Система экологической защиты склада ГСМ

             МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

   УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

                УЛЬЯНОВСКОЕ ВЫСШЕЕ АВИАЦИОННОЕ  УЧИЛИЩЕ

                              ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ (ИНСТИТУТ)

 

 

 

КАФЕДРА: ТЕХНОСФЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И АВИАТОПЛИВООБЕСПЕЧЕНИЯ

 

 

 

 

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

     На тему: СИСТЕМА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ СКЛАДА ГСМ

 

 

 

 

 

 

 

                                                             Выполнил курсант группы АТО-12-1

                                                                Лунева А.И.

                                                                Преподаватель: Баранец Ю.Г.

                                                                Дата проверки___________________

                                                                Оценка_________________________

                                                                Подпись преподавателя___________

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            

                                        Содержание

1. Введение………………………………………………………………....3
2. Предотвращение загрязнения окружающей среды…………………...4
3. Основы методов очистки сточных вод………………………………...5
1. Анализ работы цепочки очистных сооружений на нефтебазе...5
2. Требования к степени очистки сточных вод…………………....8
4. Методы очистки промышленных сточных вод…………………….....10
1. Механическая очистка…………………………………………..10
1. Песколовки…………………………………………………....10
2. Буферные резервуары или резервуары-отстойники……..…12
3. Пруды дополнительного отстоя……………………………...13
4. Отстойники непрерывного действия………………………...14
5. Фильтры………………………………………………………..15
6. Гидроциклоны……………………………………………….....17
2. Физико-химическая очистка……………………………………...17
3. Биологическая очистка…………………………………………....18
1. Биофильтры…………………………………………………….19
2. Аэротенки……………………………………………………....19
4. Методы обработки осадка………………………………………...20
5. Выпуски очищенных сточных вод в водоемы…………………….........22
6. Заключение………………………………………………………………..23
7. Список использованной литературы………………………………….....24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение

Окружающей средой принято считать все, что нас окружает, и все, от чего она зависит. Взаимодействие человека с природой вот основная проблема окружающей среды.

Ежегодно по различным оценкам в атмосферу планеты выбрасывается 50-90 млн. т. углеводородов. Значительная часть этих выбросов приходится на предприятия нефтеперерабатывающей и нефтегазодобывающей отраслей промышленности. Удельные потери углеводорода за счет их испарения на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) различных стран мира составляют 1,1-1,5 кг на 1 т продукта. Только в России в 1998 г. выбросы углеводородов в атмосферу при добыче и переработке нефти составили 1168 тыс. т.

Нефть является одним из невосполнимых природных ресурсов, которая в процессе добычи, транспорта, переработки и потребления соприкасается с окружающей средой и загрязняет ее. От добычи до потребления нефть везде контактирует с водой. Воду, загрязненную нефтью, сбрасывают в водоемы, чем и загрязняют окружающую среду и Мировой океан. Защита окружающей среды от нефтесодержащих сточных вод в настоящее время одна из главных задач окружающей среды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Предотвращение загрязнения окружающей среды

Предотвращение загрязнения окружающей среды достигается путем строительства нефтеловушек на складах ГСМ, а также осуществления мероприятий по борьбе с потерями ГСМ.

С целью сокращения потерь авиаГСМ рекомендуется:

-использовать для хранения топлива резервуары с понтонами и плавающими крышами;

-устанавливать диски-отражатели под монтажные патрубки "дыхательных" клапанов, для снижения выбросов паров;

-окрашивать наружные поверхности резервуаров тепло- и лучеотражающими красками;

- применять противокоррозионную  защиту внутренних поверхностей  резервуаров;

-внедрять средства автоматизации и сигнализации для предотвращения перелива резервуаров;

- использовать трубопроводный  транспорт для доставки ГСМ;

- применять закрытый слив  ГСМ из ЖДЦ и АТЦ, ТЗ;

- сокращать сроки слива;

-обеспечивать герметичность трубопроводов, резервуаров, технологического оборудования, своевременно выявлять и устранять утечки топлива;

- широко применять системы  ЦЗС, предперронные пункты налива;

- осуществлять сбор отработанных  нефтепродуктов, строительство и  правильную эксплуатацию сооружений  для сбора и очистки нефтесодержащих  сточных вод.

Для сбора и очистки загрязненных ГСМ сточных вод объекты авиатопливообеспечения должны иметь производственно-ливневую канализацию и очистные сооружения, нефтеловушки, пруды-отстойники и т.д.

Сточные воды, загрязненные тетраэтилсвинцом, должны отводиться по отдельной системе канализации в очистные сооружения, предназначенные для очистки этих стоков, или собираться и вывозиться в специально отведенные места по согласованию с органами санитарно-эпидемиологического надзора.

По службе ГСМ в паспорт должны вноситься данные о количестве вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, определенных по специальным методикам расчета, характеристики очистных сооружений и т.д. Для выполнения этой работы целесообразно привлекать специалистов институтов ГА.

 

3. Основы методов очистки сточных вод.
1. Анализ работы цепочки очистных сооружений на нефтебазе.

Очистные сооружения нефтебазы обычно работают по двухступенчатой схеме очистки. В настоящее время иногда применяют и трехступенчатые схемы.

Первая ступень — гравитационное отделение, состоящее из буферных резервуаров, резервуаров-отстойников и нефтеловушек.

Вторая ступень — физико-химическое отделение, в которое входят флотаторы различных конструкций, экстракционные и сорбционные установки, установки но электрохимической очистке и др.

Третья ступень — биологическое или биохимическое отделение, состоящее из биофильтров, аэротенов, биологических прудов и других сооружений.

Принципиальная схема очистки сточных нефтебазе представлена на рис.1.

Промышленные и ливневые стоки и балластная вода из танкеров поступают в буферные резервуары, в которых происходит предварительный отстой нефти и нефтепродуктов и выпадение тяжелых частиц (окалина, ржавчина, песок и др.), находящихся в воде. Из буферных резервуаров частично очищенная вода поступает в нефтеловушку. Дальнейшая очистка воды происходит во флотаторе, откуда она насосами откачивается в море. Применение биологической очистки пресных вод, загрязненных нефтью, как правило, улучшает состояние водоемов, в которые поступает очищенная вода.

Рис. 1. Принципиальная схема движения балластной воды на очистных сооружениях нефтебазы:

1 — танкер; 2 — буферный резервуар; 3 — нефтеловушка; 4— флотатор; 5 — насосы; I,II  и III — места отбора проб

Для правильного выбора схемы очистных сооружений необходимо знать максимальное количество поступающих на них углеводородов, механических примесей, максимально допустимый объем вредных веществ при откачке воды в водоемы, а также эффективность работы каждого очистного сооружения. При этом необходимо учесть, что процесс самоочищения водоемов при поступлении в них загрязненных вод не должен нарушаться.

Лучшим вариантом является схема с включением биологической очистки, при котором водоемы не только не будут загрязняться, но со временем и очищаться от тех вредных веществ, которые находились в них до пуска очистных сооружений.

Однако биологическая очистка пресных вод связана с большими капитальными и эксплуатационными затратами и вопрос ее применения надо решать в зависимости от способности водоема к самоочищению. Следовательно, если в схеме очистных сооружений не предусмотрена биологическая очистка, то допустимое количество сбрасываемых за определенное время вредных веществ должно находиться в строгой зависимости от способности водоема к самоочищению.

Баланс нефти, поступающей с загрязненными водами, задержанной на очистных сооружениях и сброшенной в море, можно представить формулой

                                Gн= Gб+Gл + Gф+Gм                                             (1)

где Gн, Gб, Gл, Gф и Gм — количество нефти, соответственно поступающей с водой на очистку, задержанной в буферном резервуаре, задержанной нефтеловушкой, задержанной во флотаторе и сброшенной в море с очищенными водами. Для составления баланса по предложенной формуле были проанализированы данные о работе очистных сооружений.

По имеющимся данным, суммарная концентрация нефти в воде в буферном резервуаре, ловушке и флотаторе в среднем за 10 лет составила 6,05 г/л. Если предположить, что за это же время в море поступало количество нефти, близкое к норме, т. е. 20-30 мг/л, то можно записать по максимальному значению

                                          Gм = 0,03 г/л.

Подставив числовые значения в формулу (1), получим общее количество нефти, поступающей на очистку:

                                          Gн = 6,05 + 0,03 == 6,08 г/л,

Необходимо отметить, что 100%-ная ошибка в определении количества сброшенной в море нефти вызовет погрешность в определении общего количества нефти, поступившей на очистные сооружения, не более чем на 0,5%.

Для исследования работы каждого очистного сооружения по пути очистки воды 3 раза в сутки брали пробы в указанных местах (рис.1), а при отсутствии подачи воды на очистные сооружения — выборочно. Пробы во всех точках отбирались практически одновременно. На рис.2 представлен график работы очистных сооружений нефтебазы за один месяц (результаты лабораторных анализов усреднены в  течение суток). Проанализировав приведенный график, можно сделать следующие выводы.

Увеличение количества нефти на входе в нефтеловушку и флотатор сопряжено с возрастанием количества нефти на выходе из очистного сооружения. 

Рис.2. График работы очистных сооружений нефтебазы в течение месяца:

1 — концентрация нефти в воде  отстойного резервуара; 2 — концентрация  нефти в воде после нефтеловушки; 3 — концентрация нефти в воде  после флотации.

Из анализа работы очистных сооружений видно, что работа всех сооружений тесно связана между собой. Выход из строя или ухудшение работы одного очистного сооружения приводит к ухудшению качества очистки стоков в последующих сооружениях.

Эффективность очистки воды (в %) в каждом очистном сооружении можно определить по формуле

                                                                    (2)

где G1 и G2 — концентрация нефти в воде соответственно до и после очистного сооружения.

На основании анализа работы нефтебаз можно сделать вывод об эффективности работы очистных сооружений. Если принять за 100% количество нефти, поступившей на очистные сооружения, то буферные резервуары задерживают 97-98,5%,  ловушки 0,5-1%, флотаторы 0,5-1% и море 0,5-f--1% (при принятой схеме работы очистных сооружений).

Если исходить из максимально допустимой концентрации вредных веществ, сбрасываемых в водоемы в стоках, можно рассчитать необходимое число очистных сооружений в цепочке или же максимально допустимую концентрацию нефти на входе в очистные сооружения при наличии определенной цепочки сооружений. Очистные сооружения будут работать хорошо, если на входе в них концентрация нефти в воде не будет превышать 4 г/л. Из графиков, приведенных на рис. 2, видно, что нередки случаи поступления в нефтеловушку воды с концентрацией загрязнения выше 80 мг/л, что естественно приводит к увеличению концентрации нефти в воде на выходе из комплекса очистных сооружений.

Уравнение для цепочки очистных сооружений примет вид:

  (3)

где Gвх — концентрация нефти в воде на входе в комплекс очистных сооружений; Gвых — концентрация нефти в воде на выходе из очистного сооружения ; n — эффективность работы очистного сооружения ( индекс указывает на конкретное очистное сооружение) .

Используя зависимость (3), можно легко подсчитать работу любого комплекса очистных сооружений. Эффективность работы каждого очистного сооружения зависит от многих факторов.

Основным «регулятором» работы всего комплекса очистных сооружений является отстойный резервуар. Повышение эффективности его работы даже на 0,5% резко улучшает условия работы последующих очистных устройств, поэтому необходимо детально изучить процессы отделения механических примесей, нефти и нефтепродуктов в этих сооружениях. Детальный анализ гидродинамических процессов, происходящих в отстойных резервуарах, даст возможность улучшить конструкции этих сооружений, повысить режим эксплуатации резервуаров, определить оптимальные габаритные размеры и т.д. Изучение гидродинамических процессов в отстойных резервуарах и нефтеловушках поможет улучшить очистку воды от механических примесей и нефтепродуктов.