НПЗ « Краснодарэконефть» - источник образования нефтешламов

      Еще один источник нефтесодержащих отходов - технологическая вода после мойки автотранспортных средств. Только на мойку автомобилей расходуется свыше 500 млн. м воды, а кроме этого, значительное количество воды расходуется на мойку внутризаводских подъемно-транспортных машин, работающих с использованием топлива нефтяного происхождения.

      Со  временем происходит накопление нефтепродуктов в водоемах, реках и в почве, поскольку объем попадающих в них отходов превышает возможности природы к самоочищению от нефтесодержащих отходов биохимическими методами [1, стр. 20-23 ].

      1.1.2 Классификация и виды нефтешламов

     Нефтяные  шламы по составу чрезвычайно разнообразны и представляют собой сложные системы, состоящие в среднем (по массе, %)  из нефтепродуктов 10—56, воды 30—85  и минеральной части (песок, глина, ил и т.д.) 1,3—46, соотношение которых колеблется в очень широких пределах. Состав шламов может существенно различаться, т.к. зависит от типа и глубины перерабатываемого сырья (нефти), схем переработки, оборудования, типа коагулянта и др. Кроме того, они практически всегда содержат соли щелочных, щелочно-земельных и тяжелых металлов, существенно увеличивающих токсичность данных техногенных образований.

     Поскольку любой шлам образуется в результате взаимодействия с конкретной по своим условиям окружающей средой и в течение определенного промежутка времени, одинаковых по составу и физико-химическим  характеристикам шламов в природе не бывает. Но при всем многообразии характеристик различных нефтяных отходов (в самом общем виде) все  нефтешламы могут быть разделены на три основные группы в соответствии с условиями их образования:

     — грунтовые (образуются в результате проливов нефтепродуктов на почву в процессе производственных операций, либо при аварийных ситуациях);

     — придонные (образуются при оседании нефтеразливов на дне водоемов);

     — резервуарного типа (образуются при  хранении и перевозке нефтепродуктов в емкостях разной конструкции);

     — отдельной группой стоят нефтешламы, образующиеся в процессе добычи нефти [2,стр. 32-34].

     Ф. Берне и Ж. Кордонье была предложена следующая классификация шламов нефтепереработки [3, стр.299].

1. «плавающие» маслянистые шламы после переработки жидких отходов:

—  шламы гравитационных сепараторов;

—  флотационные шламы;

     —  излишки биологического ила, если они составляют небольшую фракцию этой категории и содержат немного масел.

2. тяжелые маслянистые шламы, часто содержащие песок:

—  со дна емкостей и резервуаров;

—  со дна водосборных колодцев и  сепараторов АНИ;

—  осадочные отложения обессоливающих установок.

3. немаслянистые шламы:

     —  образовавшиеся при декарбонизации под действием извести или при осветлении подпитывающей воды;

—  остатки алкилирования;

—  отработанные катализаторы;

—  обесцвечивающая глина;

     —  излишки активного ила в том  случае, когда его производство преобладает. 

     В шламонакопителях происходят естественные процессы — накопление атмосферных  осадков, развитие микроорганизмов, протекание окислительных и других процессов, т.е. идет самовосстановление, однако в связи с наличием большого количества солей и нефтепродуктов при общем недостатке кислорода процесс самовосстановления протекает десятки лет [2, стр. 299].

     Состав  нефтяного шлама, хранящегося в  шламонакопителях в течение нескольких лет, отличается от состава свежего. Шлам, образующийся в резервуарах для хранения нефти, по составу и свойствам также отличается от нефтяного шлама очистных сооружений. В таблице 1.1 приведен состав нефтяных шламов, образовавшихся на различных стадиях очистки сточных вод [2, стр. 299-302].

Таблица 1.1 – Состав нефтяных шламов

 

     При хранении нефтяного шлама в шламонакопителях и пополнении их новыми порциями шлама происходит его естественное перемешивание и отстой. Причем при поступлении очередного количества шлама в результате перемешивания нарушается условное равновесие системы, которое постепенно восстанавливается, но степень обводнения осадка возрастает и вследствие этого увеличивается его объем. В то же время в результате продолжительного хранения и протекающих при этом физико-химических процессов, характерных для коллоидных систем, происходит концентрирование осадка.

     Нефтешламы  в амбарах и ловушечные нефти  в резервуарах независимо от источников формирования с течением времени  отстаиваются и разделяются на три  слоя:

     - верхний слой — малообводненная нефть с относительно невысоким массовым содержанием механических примесей — от 0,5% (для ловушечных нефтей) до 1,5 (для амбарных);

     - средний слой — мелкодисперсная эмульсия сложного типа («прямая» и «обратная») с массовым содержанием воды до70—80% и механических примесей 1,5—15,0%. Средний слой обычно бывает небольшим по объему.

     Вода  и механические примеси в нем  могут возрастать монотонно сверху вниз, могут размещаться хаотически по объему, а могут распределяться практически однородно;

     - нижний, придонный слой — состоит на 70% из твердой фазы, пропитанной нефтепродуктами (до 5—10%) и водой (до 25%), содержание нефтепродуктов относительно постоянно, количество механических примесей растет с глубиной. При этом жидкая фаза представляет собой стойкую водонефтяную эмульсию [2, стр. 300-302].

      Также нефтесодержащие отходы можно разбить на следующие основные группы:

• отходы безреагентной обработки нефтесодержащих сточных вод   (к ним относятся осадки и жидкие отходы, задерживаемые на очистных сооружениях предприятий, шламы из шламонакопителей нефтеперерабатывающих заводов. Такие отходы содержат много воды, но легко отделяются от нее);
• отходы, образовавшиеся в результате реагентной обработки нефтесодержащих сточных вод (осадки, образующиеся при очистке сточных вод с применением химических веществ (сульфата алюминия, хлорида железа, гидроксида кальция и др.), имеющие сложные физические свойства (гелеподобность), в результате чего отделение воды от нефтепродуктов затруднено);
• смешанные отходы трудноразделяемых нефтесодержащих материалов (станочных эмульсий, синтетических ПАВ, флогоконцентратов и др., содержат мало горючих компонентов, а физико-химические свойства их таковы, что они практически не поддаются отделению от воды);
• принимаемые на регенерацию масла;
• продукты очистки нефтяных резервуаров(относятся высококонцентрированные отходы нефтепродуктов, требующие специфических методов утилизации) [4, стр. 433-437].

     1.1.3 Свойства и токсические характеристики нефтяных шламов

     Скапливание на производственных территориях жидких отходов может привести к интенсивному загрязнению почвы, воздуха и грунтовых вод. Из веществ, входящих в состав шламов, наибольшую опасность для почвогрунтов представляют минеральные соли, нефть и нефтепродукты. Загрязнение воздуха происходит в результате испарения углеводородов, находящихся в шламах, почва загрязняется за счет слива из амбаров минерализованной воды с большой концентрацией хлоридов и сульфатов, что небезопасно для верхних пресноводных горизонтов.

     Экологическая опасность шламов определяется их составом и физико-химическими свойствами. Определение индивидуальных компонентов, входящих в состав шлама, может быть выполнено только после специальной пробоподготовки — разделения шлама на фракции (твердая фаза, вода, нефтепродукты) или его растворения (органические растворители, кислотная обработка). Существуют отраслевые методики определения фазового состава шламов отстаиванием и центрифугированием; количество воды определяется по стандартной методике.

     Химические  и токсикологические свойства шламов, возможность их переработки с выделением нефтепродуктов зависят от группового состава углеводородной части.

     Нефтяные  шламы исследуют для установления их класса опасности по основным загрязнителям и показателям токсичности. Для характеристики жидких и твердых отходов используют стандартные методики (СТП 17-099), базирующиеся на анализе водных вытяжек из шламов. Широкий спектр производств НПЗ, многообразие сырья, реагентов и продуктов вызывает большое разнообразие загрязнителей в отходах. Невозможность установления всех индивидуальных компонентов отходов обуславливает использование общепринятых интегральных характеристик (показатель ХПК, сухой и прокаленный остаток водной вытяжки, фазовый состав шлама). При характеристике загрязненных почвогрунтов ароматическими, полициклическими и серосодержащими компонентами, а также солями тяжелых и поливалентных металлов используют значения предельно допустимых концентраций для индивидуальных компонентов. Углубленное исследование химического состава, структуры и свойств компонентов углеводородной части нефтешлама позволяет оценить токсические свойства шлама в целом и его компонентов, предусмотреть все стадии переработки и выделения из него отдельных фракций, их утилизации. Концентрацию металлов в шламе определяют методом атомно-абсорбционной спектроскопии (таблица 1.2) [2, стр. 303-307].

   Таблица 1.2 - Концентрация металлов в шламе

 

    Окончание таблицы 1.2