Нормативы по очистке сточных вод

Нефть и нефтепродукты, поступая в водоемы, образуют разные формы ее загрязнения: плавающую на воде нефтяную пленку, рас­творенные или эмульгированные в воде нефтепродукты, осевшие на дно, а также адсорбированные грунтами тяжелые фракции нефти и нефтепродуктов. В результате в местах спуска стоков изменя­ются физические свойства воды (меняется цвет и прозрачность, вкус и запах), а при сильном ее загрязнении изменяются ее химические свойства и состав (снижается содержание кислорода, увеличивается окисляемость и т. д.).

Сточные воды, содержащие нефтепродукты в концентрациях выше 16 мг/л, смертельны для рыбы и ее молоди, а гибель личинок рыб наблюдается при концентрации нефтепродуктов в воде уже более 1,2 мг/л.

При концентрации нефтепродуктов выше 0,1 мг/л портятся вку­совые качества воды, а мясо рыбы приобретает неприятный нефтя­ной привкус даже при 0,1—0,08 мг/л.

Одним из важнейших мероприятий по проблеме охраны водоемов от загрязнения является нормирование сброса их в водоемы, т. е. разработка биологических обоснований и требований к предельно допустимым нормам очистки и обезвреживания сточных вод и к усло­виям их сброса в водоемы. В основу таких норм положено требова­ние не к составу сточных вод, а к составу и свойствам воды водоемов, в которые они поступают, и определение предельно допустимых концентраций вредных веществ и их комплексов в воде различных водоемов; при этом учитывается категория данного водоема, гидро­геологические и гидробиологические факторы. Исходя из этих условий, на нефтебазах, расположенных в районах рек и водоемов, сброс производственных сточных вод осуществляется через очистные сооружения с учетом степени возможного смещения и разбавления этих вод с водой водоема, которая должна соответствовать нормам.

Нормы предельно-допустимых концентраций нефти и нефтепродуктов в рыбохозяйственных водоемах не должны превышать 0,05 мг/л, а в водоемах санитарно-бытового водопользо­вания соответственно: бензола — 0,5 мг/л, сероуглерода — 1,0, неф­ти — 0,1—0,3, керосина 0,3 и бензина — 0,1 мг/л.

Для определения концентрации нефти и нефтепродуктов в воде пользуются двумя методами — качественным и количественным. Качественный метод заключается в определении наличия углеводородов нефти в воде по окраске ее поверхности в цвета радуги и по запаху, который легко обнаруживается уже при содержании 0,2 мг нефти или нефтепродуктов в 1 л воды (0,2 мг/л). Количе­ственный метод заключается в экстрагировании (извлече­нии) углеводородов нефти легким бензином или серным эфиром в делительной воронке. Эфирные вытяжки собирают в стаканчик. После испарения эфира или легкого бензина по привесу стаканчика находят содержание углеводородов, выражая его в миллиграммах на 1 л воды.

Количество углеводородов нефти или нефтепродуктов в воде определяют в лабораторных условиях, используя при этом такие приборы, как аналитические весы, ультрафиолетовые анализаторы (основанные на фотометрическом методе спектрального анализа), механические экстракторы (для извлечения из воды нефти и нефте­продуктов) и др.

Допустимые нормативы качества сточных вод, рассчитанные в соответствии с утвержденными правилами, устанавливаются для каждой нефтебазы (и других объектов транспорта и хранения нефти, нефтепродуктов и газа) органами по использованию и охране вод­ных ресурсов.

 

Способы очистки сточных вод

Производственные стоки нефтебаз и перекачивающих станций магистральных нефтегазопроводов весьма различны по характеру и количеству загрязнений, поэтому применяются различные методы очистки, в том числе механические (отстаивание), механо-химические (коагуляция, нейтрализация, отстаивание), физико-химиче­ские (ионный обмен, сорбция) и биохимические.

Механической очисткой называют метод отстаива­ния, применяемый для выделения из сточных вод нерастворенных веществ.

При коагуляции в сточные воды добавляют реагенты-коагулянты, которые при растворении в воде образуют хлопья, способствующие адсорбции тонкодиспергированных и коллоидных веществ, составляющих загрязнения сточных вод, и выпадению их в осадок.

При нейтрализации в очищаемые сточные воды вводят реагенты, входящие в химические реакции с загрязнениями, в ре­зультате чего они переводятся в новые безвредные соединения, частично выпадающие в осадок или выделяющиеся в виде газов.

Под ионным обменом понимается извлечение анионов и катионов из растворенных в сточных водах загрязнений при помощи ионитов, являющихся твердыми природными или искусственными материалами, например искусственными ионообменными смолами, практически нерастворимыми в воде и органических растворителях.

Под сорбцией понимается такой физико-химический про­цесс, в результате которого происходит поглощение каким-либо телом газов, паров или растворенных веществ, являющихся загрязни­телями, из сточных вод. Явление сорбции состоит из: 1) адсорбции, заключающейся в переходе загрязнений, растворенных в сточных водах, на поверхность твердого тела (сорбента); 2) абсорбции, характеризующейся проникновением этих веществ внутрь сорбента; 3) хемосорбции, заключающейся в химическом взаимодействии адсорбированных веществ с веществом сорбента.

Биохимическая очистка производственных сточных вод в результате воздействия микроорганизмов приводит к биохими­ческому окислению органических веществ, содержащихся в сточных водах.

Наряду с применением того или иного способа очистки сточных вод борьба с загрязнением водоемов ведется также путем сокращения количества сточных вод, сбрасываемых в водоемы.

В практике эксплуатации нефтебаз, наливных пунктов и пере­качивающих станций магистральных нефтегазопроводов очистку образующихся сточных вод осуществляют преимущественно механическим методом в сочетании с другими методами.

Механический метод, т.е. метод отстаивания, практически яв­ляется необходимым элементом любой схемы очистки, как самая первая ступень для удаления основной массы нерастворимых за­грязнений из сточных вод.

В современных установках и сооружениях для механической очистки сточных вод осуществляется эффективное задержание со­держащихся в сточных водах нерастворенной нефти, нефтепродуктов и минеральных примесей. Сточные воды после прохождения через такие установки содержат не более 20—30 мг/л нефти или нефтепро­дуктов.

Для очистки балластных сточных вод применяют метод механи­ческой очистки в сочетании с физико-химическим (флотация).

Флотационная очистка сточной воды от эмульгированной нефти заключается в молекулярном прилипании частиц нефти к пузырь­кам воздуха и всплывании возникших систем с образованием пены на поверхности воды. Для этого через сточные воды обычно пропу­скают тонкодиспергированные пузырьки воздуха, которые, под­нимаясь, увлекают с собой частицы загрязнений (нефть, масла и др.).

Один из методов флотации — каскадно-адгезионная сепарация, разработан под руководством проф. В. А. Малиновского. В основе метода лежит диспергирование воздуха с образованием высокораз­витой поверхности воздушных пузырьков, на которых концентри­руются гидрофобные вещества, а также растворение в жидкости газов воздуха с последующим выделением их при падении давле­ния на гидрофобных веществах в виде тончайших воздушных пу­зырьков.

Для очистки спецстоков применяют физико-химические методы, путем окисления в прудах длительного отстоя, хлорирование и озонирование.

Под озонированием понимается способ разрушения растворенных загрязнений в виде нефтепродуктов при помощи озона (О₃). Озон неустойчив и легко разлагается на обычный и атомарный кислород, который вступает в реакцию с органическими веществами, разру­шает их и переводит в более простые и нетоксичные соединения (углекислый газ, воду и др.). Озон получают в специальных аппа­ратах — озонаторах из осушенного атмосферного воздуха, про­пуская его через зону высоковольтного электрического разряда. Способ озонирования обеспечивает наиболее глубокую очистку нефтесодержащих стоков, достигающую до 90—95%; его применение в некоторых случаях наиболее экономично. В эксплуатационном отношении он достаточно прост, так как не требует доставки реа­гентов и строгой дозировки их в воде. Остающийся в воде озон, распадаясь, превращается в кислород без образования каких-либо вредных соединений.