Очистка атмосферного воздуха и сточных вод на компрессорной станции

 

 

 

3. Теоретические  основы процессов очистки выбросов

Природные и попутные нефтяные газы в своем составе содержат кислые газы (сероводород и СО₂), пары воды, механические примеси (песок, окалины из труб и т.д.), капли машинного масла, нефти, водного и углеводородного конденсатов.

Кислые газы (особенно в  присутствии влаги) проявляют высокое  коррозионное действие, отравляют катализаторы. Сероводород и продукты его сгорания ядовиты и оказывают вредное  воздействие на окружающую среду. В присутствии паров воды при определенных условиях (понижение температуры, рост давления) возможно образование газовых гидратов, которые  способны (особенно в зимнее время) забивать трубы, вентили и другое оборудование, что может привести к авариям. Капли жидкости и механические примеси оказывают ударное воздействие на движущиеся части газовых компрессоров, затрудняют дальнейшую переработку газа,  могут забить трубы и оборудование, что приведет к нарушению их нормальной работы.

Для обеспечения нормальной работы газовых трубопроводов, компрессоров и газоперерабатывающих установок, необходимо проводить очистку газа от содержащихся в нём нежелательных  примесей и влаги.

Для снижения выбросов метана, оксидов азота и углерода очистных сооружений на предприятии не предусмотрено. Газокомпрессорной станцией используется комплекс воздухоохранных мероприятий, позволяющий обеспечить требуемые показатели содержания этих загрязнителей на границе санитарно-защитной зоны.

Воздухоохранные мероприятия подразделяются на планировочные, технологические и специальные.

Планировочные мероприятия, влияющие на уменьшение воздействия  выбросов  предприятия на жилую  зону, предусматривают:

- размещение объектов  предприятия на площадке, обусловливающее  минимальную повторяемость попадания  отходящих (дымовых) шлейфов на  селитебную зону;

- организацию санитарно-защитной  зоны;

- -выбор площадки для  строительства новых цехов, гарантирующий  ПДК населенных и рабочих мест  с учетом взаиморасположения  новых и действующих цехов  и населенных пунктов и господствующих  направлений ветра.

Технологические мероприятия  включают:

- использование прогрессивных  типов газоперекачивающих агрегатов;

- утилизацию теплоты  отходящих газов ГПА для теплоснабжения  компрессорной станции;

- применение электрических  систем запуска ГПА;

- использование безрасходных систем продувки технологических аппаратов;

- повышение общей надежности  ГПА, позволяющее сократить число  операций пуск – останов;

распределение нагрузок между  агрегатами с минимумом энергозатрат и загрязнения атмосферного воздуха продуктами сгорания топлива.

К специальным мероприятиям, направленным на сокращение объемов  и токсичности выбросов и на снижение приземных  концентраций, следует  отнести сварку соединений газопроводов с оборудованием и арматурой, что сокращает неорганизованные выбросы.

На предприятии предусмотрены  мероприятия по снижению выбросов  при неблагоприятных метеоусловиях  на 40-60%. К ним относятся:

- запрещение вскрытия  и продувки технологических аппаратов  и емкостей (в целях предотвращения  залповых выбросов);

- исключение работы оборудования  на форсированном режиме;

- прекращение испытания  оборудования при изменении технологического  режима, приводящего к увеличению  выбросов вредных веществ в  атмосферу;

- инструментальный контроль  выбросов вредных веществ в  атмосферу непосредственно на  источниках и на границе СЗЗ;

- снижение загрузки работающих  ГПА и включение в работу  дополнительного агрегата для  восстановления общей рабочей  мощности цеха;

- снижение загрузки работающих  ГПА и соответственно уменьшение  производительности ГКС;

- остановка оборудования  при близких сроках начала  планово- предупредительных работ  по ремонту технологического  оборудования и наступления неблагоприятных  метеорологических условий;

- прекращение пусковых  работ на аппаратах и технологических  линиях, сопровождающихся выбросами  в атмосферу.

Промышленные сточные  воды от ЦООГ – 1  и ЦООГ – 2, через  промежуточную насосную станцию, подаются на односекционную нефтеловушку, где происходит улавливание основной массы нефтепродуктов и осаждение механических примесей.

Перед нефтеловушкой в подающий трубопровод поступают стоки с  
КС – 1. Частично очищенные от механических примесей и нефтепродуктов сточные воды, через регулирующую емкость, насосной станцией КНС – 1 направляются на дальнейшую очистку от механических примесей и сорбированных на них нефтепродуктов на 2х-секционную горизонтальную песколовку.

После очистки на песколовке, очищенные сточные воды направляются в существующую насосную станцию  для закачки в пласт через  поглощающие скважины.

Эффект очистки на действующих  очистных сооружениях состовляет не более 50%. Эксплуатация действующих сооружений показала, что основной причиной неэффективной работы нефтеловушки является наличие в сточных водах устойчивой эмульсии и пены, которые не могут быть разделены на конденсат и воду даже при длительном отстаивании. Причиной образования эмульсии являются технологические особенности эксплуатиции скважин и технологии подготовки газа, в частности использования в подготовке газа СПАВ.

Проектом предусматриваются  очистные сооружения промстоков, образующихся на площадках КС и КС – 1 (станции очистки и доочистки, установка утилизации нефтесодержащих осадков) и насосная станция закачки стоков, размещаемые в северо-западной части действующей площадки ГКС, а также напорные коллекторы очищенных стоков от насосной станции до действующих поглощающих скважин. Технологическая схема очистных сооружений представлена на рисунке 6.

Все производственные стоки  КС, подаются на две 2х-секционные нефтеловушки и далее на очистку. Подача сточных вод от КС – 1, в связи с неравномерностью их поступления, осуществляется через регулирующую емкость, для сглаживания пиковых расходов. Технологическая схема нефтеловушки представлена на рисунке 7.

Для очистки сточных вод  принята технология напорной флотации, разработанная Институтом экологической  безопасности «ИНСТЭБ», г. Курск. Доочистка  стоков производится реагентным методом – обработка стока известковым молоком, коагулянтом и флокулянтом.

Очищенные до необходимого качества сточные воды закачиваются в пласт. Собранные на нефтеловушке нефтепродукты, а также флотошлам и осадок после очистки стоков обрабатываются реагентом «Эконафт» для перевода отходов в утилизируемую форму.

В соответствии с принятыми  методами очистки, а также обеззараживания  и утилизации нефтешлама, проектом предусмотрены следующие здания и сооружения станции очистки промышленных сточных вод:

- нефтеловушка 2х-секционная производительностью 20 л/сек – 2 шт. (новое строительство);

- емкость регулирования  расходов стоков V=50м3 от КС-1 –  1 шт. (новое строительство);

- производственное здание  станции очистки промстоков – 1 шт. (используется существующее здание по проекту «ВНИПИгаздобыча»);

- производственное здание  станции доочистки промстоков – 1 шт. (используется существующее здание по проекту «ВНИПИгаздобыча» с дополнительной пристройкой);

- установка обезвреживания  и утилизации нефтешлама – 1 шт. (новое строительство).

Предлагаемая технология очистки промстоков предусматривает их очистку до норм загрязняющих веществ в соответствии с гидрогеологическим обоснованием подземного захоронения промстоков ПХГ, а схема обезвреживания нефтешлама предусматривает его полную утилизацию.

Сточные воды от КС подаются на две 2х-секционные нефтеловушки, где происходит улавливание нефтепродуктов и осаждение механических примесей.

В связи с неравномерностью поступления стоков от КС, для выравнивания пиковых расходов, подача стоков на нефтеловушки предусмотрена через регулирующую емкость расхода стоков V=50м³.

Эффективность работы нефтеловушки – 87,5%. Остаточная концентрация нефтепродуктов в воде составляет 2000 мг/л. Нефтеловушки оборудованы маслосборным устройством с установкой насосов для перекачки шлама, которыми нефтешлам подается на установку утилизации.

Далее сточные воды в самотечном режиме подаются на станцию очистки  промстоков, и с помощью эжекторного устройства, поступают на установку «ИНСТЭБ-1/3,5» (УФ 3.5/120). В установке напорной флотации происходит очистка от плавающих и эмульгированных нефтепродуктов и механических примесей. Образующиеся легкие частицы удаляются в виде флотошлама в емкость и затем насосами перекачиваются на установку утилизации нефтешлама.

Сточные воды после установки   «ИНСТЭБ-1/3,5» направляются на одноступенчатый  самотечный фильтр ФВ-20, где проходят дополнительную очистку от нефтепродуктов и взвешенных веществ.

Кроме того, за счет подаваемого  на флотацию кислорода воздуха, происходит окисление присутствующего в  стоках двухвалентного железа до нерастворимой  трехвалентной формы, гидроокись железа удаляется вместе с образовавшимся флотошламом.

Очищенная вода собирается в бак и затем насосами, перекачивается на последующую стадию обработки на станцию доочистки промстоков, в водоочистную установку «Струя-100». 

Схема работы установки следующая. Прошедшие очистку стоки в  напорном режиме подаются на установку. Раствор коагулянта в необходимых  дозах, выбранных на основании пробных  лабораторных испытаний, вводится в  напорный трубопровод.

Смешение реагентов с  обрабатываемой водой осуществляется непосредственно в напорном трубопроводе до камеры хлопьеобразования. Для задержания крупных плавающих примесей после  насоса устанавливается сетчатый фильтр. Пройдя сетчатый фильтр, вода поступает  в камеру хлопьеобразования, в которой  при реагентной схеме обработки после ввода коагулянта образуются хлопья гидрата окиси алюминия с извлеченными из воды взвешенными и коллоидными частицами. Образовавшиеся в камере хлопья непосредственно поступают в отстойник. При движении воды происходит выпадение взвеси в отстойнике и достигается интенсивное ее осветление. Одновременно происходит сползание части осадка в камеру хлопьеобразования.

Отстоянная вода с остаточными  загрязнениями проходит песчаный фильтр, в котором происходит ее окончательная  очистка и под остаточным напором  поступает в резервуар откуда насосной станцией закачивается в пласт подземного Хадумского горизонта.

Для удаления накапливающихся  в установке загрязнений предусмотрена  ее периодическая промывка. При этом промывная вода, поступая в фильтр снизу вверх, расширяет его фильтрующую  загрузку, вынося накопившиеся за фильтроцикл загрязнения, а затем поступает в отстойник и смывает накопившийся в нем осадок.

Доочистка сточных вод  предназначена для удаления остаточного  железа и снижения коррозионных свойств  воды. Осадок, выпавший на стадии доочистки, в самотечном режиме отводится на установку утилизации. Часть очищенной  воды поступает в бак промывной  воды и в дальнейшем используется для промывки скорого фильтра. Эффект очистки сточных вод и их характеристика приведены в таблице 10.

Таблица 10 – Эффект очистки  сточных вод и их характеристика

Система канализации, сооружения или  установка	Расход сточных вод на ОС м3/сут	ЗВ	Метод очистки сточных вод и  состав сооружений	Конц. ЗВ, поступ на очистку мг/л	Эффект очистки %	Кон-ция ЗВ после очистки, мг/л	Место сброса сточных вод
1.Удаление плавающих нефтепрод-ов	220	Нефтепродукты	Улавливание на 2х-секционной нефтеловушке оборудованной системой сбора и перекачки нефтепродуктов	16000	87,5	2000	На станцию очистки  промстоков
2.Очистка сточных вод	220	Нефтепродукты Мех.примеси Fe2+ Fe3+ CO2агр HCO3- H2S+HS- SO42- pH=6	Очистка сточных вод методом  напорной флотации на установке «ИНСТЭБ-1/3,5», г. Курск, фильтрация через самотечный фильтр ФВ-2	2000   943   137,0 н/о 66,0 146 0,61 234 pH=6	99,0   95,0   99,0 - 40,0 - 50,0 - -	15   50   1,0 0,5 40,0 146 0,3 234 pH=8,5	На станцию доочистки  сточных вод
3.Доочистка сточных вод	220	Нефтепродукты Мех.примеси Fe2+ Fe3+ CO2агр HCO3- H2S+HS- SO42- pH=6	Обработка сточных вод известковым  молоком, коагулянтом и флокулянтом в осветлителе, фильтрование через осветительный фильтр	15,0   50,0   1,0 0,5 40,0 146 0,3 234 pH=8,5	33   70   100 40 100 60 100 50 -	10   15   отс 0,3 отс 61 отс 110 pH=8	Закачка в пласт