УДК УДК 574:553

УДК УДК 574:553.98

Анализ мониторинга очистных сооружений сточных вод Каражанбасского месторождения

Өмірбай Р.С., Алинов М.Ш., Жумухамбетов Е.Б.

Казахский национальный исследовательский технический университет имени К.И.Сатпаева, г.Алматы, Республика Казахстан

Аннотация: Данная работа посвящена проблемам очистки сточных вод на Каражанбасском месторождении, в связи с этим приведены данные по эффективности очистительной способности КОС-1. Имеется оценка состояния подземных вод в зоне влияния предприятия и приводятся сведения об общем состоянии окружающей среды месторождения. Как итог, предлагается комплекс мероприятий по оптимизации состояния экосистем в зоне влияния исследуемого региона.

Бурное развитие городов сопровождается нарастающими объёмами потребления чистой воды в жилищно-коммунальном комплексе, и в результате увеличивается количество сбросов в водоёмы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод [1-3]. Исследования, связанные с изучением качества воды водоёмов урбанизированных территорий, позволяют не только оценить реальную ситуацию, но и разработать программу их реабилитации [4]. Нефтяные месторождения являются одними из источников образования сточных вод, которые в последующем контактируют с объектами окружающей среды и распространяются по всем средам.

Исследование посвящено анализу эффективности работы комплекса очистных сооружений отработанных сточных вод на месторождении Каражанбас Мангистауской области, с оценкой состояния подземных вод, исследуемого региона и изучения влияния сточных вод на окружающую среду. В вахтовом поселке Каражанбас действуют очистные сооружения сточных вод. По этим очистным сооружениям предусмотрена полная биологическая и биохимическая очистка сточных вод. Эксплуатацию очистных сооружений осуществляет участок жилищно-эксплуатационного управления (ЖЭУ) вместе с отделом экологии. Контроль качества сбрасываемых сточных вод осуществляет лаборатория охраны окружающей природной среды АО «Каражанбасмунай». Согласно графика аналитического контроля‚ имеющегося на предприятии‚ ежедневно отбираются пробы по всей технологической цепочке на растворенный О₂ и остаточный хлор‚ а также 1 раз в неделю отбираются пробы на NН₄‚ NО₂‚ NО₃‚ Р₂О₅. Технология очистки с использованием закрепленного активного ила позволяет создавать и поддерживать в биореакторе более высокие концентрации микроорганизмов – деструкторов, повышает устойчивость системы к неравномерному режиму подачи стоков и неоднородности их качественного состава. В процессе очистки происходит биохимическое разложение органических загрязнений, содержащихся в сточной воде, утилизация соединений азота в ходе процессов нитри-денитрификации.

С целью обеспечения нормативных показателей по содержанию фосфора, в технологической схеме сооружений предусмотрен блок реагентного хозяйства, включающий растворный бак и насос-дозатор, подающий раствор реагента (оксихлорида алюминия) в поток очищаемой воды. Образовавшиеся в результате хозяйственно-бытовой деятельности сточные воды, поступали на Комплекс очистных сооружений (КОС) мощностью 400 м³/сут с последующим их отведением на поля фильтрации. Результаты анализа качества очищенных вод при выпуске их на поля фильтрации показывали превышение нормативов ПДС по отдельным показателям. Недостаточная очистка сточных вод на КОС-1 была обусловлена неэффективной работой очистных сооружений, эксплуатирующихся в режиме значительных перегрузок по гидравлике, что в свою очередь приводило также к избытку сточных вод непосредственно на полях фильтрации. В этой связи предприятием было выполнено расширение существующих очистных сооружений до проектной мощности 720 м³/сут со строительством нового приемника сточных вод – пруда-накопителя, при расчетных загрязнениях: БПК₅ – до 117 мг/л, взвешенных веществ – до 137 мг/л. В таблице 1 дан технологический регламент КОС-1 мощностью 720м³/сут.

Таблица 1. Технологический регламент

Объем подачи сточных вод на очистку	не менее 720 м³/сут
Температура сточных вод	+6°С - +30°С
Время пребывания сточных вод в зоне аэрации	не менее 6 часов
Содержание растворенного кислорода в зоне аэрации	4-6 мгО₂/л
Концентрация активного ила в зоне аэрации	1,5-2 г/л
Время пребывания сточных вод в отстойнике	не менее 2 часов
Время контактирования очищенной воды с активным хлором	не менее 30 мин
Концентрация ила в аэробном минерализаторе	не более 10 г/л
Время пребывания	7-10 суток
Остаточный хлор в очищенной воде	не менее 1,5
Кислород, растворенный в очищенной воде	не менее 2,0 мг/л
Коли-индекс на выходе	не более 1000

Проектные характеристики эффективности работы очистных сооружений биологической очистки сточных вод мощностью 720 м³/сут представлены в таблице 2.

Таблица 2. Проектные характеристики эффективности работы КОС-1 мощностью 720 м³/сут

Показатели качества сточных вод	Единицы измерений	До очистки	После очистки	Нормативы	Эффективность очистки, %
рН	ед. pH	5,83	6,04	6-9	-
Азот аммонийный	мг/л	23,2	1,6	2,0	93,1
Нитриты	мг/л	-	1,7	3,3	-
Нитраты	мг/л	-	45,0	45	-
Растворенный кислород	мг/л	4,2	4,8	не менее 4	-
Взвешенные вещества	мг/л	93,3	10,9		88,4
БПК₅	мг/л	88,9	2,7	не более 6	97,0
Хлориды	мг/л	191,2	150,9	350	-
Остаточный хлор	мг/л	-	1,5	0,8-1,2	-
Фенолы	мг/л	-	-	0,001	-
СПАВ	мг/л	1,76	0,40	0,5	77,3
ХПК	мг/л	216,9	28,0	не более 30	87,1
Сухой остаток	мг/л	832,5	683,1	1000	-
Фосфаты	мг/л	5,47	3,50	3,5	-
Нефтепродукты	мг/л	0,50	0,36	0,1	-
Сульфаты	мг/л	159,1	134,6	500	-
Коли-индекс		-	100	3	-

Анализ результатов исследований подземных вод показал, что в подземных водах не зафиксировано превышения ПДК по следующим загрязняющим веществам: азот аммонийный, нитриты, нитраты, фосфаты, нефтепродукты, БПК, СПАВ и медь.

Содержание нитритов и нитратов в среднем по участку за год составило 0,12-3,90 мг/дм³ соответственно, что составляет 0,036-0,08 ПДК. Концентрация СПАВ в подземных водах по всем скважинам участка была ниже ПДК (0,50 мг/дм³) и в среднем за год составив 0,09 мг/дм³, что ниже фоновых значений и полученных данных за год. Показатель БПК по всем скважинам был значительно ниже ПДК и в целом по участку находился ниже уровня фоновых значений и полученных данных за год. Содержание фосфатов, фторидов и меди также по всем скважинам было ниже ПДК и находилось в диапазоне 0,05-0,33 ПДК. Результаты проведенных наблюдений за год показали, что содержание нефтепродуктов в подземных водах не превышает предельно допустимые концентрации и в среднем за год составляет 0,09 мг/дм³. При мониторинговых наблюдениях за год, содержания нефтепродуктов в грунтовых водах не претерпело существенных изменений. Показатель ХПК по всем скважинам участка за год, значительно превышал нормативные требования и в среднем за год составил – 2114,3 мг/дм³, что значительно ниже фонового уровня. Следует отметить динамику по снижению показателя ХПК за прошлый год в подземных водах участка. Содержания тяжелых металлов, за исключением меди по всем скважинам превысили нормативы ПДК. Многократное превышение ПДК по солям тяжелых металлов отмечено и в фоновой скважине, что характерно для данной территории, относящейся к геологической провинции железистых подземных вод с повышенным содержанием тяжелых металлов. Кадмий в отчетном годовом периоде превышает предельно допустимые значения и в среднем за год по участку составил – 0,095 мг/дм³, однако по сравнению с данными, полученными во время мониторинговых исследований, отмечается незначительное снижение содержание кадмия в подземных водах. Железо в среднем за год по наблюдаемому участку составил 20,66 мг/дм³. В сравнении с полученными показателями за прошлогодний период наблюдений в отчетном периоде отмечается снижение содержания железа в подземных водах участка, с с 25,8 до 20,66 мг/дм³. Превышение нормативов ПДК (0,3 мг/дм³) отмечено по всем скважинам. В период исследований, превышение нормативов ПДК содержания никеля по данному показателю отмечено на всех точках отбора проб, по сравнению с показателями за прошлый год прослеживается динамика снижения концентрации никеля в подземных водах участка. Содержание кобальта в среднем за год по участку составило – 0,80 мг/дм³. Превышение нормативов ПДК (0,1 мг/дм³) отмечается по всем наблюдаемым скважинам участка. В сравнении с показателями за прошлый год прослеживается плавное снижение содержания кобальта в подземных водах участка, с 1,041 до 0,80 мг/дм³.

Анализируя данные полученные в целом по участку очистных сооружений в ходе мониторинга подземных вод за год можно сделать следующие выводы: концентрации нефтяных углеводородов, азота аммонийного, нитритов, нитратов, СПАВ, БПК, фосфатов, фторидов и меди по всем скважинам участка находятся ниже уровня ПДК; концентрации тяжелых металлов превышают ПДК по всем скважинам, однако наблюдается тенденция к снижению содержания загрязняющих веществ в подземных водах участка, по сравнению с данными мониторинговых наблюдений за прошлый год.

В целях минимизации экологической опасности и предотвращения отрицательного воздействия на окружающую среду в части образования, обезвреживания, утилизации и захоронения отходов в настоящее время налажена система учета и слежения за движением производственных и бытовых отходов на промысле, ведутся журналы учета отходов, затем отчеты ежедневно предоставляются в контролирующие органы.

Внедрение подобной системы на месторождении облегчило обращение с бытовыми отходами и отходами производства, а также взаимодействие с контролирующими органами.

Литературы:

1. Othman F., Alaa Eldin M.E., Mohamed I. Trend analysis of a tropical urban river water quality in Malaysia // J. Environ. Monit. - 2012. – Vol. 14. - Р. 3164-3173.

2. Cheng B.Y., Liu T.C., Shyu G.S., Chang T.K., Fang W.T. Analysis of trends in water quality: constructed wetlands in metropolitan Taipei // Water Sci. Technol. – 2011. – Vol. 64, № 11. – Р. 2143-2150.

3. Maane-Messai S., Laignel B., Motelay-Massei A., Madani K., Chibane M. Spatial and temporal variability of water quality of an urbanized river in Algeria: the case of Soummam Wadi // Water Environ. Res. – 2010. – Vol. 82, № 8. – Р. 742-749.

4. Ian P.V., Steve J.O. Large-scale, long-term trends in British river macroinvertebrates // Global Change Biology. – 2012. – Vol. 18, № 7. – Р. 2184.