Текст книги "Безопасность и экологичность проекта"

6. Экологичность проекта

В процессе обустройства и эксплуатации нефтепромысловых объектов техногенному воздействию будут подвергаться атмосферный воздух, поверхностные, подземные водные объекты, а также земельные ресурсы.

6.1. Источники загрязнения атмосферного воздуха, воды и земельных ресурсов

Ориентируясь на технологическую документацию, проанализируйте источники загрязнения атмосферного воздуха и мощность выбросов.

При разработке предельно допустимых выбросов (ПДВ) для конкретного стационарного источника учтите выбросы загрязняющих веществ от данного источника и соседних, определяющих загрязнение атмосферного воздуха в зоне влияния выбросов проектируемого нефтепромыслового объекта. Разработайте план организационно-технических или иных мероприятий, направленных на обеспечение качества атмосферного воздуха, соответствия гигиеническим нормативам, включающий:

• герметизацию технологических процессов сбора, подготовки и транспорта нефти, газа и пластовой воды, утилизацию нефтяного газа;

• предотвращение выбросов в атмосферу загрязняющих веществ, получающихся при сжигании сбросных газов на факеле в размерах, превышающих ПДК;

• снижение загазованности рабочей зоны при перекачках сжиженных газов и сред, насыщенных растворенными углеводородными газами, за счет преимущественного применения насосов, системы уплотнения валов которых практически исключают утечку перекачиваемых сред (двойные торцовые уплотнения, сальниковые уплотнения с подачей уплотнительной жидкости и др.);

• при технико-экономическом обосновании очистку газа от сероводорода и меркаптанов, утилизацию получаемых при этом «кислых» газов с элементарной серой.

В составе проектной документации на обустройство месторождения должны быть в полном объеме представлены расчеты и обоснование размеров буферной зоны, исключающие возможность превышения на ее границах значений пороговых токсодоз загрязняющих веществ в приземном слое атмосферного воздуха при неблагоприятных метеоусловиях.

Расчеты и обоснование буферной зоны должны быть выполнены с учетом максимальных (по объему и длительности) прогнозируемых аварийных выбросов загрязняющих веществ.

На территории буферной зоны запрещается:

• проживание населения (при вахтовом методе разрешается работающим на месторождении размещаться в вахтовых поселках, расположенных в буферной зоне, при условии выполнения всех проектных решений по обустройству месторождения);

• функционирование спортивных сооружений, дошкольных, школьных, лечебно-профилактических и оздоровительных учреждений, мест отдыха и других мест массового пребывания людей;

• строительство производственных и иных объектов, не связанных с разработкой месторождения;

• остановка и стоянка транзитного пассажирского железнодорожного и любого автомобильного транспорта на дорогах общего пользования;

• пребывание лиц без средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД), не прошедших соответствующего обучения по применению СИЗОД, инструктажа о правилах безопасного нахождения в буферной зоне.

На нефтепромыслах вода используется на следующие нужды:

• заводнение нефтяных пластов;

• бурение скважин;

• производственные нужды (подготовка нефти, подготовка газа к транспорту, подпитка оборотных систем водоснабжения технологических установок и компрессоров, охлаждение насосов и компрессоров, приготовление технологических растворов, промывка технологического оборудования и резервуаров, капитальный и текущий ремонты нефтяных скважин, мойка машин, оборудования и др.);

• хозяйственно-питьевые нужды;

• водоснабжение вахтовых поселков;

• пожаротушение;

• другие нужды (полив территории, зеленых насаждений).

Расходы (норма) воды на заводнение нефтяных пластов принимают по технологической схеме разработки нефтяного месторождения и другой технологической проектной документации.

Таблица 42

Нормы расхода воды на производственные нужды

Расходы (норма) воды на бурение скважин следует определять по «Сборнику элементных норм на строительные конструкции и работы» и по табл. 42.

Расходы воды на производственные нужды принимают в каждом конкретном случае по паспортным данным установленного оборудования и в соответствии с технологическим расчетом. При этом рассматривают мероприятия по уменьшению расхода свежей воды за счет применения рациональных технологических процессов, оборота воды, повторного использования сточных вод (подача отработанной воды после охлаждения насосов, компрессоров и другого оборудования; очищенных и обезвреженных, (при необходимости) сточных вод в систему заводнения нефтяных пластов).

Количество загрязнений бытовых сточных вод на одного работающего принимают по табл. 43, а количество сточных вод и загрязняющих веществ – по нормам технологического проектирования.

Определите предельно допустимый сброс (ПДС), допустимую температуру сточных вод, сбрасываемых в водоем.

На нефтепромысловых объектах канализацию необходимо предусматривать для пластовых, производственных, загрязненных, дождевых и бытовых сточных вод.

Не допускается сбрасывать в канализацию продукты зачистки и пропарки технологических аппаратов и резервуаров для нефти и нефтепродуктов, остатки реагентов, метанола, нефтепродуктов.

Количество и качество пластовых и производственных сточных вод, образующихся на ЦПС, УПН, ДНС, УПС, в резервуарных парках и на других технологических объектах и установках, определяются технологической частью проектов.

Таблица 43

Количество загрязнений бытовых сточных вод на одного работающего

Количество загрязненных дождевых вод, сбрасываемых с площадок, находящихся внутри обвалования резервуарных парков, открытых площадок технологического оборудования, площадок нефтяных скважин и других объектов, принимают из расчета 20 % от максимального суточного слоя осадка с учетом коэффициента стока.

Среднюю концентрацию загрязнений в дождевых водах, сбрасываемых с нефтепромысловых объектов, принимают для нефти и нефтепродуктов 50–100, для БПК 20-40, для взвешенных веществ 300 мг/л.

Опишите требования к схемам сбора, очистки и утилизации сточных вод.

Пример. Централизованные системы канализации с очистными сооружениями предусматриваются на крупных нефтепромысловых объектах.

На площадках отдельных эксплуатационных скважин, кустов скважин, сепарационных и замерных установок и других аналогичных отдельно стоящих объектах сбор сточных вод производят в канализационные емкости с последующим вывозом стоков на соответствующие очистные сооружения крупных нефтепромысловых объектов.

На площадках замерных установок типа «Спутник», устьев нагнетательных, поглощающих скважин, компрессорных воздуха, узлов замера газа, других аналогичных объектах, а также на площадках устьев нефтяных скважин месторождений Западной Сибири сбор и канализование дождевых стоков не производится.

При ремонте названных объектов сбор загрязненных стоков осуществляется в инвентарные поддоны и емкости.

Бытовую канализацию следует предусматривать на нефтепромысловых объектах с постоянным пребыванием обслуживающего персонала и наличием бытовых помещений.

На отдельно стоящих нефтепромысловых объектах с объемом бытовых стоков до 3 м³/сут допускается предусматривать выгреб для сбора бытовых стоков с последующим вывозом на очистные сооружения по техническим условиям.

Очищенные пластовые, производственные и дождевые сточные воды нефтяных месторождений следует использовать для заводнения нефтяных пластов.

При невозможности использования пластовых вод для заводнения их следует закачивать в поглощающие горизонты или направлять на испарение.

Степень очистки пластовых и сточных вод для использования их в системе заводнения принимается по данным технологической схемы (проекта) разработки нефтепромысловых объектов.

При проектировании сооружений по сбросу пластовых вод в поглощающие горизонты необходимо руководствоваться «Рекомендациями по сбросу сточных вод в глубокие водоносные горизонты. Общие положения».

Приведите гигиенические требования к качеству технической воды в зависимости от проектируемой системы (закрытая, открытая).

С целью охраны и рационального использования поверхностных и подземных вод предусматривают:

• упорядоченный отвод поверхностного стока с территории производственных объектов;

• сохранение и поддержание естественной направленности поверхностного стока; создание зон санитарной охраны подземных источников водоснабжения;

• создание и содержание в должном порядке водоохранных зон;

• применение способов водоотведения, исключающих сброс сточных вод в водоемы и на рельеф;

• использование надземных переходов через несудоходные реки;

• рекультивацию прибрежных участков после укладки трубопроводов;

• установку на трубопроводах отсекающих задвижек с электроприводом, по обе стороны русла, а также стационарных боковых заграждений на реках;

• сооружение водопропускных устройств в местах пересечения концентрированного поверхностного стока;

• выбор типов, параметров буровых растворов и компонентов для их приготовления, оказывающих минимальное отрицательное воздействие на окружающую среду;

• водоохранные зоны.

Пример. Определить радиус второго и третьего поясов водоохранной зоны для гидрогеологической скважины, которая используется для водоснабжения при следующих исходных данных:

дебит водозабора Q = 2 000 м³/сут;

время выживания бактерий Т = 400 сут;

время продвижения химических загрязнений до гидрогеологической скважины Т_х = 10 000 сут;

мощность водоносного горизонта Н_в.г = 25 м;

коэффициент водоотдачи мелкозернистого песка η = 0,1.

Решение. Радиус первого пояса R₁ водоохранной зоны (зона строгого режима) составляет 50 м, обносится забором или лесной полосой шириной 5 м с отводом поверхностного стока. В этой зоне не допускаются:

• посадка высокоствольных деревьев;

• все виды строительства, не имеющие непосредственного отношения к эксплуатации, реконструкции и расширению водопроводных сооружений, в том числе прокладка трубопроводов различного назначения;

• размещение жилых и хозяйственно-бытовых зданий, проживание людей;

• применение ядохимикатов и удобрений;

• радиус второго пояса R₂ водоохранной зоны (зона ограничения)

• радиус третьего пояса R₃ водоохранной зоны

Во втором и третьем поясах водоохранной зоны запрещены:

• закачка отработанных вод в подземные горизонты;

• подземное складирование твердых отходов;

• разработка недр земли;

• размещение складов горюче-смазочных материалов, ядохимикатов и минеральных удобрений, накопителей промстоков, шламохранилищ и других объектов, обусловливающих опасность химического загрязнения подземных вод.

Ориентируясь на технологическую документацию, проанализируйте ширину полосы отвода земель и источники загрязнения почвы.

Пример. Ширину полосы земель, отводимых во временное краткосрочное пользование на период строительства одного магистрального подземного нефтепровода, следует устанавливать в зависимости от характеристики участков трассы (табл. 44).

Для уменьшения техногенного воздействия на земельные ресурсы предусматривают следующие мероприятия:

• кустовое размещение скважин и отказ от временных дорог;

• прокладку коммуникаций от кустов скважин до ДНС в едином коридоре;

• обваловку кустовых площадок по периметру высотой 0,5 м, шириной не менее 1 м с устройством противофильтрационного экрана;

• устройство дренажной траншеи по периметру куста;

• рекультивацию нарушенных земель и загрязненных земель;

• сбор и хранение отходов бурения в шламонакопителях.

Пример. Согласно РД 153-39-023–97 защита окружающей среды от загрязнения буровым шламом в зависимости от уровня его опасности осуществляется следующим образом: при ремонтных работах в природоохранных зонах необходимо применять безамбарный способ бурения. В этом случае должен быть предусмотрен сбор бурового шлама в накопительные контейнеры и вывоз на полигон для захоронения.

Таблица 44

Ширина полосы отвода земель, отводимых во временное краткосрочное пользование на период строительства одного магистрального подземного нефтепровода

Примечание. Ширину полосы земель, отводимых во временное краткосрочное пользование на период строительства двух и более параллельных магистральных нефтепроводов, принимают равной ширине полосы земель для одного нефтепровода плюс расстояние между осями крайних нефтепроводов.

Шламонакопители необходимо проектировать секциями, имеющими земляное обвалование или выполненными из железобетонных резервуаров.

Полезную площадь шламонакопителей F, м², определяют по формуле

где W – суммарное количество осадков, м³/сут; 95 – влажность поступающего осадка, %; 70 – средний процент влажности осадка в накопителе; П – продолжительность накопления осадка в годах (2–5 лет); h – высота слоя осадка, принимается равной 2–2,5 м.

Для размещения шламонакопителя для захоронения отходов II, III классов токсичности в грунтах, характеризующихся коэффициентом фильтрации не более 10^–7 см/с, никаких специальных мероприятий по устройству противофильтрационных экранов не требуется, кроме уплотнения их с помощью катков и увлажнения. На более проницаемых грунтах создается экран из водонепроницаемых материалов. Для удовлетворения требований СНиП 2.01.28–85 по захоронению токсичных отходов на таких грунтах наиболее приемлемым и дешевым является экран из уплотненной глины слоем не менее 1 м по дну и откосам при плотности не менее 1,55–1,60 г/см³. Приведенная плотность достигается укатыванием грунта тяжелыми катками с поливом. При этом оптимальная влажность грунта должна быть 0,22. Грунт уплотняется слоями по 20 см. Коэффициент фильтрации глиняной подушки при проектной плотности 1,55–1,60 г/см³ составляет 0,001 м/сут. В песчаных грунтах откосы полигона должны быть спланированы с углом уклона 1:3 и закреплены гравийно-галечниковой смесью.

По мере накопления отходов в шламонакопителе производится их детоксикация (нейтрализация) в зависимости от их качественного состава и состояния (твердые, пастообразные) путем введения порций твердых сорбентов (цеолиты, сапропели) и применения биотехнологии. При биообезвреживании микробиологические препараты вносятся в массу отходов послойно, допустимо распыление биоминеральных субстратов.

Вывоз бурового шлама необходим, поскольку, если шлам будет накапливаться на территории нефтепромыслового объекта более 6 мес., то такое хранение в соответствии с Федеральным законом «Об отходах производства и потребления является нарушением со следующими последствиями: государственной экологической экспертизой, лицензированием, платой за негативное воздействие в части размещения отходов.

Объекты по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов должны быть оснащены специализированным автотранспортом, спецтехникой для выгрузки отходов, персоналом для обслуживания и системой контроля приземного атмосферного воздуха, почв и грунтовых вод.

Контроль шламонакопителя осуществляется для обеспечения безопасной его эксплуатации и определения возможного влияния на экосистемы. Для обеспечения регулярного контроля за грунтовыми водами и почвами в проекте предусматривается строительство наблюдательных скважин и устанавливается расположение контрольных площадок. Отбор проб осуществляется по графику, согласованному с контролирующими и надзорными организациями.

В соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.2361–08 определите класс предприятия по санитарной классификации и санитарно-защитную зону (СЗЗ). Достаточность размера ширины СЗЗ подтвердите расчетами прогнозируемых уровней загрязнения атмосферного воздуха, распространения шума, вибрации, электромагнитных полей, радиации и других факторов с учетом фонового загрязнения окружающей среды. Санитарно-защитная зона или какая-либо ее часть не могут рассматриваться как резервная территория объекта и использоваться для расширения производственной или жилой зоны.

6.2. Отходы производства и потребления

Ориентируясь на технологическую документацию, проанализируйте отходы, их физическое состояние, количество, а также определите опасность для окружающей среды. Рассчитайте предельное количество твердых отходов в соответствии с СанПиН 2.1.7.1322–03.

Пример. По природе своего происхождения образующиеся отходы условно можно разделить на три группы (табл. 45, 46):

• отходы, образующиеся преимущественно при строительстве, реконструкции и капремонте нефтепроводов;

• отходы, образующиеся преимущественно при эксплуатации нефтепроводов;

• отходы, образующиеся при авариях и их ликвидации.

Таблица 45

Перечень отходов, образующихся при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте нефтепроводов

Таблица 46

Перечень отходов, образующихся при авариях, и их ликвидации на магистральных нефтепроводах

Перечень отходов производства и потребления, образующихся при строительстве (реконструкции и техперевооружении), капитальном ремонте и эксплуатации объектов магистральных нефтепроводов, включает:

• нефтешламы от зачистки резервуаров;

• нефтешламы от нефтеловушек;

• нефтешламы от очистки нефтепроводов (нефтешламы на камерах пуска-приема скребка);

• нефтешламы (осадок от фильтров-грязеуловителей);

• снятый грунт, загрязненный нефтепродуктами, нефтезагрязненный грунт после аварийных и иных разливов нефти;

• песок замасленный, сорбенты нефтезагрязненные;

• отходы прокладочных и изоляционных материалов, твердые (отработанная изоляционная пленка при ремонте трубопроводов);

• виды отходов, неспецифичные для отрасли, в том числе отходы вспомогательного производства и отходы потребления.

Опишите процессы обращения с отходами производства и потребления:

• предупреждение образования отходов на стадии жизненного цикла изделия;

• минимизация и контроль образования, накопления отходов на стадии жизненного цикла изделия;

• документирование деятельности по обращению с отходами производства и потребления на этапе технологического цикла отходов;

• организация и контроль за процессами сбора, сортировки, обезвреживания, транспортирования, размещения, хранения отходов;

• организация и контроль процессов утилизации инертных отходов;

• организация и контроль процессов удаления опасных отходов;

• обязательный надзор за местами удаления отходов и процессами безопасной ликвидации отходов на этапах их образования.

В случаях временного хранения отходов в стационарных складах обоснуйте соблюдение установленных гигиенических нормативов предельного содержания загрязняющих веществ в воздухе. В местах временного хранения отходов предусмотрите стационарные (передвижные) погрузо-разгрузочные механизмы и приемники для перемещения и погрузки отходов для вывоза на полигоны.

6.3. Инженерные решения по очистке выбросов, очистке и повторному использованию сточных вод, размещению и обезвреживанию отходов

Предусмотрите аппараты очистки воздуха до ПДВ, очистные сооружения до ПДС, канализацию, а также меры по размещению и обезвреживанию отходов.

Пример. В качестве сооружений для очистки пластовых и производственно-дождевых сточных вод должны применяться напорные полые и полочные отстойники, напорные отстойники с коалесцирующей загрузкой, резервуары-отстойники, резервуары-отстойники с гидрофобным жидкостным фильтром (слоем нефти), напорные и безнапорные фильтры и флотаторы, гидроциклоны и другие сооружения.

Возможные показатели эффективности работы отдельных сооружений приведены в табл. 47.

При очистке пластовых вод в аппаратах с избыточным давлением предусматривают их дегазацию, исключающую выделение углеводородного и сероводородного газа в помещениях насосных станций. Время пребывания воды в буфере-дегазаторе – 20–25 мин. Сброс выделившегося газа в атмосферу производят через свечу рассеивания.

Таблица 47

Показатели эффективности работы отдельных очистных сооружений

_{Примечание}. _{Т – продолжительность процесса; С – скорость фильтрования.}

Для доочистки воды фильтрованием применяют, как правило, напорные фильтры с однослойными и двухслойными загрузками. В качестве загрузки фильтра используют кварцевый песок, антрацитовую или мраморную крошку, дробленый керамзит и др.

Скорость фильтрования для очистки нефтесодержащих сточных вод принимают:

• при нормальной работе фильтров 5 м/ч;

• форсированном режиме работы 6–7 м/ч.

Промывка фильтров должна осуществляться очищенной или неочищенной сточной водой с подогревом или без него, в зависимости от местных условий. При промывке фильтров холодной водой предусматривают периодические пропарки загрузки фильтра передвижными паровыми установками или от котельной.

Интенсивность промывки фильтров при расчете принимают 10– 15 л/с на 1 м² в течение 10–15 мин. При применении для промывки пластовой воды необходимо учитывать ее плотность.

Время работы фильтра между промывками – не менее 12 ч. Для расчета фильтроцикла грязеемкость 1 м³ загрузки принимают:

• 1,5–3 кг по механическим примесям;

• 1,0–2,0 кг по нефти.

Большие значения грязенефтеемкости загрузки принимают для напорных фильтров.

Уловленную обводненную нефть перекачивают в разделочные резервуары с последующим возвратом ее в технологический процесс подготовки нефти.

По мере накопления шлама в шламонакопителе осуществляют одно из следующих мероприятий по его утилизации и ликвидации:

• сжигание;

• вывоз в места по согласованию с органами Роспотребнадзора и рыбоохраной;

• использование на нужды строительства;

• другие мероприятия.

Санитарно-защитные зоны, расположение розы ветров, защитных сооружений, очистных сооружений, противопожарных разрывов покажите на генеральных планах, если они являются составной частью графического материала дипломного проекта.

Указанные листы чертежей необходимо представить консультанту раздела по безопасности и экологичности проекта на подпись вместе с расчетно-пояснительной запиской.