Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Экологические аспекты судоходства. Учебное пособие
.pdf
Взвешенные вещества (ВВ) — физический показатель качества воды,
характеризуемый количеством взвешенных веществ, содержащихся в 1 л
сточной воды; измеряется в миллиграммах на литр. (Взвешенные вещества —
это грубодисперсные частицы нерастворимых взвесей: песка, ила, глины,
почвы, нефтепродуктов и масел. При спокойном состоянии воды в зависимости
от плотности вещества имеют свойство выпадать в осадок или всплывать на
поверхность). Косвенной характеристикой этого показателя могут служить
визуально определяемые прозрачность и мутность воды.
Биологическое потребление кислорода (БПК5) — общая концентрация
органических веществ, пересчитанная на количество кислорода, необходимого
для окисления этих веществ, содержащихся в 1 л сточной воды, в течение 5
суток при температуре 20 0С без доступа воздуха и света; характеризует
способность воды к самоочищению; измеряется в миллиграммах на литр.
Коли-индекс — количество бактерий группы «коли» (кишечная палочка),
содержащихся в 1 л сточной воды; измеряется в штуках на литр. (Кишечные
палочки — не относятся к группе патогенных, т.е. они не вызывают
заболеваний, но их присутствие свидетельствует о загрязнении воды
неочищенными бытовыми стоками, и поэтому могут свидетельствовать об
эффективности технологии обработки воды).
Водородный показатель (рН) – количество ионов водорода в растворе;
безразмерная величина; установленное нормативное значение 6…9 (рН=7 –
нейтральная среда, рН<7 — кислая среда, рН>7 — щелочная среда).
В соответствии с СанПиНом 2.5.2-703-98 для очистки и обеззараживания
сточных вод на станциях ООСВ и очистки нефтесодержащих вод на станциях
ОНВ судов, работающих на внутренних водных путях, установлены следующие
нормы качества обработанных (табл. 2.1).
Для станций очистки и обеззараживания сточных вод и очистки
нефтесодержащих вод, предъявленных к использованию после 1997 года,
установлены следующие более жесткие нормы качества обработки (табл. 2.2).
При обработке на станциях очистки и обеззараживания сточных НВ,
устанавливаемых на специализированных судах природоохранного назначения,
должны быть обеспечены следующие нормы качества обработки (табл. 2.3).
Для плавсредств, предназначенных к эксплуатации в морских районах, в
соответствии с МАРПОЛ-73/78 (приложение I «Правила предотвращения
загрязнения нефтью» и приложение IV «Правила предотвращения загрязнения
сточными водами с судов») принимаются нормируемые показатели (табл. 2.4).
Таблица 2.1
Нормируемые значения показателей очистки и обеззараживания сточных вод
на станциях ООСВ и очистки нефтесодержащих вод на станциях ОНВ судов,
работающих на внутренних водных путях
Наименование норматива Значение норматива, мг/л
Концентрация нефтепродуктов не более 10
Взвешенные вещества не более 50
БПК5 (биологическая потребность в кислороде) не более 50
Коли-индекс не более 1000
Остаточный хлор (при обеззараживании хлором) от 1,5 до 3,0
Таблица 2.2
Нормируемые значения показателей очистки и обеззараживания сточных вод
на станциях ООСВ и очистки НВ на станциях ОНВ судов, предъявленных
к использованию после 1997 года
Наименование норматива Значение норматива, мг/л
Концентрация нефтепродуктов не более 8
Взвешенные вещества не более 40
БПК5 (биологическая потребность в кислороде) не более 40
Таблица 2.3
Нормы качества обработки сточных и НВ станциями, устанавливаемых
на специализированных судах природоохранного назначения
Наименование норматива Значение норматива, мг/л
Концентрация нефтепродуктов не более 5
Взвешенные вещества не более 40
(с 1997 г. – не более 30)
БПК5 (биологическая потребность в кислороде) не более 40
(с 1997 г. – не более 30)
Коли-индекс не более 1000
Остаточный хлор (при обеззараживании хлором) от 1,5 до 3,0
Таблица 2.4
Нормируемые значения показателей очистки и обеззараживания сточных
вод на станциях ООСВ и очистки НВ на станциях ОНВ плавсредств,
предназначенных к эксплуатации в морских районах
Наименование норматива Значение норматива, мг/л
Концентрация нефтепродуктов 15
Взвешенные вещества Х * + 100
БПК5 (биологическая потребность в кислороде) 50
Коли-индекс 2500
Примечание Х* - количество взвешенных веществ в промывочной воде, подаваемой в
санитарные приборы.
Тема 3. ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНОЙ СРЕДЫ
НЕФТЕСОДЕРЖАЩИМИ И БАЛЛАСТНЫМИ ВОДАМИ
1. Источники образования и состав нефтесодержащих вод
В льяла судна поступают и смешиваются с нефтесодержащими водами
(НВ) механические примеси, следующего состава: частиц краски, ворсы от
осыпающейся при вибрации и качке изоляции и различных набивочных
материалов, продуктов коррозии, закоксовавшихся нефтепродуктов. Кроме
того, в льяльных водах находится химические примеси в виде поверхностно
активных веществ, серосодержащих соединений, органических кислот и пр. В
льяльных водах содержится топлива до 70…80 %, масла до 20…30 %,
механических примесей до 4…6 %. Количество нефти, содержащееся в
льяльной воде в среднем составляет не менее 2000 ррm для судов с дизельной
установкой и 1500 ррm — с паротурбинной установкой [1,4,8].
К нефтесодержащим отходам относятся различные пропитавшиеся
нефтью материалы, которые рассматриваются как источник загрязнения моря:
ветошь, применяемая при протирке механизмов, древесные опилки и стружки,
используемые при уборке разливов нефти на палубе при бункеровочных и
грузовых операциях или при ремонте механизмов, осадки из топливных и
масляных фильтров, отходы сепарации топлива и масла и пр.
На судне, при расходе 50...70 т/сут. тяжелого дизельного топлива, отходы от
сепарации составляют 0,3…0,4 т, при среднем содержании в них шлама
примерно 0,5 %, воды и механических примесей — 20…25 % и отходов
нефтяного происхождения до 75…80 %. Таким образом, за 30 ходовых суток
накапливается до 12 м3 метров тяжелых гудронообразных нефтесодержащих
отходов. Количество льяльных вод, накапливающихся на судне, можно
принимать в зависимости от его водоизмещения (табл. 3.1).
Одно из основных решений по выполнению требований МАРПОЛ-73/78
по предотвращению загрязнения моря нефтепродуктами состоит в сборе и
сепарации нефтесодержащих отходов с последующей их утилизацией на судне
или сдачей в портовые приемные сооружения. Любой сброс в море
1500
…
4000
8,0…20 0,5 4000
…
10000
20…30
0,5…0,3
10000…
25000
30…
50 0,3…
0,2
25000…
100000
50…
60 0,2…
0,06
нефтесодержащих смесей с судов валовой вместимостью 400 и более и морских
сооружений запрещен, кроме случаев, когда соблюдаются одновременно
условия, приведенные в табл. 3.2.
Таблица 3.1
Количество льяльных вод, образующихся на ходу судна [1]
Водоизмещение судна, т
До 1500 0,3…8,0 0,02…0,5
Количество льяльных вод
м3/сут % от водоизмещения
Таблица 3.2
Сброс из льял машинного отде
ления
(для
всех судов)
Сброс балласта с нефтя
ного
Размеры и
тип
В
не
Суда валовой
суда
суда
Администрация дол
жна обеспечить вы
-
и
вых
в сбросе не более 15
щее
Концентрация нефти в потоке без
и
вых
щее
- имеется САЗРИУС
Сброс запрещается, за ис
-
судно далее 50 миль от
танкер находится в
ность
общее количество
сброшенной нефти не
шает 1/15000 общего
чества перевозимого
или 1/30000 общего
количества перевозимого
щих
Сброс запрещен за
чением сброса чистого
изолированного
Необходимо учитывать
правила и
приведенные
МЕРС
Условия сброса судовых нефтесодержащих вод согласно МАРПОЛ-73/78 [1]
Район
моря
особого
района
В
предела
х
особог
о рай-
она
судна
вместимостью
400 и более
Нефтяные
танкеры и
валовой
вместимостью
400 и более
Суда валовой
вместимостью
400 и более
Нефтяные
танкеры и
валовой
вместимостью
400 и более
танкера
Критерии сброса Критерии сброса
полнение Правила 9(1)b МАРПОЛ73/78.или сдачу отходов в портовые приемные сооружения
Сброс запрещается за исключением:
- льяльные воды не смешаны с льяльным
водами насосного отделения грузо
насосов или с остатками груза;
- судно находится в движении;
- содержание нефти
ррm;
- имеется оборудование, соответствую
Правилу 16(5) МАРПОЛ-73/78
разбавления не более 15 ррm
Сброс запрещается за исключением:
- льяльные воды не смешаны с льяльным
водами насосного отделения грузо
насосов или с остатками груза;
- судно находится в движении;
- содержание нефти в потоке не более
15 ррm;
- имеется оборудование, соответствую
Правилу 16(5);
ключением:
- чистого или изолированного балласта; или
когда:
ближайшего берега;
движении;
- мгновенная интенсив
сброса не более 30 литров -
превы
коли
груза
груза;
- наличие оборудования и
устройств, соответствую
Правилу 15.
исклю
или
балласта.
региональные
рекомендации,
в резолюции ИMO
50(31).
2. Методы и технические средства очистки нефтесодержащих вод
Классификация нефтеочистного оборудования. Для выделения
нефтепродуктов из льяльных и балластных вод на судне или морском
сооружении должно быть сепарирующее и фильтрующее оборудование. Суда,
не имеющие фильтрующего оборудования, должны сохранять все
нефтесодержащие воды на борту и сдавать их на береговые или плавучие
приемные сооружения [1,2].
В соответствии с существующими требованиями любое судно валовой
вместимостью 400 рег. т и более, но менее 10000 рег. т должна быть оснащено
фильтрующим оборудованием. Судно валовой вместимостью 10000 и более
должно быть оснащено фильтрующим оборудованием и устройством
сигнализации и автоматического прекращения сброса нефтесодержащей смеси
в случае, если содержание нефти в стоке превышает 15 ррm. (Приложение I,
Правило 16, МАРПОЛ-73/78).
Нефтеочистное оборудование по степени очистки льяльных вод раз-
деляется на [6]:
нефтеводяное сепарирующее оборудование — это сепаратор или фильтр
или их комбинация, которые обеспечивают получение содержания нефти в
льяльных водах менее 100 ррm;
нефтефилыпрующее оборудование — это комбинация устройств
(сепаратора, фильтра, коалесцирующего элемента), которая обеспечивает
получение содержания нефти в льяльных водах не более 15 ррm.
По принципу действия нефтеводяные сепарационные установки можно
условно разделить на следующие основные типы [1]:
гравитационные (естественный отстой) — наиболее экономичные, но этот
тип сепарационных установок не обеспечивает требуемого качества очистки;
флотационные (насыщение очищаемой воды мельчайшими пузырьками
воздуха, которые при всплытии увлекают за собой частицы нефтепродуктов и
образуют при этом нефтеводяную пену, сбрасываемую в сборную цистерну);
коалесцирующие (укрупнение частиц нефтепродуктов за счет их слияния
на коалесцирующем материале с последующим отрывом укрупненных капель от
поверхности коалесцирующего материала, всплытии и стоке в сборный танк).
фильтрационные (задержание частиц нефтепродуктов слоем
фильтрующих материалов);
центробежные (разделение частиц разной плотности при воздействии
центробежных сил).
Известно [1], что частицы нефтепродуктов в льяльных и других
загрязненных нефтью воздух, как правило, находятся во взвешенном состоянии.
Нефтеводяная эмульсия содержит нефтяные капли диаметром не более 250 мкм.
Капли, начиная с диаметра более 200 мкм, быстро всплывают, образуя на поверхности воды нефтяную пленку. В эмульсии сохраняются в устойчивом
состоянии около 50 % капель нефти диаметром до 10 мкм, 25 % капель
диаметром от 10 до 30 мкм, остальные — это капли от 30 до 200…250 мкм. В
зависимости от размера частиц образуется то или иное состояние нефтеводяной
смеси.
Технологически льяльные воды плохо очищаются от нефти путем
гравитационного отстоя, поскольку силы трения при всплытии мелких капель
нефти соизмеримы с подъемной силой всплытия, а наиболее мелкие частицы
подвержены молекулярному воздействию, что препятствует их всплытию. Этим
объясняется, что в ряде случаев сепарационные установки этого HI на, успешно
прошедшие стендовые испытания, оказываются недостаточно надежными в
реальных условиях эксплуатации.
Нефть, попадая в льяльные воды в результате перемешивания с водой, при
качке судна, при прохождении через трубопроводы и клапаны подвергается
эмульгированию, которое не образует мелкодисперсионную фазу и нефть быстро
отстаивается. При прохождении нефтеводяной смеси через насос нефтяные капли
дробятся, образуя стойкую эмульсию («вторичное эмульгирование»). Такую
эмульсию, создаваемую насосами центробежного типа и быстроходными
поршневыми насосами, гравитационным отстоем расслоить невозможно.
Наиболее эффективные условия для работы сепаратора гравитационного
типа обеспечиваются при работе его в вакуумном режиме, т.е. когда насос,
установленный на выходе сепаратора, «протягивает» смесь через сепаратор. При
этом режиме полностью исключается вторичное эмульгирование, благодаря
чему нефтесодержание на выходе снижается в 1,5…2 раза по сравнению с
подачей нефтесодержащей воды при напоре со стороны насоса на входе в
сепаратор.
Конструктивно сепарационные установки могут быть одноступенчатыми,
двух — и ступенчатыми.
Признано, что наиболее эффективной является двухступенчатая система
грубой и тонкой очисток. Грубая очистка осуществляется в сепарирующих
устройствах отстойного типа, когда от воды отделяются грубодисперсионные
частицы нефтепродуктов. Тонкая очистка обеспечивается фильтрами
коалесцирующего типа. Одного из возможных вариантов системы очистки
нефтесодержащих вод может быть следующий (рис.3.1).
Рис. 3.1. Схема двухступенчатой очистки загрязненных вод [6] (ЦСН – цистерна сточных
нефтепродуктов; ФТО – фильтр тонкой очистки; ФГО – фильтр грубой очистки;
САЗРИУС – система автоматического замера, регистрации и управления сбросом)
Нефтезагрязненная вода подается насосами из льял в ФГО. ФГО должен
обеспечивать прием не менее суточного объема поступающих загрязненных вод,
что обеспечивает необходимые условия отстоя между двумя периодическими
откачиваниями.
Нефтесодержащая смесь в ФГО подогревается насыщенным паром
низкого давления. С ростом температуры объем нефтяных капель увеличивается
быстрее и подъемная сила возрастает, обеспечивая всплытие капель на
поверхность. Через клапанное устройство нефть с поверхности поступает в
нефтесборник, а затем — в ЦСН.
По мере грубой очистки нефтесодержащая смесь поступает в ФТО коалесцирующего типа, в котором происходит укрупнение частиц нефти и их
слиянии при прохождении через коалесцирующий материал и последующим
отделением этих частиц от воды. В качестве коалесцирующих материалов
применяются шерсть, стекловолокно или пенопропилен. Выделившиеся из
смеси нефтепродукты перетекают в ЦСН, а очищенная вода после контроля
САЗРИУС сбрасывается за борт.
Совершено естественно, что эксплуатация сепарационного и
фильтрующего оборудования должна осуществляться в строгом соответствии с
имеющимися на них инструкциями. Превышение, например, скорости
перекачки, заданной инструкцией, может стать причиной увеличения
содержания нефти в сбрасываемых водах. Максимальную скорость перекачки
следует применять при низкой исходной концентрации нефти и воде, а при
обработке сильно загрязненной воды скорость перекачки рекомендуется
снижать. Все отказы в работе сепарационного и фильтрующего оборудования
необходимо фиксировать в формулярах на это оборудование.
В случае когда установленное на судне оборудование в силу своих
технических характеристик или по причине неисправности не может снизить
содержание нефти в льяльных и/или балластных водах до допустимого уровня
(15 ррm), то сброс за борт не производится. В этом случае нефтесодержащие
водяные смеси необходимо собирать в судовые отстойные цистерны с
последующей сдачей в портовое приемное сооружение.
Отстойные танки. Содержимое отстойных танков образуется за счет:
- перекачки льяльных вод из машинного отделения;
- внутрисудовой перекачки нефтяного груза в рейсе;
- выгрузки нефтяного груза;
- мойки танков сырой нефтью (при наличии системы мойки сырой нефтью);
- зачистки грузовых танков от воды, поступившей в них при промывке
грузовой системы;
- промывки грузовых и зачистных трубопроводов, удаления из грузовых
танков грязного балласта;
- аварийных и других исключительных сбросов нефти.
На практике любой танк на танкере может быть использован в качестве
отстойного. Отстойный танк или набор отстойных танков должны иметь вмести-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]