Lec9-10

Дәріс №5

Су ресурстарын қорғау. Мұнай-газ саласында объектілерінің өндірістік ағынды сулары. Ағынды сулар құрамы. Ағынды суларды тазарту тәсілдері.

Сыз (грунттық) сулары ластанудан және оларды сарқылта пайдаланудан қорғалады. Су объектілеріне (су қоймаларына, тоғандарға, көлдерге, өзендерге) өндірістік, тұрмыстық және басқа да қалдықтарды тастауға тыйым салынады. Ағынды (ақаба су, сточная вода) суларды белгіленген тәртіппен, қадағалау орындарымен келісілген жекелеген технологиялық шешім бойынша зиянды заттардың құрамы рұқсат етілген нормадан артық болмаған жағдайда ғана төгуге болады.

Қоршаған ортаны қорғау үшін оларды қайта пайдалану, тазарту жұмыстары жүргізіліп және ағынды суды одан әрі қабат қысымын ұстау жүйесінде қолданады.

Ағынды сулардағы мұнай өнімдерінің болу нормасы 40мг/л құрайды.

Мұнаймен бірге өндірілген қабат суы, ондағы қатты түйіршік заттар мен мұнайдың құрамының нормасына сәйкес тазаланады да, одан әрі ҚҚҰ жүйесінде немесе көму мақсатында арнайы жұту ұңғылары арқылы қабатқа кері айдалады. Қабат суын жер үстіндегі су көздеріне тастауға, жер асты суларының ластануына алып келетін жер асты қабаттарына қайта айдауға, сондай-ақ құрамында күкіртсутегі бар сұйықтарды бейтараптандырмай канализацияның ашық жүйесіне ағызуға тыйым салынады. Құрамында күкіртсутегі бар қабат сулары өнделуі және саңылаусыз (жабық) сыйымдылықтарда сақталуы тиіс.

Өндірістік ағынды суларды жер астындағы арнайы жұту қабаттарына айдауға тек ерекше жағдайда ғана жол береді:

 су айдау әдісін қолданбай кенішті игерген жағдайда;

 су айдау жүйесінің құрылысы аяқталғанға дейін, игерудің бастапқы

кезеңінде өндірістік ағынды сулардың аз мөлшерін алған кезде;

 жобаға қарағанда өндірістік ағынды сулардың мөлшері артық болып

және оларды басқа кен орындарына тасымалдау тиімсіз болғанда;

 мұнайды дайындау қондырғысында жинақталған кейбір өндірістік

ағынды суларды тазартудың технологиясы тым күрделі болғанда.

Ағынды су - өндірісте, тұрмыста немесе ауыл шаруашылығында пайдаланылған, сондай-ақ қандай да бір лас аймақ, оның ішінде елді мекен (өнеркәсіптік, ауыл шаруашылықтық, коммуналдық-тұрмысиық, нөсер, тағы басқа ағындылар) арқылы өткен су. А.с. гетерогенді күрделі жүйе болып саналады, оның құрамында болатын органикалық және минералды қоспалар ерімейтін, коллоидті және еритін түрде кездеседі. Құрамы мен пайда болған түріне байланысты ақаба су негізгі үш категорияға: шаруашылық-тұрмыстық, өндірістік және атмосфералық болып бөлінеді. А.с. шаруашылық-құрмыстық ластағыш түріне байланысты зәр-нәжістік (физиологиялық қоқыстармен) ластанған және шаруашылық (раковина, ванна, монша, кір жуатын жерлерден түсетін) ластанған болып ажыратылады. Негізінде минералды заттектермен қатар олардың құрамында органикалық заттектер, бактериялар, микроорганизмдер болады. Өндірістік А.с-дың құрамы технологиялық процестер мен қолданылатын материалдар түріне және шикізаттың химиялық қасиеттеріне тәуелді. Өндірістік А.с. ластанған және нормативті таза (тазалаудан өткізіп қайта пайдалануға жататын) болып ажыратылады. Атмосфералық А.с. нөсер (жаңбыр) және қар суы болып бөлінеді. (сурет 6)

Сурет 6. Су ресурстардың мұнаймен ластануы

Ағынды суды жасанды тазалау – табиғатты, қоршаған ортаны ластанудан қорау мен табиғи ресурс ретінде тиімді пайдалану мақсатында қайтарылып қолдану үшін құрамындағы ластағыш заттардың түрі мен мөлшеріне қарай арнайы технологиялық әдістермен тазалау. Бұларға механикалық (тұндыру, сүзу), физфкалық-химиялық, химиялық, биологиялық және түйдектелген әдістер жатады.

Ағынды суды механикалық тазалау. Бүл әдісте ақаба судағы ірі және ұсақ түйірлі тез тұнатын бөлшектерді өздігінен тұндырып немесе оларды және қалқып шығатын заттектерді тұндырғыш, сүзгіш, құмүстағыш арқылы өткізіп, немесе әр түрлі конструкциялық техника құралдарын (торларды, електерді, гидроциклондарды, т.б.) қолданып, ал беттік ластағыштарды – мұнайұстағыш, май мен шайыраулағыш жабдықтар мен материалдарды пайдалану арқылы жояды. Соңғы кезде ақаба суды май тәрізді заттардан тазалауға жиі пайдаланылып жүрген материалға май сіңіргіштік қабілеті жоғары пенополиуретан жатады. Ақаба судың улылығын азайтуға тұндырғыштар немесе тұндырғыш шұңқырлар (алап немесе құйғын) пайдаланылады. Тұндырғыш ғимараттарында ақаба сулардан түпке тұнатын не қалқыма салынды және майлы заттектер гравитайиялық жіктеу негізінде бөлінеді. (сурет 7)

Қалдықтардың жалпы массасында 6,7 млрд. т - жерлердi, жер үстi және жер асты суларын, әуе бассейнiн ластау көздерi болып табылатын улы қалдықтар. Улы өнеркәсiптiк қатты қалдықтардың негiзгi көлемдерi 5,2 млрд. т астамы түстi металлургия кәсіпорындарында жинақталған. Олар Қарағанды - 29,4%, Шығыс Қазақстан - 25,7%, Қостанай - 17%, Павлодар - 14,6% облыстарында жинақталған. Сақтаудың 100-ден астам орындарында 50 мың кюриден астам жалпы белсенділiктегі шамамен 50 млн. т радиоактивтiк қалдықтар жинақталған. 100-ден астам сақтау орындарында жалпы активтiлігі 250 мың кюри уран өндірісі саласының шамамен 250 млн. тонна радиоактивтi қалдықтары жинақталған.

Өндіріс қалдықтарының жыл сайынғы өсiмi 1 млрд. т-ға жетедi.

Мұнай-газ кешені, жылу энергетикасы, тау-кен және ұқсату өнеркәсiбi кәсiпорындарының бұрынғы қызметінен қалдықтар, сондай-ақ қазiргi уақытта иесiз объектілер: мұнай-газ және гидрогеологиялық ұңғымалар, шахталар, кеніштер (oның ішінде радиоактивтiк қалдықтармен), қалдықсақтауыштар және ақаба сулардың жинақтаушылары, әскери-сынақ полигондары жататын тарихи ластанулар проблемасы бар.

Жыл сайын қатты тұрмыстық қалдықтардың көлемi шамамен 10-13 млн. м3 ұлғаяды. Тек, Алматы қаласында жыл сайын 2 млн. м3 қоқыс жинақталады, одан 300 мың. м3 ұқсатылады. Орташа алғанда, тұрмыстық қалдықтар құрылымында шамамен 50% тұрмыстық қалдықтар, шамамен 26% - қағаз, шамамен 9% - пластмасса, шамамен 15% - шыны, тiгін, терi, металл, қыш, құм және өзгелері құрайды.

Сурет 7. Су ресурстрар мұнаймен ластануы

Арналу мақсатына қарай тұндырғыштар бірінші реттік және екінші реттік болып бөлінеді. Бірінші реттік тұндырғыштар ақаба суларды биологиялық тазарту имараттарына дейін, екінші реттіктері одан кейін орнатылады. Құрылымына байланысты олар горизонталдық, вертикалдық, радикалдық және диагоналдық болып сараланады. Вертикалдық және диагоналдық тұндырғыштар тәулікте өнімділігі 10-15 мың текше метрге дейінгі, ал горизонталдық 10-15 мың текше метр, радиалдық тұндырғыштар тәуліктік өнімділігі 20 мың текше метрден астам тазарту стансасында қолданылады. Гидроциклондарды пайдаланып, сыртқа тепкіш күш көмегімен ақаба суларды өте ірі дисперсиялық қоспалардан тазалауға болады. Көбіне бұл қондырғылар тығыздығы 1,2 г/см³ жоғары ағындыларды ірілігі 0.15 мм үстіндегі бөлшектерден тазалауға бағытталған. Коммуналдық шаруашылықтан шыққан сұйық қалдықтарды механикалық әдісті қолдану арқылы ерімейтін қоспалардың 60% -дай мөлшерінен тазалауға болады, ал кейбір өндірістік сулар бұл әдіспен 95%-ға дейін тазаланады.

Ақаба судың миниралды құрамы – анорганикалық қосылыстар, яғни суда еритін және онда молекулалық пен иондық түрде болатын әр түрлі тұздар, қышқылдар, негіздер, газдар, сонымен қатар суда ерімейтін қалқыма немесе коллоидті бөлшектер (құм, лай, т.б.).

Гидросфера – жердің су қабаты, мұхиттардан, теңіздерден, өзен, көлдерден, батпақтардан және жер астыы суларынан тұрады.

Гидросфераның негізгі ластаушы көздері:

• Құрамында өндірістің ауаға шығарған ластаушы заттары бар, атмосфералық жауын-шашын сулары;

• Құрамында беттік активті жуғыш заттар (БАЗ), патогенді микроорганизмдер бар тұрмыстық ақаба сулар;

• өндірістің әр түрлі салаларында түзілген өндірістік ақаба сулар.

Суды ең көп қолданатын өндірістердің қатарына қара металлургия, химия, мұнай өңдеу өнеркәсіптері жатады. Өнеркәсіптің дамуымен қатар сұйық қалдықтардың - ақаба сулардың да мөлщері өседі. (сурет 8)

Сурет 8. Су ластануының түрлері.

Су ластануының түрлері. Ең кеңінен тарағаны химиялық және биологиялық ластану. Радиоактивті, механикалық және жылулық ластанулар сирек кездеседі.

Кесте – судың негізгі ластаушылары

Химиялық ластаушылар	Биологиялық ластаушылар	Физикалық ластаушылар
Қышқылдар, сілтілер, тұздар, мұнай және мұнай өнімдері, пестицидтер, диоксидтер, ауыр металдар, фенолдар, аммонийлы және нитритті азот, СБАЗ.	Вирустар, бактериялар, басқа да ауру таратқыш организмдер, балдырлар, ашытқы және зең түскен саңылауқұлақтар.	Радиоактивті элементтер, жүзіп жүрген қатты бөлшектер, жылу, органолептикалық (түс, иіс), шлам, құм, саз, ил.

Суға әр түрлі механикалық қоспалар түскенде су физзикалық ластанады, оның органолептикалық көрсеткіштері төмендейді.

Жылулық ластану технологиялық сулармен араласу нәтижесінде, судың температурасының жоғарылауы себебінен болады. Температура жоғарылаған кезде, анаэробты бактериялардың көбеюіне және улы газдардың – күкірттісутектің және метанның бөлінуіне әкеліп соғатын, судың газдық және химиялық құрамы өзгереді.

Теңіздегі мұнай кен орындарын игеруде жалпы қоршаған ортаны қорғау мәселелерімен қатар өзіне тән талаптар жүреді.

Қоршаған ортаны қорғау қиындықтарының ажыратылмас бөлігі теңіз бен көлдерді кейде күкірт сутегі мен беттік-әрекеттік-заттардан тұратын мұнай, мұнай тауарларымен, сонымен қатар, қабат суларымен ластануымен күрес болып табылады.

Су бетіне түскен мұнай және мұнай тауарлары су мен ауа кеңістігінің арасындағы оттегі алмасуын айтарлықтай қиындататын үлкен аудандарды жұқа қабықшамен (пленкамен) қаптайды. Бұл сулы ортадағы биологиялық объектілердің өміріне зақым келтіреді.

Судың мұнаймен ластану концентрациясы 800мг/м асқан кезде суда оттегінің негізгі өндірушісі болып табылатын фитопланктон өмірінің жойылуына әкеледі. Кейбір балықтар құрамында мұнайы бар суға бейімделуі мүмкін. Олардың ағзасына түскен мұнай қан құрамы мен көмірсутегінің алмасу деңгейін өзгертеді, мұның салдарынан балық еті өзіне тән иіс пен дәмге ие болады.

Мұнайды өндіруде және дайындауда қолданылатын беттік-әрекеттік-заттар да суға түссе аса қауіпті болып табылады, олар су бетін көбіктендіріп осы арқылы ортадағы биохимиялық алмасуды азайтады. Сонымен қатар, БӘЗ өсімдіктер мен балықтарға да тікелей әсер етіп олардың өліміне әкеледі.

Су тоғандарының мұнаймен, ілеспе сулармен және де технологиялық сулармен ластануын болдырмау үшін мұнай, газ жинауды ұңғыдан мұнай жинау пунктіне дейін толық саңылаусыздығын қамтамасыз ету керек. Тізбек головкаларының, фонтанды арматураның, құбырлар мен арматуралардың фланецті және бұрандалы қосылыстарының саңылаусыздық жағдайын жүйелі түрде қадағалап, барлық ақауларды тез арада жою керек. Құйылатын сұйықтықтарды жинау үшін ұңғы сағасы ағынды (ақаба) суларды жинайтын ыдыспен біріктірілген поддонмен жабдықталады.

Мұнайды құюға қатысы бар фланецті қосылыстарды ажырату жұмыстары кезінде тасымалдағыш поддон қолданылуы қажет, ал жиналған сұйықтық ағынды (ақаба) суларды жинайтын резервуарға құйылады.

Құбырларды парафиннен, тұздан тазартқан кездегі қалдықтарды контейнерге жинап, сонан соң оны көму үшін жағаға шығарады. Егер эстакада алаңында немесе өзінің жеке платформасында жоғары қысымда жұмыс істейтін ыдыстар болса, онда сақтандырғыш клапаннан келетін құбыршалар қалдықты факел мен ағынды (ақаба) суларды жинау ыдысына шығаруы тиіс. Мұнай жинау үшін резервуарлардың құю құбыршалары да ағынды (ақаба) суларды жинау ыдысымен қосылады.

Қазіргі уақытта су бетінің үлкен аумағынан мұнай мен мұнай өнімдерін кетірудің, яғни тазартудың әдіс-амалдары баршылық, бірақ олар көбінесе арнайы құрылғыларды, қымбат адсорбенттерді қолдануды және көптеген шығындарды талап етеді. Бұл кездегі тазару дәрежесі әр уақытта жоғары емес.

Су тоғандарының мұнаймен ластануын жою үшін келесі әдістер қолданылады:

• механикалық

• физика-химиялық

• химиялық

• биологиялық

Механикалық әдіс –мұнайды жоюдың бұл әдісі мұнайды қолмен сүзіп алудан бастап мұнай жинағыш машиналар кешенін қолдануға дейінгі алуан түрлі жұмыстар мен құрылғыларды қамтиды. Су бетінде қалқып жүрген мұнайды алдын-ала бір жерге жинап, оқшаулап, қоршау үшін бондық қоршау көмегіне сүйенеді.

Бондық қоршаудың құрылысы қалқымалы, экрандаушы және балластық бөлімдерден тұрады. Қоршаудың қалқымалы бөлімі ауамен толтырылған жеке қалтқылардан жасалуы мүмкін. Ал экрандаушы бөлімі бонның қалқымалы бөліміне бекітілген және балласты бөліміне тұрақтылық беру үшін шынжырмен, құбырмен немесе керіп тұратын белбеулермен жүктелген майыспалы немесе қатты пластина түрінде болады.

Төгілген мұнайды жинау үшін ластанған бетпен қозғала алатын және ластаушы заттарды әр түрлі құрылғылар (сораптар, гидроциклондар, жылжымалы ленталар және т.б.) көмегімен жинай алатын арнайы кемелер мен жүзбелі құралдар қолданылады.

Механикалық әдістердің біріне ластанған суды сеппелі және шаймалы құмды сүзгілер арқылы сүзуді де жатқызуға болады.

Физика-химиялық әдістер –бұл әдістерге адсорбциялайтын заттарды қолдануды жатқызамыз. Адсорбенттер ретінде пенополиуретан, көмір тозаңы, резина ұнтағы, ағаш қиқымы, пенопласт және т.б. қолданылады. Байланысты жоғарылату, жақсарту үшін мұнайды жақсы адсорбциялау қабілеті бар синтетикалық маталар қолданылады. Сонан соң мұнайды сіңіріп алған маталардан мұнайды ажыратып алу мақсатында сығу валиктері арқылы өткізеді. Сорбциялайтын заттар өз салмағынан 1040 есе үлкен мөлшерде мұнайды сіңіру қабілетіне ие.

Химиялық әдіс –пленкалы мұнайды тұнбамен бірге шөктіру қабілетіне ие коагулянттарды қолдануға негізделген. Бұл әдіс су бетін басқа әдістерден кейін одан да тереңірек тазарту үшін қолданылады.

Биологиялық әдіс –мұнайды қорек ететін микроорганизмдер мен арнайы бактерияларды қолдануды қарастырады.

Мұнай кен орындарын пайдалану платформаларының игеру кезіндегі негізгі қауіп қондырғылардың толып кетуінен, саңылаулардың болуынан немесе апат жағдайларының болу салдарынан болатын мұнайдың кездейсоқ немесе бірте-бірте ағып кетуі болып табылады.

Технологиялық тізбектің бірінде апат болған жағдайда қауіпсіздік жүйесі технологиялық процесті толығымен немесе оның бір бөлігін тоқтатуы тиіс. Өрт кезінде қауіпсіздік жүйесі өртті сөндіру жұмыстарынан басқа барлық жұмыстар мен қондырғыларды тоқтатуды қамтамасыз етуі қажет. Мұндай жағдайлар табиғи құбылыстардың, кемелермен қақтығысуының, қондырғылар ақауының, сонымен қатар, қызмет көрсету ұжымының қателіктерінің салдарынан болуы мүмкін. Технологиялық қондырғылардың сенімді жұмысын қамтамасыз ету үшін теңіз платформаларын жобалау кезінде келесі жағдайлар ескерілуі тиіс:

• қауіпсіз жұмысты қамтамасыз ету мүмкіндігі және табиғатты қорғау шараларының орындалуы технологиялық қондырғыларды таңдаудың негізгі талабы болуы қажет;

• әр түрлі бағыттағы қондырғылар алаңы құбырлардың ұзындығын қысқарту мүмкіндігі есебінен таңдалуы қажет;

• қондырғылардың қауіпсіз жұмысын қамтамасыз ету жүйелері қорғаныстың бір-біріне тәуелсіз екі сатысын қамтуы қажет;

• қондырғылардың әрбір түрі оның ең төмен, қолайсыз шарттарда жұмыс істеу мүмкіндігінен есептелуі қажет;

• кез-келген технологиялық режимдердің бұзылыстары орындау механизмдерімен қосылған датчиктердің көмегімен сәйкесінше көрсетілген ауытқулармен анықталуы қажет;

• әр апатты жағдайды келесі тәртіпте қарастыру қажет: себеп, салдары және анықталу белгілері, қауіпті жағдайды жою қорғанысы.

Сыз (грунттық) сулары ластанудан және оларды сарқылта пайдаланудан қорғалады. Су объектілеріне (су қоймаларына, тоғандарға, көлдерге, өзендерге) өндірістік, тұрмыстық және басқа да қалдықтарды тастауға тыйым салынады. Ағынды (ақаба су, сточная вода) суларды белгіленген тәртіппен, қадағалау орындарымен келісілген жекелеген технологиялық шешім бойынша зиянды заттардың құрамы рұқсат етілген нормадан артық болмаған жағдайда ғана төгуге болады.

Қоршаған ортаны қорғау үшін оларды қайта пайдалану, тазарту жұмыстары жүргізіліп және ағынды суды одан әрі қабат қысымын ұстау жүйесінде қолданады.

Ағынды сулардағы мұнай өнімдерінің болу нормасы 40мг/л құрайды.

Мұнаймен бірге өндірілген қабат суы, ондағы қатты түйіршік заттар мен мұнайдың құрамының нормасына сәйкес тазаланады да, одан әрі ҚҚҰ жүйесінде немесе көму мақсатында арнайы жұту ұңғылары арқылы қабатқа кері айдалады. Қабат суын жер үстіндегі су көздеріне тастауға, жер асты суларының ластануына алып келетін жер асты қабаттарына қайта айдауға, сондай-ақ құрамында күкіртсутегі бар сұйықтарды бейтараптандырмай канализацияның ашық жүйесіне ағызуға тыйым салынады. Құрамында күкіртсутегі бар қабат сулары өнделуі және саңылаусыз (жабық) сыйымдылықтарда сақталуы тиіс.

Өндірістік ағынды суларды жер астындағы арнайы жұту қабаттарына айдауға тек ерекше жағдайда ғана жол береді:

 су айдау әдісін қолданбай кенішті игерген жағдайда;

 су айдау жүйесінің құрылысы аяқталғанға дейін, игерудің бастапқы

кезеңінде өндірістік ағынды сулардың аз мөлшерін алған кезде;

 жобаға қарағанда өндірістік ағынды сулардың мөлшері артық болып

және оларды басқа кен орындарына тасымалдау тиімсіз болғанда;

 мұнайды дайындау қондырғысында жинақталған кейбір өндірістік

ағынды суларды тазартудың технологиясы тым күрделі болғанда.

Нег:1[68-81]

Қос:10[72-84]

Бақылау сұрақтары:

1) Ағынды сулардың құрамын қалай анықтайды?

2) Суларды тазартудың қандай түрлерін білесіз?

3) Су ресурстардың мұнай мен ластануы неде?

4) Су тоғандарының мұнай мен ластануын жою үшін неше әдіс қолданады?