Transcript 6.Predavanje - Raf.efluenti, emisije plinova 2012,13 10ZOPN 1

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije
Zavod za tehnologiju nafte i petrokemiju
Zagreb, Savska cesta 16 / II
ZAŠTITA OKOLIŠA U
PRERADBI NAFTE
Prof. dr. sc. Katica Sertić - Bionda
UTJECAJ RAFINERIJA NA
KAKVOĆU ZRAKA
Primjer: RN Sisak
• Modernizacija – cilj je osigurati održiv rast i razvoj kapaciteta koji će
omogućiti proizvodnju derivata Euro V kvalitete, opskrbljenost tržišta
te smanjivanje štetnih emisija, odnosno ekološku konkurentnost.
• 1.faza modernizacije je provedena i uključuje:
- Claus postrojenje
- HDS FCC benzina
- Izomerizaciju lakog benzina
Ekološki učinci: rješenje problema onečišćenja sa SO2 i djelomično
problema s H2S. Također omogućena je proizvodnja sastavnica
benzina Euro V kvalitete.
UTJECAJ RAFINERIJA NA
KAKVOĆU ZRAKA
• II. Faza modernizacije – nije provedena – trebala je uključivati:
-
Postrojenje za koksiranje
MHC kompleks (HC/HDS – blagi hidrokreking/hidrodesulfurizacija)
Postrojenje za proizvodnju vodika
Ekološki učinci bili bi: rješenje problema s H2S-om (koking
postrojenje) uz proizvodnju goriva Euro V kvalitete.
UTJECAJ RAFINERIJA NA
KAKVOĆU ZRAKA
• U 2007. godini prihvaćen je Program zaštite i poboljšanja kakvoće
zraka te su u narednom periodu vidljiva su veća poboljšanja
kakvoće s obzirom na mjerene parametre: SO2, NO2 , CO i benzen
te mala poboljšanja u odnosu na H2S i lebdeće čestice PM10.
• Poboljšanju kakvoće zraka pridonio je veći broj ekoloških
projekata koji su provedeni od 2007. godine:
- Uspostava trajne mjerne postaje Sisak-2
- Modernizacija sustava za praćenje emisija/imisija iz sustava
rafinerija – ekološki učinak je podizanje razine monitoringa
emisija/imisija iz rafinerijskog sustava za kontinuirana mjerenja.
UTJECAJ RAFINERIJA NA
KAKVOĆU ZRAKA
-
-
-
Modernizacija sustava loženja kotlovskih jedinica – ugrađena je
instalacija za loženje na rafinerijski i prirodni plin – ekološki učinak je
smanjenje emisija onečišćujućih tvari u zrak iz ložišta.
Rekonstrukcija i spajanje sustava baklji KP-4 i KP-6 – svrha projekta
je preusmjeravanje plinova s baklji na postrojenje za
odsumporavanje (Claus).
Smanjenje gubitaka isparavanjem u pogonu Dorade (rezervoari) –
ekološki učinak je smanjenje emisija hlapivih organskih spojeva u
skladu s Uredbom o tehničkim standardima zaštite okoliša od
emisija hlapivih organskih spojeva koje nastaju skladištenjem i
distribucijom benzina.
UTJECAJ RAFINERIJA NA
KAKVOĆU ZRAKA
1.
•
•
•
-
Imisije H2S-a
Posebno praćenje imisija H2S-a - kakvoća zraka treće kategorije u naselju
gdje se nalazi Rafinerija.
Iz prosječnih godišnjih imisijskih koncentracija H2S-a na mjernoj postaji
„Sisak-1“ za period od 2004.- 2007. g. vidljivo je značajno smanjenje
onečišćenja zraka H2S-om u 2007. god. vezano uz početak rada Claus
postrojenja za rekuperaciju sumpora – izdvajanje H2S iz rafinerijskog
loživog plina čime se smanjuje emisija SO2 i H2S.
2009. god. donesen dokument mjera za smanjenje imisija H2S koji
uključuje:
Smanjenje udjela visokosumporne sirove nafte u ukupnoj preradi.
Kontinuirani rad primarnih procesa prerade (atmosferska i vakuum
destilacija)- diskontinuirani rad utječe na rad sekundarnih procesa –
moguće pojačane emisije onečišćujućih tvari.
Prikupljanje kiselih plinova iz sustava baklji i njihovo usmjeravanje na Claus
postrojenje.
UTJECAJ RAFINERIJA NA
KAKVOĆU ZRAKA
•
Broj prekoračenja satnih tolerantnih vrijednosti H2S-a (TV) 12 puta je
manji u 2007. g. u usporedbi s 2006. g. U 2010.god. bilo je 78 , a u 2013.
god. 126 prekoračenja TV od 7.6 µg/m3. S obzirom na ovaj pokazatelj
kakvoća zraka je III. kategorije.
UTJECAJ RAFINERIJA NA
KAKVOĆU ZRAKA
• Broj prekoračenja dnevne granične vrijednosti H2S-a je 11 puta
manji u 2007. g. u usporedbi s 2006. g. U 2010. dva, a u 2013. god.
8 prekoračenja ( od dopuštenog broja od 7 puta).
UTJECAJ RAFINERIJA NA
KAKVOĆU ZRAKA
2. Imisije benzena
• Za period od 2004. g. do 2007. g. - trend smanjenja onečišćenja
zraka benzenom (mjerna postaja „Sisak-1“).
•Prosječna
godišnja
imisijska koncentracija
benzena je 3 puta
manja u 2007.g. u
odnosu na 2006. g .
•U
2010.
god.
prosječna
godišnja
vrijednost je 3.6 µg/m3
a u 2013. god. 1.83
µg/m3 – kakvoća zraka
I.kategorije.
UTJECAJ RAFINERIJA NA KAKVOĆU
ZRAKA
3. Imisije SO2
UTJECAJ RAFINERIJA NA KAKVOĆU
ZRAKA
•
•
•
Prosječna godišnja koncentracija SO2 2 puta je manja u 2007.
g.(23,95 µg/m3) u odnosu na 2006. g. (48 µg/m3 ).
U 2010. god. ta vrijednost je iznosila 7.29 µg/m3, a u 2013. 14.44
µg/m3
Dopuštene dnevne granične vrijednosti od 125 µg/m3 prekoračene
su 4 puta u 2007.g., a 24 puta u 2006. g. (6 puta manje
prekoračenja u 2007). U 2010. i 2013.god nije zabilježeno niti jedno
prekoračenje.
Na temelju praćenja koncentracija SO2 može se ocijeniti da je
kakvoća zraka II. kategorije u 2007.g., dok je u 2006. bila III.
kategorije. U 2010. i 2013. god. kakvoća zraka je bila je
I. kategorije u odnosu na SO2. Isto se odnosi i na NO2 i CO.
UTJECAJ RAFINERIJA NA KAKVOĆU
ZRAKA
4. Lebdeće čestice PM10: za 2007.g. prosječna dnevna vrijednost
iznosila je 35.34µg/m3 uz 9 prekoračenja dnevne tolerantne
vrijednosti od 70µg/m3.
• Na temelju praćenja koncentracija krutih čestica u zraku može se
ocijeniti da je kakvoća zraka bila II. kategorije u 2007.g.
• U 2010 god. srednja godišnja koncentracija veća od granične
vrijednosti i iznosila je 54 µg/m3 uz 120 prekoračenja tolerantne
vrijednosti, a u 2013.god. 33 µg/m3 (bez prosinca) – ukazuje na
III. kategoriju kakvoće zraka za PM10 čestice.
RAFINERIJSKI EFLUENATI
IZVORI ONEČIŠĆENJA
Tehnološke vode
•
Značajne količine vode koriste se za potrebe tehnoloških i
energetskih procesa. Potrebne količine pojedinog tipa vode
podmiruju se iz toka sirove vode. Nakon obavljene funkcije iste te
količine završavaju u tokovima tehnoloških otpadnih voda ili u
okolnom zraku (hlapivi dio s rashladnih tornjeva ili gubitak na
vodenoj pari zbog propuštanja).
RAFINERIJSKI EFLUENTI
IZVORI ONEČIŠĆENJA
RASHLADNE VODE
• Iz procesnih tokova koji sadržavaju različite ugljikovodike, moraju se
ukloniti velike količine topline.
• Starije rafinerije – obično jednostruki prolaz rashladne vode količine nastale otpadne vode se kreću oko 30 m3/ toni sirove nafte.
• Moderne rafinerije - zračno hlađenje i/ili recirkulirajući sustav
rashladne vode – smanjenje količine otpadne vode na manje od 0,1
m3/toni obrađene sirove nafte.
• Otpadna voda nije onečišćena rafinerijskim frakcijama, osim u
slučaju kvara u izmjenjivačima topline.
RAFINERIJSKI EFLUENTI
IZVORI ONEČIŠĆENJA
BALASTNE VODE
• Balastne vode koriste brodovi da bi, kada ne prevoze teret, osigurali
sigurnost plovidbe.
• Radi intenzivnoga pomorskog prometa – ispuštanje velikih količina
balastnih voda u lučka područja – veliki ekološki problem.
• Balastne vode sadrže strane morske organizme, otpadnu nečistu
vodu, toksične alge, planktone, patogene bakterije, viruse,
kanalizacijski otpad i razne kemikalije (više od 10 000 različitih
morskih vrsta).
OBORINSKE OTPADNE VODE
• Kišnica koja se slijeva sa betoniranih područja u procesnim
jedinicama ili stanicama za ukrcavanje rafinerijskih proizvoda sadrži manje količine derivata zbog razlijevanja.
RAFINERIJSKI EFLUENTI
IZVORI ONEČIŠĆENJA
OTPADNE VODE IZ PROCESA PRERADE NAFTE
• Vode iz procesnih jedinica dolaze u izravni kontakt s ugljikovodicima
u procesnim tokovima (kisele vode) i to najčešće pri:
• Korištenju vode kao medija za ispiranje (sirove nafte i proizvoda), ili
kao pare za stripiranje u destilacijskoj jedinici ili konverzijskim
jedinicama.
• Ovi su tokovi najviše onečišćeni u rafineriji – sadrže: različite
količine nafte, otopljene anorganske spojeve, lake ugljikovodike,
fenole, sulfide, amonijak i sl.
RAFINERIJSKI EFLUENTI
IZVORI ONEČIŠĆENJA
1. Odsoljavanje
• U rafinerijama nafte uklanjanje korozivnih soli iz sirove nafte provodi
se miješanjem zagrijane sirovine sa vodom. Voda koja nastaje ovim
procesom sadrži otopljene soli, metale, suspendirane čestice, te
ostale topljive tvari.
2. Destilacija
• Procesima atmosferske i vakuumske destilacije razdvaja se čitav niz
plinskih i kapljevitih frakcija. Otpadne vode procesa destilacije
većinom sadrže kondenziranu paru s vrha kolone (zauljena kisela
voda), koja sadrži sumporovodik i amonijak.
RAFINERIJSKI EFLUENTI
IZVORI ONEČIŠĆENJA
3. Toplinsko krekiranje
• Najveći izvor onečišćenja u procesu loma viskoznosti je akumulator
na frakcionaru, gdje se odvaja voda od smjese ugljikovodika. Ova
voda može sadržavati amonijak, fenol i sulfide.
Otpadna voda s procesa koksiranja uključuje kondenziranu paru,
rashladnu vodu te vodu koja se koristi prilikom vađenja koksa
(visokotlačni vodeni mlazovi).
4. Katalitičko krekiranje
• Postrojenja za katalitičko krekiranje su značajni izvori otpadne vode
u rafinerijama. Otpadne vode uključuju kisele vode iz kolone za
frakcionaciju (stripiranja produkata). Također, para za regeneraciju
katalizatora kao dio otpadne vode može sadržavati metalne
primjese, koje potječu od sirovine.
RAFINERIJSKI EFLUENTI
IZVORI ONEČIŠĆENJA
5.
•
Polimerizacija
Većina onečišćenja dolazi iz predtretmana ulazne smjese u
reaktor. Ova onečišćenja se uklanjaju ispiranjem (pranje lužinomuklanjanje merkaptana, pranje otopinom amina- uklanjanje H2Sa). Otpadna voda može dadržavati lužinu, amine i merkaptane.
6. Alkilacija
•
U procesu se koriste HF i H2SO4 kao katalizatori.
Obje kiseline su vrlo korozivne, te mogu biti štetne za zdravlje
(dodir s kožom, inhalacija).
Regeneracija HF provodi se on site , a rezultira otpadnim uljem,
koje sadrži otopljene polimerizacijske produkte.
RAFINERIJSKI EFLUENTI
IZVORI ONEČIŠĆENJA
7. Reformiranje
•
Reformiranje je relativno čist proces. Količine otpadnih tokova su
male i niti jedan ne sadrži visoke koncentracije opasnijih spojeva.
Glavni onečišćivači dolaze iz separatora na vrhu kolone za
stripiranje – uz sulfide, moguće su manje količine fenola i
merkaptana.
8. Izomerizacija
•
U procesu izomerizacije lakog benzina, kao katalizator u velikom
broju rafinerija koristi se difunkcionalni katalizator uz dodatak
CCl4. Otpadne vode mogu sadržavati kloride.
KONTROLA ONEČIŠĆENJA U
INDUSTRIJI NAFTE
ZAKON O VODAMA (NN 107/95)
• Zaštita voda od onečišćavanja provodi se radi očuvanja života i
zdravlja ljudi i zaštite okoliša, te omogućavanja neškodljivog i
nesmetanog korištenja voda za različite namjene.
• Radi sprječavanja pogoršanja kakvoće voda i zaštite okoliša u
cjelini, propisuju se granične vrijednosti opasnih i drugih tvari :
1. za tehnološke otpadne vode prije njihova ispuštanja u sustav
javne odvodnje otpadnih voda, odnosno u drugi prijemnik,
2. za vode koje se nakon pročišćavanja ispuštaju iz sustava javne
odvodnje otpadnih voda u prirodni prijemnik,
3. za otpadne vode i tvari koje se ispuštaju u septičke i sabirne
jame.
KONTROLA ONEČIŠĆENJA U
INDUSTRIJI NAFTE
1. KEMIJSKA POTROŠNJA KISIKA (KPK)
• Kemijska potrošnja kisika (COD – Chemical Oxygen Demand) je
veličina koja označava količinu organskih otpadnih tvari u otpadnoj
vodi koje se mogu oksidirati u vrućoj smjesi kromne i sulfatne
kiseline. Nakon završenog procesa oksidacije količina utrošenog
bikromata se određuje titrimetrijski ili kolorimetrijski.
2. BIOLOŠKA POTROŠNJA KISIKA (BPK)
• Biokemijska potrošnja kisika (BOD - Biochemical Oxygen Demand)
je veličina koja označava količinu kisika (izraženu u mg/L) potrebnu
da se razgradi (stabilizira) organska tvar u 1L otpadne vode pomoću
aerobnih bakterija, pri konstantnoj temperaturi od 20 ºC, tijekom pet
dana. Najčešće se određuje BPK5 (vrijeme inkubacije 5 dana) i
BPK20 (vrijeme inkubacije 20 dana).
• Veličina koja je nužna za određivanje veličine postrojenja biološke
obrade.
• Pri određivanju ove vrijednosti treba se koristiti biološki rafinerijski
mulj, a ne standardni mulj za obradu komunalnih otpadnih voda.
KONTROLA ONEČIŠĆENJA U
INDUSTRIJI NAFTE
3.
UGLJIKOVODICI
•
Lakši proizvodi nafte kao benzin i dizelsko gorivo lakše se
dispergiraju u vodi i time su toksičniji za prisutne organizme.
Međutim, relativno brzo isparavaju i ne zadržavaju se dugo u
okolišu (toksičniji ali hlapljiviji).
Teža sirova nafta i policiklički aromatski HC imaju manju
toksičnost, ali se duže zadržavaju na površini. Kada dođu do
obale teško se uklanjaju i ostaju godinama u sedimentu (manje
toksični ali postojaniji – veća šteta za okoliš).
Ugljikovodici u otpadnim vodama određuju se standardnim
metodama, ovisno o tome jesu li otopljeni ili suspendirani.
Otopljeni HC određuju se u uzorku vode nakon njenog prolaza
kroz filtar. Suspendirani CH se dobiju na način da se izračunaju iz
razlike ukupno određenih ugljikovodika (TOC eng. Total Organic
Carbon) i otopljenih ugljikovodika.
•
•
KONTROLA ONEČIŠĆENJA U
INDUSTRIJI NAFTE
4. FENOLI
•
Najveći dio fenolnih spojeva potječe od procesa krekiranja.
•
Biorazgradnja fenola do ugljik dioksida odvija se relativno lako.
•
Utvrđeno je da, ukoliko se, u skladu s propisima za mjesta
ispuštanja, koncentracija fenola drži na razini od oko 0,5 mg/l,
rizik od akutne toksičnosti za morski živi svijet nije velik.
5.
•
SULFIDI
Sulfidi se u otpadnim vodama nalaze u obliku HS NH4 u
kondenzatima sa procesa FCC i kao Na2S u lužnatim tokovima.
KONTROLA ONEČIŠĆENJA U
INDUSTRIJI NAFTE
6. DUŠIKOVI SPOJEVI
– Amonijak, organski dušik (DEA), anorganski dušik (nitrati i nitriti)
• Slobodni amonijak (NH3) i nedisocirani amonijev hidroksid (NH4OH)
su relativno toksični, dok disocirani amonijev ion NH4+ ima relativno
nisku toksičnost.
• Visoke temperature uzrokuju veće udjele neioniziranog amonijaka, a
prema tome i povećanje toksičnosti.
7. TEŠKI METALI
•
Teški metali otopljeni u vodi nalaze se u obliku hidroksida, oksida,
halogenida ili drugih kompleksa koji su strogo ovisni o pH
vrijednosti.
• Prisustvo teških metala (živa) je vrlo nepoželjno zbog njihove visoke
toksičnosti za žive organizme.
KONTROLA ONEČIŠĆENJA U
INDUSTRIJI NAFTE
Dozvoljene granične vrijednosti za efluente naftne industrije:
pH:
KPK:
BPK:
Mineralna ulja:
Olovo:
Fenoli:
Benzen:
Sulfidi:
Dušik:
Temperaturna razlika:
6 – 8,5
125 mg O2
50 mg
10 mg/L
0,1 mg/L
0,5 mg/L
0,05 mg/L
1 mg/L
10 mg/L
≤ 3 °C
KONTROLA ONEČIŠĆENJA U
RAFINERIJI NAFTE SISAK
KONTROLA ONEČIŠĆENJA U
RAFINERIJI NAFTE SISAK
KONTROLA ONEČIŠĆENJA U
RAFINERIJI NAFTE SISAK
OBRADA OTPADNIH VODA U INDUSTRIJI
NAFTE
• Otpadne vode industrije nafte zahtijevaju neki oblik obrade prije
ispusta u prirodne recipijente.
• Jedno od glavnih pravila gospodarenja otpadom je smanjiti volumen
nastalih otpadnih tokova i maksimalno povećati ponovno korištenje.
• Općenito, obrada otpadnih tokova uključuje smanjivanje ukupnog
volumena i toksičnosti. Odabrani način obrade mora zadovoljavati
sve zahtjeve i zakonske odredbe, bez obzira na njegovu cijenu.
• Prvi korak obrade je primarna separacija kojom se odvajaju vodeni
od organskih tokova, kako bi se odvojile komponente po stupnju
njihove toksičnosti.
OBRADA OTPADNIH VODA U INDUSTRIJI
NAFTE
•
Danas je poznat niz metoda za obradu voda naftne industrije koje
većinom sadrže dvije glavne skupine nečistoća: ugljikovodike i
ostale komponente koje mogu biti otopljene ili suspendirane.
1. UKLANJANJE SUSPENDIRANIH UGLJIKOVODIKA
• Suspenzije uljnih kapljica u vodi (emulzije) teško se razdvajaju jer
su stabilizirane međufaznom energijom kapljica i vodene faze.
a. Razdvajanje pod utjecaj gravitacije
• U separacijskim spremnicima uklanja se veliki dio slobodnih ulja i
nestabilnih emulzija. Jednostavna i jeftina metoda, nedovoljna za
razdvajanje stabilnih emulzija.
b. Hidrocikloni
• Ulazni tok se uvodi tangencijalno u konusni ciklon u kojem se
stvara vrtlog i uzrokuje tangencijalnu akceleraciju više puta jaču od
gravitacije. Vodeni tok odlazi prema rubu, a uljne kapljice prema
sredini ciklona.
OBRADA OTPADNIH VODA U INDUSTRIJI
NAFTE
c. Centrifuge
• Ulazni tok ulazi u rotirajuću posudu u kojoj se ulje manje gustoće
izdvaja od vodenog toka, te se odjeljuje dekantiranjem.
d. Koagulacija
• Dodavanje kemijskih tvari koje omogućuju koagulaciju uljnih
kapljica na principu smanjenja naboja između čestica i
omogućavanja nastajanja flokula koje se lakše odvajaju.
e. Separacija pod utjecajem električnog polja
• Uljne kapljice su negativno nabijene i njihov naboj se može
mijenjati primjenom vanjskog električnog polja (istosmjerna ili
izmjenična struja). Dolazi do stvaranja flokula.
f. Flotacija zrakom
• Uljne kapljice mogu se izdvojiti iz vodene faze prolaskom mjehurića
plina koji odnose kapljice prema površini gdje se one mogu
jednostavno ukloniti.
g. Filtracija
OBRADA OTPADNIH VODA U INDUSTRIJI
NAFTE
h. Biološki procesi
• Biološki procesi obrade djeluju na principu prisutnosti
mikroorganizama koji razgrađuju ugljikovodike.
• Limitirana primjena u naftnoj industriji zbog velikih količina prisutnih
ugljikovodika - čini ovu metodu sporom i ovisnom o sastavu
otpadnog toka.
• Tri su glavne vrste biološke obrade tj. pročišćavanja otpadnih voda:
- proces s aktivnim muljem
- kapajući, prokapni (trickling) filter
- aeracijska laguna
• Za obradu rafinerijskog efluenta obično se upotrebljava proces s
temeljito miješanim aktivnim muljem.
OBRADA OTPADNIH VODA U INDUSTRIJI
NAFTE
2. UKLANJANJE OTOPLJENIH UGLJIKOVODIKA
a. Adsorpcija
•
Učinkovita metoda uklanjanja otopljenih CH u vodenim tokovima
je njihova adsorpcija na čvrsti medij, a najčešće se koristi aktivni
ugljen, te razne prirodne i sintetičke smole.
b. c. Biološka obrada
•
Može se primijeniti za uklanjanje malih količina otopljenih CH.
Postupak se provodi miješanjem zraka i biološke mase sa vodom
u spremniku. Metoda je ograničena visokim udjelom soli, CH
komponenti i količinom kisika.
d. Precipitacija
•
Smanjenjem pH vrijednosti otopine dolazi do precipitacije
određenih organskih materijala. Ne uklanja sve CH i jako
povećava kiselost.
e. Oksidacija
•
Otopljeni CH se mogu uništiti procesom oksidacije. U ovom
procesu upotrebljavaju se ozon, peroksid, kloridi i permanganati –
jaka oksidacijska sredstva.
OBRADA OTPADNIH VODA U INDUSTRIJI
NAFTE
3. UKLANJANJE SUSPENDIRANIH KRUTIH ČESTICA
a. Gravitacijska separacija
b. Filtracija
c. Koagulacija
4. UKLANJANJE OTOPLJENIH TVARI
a. Ionska izmjena
b. Precipitacija
d. Biološka obrada
e. Neutralizacija
OBRADA OTPADNIH VODA U RAFINERIJI
NAFTE SISAK
Kompletna završna obrada uključuje sljedeće korake:
a) Primarna obrada i uravnoteženje
• Uklanjanje krupnih čestica iz naftnih disperzija gravitacijskom
separacijom.
b) Dubinsko uklanjanje emulgirane nafte i koloidnih krutina
• Otpadna voda koja je prošla kroz gravitacijski separator može još
uvijek sadržavati znatnu količinu nafte, uglavnom u obliku malih
kapljica ili vezanih na suspendirane krutine.
• Odvija se u flokulacijskoj jedinici dodatkom flokulanata u
kontroliranim uvjetima. Flokulant može uzrokovati bilo koji od
sljedećih efekata:
- destabiliziranje koloida/emulzije dopuštajući im koalescenciju
- stvaranje gustog taloga koji adsorbira i uklapa onečišćivače
(kontaminate)
- formiranje mostova između čestica/kapljica koje onda stvaraju
aglomerate.
• Rezultirajući veliki agregat tada može biti izdvojen iz vode
sedimentacijom, filtracijom ili flotacijom.
OBRADA OTPADNIH VODA U RAFINERIJI
NAFTE SISAK
c) Biološka obrada
•
U biološkoj obradbenoj jedinici, otpadna voda je u kontaktu sa
visokom koncentracijom aktivnih mikroorganizama koji su
intenzivno aerirani. Udio od 10-50% topljivih organskih spojeva,
koji su podložni transformaciji bivaju pretvoreni u netopljivi
materijal (biomasu), ugljikov dioksid, vodu i male količine otpadne
energije. Ti mikroorganizmi su osjetljiva živa bića koja ugibaju ili
postaju neaktivna ako se ne održavaju odgovarajući uvjeti okoliša.
•
Oni su posebno osjetljivi na:
- brze promjene u kvaliteti vode (BPK, pH, temperatura), zbog
čega se teži djelotvornom uravnoteženju
- prisutnost vodikovog sulfida
- prisutnost ostataka nafte ili suspendiranih čestica -dubinsko
oduljavanje obično prethodi biološkoj obradi.
UTJECAJ ONEČIŠĆENJA NA
SLATKOVODNI EKOSUSTAV
• Slatkovodna područja su osjetljiva i važna za ljudsko zdravlje i
okoliš.
• Dijele se na dva tipa: stajaćice (jezera, močvare) i tekućice (potoke i
rijeke).
• Naftni izljevi pojavljuju se u naseljenim područjima gdje ljudi koriste
vodu za piće ili kao ribnjake.
• Svi organizmi direktno su izloženi smrtonosnim učincima naftnog
izljeva: sisavci, ptice, ribe, kukci, mikroorganizmi i vodena
vegetacija.
• Stajaćice, kao što su jezera i močvare, s vrlo malo vodenog toka,
ugroženije su od tekućica zbog toga što se nafta u njima zadržava u
obliku "bazena" i može ostati kroz jako dugi period vremena. Da bi
se obnovio onečišćeni okoliš trebaju proći i godine. Također je
ugrožena i podzemna voda i cijelo okolno pod
UTJECAJ ONEČIŠĆENJA NA MORSKI
EKOSUSTAV
Problem morskog transporta nafte:
• Više od 2/3 nafte se prevozi morem, a ostatak kopnom – u svjetska
mora godišnje dospiije oko 0,25% godišnje svjetske naftne
proizvodnje.
• Onečišćenja uzrokovana havarijama su rjeđa od onih koja nastaju
kao posljedica svakodnevnih operacija na brodovima – puno su
opasnija stalna curenja manjeg opsega s brodova.
Načini spriječavanja i saniranja ekoloških incidenata:
– Međunarodni propisi
– Podjela odgovornosti između naftnih kompanija, brodovlasnika i
brodograditelja.
– Efikasni načini zadržavanja (ograđivanja) i uklanjanja/tretiranja
naftne mrlja.
UTJECAJ ONEČIŠĆENJA NA MORSKI
EKOSUSTAV
• Koncentracije nafte u vodi pri kojima se mogu opaziti promjene na
ribljim jajšcima, embrijima i larvama su između 0,05 i 5 mg/L.
Promjene se uglavnom odnose na pokretljivost, hranjenje i
reproduktivnost, te nakon dužeg vremena na rast.
• Izljevi nafte također imaju utjecaj na morske organizme koji tokom
godine migriraju iz jednog mjesta na drugo.
• Najčešći utjecaj izljeva nafte na ptice je direktnim kontaktom – ulje
vlaži njihovo perje i smanjuje im se otpornost na hladnoću. U
manjim koncentracijama vidljiv je negativan učinak na
razmnožavanje i rast ptica.
• Nafta također djeluje na fitoplanktone i zooplanktone na način da
inhibira rast i fotosintezu.
PROCESI NAKON IZLJEVA NAFTE U
MORE
1. Širenje
• ovisi o površinskoj
napetosti, specifičnoj težini i
viskoznosti
2. Isparavanje
• ovisi o vrsti ulja i
vremenskim uvjetima
3. Disperzija – raspršivanje
• valovi i turbulencija djeluju
da se stvaraju kapljice
različite veličine.
4. Emulzifikacija - emulzije su često vrlo ljepljive te usporavaju druge
procese koji bi mogli dovesti do razgradnje nafte.
5. Oksidacija – nastaju topljivi proizvodi ili tvrde katranske tvorevine.
6. Taloženje - većina teških derivata i emulzije dovoljno su gusta da bi
djelovanjem atmosferskih procesa njihovi ostaci tonuli u morskoj vodi.
7. Biorazgradnja – ovisi o temperaturi i dostupnosti kisika, te hranjive
tvari. Odvija se samo na granici nafta/voda.
INTERVENCIJA NAKON IZLJEVA NAFTE
Odstranjenje izvora onečišćenja
Zadržavanje onečišćenja i zaštita osjetljivih područja
•
Brane – zadržavanje naftne mrlje ili zbijanje nafte u deblji sloj
koji se lakše uklanja
•
Mrežni zaprečni sustav – koristi se u plićem moru
•
Dodavanje sredstava za povećanje površinske napetosti mora
•
Zgušnjivači – polimerni proizvodi koji zgušnjavaju naftu i čine
ju nepokretnom.
3.
Uklanjanje onečišćenja s površine
•
Sakupljači – služe za sakupljanje nafte s površine (sakupljači
brane i usisni sakupljači). Učinkovitost im ovisi o vremenskim
uvjetima .
•
Upijači – materijali koji upijaju tekućinu. Koriste se kao zadnji
korak u uklanjanju tragova nafte nakon sakupljača. Mogu biti
prirodni organski (sijeno, piljevina, perje), prirodni anorganski
(glina, pijesak) i sintetički.
1.
2.
INTERVENCIJA NAKON IZLJEVA NAFTE
• Disperzanti (raspršivači) – alternativne metode – sarže kemikalije
koje razbijaju ulja u male kapljice koje se dipergiraju u vodenom
stupcu. Koriste se na otvorenom moru.
• Učinkovitost im ovisi o sastavu ulja, metodi, količini i faktorima
okoliša (salinitet, temperatura).
• Najveća učinkovitost kada se primjene neposredno nakon izljeva
(prije hlapljenja lakših komponenti)
• Sredstva za potapanje – alternativne metode – pijesak, vulkanski
pepeo, glina. Upijaju naftu nakon čega tonu i nastavljaju prirodne
procese razgradnje.
• Metode paljenja – alternativne metode
• Prije paljenja mrlja se ogradi branom da bi sloj bio dovoljno
debeo (2 do 3 mm)
• Na paljenje utječe temperatura, vjetar, valovi, debljina i tip nafte.
• Koristi se na udaljenim nenaseljenim mjestima zbog emisije
štetnih plinova.
• Metode biorazgradnje – alternativne metode – koriste biološke
agense koji povećavaju stupanj prirodne biorazgradnje.
INTERVENCIJA NAKON IZLJEVA NAFTE
4. Uklanjanje naplavljene nafte (čiščenje obale)
•
•
•
•
•
Mehaničko uklanjanje onečišćujućeg materijala
Ispiranje vodom ili parom pod tlakom s ili bez sredstava za
čišćenje
Spaljivanje – razgradnja onečišćujućih spojeva pri visokim
temperaturama.
Termalna desorpcija - prevođenje onečišćujućih tvari iz jedne faze
(kruto, tekuće) u drugu (plinovito). U prvoj fazi provodi se
zagrijavanje do temperature isparavanja tih tvari, a u drugoj fazi
se pročišćavaju otpadni plinovi.
Biorazgradnja (bioremedijacija) – proces u kojem mikroorganizmi
(koji postoje u tlu) razgrađuju onečišćivače i pretvaraju u
neškodljive konačne produkte (CO2, voda) pri potrebnim uvjetima
(određena temperatura, dovoljna količina kisika i hranjivih tvari).