54. Ағын суларын мұнай өнімдерінен тазарту.

Қазақстанда көмірсутек өнімдерін өндіру бюджетті қалыптастырудың бірден бір көзі болып табылады. Көптеген жылдар бойы Тңіз мөнай шығару орны жұмыс істеуде, 1984 жылдан бастап, Қарашығанақ мұнай газ өндірісі өнім шығаруда, Оңтүстік-Қазақстан облысында көмірсутек өнімдері өндірілуде. ХХІ ғасырдың басында Қазақстанда Каспий теңізінің түбінен (Қашаған) мұнай скважиналарын бұрғылау жүргізіле бастады. Көмірсутектерді өндіру интенсивтілігі жылдан жылға өсуде, сонымен қатар жаңадан мұнай өнімі орындарын табу жұмыстары жүргізілуде. Газ бен мұнайды өндіру мотор майлары отындарын алуға, энергетика және химия өнеркәсібінің дамуына алып келеді, осыған сәйкес тұрғындардың материалдық деңгейі жоғарылайды.

Қазақстанда тұрақты түрде мұнай өнімдерін өндірудің жоғарылауы өте көп мөлшерде ағынды сулардың түзілуімен тікелей байланысты. Мұнай өнімдернің ағынды суларының негізгі бөлігін пласт сулары құрайды, көлемі өндірілген мұнай өнімінің 25 пайызын құрайды. Пласт суларының құрамынан мұнай өнім өнімін арылту үшін электрохимиялық өңдеуден өткізеді. Пласт суларының химиялық құрамы әр түрлі, ол негізінен мұнай өнімінің құрамына байланысты: құрғақ қалдығы 1500 мг/л, көмірсутектер – 2000 мг/л, күкірт сутек, меркаптардар.

Мұнай өндіретін заводтардың ағындары канализацияның екі жүйесіне түседі, біреуі суды қайтарымды сумен қамтамасыз ету үшін жинайды, ал екіншісі – кешенді тазарту үшін жинайды. Тұзсыздандырылған қондырғылардың ағындары санитарлық мәні ерекше, өйткені ондағы мұнайдың мөлшері литрына 40 грамм, хлоридтер – 15 г/л, оларды қайтарымды сумен қамтамасыз ету жүйесінде қолдануға болмайды. Ағынды сулардың басқа түрлерінде мұнай өнімдері, парафиндер, күкіртсутек, аммиак, меркаптандар, сульфидтер, фенолдар 1 литрда 100 мг ғана. Бұндай ағынды суларда ОБҚ (БПК) 100-850 г О2 /л, ОХҚ (ХПК) – 1700 г О2/л мөлшерде болады. Мұнай өнімдері бар ағынды суларды жеткіліксіз тазартқан кезде олардың су нысандарына мұнай қабықшасының пайда болуымен байқалады. Суда иіс 0,1 мг/л болған кезде байқалады.

Желдің әсерінен мұнай қабықшасы бір жағадан екінші жағаға ауысып, жағадағы өсімдіктерджі ластайды, ал суаттың түбіне тұнған мұнай өнімдері екіншілік ластаушы көз болып табылады. «Керосиндік исің бар ағынды суларды ауыз су және рекреациялық мақсатта пайдалануға мүмкіндік болмайды.

Ағынды суларды зарарсыздандыру мәселесін шешу үшін, сол өнеркәсіп сәйкес зерттеулерді жүргізуі қажет, ал кей жағдайда ұқсас кәсіпорындардың ағынды суларының құрамы бойынша мәліметтерді қолданады.

Санитарлық қызмет сол елдегі аймақтағы, облыстағы жетекші өнеркәсіп салаларының дамуына байланысты технологияның санитарлық сипаттамасын және жаңа өндірістегі ағынды судың құрамын білу маңызды. Қазақстанда бұндай өнеркәсіптерге мұнай өндіру және өңдеу, түсті және қара металлургия, көмір және химиялық өнеркәсіптер және кейбір ұсақ салалар жатады.

Күрделі сұрақтар тізіміне ағындардың химиялық құрамын өзгертетін, жаңа технологиялық өндірістерді енгізу жатады. Бұл кезде ағынды суларды санитарлық сипаттауды тәжірибелік немесе жартылай өндірістік құрылымда тексеруден кейін жүргізуге болады. Қазіргі кезде жүздеген өндіріс орындарынан түзілген ағынды сулардың құрамы терең зерттелмеген, тіпті бір саладағы ағындардың құрамы мен сапасының айырмашылығы болуы мүмкін.

Өндірістік ағынды су әр түрлі қажеттілікке жұмсалады, бірақ оның көп бөлігі (90 %-ға дейін) қуатты агригаттарды және өндіріс өнімдерін суыту үшін қолданылады. Бірақ шикізатты байыту, қоспаларды тасымалдау және өнімді жуу кезінде су қарқынды түрде ластанады (жыныстарды, көмірді байыту, мұнайды қайта өңдеу, газдарды жуу). Осы қасиеттері бойынша өндірістік ағынды сулар шартты түрде таза және ластанған болып екі топқа бөледі.

Ластанған ағынды судың құрамында әр түрлі қосылыстар болады. Олардың біреулері минералды заттармен, ал біреулері органикалық заттармен ластанады, кейде олардың құрамы аралас болып келеді. Жекелеген жағдайда ағынды сулар эпидемиологиялық жағынан (тері зауыттары, сарысу даярлайтын фабрикалар, биокомбинатар және т.б.), ал көбіне негізінен токсикологиялық жағынан қауіпті болып келеді.

Өндірістік ағынды суларды тазарту әдістері. Өндірістік ағынды суларды тазалауда келесі әдістер қолданылады: механикалық, химиялық, физико-химиялық және биологиялық.

^ Механикалық тазалауға кіреді: сүзу (сығу) ол торларда (ірі қоспалар үшін) және барабанды торларда (ұсақ өлшенді заттар үшін) жүргізіледі; тұндыру өте жиі қолданылатын әдіс, тұрмыстық ағындарды тазартатын қондырғылардан еш айырмашылығы жоқ көлденең және радиальді тұндырғыштар қолданылады. Ағынды суларды ірі дисперсті заттардан тазарту үшін тұндырғыш ретінде соңғы жинағыш, яғни сулардағы кенді байытқаннан кейінгі соңғы ұнтақты жинауға арналған ағын тоғаны қолданады.

Тұндыру үрдісіне ағынды суларды центрифугада және гидроциклонда тазартуды жатқызуға болады. Горьков политехникалық институтында гидроциклонды аспапты қолдану кезінде полимерлік өнімнің өлшенді заттарынан ағынды суларды тазарту әдісі ұсынылған. Тюмен ауыл шаруашылық зерттеу институтында мұнай өнімдерінен ағынды суларды тазарту кезінде гидроциклон-тұндырғыш ойлап табылған, ол тәлігіне 10 000 м3 ағынды тазартады. Ленинград ауыл-шаруашылқ институтында центрифугирлеу жолымен ағындарды тазартудың тиімділігін жоғарылатуға болатындығын анықтады.

Механикалық тазартуға қалқып шығару және сүзу әдістері жатады. Біріншісі меншікті салмағы судан жеңіл заттарды (мұнай өнімдері, майлар) ұстап қалу үшін қолданады, мұнай тазарту құрылымдарына май ұстағыштар және мұнай ұстағыштар жатады. Ірі нысандарда мұнай ұстағыштар ретінде жоғарғы бөлігінде аралық қабырғалары және мұнай жинайтын мұржа орналастырылған көлденең тұндырғыштар қолданылады. Мұнайдан босатылған су суағар арқылы ағып кетеді. Кіші нысаналарда (гараждардан, өндірістік ыдыстардан) мұнай бөлгіш құдықтар орналастырады. Ағынды сулар оның жоғарғы бөлігіне беріледі де түпкі бөлігінен ағызылады.

Ағынды сулардағы майды ұстау үшін (май зауыттары, ет комбинатары, асхана, фабрикалар, ас үйлер) май ұстағыштар қоладанылады, олар цехтық және жалпы болуы мүмкін. Өзінің құрылысы жағынан, басында және соңында 30-50 см жетпейтіндей етіп көлденең бөлгіштер қондырылған көлденең тұндырғыштарға ұқсас болып келеді. Ағынды суларды тазарту нәтижесі 70 %-ға дейін жетеді.

Сүзу тұндырудан кейінгі және басқа әдістерден кейінгі ұсақ дисперсті қоспаларды ұстау үшін қолданылады. Мұнай өнімдерінен ағынды суларды түбегейлі тазарту кезінде (мұнай ұстағыштардан кейін), ұсақ дисперсті смоланы тазарту кезінде де тиімді болып табылады. Ағынды суларды тереңірек тазарту үшін сынапты тазартуға қолайлы гиперфильтрация әдісі қолданылады. Бұл жағдайда сүзгі элементтері ретінде мембраналар пайдаланылады.

Тұндыру және сүзу үрдістері біріктірілген қондырғы ойлап табылған, мысалы сүзуші элементтері бар радиалды тұндырғышты айтуға болады, ағындарды екіншілік тазарту кезінде өте тиімді болып табылады. Ағындарды мұнай өнімдерінен тазартудың ең тиімді құрылымына Қазан ӨҰ «Тасмаң шығарған сүзгі элементтері жатады.

Химиялық тазарту әдісіне: бейтараптау (нейтралдау), тотықтыру және озондау жатады. Көптеген өндірістегі ағынды сулардың құрамында қышқылдар мен сілтілер болады, олар канализациялық қондырғылардың коррозиясына әкеледі, сонымен қатар суат суының және ағынды судың биологиялық тазарту кезінде биохимиялық процестердің бұзылуына әкеледі. Сондықтан мұндай ағынды суларды суаттарға құю алдында бейтараптау қажет.

Тотықтыру – бұл процесс заттарды басқа әдістермен шығаруға және бұзуға болмайтын жағдайда қолданылады, мысалы бұған түрлі-түсті металлургия кәсіпорындарының ағынды суларында кездесетін цианитті қосылыстар жатады. Тотықтырғыш ретінде хлор әк немесе натрий және кальций гипохлориді қолданылады.

Озондау – экологиялық таза әдіс болып табылады, ол шетелде мұнай газ өндіретін өнеркәсіптердің ағынды суларын тазалау үшін қолданылады. Су реакция өнімдерімен ластанбайды, сондықтан технологиялық мақсатта қайта қолдануға болады.

^ Физико – химиялық тазартудың құрамына коагуляция, экстракция, адсорбция, эвопарация, флотация және кристаллизация кіреді. Бұл әдістердің көпшілігі жоғарыда қарастырылып кетті, арнайы айырмашылығы жоқ.

Адсорбциялау үшін белсенді көмірді кең түрде қолдану қымбатқа түседі, ал қазақсатнда бұл әдіс қолданылмайды. Бұл мақсатта әкті (доломит) қолдану, сондай-ақ көміртегі сорбенттерін қолдану арзанырақ, оларды өндірістің қалдықтарынан немесе кейбір шикізат түрлерінен алады. Соңғы жылдары өнеркәсіптерге синтетикалық сорбенттер енгізіле бастады.

^ Биологиялық тазарту микроорганизмдердің қатысуымен және биохимиялық тотығумен сипатталатын ағынды сулардың құрамындағы органикалық ластаушылардың түгел жою үшін жүргізіледі. Өндірістік ағынды сулар биологиялық тазртудың алдында улы затардың концентрациясмын төмендету үшін, биогенді элементтерді қосады (оладың жеткіліксіздігі кезінде). Бұл мақсатта көбіне өндірісті ағындарға шаруашылық-тұрмыстық ағынды сулар қосылады.

Аз мөлшердегі ағынды суларды ьиологиялық тазарту үшін, табиғи қондырғылар да қолданылуы мүмкін. Кейбір тағам өнеркәсібінінің ағынды суларын тазарту кезінде егіншіліктік суару алаңдары қолданылады. Мысал ретінде, Украинада қолданылатын қант, спирт, гидролизді-ашытқылы зауыттарын келтіруге болады, мұнда ағындар тоған-жинағышта дайындықтан өткеннен кейін, ауыл-шаруашылық дақылдарын суару үшін пайдаланылған.

Солтүстік-Донецк химиялық кешеніндегі қолданылған ағынды суларды топырақтық тазарту арқылы өңдеу тәжірибесі нәтижелі болып табылды. Новокузнецк қаласындағы кокс химиялық өндірістің ағындырын түбегейлі тазарту үшін жоғарғы су өсімдіктерімен ағынды жанаспалы тоғанды қолданды. Бұндай өсіру ағындарды терең тазартуға мүмкіндік береді, биологиялық тоғандарда олар 15-17 жыл бойы сақталады.

СанПиН № 3.01.070-98 «Охрана поверхностных вод от загрязненияң құжатында су нысандарына тазартылмаған және толық тазартылмаған ағынды суларды құюға, сондай-ақ өндірістік алаңдар аймақтарынан шыққан беткейлік ағынды суларды құюға тыйым салынады. Ағынды суларды тазартудың жоғарыда көрсетілген әдістері бойынша, қиын тазартылатын қоспаларды оқу бағдарламасы бойынша қарастырылмайтын арнайы әдістер арқылы жойылады.

Су нысанына ағынды суларды су нысандларына өз бетімен құятын өндіріс орындары шекті рұқсат етілмеген тастмалар жобасын келісіп бекітуге міндетті. Жробада көрсетілмеген заттарды су нысанына құюға тыйым салынады. Соңғы жылдары өндіріс орнынан щшығатын ағынды суларды со нысанның өщзінде немес басқа нысанда қайта қолдану, яғн айналмалы сумен қамтамасыз ету түрі жиі қолоданылады (28-сурет). Негізінен, бұлагрегатарды суытуға қолданылған «шартты тазаң суларға қатысты. Мысалы металлургиялық зауыттардағы домналық газды тазартқаннан кейінгі фенолдың аздаған қоспасы суларды қайта қолдануға болады.

Белгілі-бір өңдеу өткеннен кейін (суыту, тұндыру) өңделген су өндіріске қайта жіберіледі немесе өңделусіз-ақ қайда қолдануы мүмкін. Сондықтан айналмалы сумен қамтамасыз етуде күрделі қондырғылар мен ерекше материалдық шығынның қажеттігі жоқ.

Кейбір елдерде қиын тазартылатын өндірістік ағынды суларды жер астына құйып көму әдісі қолданылады. Мысалы АҚШ-та қазіргі күнде құрамында мұнай және металлургиялық өндірістік ағынды суларды терең жер асты горизонттарына (4000 м дейін) құю бойынша 270 полигон ұйымдастырылған. Бұрыннғы КСРО-да бұл әдіс 1956 жылы алғашқы рет Башқұрт мұнай өндірісінде қолданылды, ал кейін не бәрі 15 полигон ғана қолданыста болды. Бірақ ағынды суларды жер астына құю аз зерттелген гигиеналық мәселелерге жатады. Сондықтан она арнайы ғылыми негіздеу қажет.

55. АЭС-тың қалдық сулары және оларды тазарту әдістері.

Республикамызда атом электр стансасы 1973 жылы Ақтау қаласында салынған. Станса шапшаң нейтронмен жұмыс істейтін АЭС іске косылды. Екібастүз МАЭС-1 үшін (4 млн кВт) жылына 200 мың вагон отын қажет, ал АЭС үшін — небәрі 10 вагон жұмсалады. АЭС-ның тиімді жақтары көп. Отынды аз пайдаланады, атомдық отынды тасымалдау оңай болғандықтан кез келген жерде салуға болады. Бірақ АЭС салу үлкен сақтықты қажет етеді.

1986 жылы Чернобыль АЭС- ында (Украина) болған апаттан кейін көптеген елдер АЭС салудан бас тартты, кей елдер мүлдем жауып тастады.

АЭС — жоғары технологиялық өндіріс байланысындағы ауыр түйін. Оны атомдык отын циклі немесе атом энергетикасы деп атайды. Атомдық отын цикліне уран кенін өндіру мен өңдеу, АЭС-на отын дайындау, оларға электр қуатын өндіру, атом қалдықтарын өңдеу және көму жатады. СЭС-ы мен ЖЭС-ы арзан электр қуатын береді. Ол дегеніміз айналасында электр қуатын көп тұтынатын өнеркәсіптерді шоғырландыруға мүмкіншілік береді. Арзан отынның және су қуатының нәтижесінде электр қуатын өндіру энергетиканы дамытудың негізгі принципі. Электр стансалары мен электр қуатын жеткізу желісі біріге отырып, энергия жүйесін құрайды. Энергожүйе тоқтаусыз ұдайы электр қуатын жеткізіп беруде шешуші рөл атқарады.

1997 жылы өте жоғары электр тасымалдау желісі іске қосылып (ЭТЖ), екі энергия жүйесін байланыстырды. Яғни қазір жеке Қазақстандық энергия жуйесі қалыптасты. Бірақ республикамыздың барлық аумағын қамти қойған жок.

Республикамыздағы энергия жүйесің дамыту әлі күнге дейін жалғасуда. «Солтүстік-оңтүстік» ірі ЭЖТ (электр желісімен тасымалдау) салынуда. Сонымен бірге ЖЭС, СЭС құрылысын салу көзделуде. Олар Шарын, Іле, Ертіс өзені бойында болса, Жоңғар қақпасында жел электрстансасын салу жоспарлануда. Сонымен, мемлекетіміздің экономикасын нығайтуда жетекші орындардың бірін отын-энергетика кешені алып отыр. Оны көмір өнеркәсібі бастаса, электр қуатын өндіру ісі жалғастырып отыр.

Жербеті су көздерінен алынатын суды тазартудың негізгі міндеті - ол суды қалқымалы заттардан толығымен тазарту (мөлдірлендіру) және оның түсін көзге көрінбейтіндей деңгейге дейін төмендету.

АЭС cудың сапасын жақсарту әдістері және су құбырын тазалау қондырғыларының құрамы су көздеріндегі судың қасиеттеріне байланысты алынады. Судың сапасын жақсартудың негізгі әдістеріне мөлдірлендіру, түссіздендіру және залалсыздандыру жатады.

Суды мөлдірлендіру деп оның құрамынан қалқымалы заттарды шығаруды түсіну керек.

Суды түссіздендіру ол оның құрамындағы шынайы еріген заттарды және коллоидтарды шығару. Бірқатар жағдайда арнайы әдістерді қолдануға тура келеді, оның мақсаты судың құрамынан қандайда-бір нақты химиялық қоспаларды шығару немесе, керсінше – адамның организміне қажетті элементтерді суға қосу болып табылады.Суды алдын ала планктондардан және ірі қоспалардан тазарту үшін микросүзгіштер және барабанды торлар қолданылады. Судың құрамынан коллоидты заттарды шығару үшін, алдын-ала олардың құрамын бұзу және коагуляциялау қажет.

Коагуляциялау – деп судың коллоидты және жұқа дисперсті қоспаларды ірілету, агрегациялау процесі деп түсіну керек. Бұл процесс – олардың молекулярлық бір-біріне тартылу күштерінің әсерлері арқылы өзара жабысу нәтижесінде жүреді де, көзге көрінетін агрегаттардың – үлпектердің құралуымен аяқталады.

Коагулациялаудың екі түрін ажыратады:бос көлемде жүргізілетін коагуляция, оны үлпек құраушы камерада жүргізеді жанаспа түрде жүгізілетін коагуляция, ол түйіршікті толтырғыштардың арасында немесе қалқымалы тұнбаның ішінде жүреді.Коагуляция химиялық реагенттердің – коагулянттардың әсерлерінің нәтижесіне өтеді, ол үшін алюминийдің оксихлориді және алюминат натрий немесе темірдің тұздарын (темір купоросы және темір хлориді) қолданады. Тағы суды коагуляциялау тиімділігіне өзінше «коагулцияның ядролары» болып келетін ірі қалқымалы заттардың бөлшектері, судың температурасы, араластыру қарқындылығы әсеретеді. Осыдан шыға, құрамы әртүрлі сулар үшін коагулянттың әр қилы дозасы таңдап алыну керек.

Мөлдірлендіру және түссіздендіру.Коагуляцияны өткен немесе өтпеген суды мөлдірлендірудің бірінші кезеңі – тұндырғыштарда қалқымалы заттарды шөктіру болып табылады. Тұндырғыштардың жұмысының принципі – судың ағынның кесімін ұлғайтудың арқасында судың қозғалыс жылдамдығын баяаулатуға негізделген. Тұндыру арқылы судан ірі дисперсті қоспаларды (бөлшектерінің өлшемі 100мкм жоғары) шығаруға болады. Судың қозғалу бағытына байланысты горизонтальді және вертикальді тұндырғыштарды ажыратады. Қазіргі уақытта суды тазалау қондырғыларының жаңа типі – қалқымалы тұнбалы мөлдірлеткіштер жасалған. Мұнда коагуляцияланған судың мөлдірлену процессі әлдеқайда қарқынды жүреді, себебі мөлдірленетін су қалқымалы күйде болатын тұнба қабаты арқылы өтеді. Су құбырында суды мөлдірлендірудің келесі кезеңі – ол суды түйіршікті толтырғыштар салынған сүзгіштер арқылы сүзеді. Сүзгіштер былайша жіктеледі – сүзу жылдамдығы бойынша: баяу сүзгіштер (0,1-0,3 м/сағат) жедел сүзгіштер (5-10м/сағат) Суды сүзу, бір-бірімен принципі бойынша айрықша келетін, екі әдіспен жүргізіледі.