2809

УДК 622.691.4.053:658.567.1

Г.С. Арзамасова, М.В. Ахмадиев, А.А. Чугайнова

УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ ОЧИСТКИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

Статья посвящена проблеме утилизации нефтесодержащих отходов, образующихся на газотранспортных предприятиях. Представлены характеристики отходов очистки магистральных газопроводов и условия их образования, а также предложена принципиальная схема обращения с отходами, реализация которой возможна как в условиях газотранспортного предприятия, так и на площадках подрядных организаций. Рассмотрены биологические и термические методы утилизации отходов, образующихся в процессе очистки магистральных газопроводов.

Ключевые слова: нефтесодержащие отходы (НСО), магистральные газопроводы, термические и биотехнологические методы утилизации.

G.S. Arzamasova, M.V. Akhmadiev, A.A. Chugainova

RECYCLING OF WASTES CLEANING OF GAS-MAIN PIPELINE

The article deals with utilization of oily waste from gas transportation enterprises. Characteristics and conditions of formation of gas pipelines treatment waste are presented in the article. The proposed article concept of waste treatment can be implemented as in a gas transportation company, and the contractors. In the article the biological and thermal methods of waste from gas pipelines treatment are presented.

Keywords: oily wastes, gas pipeline, thermal and biological methods utili-

zation.

Образование значительных объемов нефтесодержащих отходов, образующихся в процессе деятельности предприятий нефтегазовой отрасли, представляет собой актуальную экологическую проблему для территории Пермского края.

В процессе реализации технологических процессов добычи, транспортировки и переработки углеводородного сырья образуются различные по компонентному и агрегатному состоянию НСО. При этом весь их поток, независимо от источников и условий образования, представляет собой нефтяные остатки, состоящие из нефтепро-

321

дуктов (10–56 %), воды (30–85 %) и твердых примесей (1,3–46 %).

В процессе хранения НСО подвергаются разделению на три фракции: верхний слой является трудноразделимой эмульсией и состоит из нефтепродуктов, воды и механических примесей (до 5 %), средний слой представляет собой воду, загрязненную нефтепродуктами и взвешенными частицами, нижний слой – это донный осадок, состоящий из твердой фазы (до 70 %), нефтепродуктов (от 5–10 %) и воды (до 25 %) [1].

Неоднородность компонентного состава НСО определяет возможность их обезвреживания различными методами от химической и физико-химической обработки до получения из отходов ценных углеводородов. Наиболее часто реализуемыми на практике методами обезвреживания НСО являются термические. Они представлены на рис. 1.

Рис. 1. Термические методы обезвреживания НСО

Для реализации термических методов необходимо применять специализированные установки различного типа, что требует значительных капитальных вложений и затрат на их эксплуатацию. Важным недостатком установок термического обезвреживания также является образование отходящих газов, которые необходимо подвергать высокой степени очистки для обеспечения экологической безопасности, что, в свою очередь, повышает стоимость использования установок термического обезвреживания [2]. Таким образом, применение вышеприведенных методов позволяет решить экологические задачи, но при этом не дает должного экономического эффекта, что недопустимо в современных системах обращения с промышленными отходами.

322

В качестве альтернативного способа обезвреживания НСО могут быть рассмотрены биотехнологические методы переработки, получившие в последнее время широкое распространение в связи с простотой технологической реализации, а также низкой стоимостью. Данные методы основаны на использовании микроорганизмов, отличающихся повышенной способностью к биодеградации компонентов нефти и нефтепродуктов [3, 4]. Варианты реализации биотехнологических методов обезвреживания НСО представлены на рис. 2.

Рис. 2. Биологические методы обезвреживания НСО

Образование НСО является неотъемлемым следствием процессов добычи и переработки нефти, при этом для предприятий, осуществляющих транспортировку и переработку природного газа, это также одна из экологических проблем, которая требует решения. На предприятиях газотранспортной отрасли НСО образуются в процессах очистки природного газа, обслуживания и ремонта магистральных газопроводов, а также в ряде вспомогательных процессов. Основная масса нефтесодержащих отходов образуется в двух технологических процессах: очистке природного газа на компрессорных станциях, профилактическом обслуживании и капитальном ремонте газопроводов.

Отходы очистки магистральных газопроводов представляют собой шламообразные отходы III класса опасности, состоящие из нефтепродуктов и механических примесей. В ходе проведенных исследований было установлено, что в отходах очистки магистральных газопроводов могут содержаться различные механические примеси (переизоляция, песок, частицы почвы, ветки деревьев и т.п.), которые попадают в газопровод при проведении ремонтных работ.

На основании анализа особенностей компонентного состава отходов была предложена принципиальная схема обращения с НСО на газотранспортных предприятиях (рис. 3).

323

324

Удаление излишков масла (отстаивание)

Рис. 3. Принципиальная схема обращения с отходами очистки магистральных газопроводов

324

Целесообразность применения термического или биотехнологического метода обезвреживания отходов очистки магистральных газопроводов зависит от механического состава и концентрации нефтепродуктов в НСО.

По результатам проведенных исследований [5], было доказано, что отобранные на участках магистрального газопровода Пермского края образцы отходов содержали почвенные частицы, что позволяет говорить о том, что процесс обезвреживания отходов очистки магистральных газопроводов может быть основан на естественных механизмах самоочищения почвы, в которых принимают участие штаммы углеводородокисляющих микроорганизмов (УВОМ) [6, 7]. Результаты оценки возможности применения биотехнологического метода обезвреживания отходов очистки магистральных газопроводов представлены в табл. 1.

Таблица 1

Результаты исследования процесса биоремедиации отходов очистки магистральных газопроводов [8]

* В качестве контрольной рассматривалась проба соответствующего образца ОГК без внесения опила и биопрепарата.

В процессе лабораторных исследований наблюдали высокую эффективность очистки исследуемых образцов отходов (до 80 %), что позволяет говорить о возможности использования биотехнологического метода в качестве одного из основных и включать его в схему обращения с отходами, которая при определенных условиях (использование мобильных биореакторов) может быть реализована не только на площадках подрядных организаций, но и непосредственно на предприятиях в местах образования отхода.

325

В отдельных образцах отходов [5] отмечали высокие концентрации нефтепродуктов и наличие масляных фракций углеводородов, что свидетельствовало о целесообразности применения термических методов их обезвреживания. Применение биотехнологических методов имеет ограничения по содержанию нефтепродуктов в отходах, высокие концентрации которых могут оказывать токсический эффект на микроорганизмы и приводить к снижению эффективности процесса очистки, к тому же применение биотехнологических методов может быть ограничено условиями реализации процесса (очистка от нефтепродуктов проходит только при положительных температурах).

Для обоснования возможности применения термических методов обезвреживания при выборе наиболее оптимальных параметров и условий реализации процесса был проведен термический анализ (в разных средах) образцов отходов с анализом отходящей газовой фазы [9]. В ходе анализа было установлено, что при относительно невысоком проценте падения массы при термическом разложении не происходило выделения опасных для человека и окружающей природной среды веществ (табл. 2).

Таблица 2

Результаты термического анализа отходов очистки магистральных газопроводов [9]

При выборе способа утилизации НСО приоритет должен отдаваться методам, позволяющим учитывать ресурсный потенциал отходов, с целью дальнейшей их переработки или использования. В связи

326

с тем что отходы очистки магистральных газопроводов характеризуются непостоянным компонентным составом, целесообразно применять комбинированные методы, позволяющие использовать различные методы их обезвреживания.

Наиболее перспективным способом очистки НСО является применение комплекса мер, сочетающих в себе различные методы их утилизации. При решении проблемы утилизации НСО применение термических и биотехнологических методов в зависимости от концентрации нефтепродуктов может повысить экономическую и экологическую эффективность обращения с данным видом отходов.

Список литературы

1.Цхадая Н.Д., Голубев Ю.Д., Бердник А.Г. Инженерная экология нефтегазового комплекса: учеб. пособие: в 2 ч. – Ухта: Изд-во Ухтин. гос. техн. ун-та, 2013. – 100 с.

2.Современные методы переработки нефтешламов / Г.Г. Ягафарова, С.В. Леонтьева, А.Х. Сафарова, И.Р. Ягафаров. – М.: Химия, 2010. – 190 с.

3.Биорекультивация: микробиологические технологии очистки нефтезагрязненных почв и техногенных отходов / О.Н. Логинов, Н.Н. Силищев, Т.Ф. Бойко [и др.]. – М.: Наука, 2009. – 112 с.

4.Пальгунов П.П., Сумароков М.В. Утилизация промышленных отходов. – М.: Стройиздат, 1990. – 352 с.

5.Ахмадиев М.В., Арзамасова Г.С., Чугайнова А.А. Обоснование биотехнологического способа переработки отхода газового конденсата // Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. – 2014. –

№1. – C. 7–18.

6.Киреева Н.А. Микробиологические процессы в нефтезагрязненных почвах. – Уфа, 1994. – 171 с.

7.Повышение эффективности рекультивации нефтезагрязненных грунтов / Г.Г. Ягафарова, Л.Р. Акчурина, Ю.А. Федорова, И.Р. Ягафаров, А.Х. Сафаров // Башкирский химический журнал. – 2011. – № 2. – С. 72–74.

8.Ахмадиев М.В., Арзамасова Г.С., Чугайнова А.А. Биотехнологические методы переработки отходов очистки природного газа на компрессорных станциях // Экология промышленного производства. – 2015. – № 2 (90). – С. 16–20.

327

9. Арзамасова Г.С. Обоснование выбора технологии утилизации отходов газокомпрессорных станций // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Прикладная экология. Урбанистика. – 2014. – № 2. – С. 97–107.

Об авторах

Арзамасова ГалинаСергеевна– старшийпреподавателькафедры охраны окружающей среды, Пермский национальный исследовательский политехническийуниверситет, e-mail: arzamasova-g@eco.pstu.ac.ru.

Ахмадиев Максим Владимирович – ассистент кафедра охра-

ны окружающей среды, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, e-mail: akhmadiev-m@yandex.ru.

Чугайнова Анастасия Александровна – магистр кафедры ох-

раны окружающей среды, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, e-mail: Chugainova_A@mail.ru.

328

УДК 592

Е.Ю. Васильева, В.П. Буравлева

ТАКСОНОМИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ БЕНТОФАУНЫ РУЧЬЯ СВЕТЛОГО И ОЦЕНКА ЕГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ

Статья посвящена изучению структурных характеристик (видового состава, численности, биомассы) зообентоса ручья Светлого и его прудов на ООПТ «Черняевский лес». Исследования проводились в течение двух полевых сезонов (2013–2014 годы) на маршруте экологической тропы. Выявлен таксономический состав зообентоса ручья, дана сравнительная характеристика зообентоса в сборах 2013 и 2014 годов, определено качество воды в ручье по организмам зообентоса с помощью биотического индекса Вудивисса. Значение биотического индекса Вудивисса является высоким (8–7). Это позволяет отнести воды ручья Светлого к достаточно чистым.

Ключевые слова: зообентос, экологическая тропа, таксономический состав, биомасса, численность, качество воды, индекс Вудивисса.

E.Yu. Vasilyeva, V.P. Buravleva

THE SVETLY BROOK: TAXONOMIC DIVERSITY OF ITS BENTHIC FAUNA AND APPRAISAL OF ITS ENVIRONMENTAL STATE

The article is dedicated to the study of structural characteristics, namely species diversity, population, biomass, of the Svetly Brook’s zoobenthos and of its ponds located on the specially preserved natural territory called the Chernayev Forest. Investigations were conducted for two field seasons (the years 2013, 2014), on the route called the Environmental Pathway. The investigations included: (a) taxonomic composition of the Brook’s zoobenthos, (b) comparative characteristic of the zoobenthos on the basis of the two-year collections (2013–2014), (c) quality of the Brook’s water. The water quality was determined with use of zoobenthos organisms and of the Woodiwiss Biotic Index. The value of the Woodiwiss Biotic Index is high enough (7–8). On the strength of that, waters of the Svetly Brook may be regarded as clean enough.

Keywords: zoobenthos, environmental pathway, taxonomic composition, biomass, population, water quality, the Woodiwiss Biotic Index.

329

Одной из основных задач современной экологии является изучение структуры и закономерностей функционирования, устойчивого развития водных экосистем и их рационального использования. В Пермском крае насчитывается около 34 000 км2 водно-болотных угодий. Большое значение имеют ручьи, впадающие в мелкие и крупные реки или пруды, которые, в свою очередь, служат как для хозяйственных нужд человека, так и источником пресной воды. Ручьев в городе Перми в настоящее время около тысячи. Однако число их постоянно меняется, так как некоторые из них пересыхают по разным причинам: антропогенным или климатическим [1].

Черняевский лес – особо охраняемая природная территория (ООПТ) местного значения. Его гидрологическая сеть до середины XX века состояла из двух ручьев: Светлого и Костянки – с притоками. Сегодня единственным устойчивым водотоком в Черняевском лесу остается лишь ручей Светлый. Ручей Костянка высыхает, так как подземные воды отвели в дренажные системы, осушили ручьи и родники, не просчитав экологических последствий этих действий [2]. Необходимо постепенно возвращать в Черняевский лес ручьи, которые в свое время отсюда бездумно отвернули, вести мониторинг состояния существующих водных экосистем.

В 2013 году совместно с Пермским городским лесничеством педагоги и учащиеся пермской школы № 132 оборудовали в Черняевском лесу экологическую тропу «Дорога домой». Одна из ее задач – организация исследовательской работы, мониторинг состояния природных комплексов, в том числе водных биоценозов. Разнообразие сообществ пресноводного бентоса в малых водоемах, в частности лесных ручьев, до сих пор нашей наукой изучено слабо [3]. Ключи, родники и ручьи принадлежат к числу наиболее распространенных и многочисленных вод, являющихся существенным звеном гидрографической сети [4], поэтому исследование таких водоемов учащимися имеет большое научное и практическое значение.

Цель данной работы – изучение таксономического разнообразия бентофауны ручья Светлого, оценка его экологического состояния.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

– изучены структурные характеристики (видовой состав, численность, биомасса) зообентоса ручья Светлого и его прудов;

330