Газ
При транспорте газа наиболее существенными источниками загрязнения биосферы являются компрессорные станции. Они поставляют в воздушную среду большую часть оксида и диоксида азота, оксида углерода. Снижение их содержания в воздухе - главная задача в газовой отрасли. Отсюда необходимо обеспечение герметичности всех систем, сокращение аварийных ситуаций, что связано с уменьшением потерь газа, и, следовательно, негативного воздействия на окружающую среду.
Мощный парк газоперекачивающих аппаратов и установок участвует в общем вкладе загрязнения воздушного бассейна и в изменении природных условий. Постоянно выделяющиеся загрязняющие вещества рассредотачиваются воздушными потоками на большие расстояния.
промышленная деятельность
Компрессорная станция “Острогожск” входит в состав Острогожского управления магистральных газопроводов для транспорта природного газа по газопроводам Елец-Серпухов, Северный Кавказ-Центр. Данный объект принадлежит к линейным компрессорным станциям и предназначен для транспорта газа и компенсации потерь его давления в трубопроводе.
На станцию газ поступает преимущественно с Уренгойского месторождения. Основная составляющая часть этого природного газа - метан (97,95 % по объему). Ему сопутствуют в незначительных количествах (% по объему): этан - 0,53, пропан -0,24, изо- и н-бутан - 0,05 и 0,06, азот - 1,13, а также изо- и н-пентан и диоксид углерода. Природный газ транспортируется по трубопроводам сжатым с максимальным допустимым давлением 7,5 МПа. При его транспортировке наблюдаются потери давления на гидравлическое сопротивление, в результате чего перед поступлением на компрессорную станцию давление газа составляет 3-4 МПа. Поступая на станцию, он компремируется и распределяется потоками согласно режима диспетчерской службы потребителям.
Почти все цеха и службы расположены рядом друг с другом, за исключением компрессорного цеха 4, являющегося одним из основных источников загрязнения окружающей среды, и резервной котельной. Они находятся на расстоянии 250-300 м от основной территории станции. При поступлении на станцию газ вначале проходит блок очистки от влаги и механических примесей (сепараторы, пылеуловители), а затем передается непосредственно в компрессорные цеха 3 и 4, где происходит его компремирование. В связи со снижением объемов перекачиваемого газа в работе находится только цех 4. Цеха оборудованы газотурбинными газоперекачивающими агрегатами ГТ-750-6. Цех 3 оснащен тремя такими аппаратами, а цех 4 - десятью. При их работе образуются продукты сгорания газа.
В процессе компремирования температура природного газа значительно увеличивается и транспортировка газа в таком состоянии невозможна. Поэтому перед дальнейшей транспортировкой его охлаждают, используя для этого аппараты воздушного охлаждения.
На компрессорной станции имеются две котельных, одна из которых - резервная и в настоящее время не эксплуатируется. Котельная оборудована двумя котлами “Универсал-бМ” и одним “КСВ”, работающими на природном газе. Резервная котельная оборудована двумя котлами типа ВК-21.
ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ТЕРРИТОРИИ
Острогожская компрессорная станция находится в Центрально-Черноземной области России в 2 км восточнее города Острогожска, на восточных склонах Среднерусской возвышенности Восточно-Европейской равнины. Географические координаты - 51° с.ш. , 39° в.д.. К основным формам рельефа, определяющим характер поверхности в данной местности, относятся речные долины с террасами, ложбины, хорошо развитые овражно-балочные системы. На водоразделах встречаются плоские западины, а на склонах - оползни. Абсолютная высота в пойме р. Тихая Сосна - 84 м, на водоразделе -214м. Амплитуда колебания высот достигает 130 м .
Четвертичные отложения, прикрывающие почти сплошь все более древние породы, являются наиболее распространенными. Они имеют особо важное значение в генезисе современных почв, их географии и топографии и представлены в основном покровными и лессовидными суглинками, делювиальными и аллювиальными отложениями, реже флювиогляциальными песками и супесями.
Климат исследуемой территории умеренно континентальный с жарким сухим летом, умеренно холодной зимой с устойчивым снежным покровом и хорошо выраженными переходными сезонами. Среднегодовая температура равна 7 °С , наиболее жаркого месяца (июля) + 20,4 °С, января - 8,6 °С. Годовая сумма осадков составляет 500 мм.
Общий характер циркуляционных процессов обусловлен главным образом антициклонической деятельностью. Зимой здесь преобладают пасмурные дни, повторяемость которых составляет 74-78%. В теплый период года увеличение солнечной радиации способствует прогреванию континентального воздуха и его высушиванию в процессе трансформации, поэтому облачность в это время меньше. Из неблагоприятных явлений следует отметить туманы (39 дней в году), метели и поземки (35 дней в году), гололед и изморозь (49 дней в году), грозы (44 дня в году), сильные ветры (со скоростью > 15 м/сек - 2 дня в году).
Почвенный покров территории станции и ее окрестностей представлен почвами - естественными ненарушенными, естественно-антропогенными, поверхностно-преобразованными, антропогенными глубокопреобразованными и техногенными поверхностными в виде почвоподобных образований. На междуречьях доминируют черноземы типичные, а под пологом дубрав в междуречье Потудани и Тихой Сосны -серые лесные почвы. В Острогожском лесу почвенный покров состоит из выщелоченных черноземов и темно-серых лесных почв. На песчаных террасах речных долин развиты преимущественно черноземовидные и желто-бурые связнопесчаные почвы а на супесчано-суглинистых - лугово-черноземные и выщелоченные черноземы. В поймах рек распространены пойменные аллювиальные дерновые и пойменные аллювиальные дерново-слоистые, луговые почвы. В притеррасной части пойм сформированы аллювиальные болотные, в основном иловато-перегнойно-глеевые и иловато-торфяные почвы.
В пределах станции и в её окрестностях преобладают черноземы типичные, преимущественно распаханные. Целинные же черноземы типичные встречаются редко и лишь на небольших участках под разнотравно-злаковой растительностью на лессовидных суглинках.
Преобладает культурная растительность. На лесные массивы в районе приходится 6,4 %. По меловым склонам р. Тихая Сосна наблюдаются своеобразные группировки реликтовых растений - тимьянники, среди которых доминируют чабрец или тимьян меловой и иссоп меловой. Им сопутствуют норичник меловой, смолевка меловая, льнянка меловая, лен крымский.
Животный мир рассматриваемой территории сравнительно небогат. В видовом составе преобладают представители открытых пространств: заяц-русак, суслик крапчатый, степной хорек, мышевидные грызуны. Лесные виды характерны для более облесенной части района - междуречье Потудани-Тихой Сосны. Здесь обитают олень настоящий, кабан, барсук, енотовидная собака, лесной хорек, норка, лисица.
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ АТМОСФЕРЫ
При эксплуатации газотранспортных объектов следует выделить два основных источника загрязнений - линейная часть газопровода и компрессорные станции.
Источниками загрязнения приземной атмосферы являются участки с основным технологическим оборудованием - компрессорные цеха и участки вспомогательных служб: котельные, автотранспортное хозяйство, склад горюче-смазочных материалов, сварочный пост, участок металлообработки, склад метанола и блок очистки газа, участок деревообработки, печь для дожига технологических жидкостей.
Значительная часть загрязняющих атмосферу веществ на компрессорных станциях выделяется при работе газоперекачивающих агрегатов и составляет 98%, а остальные 2% - продукты сжигания газа при работе котельных и электростанций. Большое (до 2200 м3 газа) количество газа выбрасывается в атмосферу через “свечу” при остановках и пусках газоперекачивающих агрегатов. Кроме этого, потери газа на компрессорных станциях (до 10 тыс. м3 в летний период) происходят при продувках пылеуловителей.
Компрессорные станции поставляют в атмосферу большое количество оксидов азота и углерода, которые поступают от топливоиспользующего оборудования. При содержании в газе соединений серы в состав выбросов входят сероводород и диоксид серы (табл. 1). В связи с наличием большого парка автомашин, работающих на этилированном бензине и дизельном топливе, ремонтных мастерских и автозаправочной станции определено содержание в атмосфере углеводородов бензина, сажи. свинеца и его соединении.
Выделение диоксида кремния, оксидов марганца, оксида железа, фторидов и фтористого водорода находится в зависимости от сварочных работ, металлической пыли - от работы участков металлообработки, древесной пыли - от работы участков деревообработки, паров метанола - от способа его хранения.
Всего в атмосферу поступает от 132 стационарных источников выбросов 1131,650 т/год загрязняющих веществ. Из этого количества наибольшая доля приходится на метан - 378.424 т/год или 1567,000 г/сек, диоксид азота -167.276 т/год или 5,81637 г/сек, монооксид азота - 129,298 т/год или 5.308 г/сек. монооксил углерода -455,737 т/год или 18,5155 г/сек. От организованных источников в атмосферу поступает 956,94145 т/год загрязнителей, а от неорганизованных (стоянки автотранспорта, АЗС, склада метанола, пневмокранов) - 174,7086 т/год загрязняющих веществ. Наибольшее количество вредных соединений дают компрессорные цеха 3 - 37.326953 т/год (3,3%) и 4 - 1079,6076 т/год (95,4%).
В общей массе выбросов (1131,650 т/год) содержится около 20 веществ разных классов опасности (табл. 1). Особо токсичные и токсичные вещества (1 и II классов опасности) составляют 167,27698 т/год или 14,8 % (без учета NO) от общей массы всех выбросов. Из особо опасных веществ в выбросах встречаются свинец и его соединения, а из токсичных - диоксид азота, оксиды марганца, фтористый водород. Эти вещества поступают в приземную воздушную среду в основном от следующих источников:
Таблица 1
Загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферу Острогожской компрессорной станцией
Наименование вещества
Используемый критерий
Значение критерия, мг/м3
Класс
опасности
Выброс вещества, т/год
Свинец и его неорганические соединения
ПДКм.р.1
0,001000
I
0,0003
Марганец и его соединения
ПДКм.р.
0,010000
II
0,00038
Диоксид азота
ПДКм.р.
0,085000
II
148,9000
Фториды газообразные
ПДКм.р.
0,02000
II
0,00031
Оксид железа
ПДКм.р.
0,040000
III
0.0048
Оксид азота
ПДКм.р.
0.400000
III
147,6720
Сажа
ПДКм.р.
0,150000
III
0.0043
Диоксид серы
ПДКм.р.
0,500000
III
0,1610
Метанол
ПДКм.р.
1,000000
III
0,0200
Оксид углерода
ПДКм.р.
5,000000
IV
455,7370
Бензин нефтяной
ПДКм.р.
5,000000
IV
0,2620
Диоксид кремния
ОБУВ22
0,020000
0
0,00008
Метан
ОБУВ
50.000000
0
378,4240
Одорант СПМ
ОБУВ
0,000050
0
0,0123
Пыль абразивная
ОБУВ
0.040000
0
0,1520
Пыль древесная
ОБУВ
0,100000
0
0,3000
котельных, сварочного участка, автотранспортного хозяйства. Довольно опасны и вещества III класса токсичности (0,3173 т/год или 0,03%), в особенности диоксид серы, металлическая пыль, сажа. К этому же классу относятся диоксид кремния и метанол. В приземной атмосфере определены и соединения IV класса опасности - 834,428 т/год (73,7%). К ним относятся оксид углерода, метан, бензин, оксид железа.
По таким контролируемым показателям для воздуха, как концентрация метана, диоксида азота, суммации по диоксиду азота и диоксиду серы, метанола, древесной пыли у источников наблюдается превышение значения ПДК в 1,2-1,8 раза. Содержание же оксида углерода, бензина и одоранта СПМ составляет 0,6-0,8 ПДК. С удалением от эпицентра выброса значения концентраций уменьшаются экспоненциально до достижения минимума или фонового значения. Таким образом, на расстоянии 1000 м от источников выброса максимальные приземные концентрации загрязняющих веществ постоянных выбросов компрессорной станции составляют: по диоксиду азота - 0,38 ПДК, по метану - 0,65 ПДК, по абразивной пыли - 0,18 ПДК, а остальные на уровне фона.
Атмосферные выбросы - основной путь поступления загрязняющих веществ в окружающую среду. Попадая в атмосферу, загрязняющие вещества подхватываются воздушным потоком, переносятся на большие расстояния, участвуют в различных физических процессах и химических трансформациях. Весь процесс взаимодействия загрязнителей с окружающей средой можно разбить на ряд основных этапов:
1) выделение из источника и их начальное разбавление во время подъема в слои воздуха:
2) разбавление за счет турбулентной диффузии при переносе в районе распространения источника;
3) дальний перенос от источника в массе воздуха и разбавление воздушной массы за счет процессов турбулентной диффузии и эффектов ветрового сдвига между слоями воздуха, содержащими загрязнения:
4) реакции в атмосфере, приводящие к образованию вторичного загрязнения и увеличению концентрации загрязняющих веществ в атмосфере;
5) процессы выведения загрязнения из атмосферы, приводящие к ускорению образования осадков, химические реакции в облачных каплях и поступление загрязняющих веществ на поверхность Земли:
6) сухое выпадение, химические трансформации во время их переноса к поверхности Земли.
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ГИДРОСФЕРЫ
Промстоки в системе сбора компрессорной станции складываются из поступлений от:
* продувки (1-2 раза в сутки) пылеуловителей (основное количество промотходов);
* периодической (1-2 раза в год) очистки газопровода:
* промывки аппаратов, емкостей.
Стокообразование на компрессорной станции идет неравномерно, за счет переменного расхода и, соответственно, отведения сточных вод, что связано с периодичностью проведения технологических операций.
В необработанных сточных водах содержится пять основных загрязняющих компонентов:
* бактерии, паразиты и, возможно вирусы, поражающие людей и животных:
* растворенные органические и взвешенные компоненты, имеющие в водной среде высокую биохимическую потребность в кислороде:
* твердые частицы (органические и неорганические), осаждающиеся на дно и при биохимическом распаде поглощающие кислород;
* плавающие частицы (органические и неорганические), удерживающиеся на поверхности воды в виде отдельных кусочков или суспензии;
* питательные вещества в высокой концентрации (в основном фосфорные и азотные соединения).
Основным источником водоснабжения Острогожской компрессорной станции Таблица 2
Качество воды потребляемой Острогожской компрессорной станцией
Характеристика
Скважина
Скважина 2
Скважина 3
ГОСТ
Норматив
I
2
3
4
5
6
Запах, 20 бал.
0
0
0
3351-74
2
Запах, 60 бал.
0
0
0
3351-74
2
Цветность, град.
10”
10”
10”
3351-74
20
Привкус, бал.
0
0
0
3351-74
2
Мутность мг/л
3,9
<0,5
<0,5
3351-74
1,5
РН
6,4
6,9
6,8
6,5-8,5
Кальций, мг/л
66,2
105,2
102,8
3688-47
Магний, мг/л
13,4
21,3
20,3
3820-47
Окисляемость мг/л
0,8
0,7
0,7
18301-72
2
Аммоний мг/л
0,49
0,49
0,45
4192-82
2,0
Нитриты, мг/л
0,011
< 0,003
<0,003
—” —
0,3
Нитраты, мг/л
11,0
7,3
9,7
18826-73
45,0
Общая жесткость, мг-экв/л
4,4
7,0
6,8
4151-72
7,0
Сухой остаток, мг/л
433,0
378,0
376,0
18164-72 .
1000
Хлориды, мг/л
41,0
22,0
12,5
4245-72
350
Сульфаты мг/л
16,8
16,8
19,2
4380-72
500
Железо, мг/л
0,43
0,19
0,07
4011-72
0,3
Калий + натрий, мг/л
84,6
8,5
11,7
4974-72
Фтор, мг/л
0,37
0,34
0,4
07,-1,5
СПАВ, мг/л
не обнаружен
не обнаружен
не обнаружен
<0,5
являются три артезианских колодца, расположенных на ее территории. По плану 1996года лимит забора воды составлял 56,35 тыс. м3год. Реально было использовано воды 56,10 тыс.м3год. Отбираемая вода, качество которой представлено в (табл. 2), идет в
основном на хозяйственно-питьевые нужды - прачечная, столовая и т.д.
В ходе технологических процессов вода загрязняется различными органическими и неорганическими веществами, наличие которых определяет метод очистки сточных вод. Все сточные воды собираются в одну трубу и через канализационный колодец пропускаются через простейшие фильтры предварительной очистки, при этом их качество редко соответствуют нормативам сброса. Далее они попадают на поля подземной фильтрации (размером 10 х 50 м и пропускной способностью 60 м3/сут.). Фактически в описанных выше очистных сооружениях протекают процессы предварительного отстаивания, фильтрации и коагуляции вредных примесей. Это подтверждается тем, что концентрация нефтепродуктов, например, снижается в ряде случаев более чем в 20 раз (табл. 3).
Кроме этого, находящиеся в сточных водах органические и неорганические соединения при рН = 6,5-7,0 подвержены различным химическим трансформациям, что зачастую приводит к образованию нежелателных соединений, воздействие которых на биоту может быть более сильным, чем индивидуальных соединений.
Химический состав исходных (артезианских) и сточных вод до и после предварительной очистки представлен комплексом растворенных неорганических и органических соединений, а также нерастворимыми веществами, находящимися во взвешенном состоянии. Результаты анализов артезианских вод (табл. 2) показывают, что содержание примесей в водах удовлетворяет установленным нормам. При анализе же
Таблица 3
Результаты анализа сточных вод до очистных сооружении (I) после очистных
сооружении перед сбросом на поля фильтрации (II) и после доочистки в лабораторной модели биологических прудов (III)
N
Характеристика
ГОСТ
Норма
I
II
III
1
Взвешенные вещества, мг/л
18164-72
5-20
250,7
19
57
2
Сухой остаток, мг/л
18164-72
< 1000
3168,3
231.0
207,6
3
Азот аммонийных солей, мг/л
4192-82
<3,0
17.8
1,9
1,22
4
Азот нитратов.мг/л
18826-73
<45.0
13,8
10,3
8,5
5
Азот нитритов, мг/л
4192-82
<0,3
0,37
0.14
0,1
6
БПК5, мг/л
<3,0
73,0
20,8
7,29
7
РН
6,5-8,5
7,11
7,02
7,33
8
Хлориды, мг/л
4245-72
<350
1009,3
128,5
40,7
9
СПАВ, мг/л
<0,5
42,7
18,4
0,9
10
Фосфаты, мг/л
18308-72
<3,5
6,55
2,8
0,82
11
Сульфаты, мг/л
4389-72
< 500
528,0
5,3
65,8
12
Нефтепродукты, мг/л
ОСМА
<0,1
2,06
0,1
0,04
13
Метанол, мг/л
<3,0
Н/0
Н/0
Н/0
14
Сульфиды, мг/л
4192-82
<0,3
0,21
0,18
0,15
15
Коли-индекс
<3,0
0,95
0,6
0,4
16
Коли-титр
100-200
1836
1636
200
17
Общее микробное число, х Ю-3
100
1,35
1,2
0,093
.18
Жесткость, мг-экв/л
4151-72
7,0
7,1
5.3
2,3
сточных вод (табл. 3) обнаружено значительное превышение ПДК, особенно по таким
показателям как сухой остаток, взвешенные вещества и содержание хлоридов. В сточных водах присутствуют фосфаты, растворенные нефтепродукты и СПАВ, не отмеченные в исходных водах. Их появление связано с использованием воды для хозяйственно-бытовых нужд и в автотранспортном хозяйстве.
Предварительная очистка сточных вод заметно улучшает контролируемые показатели. Так как фильтры работают в основном в режиме механической фильтрации, то содержание взвешенных веществ и сухого остатка заметно уменьшается.
Содержание в сточной воде нефтепродуктов характеризуется значительным превышением норм, что связано с наличием на компрессорной станции большого парка автотранспорта. Устранить в полной мере нефтепродукты имеющимися очистными сооружениями не удается, поэтому в пробах сточных вод наблюдаются их повышенные количества. Еще большее превышение норм отмечается для СПАВ, поступающих вместе с хозяйственно-бытовыми сточными водами. Снизить этот показатель фильтрами предварительной очистки также не удается.
Сточные воды после фильтров предварительной очистки направляют на поля фильтрации, где они проходят доочистку.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОЧВОГРУНТОВ
Практически на всех объектах газовой промышленности наблюдается механические нарушения почв. Они связаны со строительными (прокладка трубопроводов, строительство промышленных корпусов, жилых поселков и коммуникаций) и рекультивационными (снятие плодородного слоя, засыпка траншеи) работами. Масштабы нарушений зависят от размера и назначения возводимых сооружений, от ранимости природной среды. Результатом является изменение физических, химических и биологических свойств почв и развитие процессов - водной и ветровой эрозии, заболачивания, уплотнения, загрязнения земель. Происходит фрагментное или полное уничтожение гумусово-аккумулятивного горизонта, перемешивание материала разных горизонтов, внедрение подстилающих пород с неблагоприятными физическими свойствами и низким потенциальным плодородием.
Кроме механических нарушений почвенного покрова существует еще химическое загрязнение почв жидкими и газообразными веществами, к которым относятся углеводороды и химреагенты, а также природный газ и продукты его сгорания. Для предприятий транспорта газа выявлены основные причини химического загрязнения. Они представляют собой разливы углеводородного конденсата, ингибиторов коррозии и гидратирования во время продувок газопроводов, разливы турбинного топлива, метанола, органических кислот, ПАВ.
Почвы существенно отличаются по податливости к химическому загрязнению. Аккумуляции поступающих в почвы химических соединений способствует тяжелый гранулометрический состав, высокое содержание гумуса и карбонатов, близкие к нейтральным значения рН, высокие емкости катионного обмена, склонность к хемосорбции анионов.
Загрязняющие вещества объединены в две группы. Первая из них - педохимические активные вещества, способные повлиять на кислотно-основные или окислительно-восстановительные условия в почвах. К ним относятся минеральные кислоты, щелочи, карбонаты, сероводород, метан. Вторая группа - биохимически активные вещества, действующие непосредственно на живые организмы. Это - токсичные микроэлементы, пестициды, углеводороды и др.
Воздействие биохимически активных веществ на организмы зависит от их доступности растениям, подвижности в почвах. Относительная опасность аккумуляции, а, следовательно, и загрязнения почв биохимически активными элементами нарастает при утяжелении гранулометрического состава и снижении коэффициента увлажнения. Опасность загрязнения почв слабоподвижными формами соединений биохимически активных элементов увеличивается при высоком содержании гумус: и высокой сорбционнои способности.
Миграция веществ в почвах отличается тем, что они осуществляется главным образом вследствие диффузии или массопереноса в пористой среде. В естественных условиях вода фильтруется через нее в результате выпадения дождей или искусственного орошения. Находящиеся в почвах вещества перемещаются с водой и вследствие этого распределяются по их профилю.
Сухие почвы обладают способностью адсорбировать различные газы и пары. Наиболее интенсивно происходит адсорбция молекул воды. В меньшей степени адсорбируются углекислый газ, кислород и азот. Адсорбция воды, углекислого газа и кислорода может сопровождаться химическим взаимодействием с компонентами твердых фаз почв (хемосорбция). Из растворов почвы адсорбируют нейтральные молекулы органических соединений и гумусовые вещества.
Установлен уровень загрязнения территории метанолом, нефтепродуктами и тяжелыми металлами. Из последних отмечается превышение фоновых значений для свинца, цинка и меди.
МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
В связи с тем, что работа компрессорной станции связана с выделением значительного количества газообразных веществ, она оказывает большее влияние на атмосферу по сравнению с воздействием на гидросферу и почву. Учитывая это, для снижения техногенного воздействия объекта предлагается ряд мероприятий по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, которые представлены на (рис.1). Перевод газоперекачивающих агрегатов на воздушный пуск, например, позволяет уменьшить потери газа на 1,5-2,0 %.
Одним из методов уменьшения потерь газа является утилизация вторичных энергоресурсов, которые используются для теплоснабжения самой компрессорной станции и внешних потребителей: жилых поселков и теплично-овощных комбинатов. Тепло выхлопных газов газоперекачивающих аппаратов может применяться для подогрева воды или генерации пара, а уходящие газы газотурбинных установок - для углекислотной подкормки растений, что существенно повышает их урожайность. В этом случае содержание вредных веществ снижают методом каталитического восстановления газами-восстановителями. Возможно использование вторичных энергоресурсов компрессорной станции для подогрева воды в бассейнах и прудах рыбоводных хозяйств.
Для достижения максимального очищения сточных вод разрабатываются новые, прогрессивные технологии очистки и доочисткй сточных вод. Среди них физико-химические и биологические методы, а также анаэробная очистка сточных вод. Перспективными направлениями являются озонирование, обратный осмос, фильтрование через ионнообменные смолы и полимерные сорбенты.
Организация крупных очистных сооружений на данной компрессорной станции нецелесообразна, как с экономической, так и с экологической точек зрения, поэтому предлагаются малые очистные сооружения мощностью до 50 м3час/ способные очищать комбинированные сточные воды, то есть смесь хоз-фекальных и производственных стоков.
Наиболее рациональными способами доочистки сточных вод являются биологические способы, основанные на практически неограниченных возможностях микроорганизмов, водорослей, высших водных растений в трансформации загрязнений различной химической природы. Весьма существенно также, что биологическая очистка осуществляется при минимальных затратах энергии на массовую единицу удаляемых веществ. Из большой массы высших водных растений в качестве лучшего биологического сорбента выбран рдест пронзеннолистный.
Рис. I. Основные мероприятия по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при работе Острогожской компрессорной станции
Биологические методы позволяют подвергнуть окислению органические соединения алифатического ряда, амиловый, этиловый и метиловый спирты, ацетон, гликоли, глицерин, анилин и многие другие вещества. При длительной адаптации можно добиться распада даже таких устойчивых соединений, как толуол, ксилол, углеводороды, нефть и другие.
Одним из перспективных биологических методов является способ очистки хозяйственно-фекальных сточных вод в биологических прудах. На рис. 2 приводится предлагаемая схема по очистке сточных вод на очистных сооружениях Острогожской компрессорной станции с последующей глубокой доочисткой стоков в биологических прудах с высшей водной растительностью. Доочищенные в биологических прудах промышленные и хозяйственно-бытовые сточные воды менее опасны для водоемов, а также могут использоваться в оборотном промышленном водоснабжении и других целей. Специфической особенностью биологических прудов является то, что вскоре после их заполнения начинается массовое развитие планктонных водорослей, которые
а - производственные сточные воды
б - хозяйственно-бытовые сточные воды
1 - сборник сточных вод
2 - насосная станция
3 - фильтр предварительной очистки
4 - песколовка
5 - симбиотенк
6 - вторичный отстойник
7 - насосная станция
8 - распределительная емкость
9, 10 - биологические пруды с высшей водной растительностью
Рис.2 Предлагаемая процессуальная схема по очистке сточных вод на очистных сооружениях Острогожской компрессорной станции с последующей глубокой доочисткой стоков в биологических прудах с высшей водной растительностью
.значительно интенсифицируют процесс очистки сточных вод в биологических прудах. Поэтому для доочистки сточных вод в биологические пруды часто вносят различные культуры протоковых водорослей
Наряду с очисткой отработанных сточных вод от загрязнения органического происхождения часто необходимо извлечь из них различные солевые компоненты (ионы тяжелых и легких металлов, хлориды, азот, фосфор и т.д.). Биологические пруды, засеянные макрофитами высшей водной растительностью - один из наиболее перспективных способов деминерализации промышленных сточных вод. Способ глубокой очистки сточных вод, основанный на их контактировании с высшей водной растительностью, называется биогидроботаническим. В его основу положены биохимические процессы окисления, фильтрования, поглощения, накопления органических и неорганических веществ, минерализации, детоксикации, адсорбции, хемосорбции и других. Высокий очистительный эффект достигается, там, где вода протекает через сообщество последовательно расположенных растений: полупогруженные -плавающие - погруженные в воду. Высшие водные растения служат своеобразным барьером для поступающих в водоем рассеянных загрязнений, регулируют качество воды не только благодаря фильтрационным свойствам, но и способности поглощать из воды биогенные элементы
Высшие водные растения обладают важным свойством - детоксикацией различных вредных веществ, сбрасываемых в водоем. Они поглощают различного рода пестициды - ДДТ, севин, атразин и другие, которые поглощаясь растениями, инактивируются, проходя разнообразные химические превращения, а затем вместе с наземной массой могут быть выделены из водоемов.
Биомасса высших водных растений может быть использована как дополнительный источник получения кормов в животноводстве, птицеводстве и рыбоводстве, что связано с тем, что при очищении стоков компрессорных станций в воде практически отсутствуют бластогены и токсиканты.
Можно с уверенностью сказать, что:
1. Биогидроботанический метод можно использовать для доочистки стоков Острогожской компрессорной станции и других объектов транспорта газа, находящихся в различных географических и климатических регионах страны.
2. Воду после доочистки в биопрудах с высшими водными растениями можно использовать в системах оборотного водоснабжения предприятия и для различных технических целей (результаты в табл. 3)
Мероприятия по защите почв направлены на предотвращение или уменьшение негативных последствий механического воздействия и химического загрязнения. Комплекс защитных мер по охране земельных ресурсов при эксплуатации включает:
1) снижение до минимума числа и размеров промышленных площадок, дорожных путей;
2) локализация отходов производства;
3) сокращение отходов производства;
4) сбор и вывоз для последующей утилизации и обезвреживания продуктов очистки трубопровода ;
5) применение при продувке пылеуловителей установки очистки газа от шлама;
6) сооружение бетонных стенок вокруг резервных парков и бетонирование площадок на складах горюче-смазочных материалов и метанола, предотвращающих растекание последних по почве.
Предусматривается также рекультивация нарушенных почв, которая обычно проводится в два этапа. Первый (технический) должен начинаться до начала строительных работ. Его основная цель - сохранение изымаемого плодородного и потенциально плодородного слоев почвы для ее дальнейшего рационального использования. Второй (биологический) этап характеризуется проведением агромелиоративных мероприятий, которые должны восстанавливать плодородие почв. Их содержание зависит от районов, где они проводятся, и от физических и химических свойств поверхностных почвенных горизонтов.
Заключение
I. В целях снижения уровня негативных воздействий на окружающую природную среду со стороны компрессорной станции “Острогожск” Острогожского ЛПУ, можно рекомендовать следующие мероприятия:
1. Рассмотреть возможность модернизации или замены существующего технологического оборудования компрессорной станции на более современное для снижения выбросов газообразных веществ в атмосферу.
2. Разработать меры по снижению потерь природного газа при залповых выбросах, в частности рассмотреть возможность его утилизации.
3. Регулярно проводить анализ сточных вод перед сбросом их на поля фильтрации.
4. Регулярно проводить наблюдения за качеством ливнево-талых сточных вод, а также вод р. Тихая Сосна для выявления сезонного влияния и получения более полной картины воздействия данного объекта на водную среду.
5. Рассмотреть возможность строительства малогабаритных очистных сооружений сточных вод, включающих песколовку и симбиотенк, и замены полей подземной фильтрации на биологические пруды с высшей водной растительностью, для создания технического водооборотаэ
6. Регулярно проводить отбор и анализ проб почв для строгого контроля за их состоянием. Особое внимание обратить на участки, занятые огородами в непо-средствнной близости от компрессорной станции.
II. Необходимо распространить полученный опыт по комплексному исследованию воздействия компрессорной станции “Острогожск” на окружающую среду на другие объекты транспорта газа РАО “ГАЗПРОМ”.
список используемой литературы
1. Экологическая оценка воздействия работы объектов транспорта газа на окружающую среду // Транспорт и подземное хранение газа - М.: ИРЦ Газпром. №5.
1997.
2. Трансформация в приземной атмосфере загрязняющих веществ, поступающих от объектов транспорта газа // Рациональное природопользование в условиях техногенеза. Науч
н. тр., вып. 1 - ГУЗ, 1998
3. Экологические аспекты последствий коррозионного разрушения конструкций на объектах транспорта газа // Практика противокоррозионной защиты. - М.,
1998. № 3
1 ПДКм.р – максимально разовая предельно допустимая концентрация
2 ОБУВ – ориентировочно безопасный уровень воздействия