограничителем запра­вочной трубки. При отсутствии вакуумного насоса определенное количество топлива может засасываться обратно.

Рукав для улавливания паров нефтепродуктов представляет собой коак­сиальный шланг, в котором пары всасываются через внутренний шланг с не­большим отверстием (сечение рукава на рис. 5.8).

 

Системы очистки сточных вод

В процессе эксплуатации АЗС образуются сточные воды, которые под­разделяют на производственные, бытовые и дождевые. Производственные сточные воды могут быть загрязненными и условно чистыми. Загрязненные сточные воды перед выпуском в водоем необходимо очистить в специальных сооружениях до действующих норм. Условно чистые воды могут быть по­вторно использованы, если их качество соответствует требованиям техноло­гического производства. При несоблюдении этих требований их необходимо сбрасывать в сеть производственно-дождевой канализации с отводом на очи­стные сооружения. Степень загрязнения сточных вод оценивается количе­ством примесей в единице объема воды: мг/л или г/м3.

АЗС должны иметь производственно-дождевую канализацию, бытовую канализацию и спецканализацию (для отвода вод, загрязненных этилирован­ными бензинами).

На автозаправочных станциях применяются локальные очистные со­оружения (песколовки, нефтеловушки, станции нейтрализации, флотаци­онные установки и т.д.), которые позволяют исключить сброс загрязнен­ных сточных вод, а предварительно очищенные сточные воды могут пода­ваться на очистные сооружения других предприятий, включая городские очистные сооружения.

Локальные очистные сооружения на АЗС должны обеспечивать очист­ку поверхностных сточных вод при проливах нефтепродуктов, аварийных ситуациях, загрязнений территории станции.

Основные требования к очистке поверхностных сточных вод:

· правильное планировочное решение территории объекта, обеспечиваю­щее полный прием поверхностного стока дождевой канализации;

· обеспечение очистными сооружениями приема расчетного количества сточных вод;

· надежность и экологичность очистных сооружений, круглогодичный ре­жим работы, наличие мероприятий по защите конструкции очистных со­оружений от коррозии.

Основным показателем работы очистных сооружений является каче­ство очистки. Промышленные и сточные воды перед сбросом с территории АЗС в городскую водосточную сеть или водоем, должны быть очищены до концентрации в них нефтепродуктов - 0,05 мг/л, взвешенных частиц - не более 10,5 мг/л.

Основные способы очистки: отстаивание, напорная или безнапорная фильтрация и сорбция.

Способ напорных фильтраций используется в очистных сооружениях фирм: «МосводоканалНИИпроект», «ЭКОС-95», «Волна» и «Эй-Джи-Сток».

Способ безнапорной фильтрации используется в очистных сооружени­ях фирм: «Уоттос», «Дювидаг», «Ручей», «Модуль-Эко». Технические харак­теристики некоторых проектов очистных сооружений приведены в табл. 5.8.

Курский институт экологической безопасности разработал и серийно выпускает унифицированный ряд высокоэффективных малогабаритных мо­дульных установок напорной флотации с 2-х и 3-х ступенчатой очисткой сточ­ных вод от нефтепродуктов производительностью до 20 м3/ч в сочетании с самотечными и напорными фильтрами и адсорберами. Эффективность очис­тки по взвешенным веществам - 90-95%, нефтепродуктам - до 98-99%. Для нефтеперерабатывающих производств, нефтебаз и АЗС выпускают установки: Инстеб-1/2.5; Инстеб-1/3.5 Фв-20.

 

Таблица 5.8.