Биосфера чистой воды – Журнал «Сибирская нефть»

Биосфера чистой воды

Масштабные проекты строительства очистных сооружений на НПЗ «Газпром нефти»

Текст: Вера Кавригина
Фото: Татьяна Мастерова, Стоян Васев, Антон Белицкий

Уходящий год был объявлен в России Годом экологии. «Газпром нефть» ознаменовала его запуском очистных сооружений «Биосфера» на НПЗ в Москве и стартом аналогичного, но более масштабного проекта на своем заводе в Омске. Инвестиции в экологический проект для двух предприятий превысят 28 млрд рублей. Его реализация позволит довести эффективность очистки сточных вод практически до 100% и минимизировать воздействие на окружающую среду

Ввод в эксплуатацию биологических очистных сооружений «Биосфера» стал центральным событием программы «Газпром нефти» по экологической модернизации Московского НПЗ. Трудно представить, но еще несколько лет назад на месте «Биосферы» были страшные шламовые амбары и открытые пруды-отстойники, куда десятилетиями (с момента запуска завода в 1938 году) сливали нефтесодержащие отходы.

На первом этапе модернизации МНПЗ, которую «Газпром нефть» начала в 2011 году, содержимое этих амбаров и прудов подверглось биологической ремедиации (очищению и восстановлению с помощью биотехнологий). В дальнейшем переработанный шлам использовался как почвогрунт для отсыпки дорог и благоустройства территории завода. За 5 лет с территории завода исчезло более 180 000 тонн нефтесодержащих отходов, все открытые поверхности испарения, а загрязненная почва подверглась рекультивации. На очищенных участках земли развернулось строительство новых высокотехнологичных объектов.

Фото: Татьяна Мастерова, Стоян Васев, Антон Белицкий

Фото: Татьяна Мастерова, Стоян Васев, Антон Белицкий

Сначала были построены закрытые механические очистные сооружения (ЗМОС). Уже в 2014 году они полностью заменили старые, минимизировав содержание нефтепродуктов в сточных водах. В рамках второго этапа модернизации НПЗ систему водоочистки было решено дополнить биологической очисткой. Эксперты едины во мнении, что на сегодняшний день это самый эффективный способ очистки промышленных стоков, способный обеспечить полностью замкнутый цикл водопотребления. Старт этому проекту был дан в 2015 году. Для создания комплекса «Биосфера» на МНПЗ потребовалось 2 года и 9 млрд рублей.

Фото: Татьяна Мастерова, Стоян Васев, Антон Белицкий

На мировом уровне

Создание «Биосферы» вполне укладывается в курс на импортозамещение — проект разработали отечественные инженеры, а более 50% оборудования комплекса — отечественного производства. Работая в нормальном режиме, комплекс может пропустить через себя 1,4 тыс. кубометров сточных вод в час (а в форсированном режиме — до 2 тыс. кубометров). Вода в «Биосфере» проходит многоступенчатую очистку: сначала механическую и физико-химическую, затем биологическую, а в конце ее прогоняют через угольные фильтры и систему удаления солей по технологии обратного осмоса (см. врез). «Очистка с применением мембранного биореактора стоит дороже других вариантов, но только эта технология перспективна для бытовых и производственных сточных вод, особенно в городских условиях, поскольку позволяет существенно повысить производительность очистных сооружений, — считает доцент кафедры биотехнологии РХТУ им. Д. И. Менделеева Александр Кузнецов. — В России есть лишь единичные примеры использования этой технологии, а применительно к нефтеперерабатывающей отрасли технология вообще уникальна и не имеет аналогов в российской практике».

Эффективность «Биосферы» соответствует лучшим мировым показателям и превосходит российские нормативные требования. После нее сточные воды НПЗ очищены на 99,9%. Это очень высокий показатель даже для современных европейских нефтеперерабатывающих заводов. Причем 75% воды после биологической очистки возвращается в производство. Замкнутый цикл уже позволил предприятию в 2,5 раза сократить забор воды из Москвы-реки.

Остальные стоки по трубам поступают в сети «Мосводоканала». В соответствии с законом чистоту этой воды контролируют по 32 параметрам. И анализы показывают, что вода МНПЗ после «Биосферы» даже чище речной — ее спокойно можно использовать в сельском хозяйстве и производстве.

Александр Хлопонин
Александр Хлопонин,
заместитель председателя правительства РФ:

На примере «Газпром нефти» мы видим, что российская нефтепереработка становится экологически ответственной. Компания инвестирует не только в увеличение глубины переработки нефти для максимизации прибыли, но и вкладывает большие средства в проекты, которые делают производство максимально безопасным для людей и окружающей среды.

Путь воды

В «Биосферу» вода попадает после очистки на закрытых механических очистных сооружениях МНПЗ. На первом этапе вода подается в блок напорной флотации, где мощный поток воздуха «выбивает» из нее все механические примеси и нефтепродукты.

Затем поток попадает в ключевой элемент установки — мембранный биореактор. Там из стоков удаляют остатки нефтепродуктов, биогенные элементы и другие загрязнители — по сути все, кроме растворимых солей. Делают это с помощью микроорганизмов (так называемого активного ила). Этих простейших специально для «Биосферы» вырастили на Люберецких очистных сооружениях «Мосводоканала». Микроорганизмы питаются органикой, перерабатывая ее до углекислого газа и воды.

Интенсивность и глубина процесса биологической очистки зависят не только от внешних условий (температуры, присутствия кислорода и др.), но и от качественного состава активного ила, от разнообразия в нем микроорганизмов, а также их способности адаптироваться к конкретному составу загрязняющих веществ сточной жидкости.

Мембранный биореактор вмещает 33 тыс. тонн воды (это почти полтора столичных Патриарших пруда). А микроорганизмы занимают 5% от этого объема. За пределы реактора они не попадают. Этому препятствуют специальные мембранные фильтры (в системе фильтрации почти 3 тыс. мембран, диаметр пор в которых меньше человеческого волоса). Сделав свою работу, микроорганизмы оседают на этих фильтрах и возвращаются в биореактор.

Примечательно, что после биореактора чище становится не только вода, но и воздух. Все отходящие газы очищают по специальной плазменно-каталитической технологии: сначала пропускают через фильтры, а потом обеззараживают ультрафиолетом. Это гарантирует полное удаление запахов и загрязняющих веществ.

После мембранного биореактора вода попадает в блок угольных фильтров, где ее под напором прогоняют сквозь 200 тонн активированного угля. В блоке 18 отдельных угольных элементов высотой по 5 метров каждый. Это уникальное оборудование разработали и изготовили на одном из предприятий Петербурга.

На финальном этапе очищения воду пропускают через 6 секций обратного осмоса, каждая из которых содержит 240 спиральных мембран-фильтров. Размер ячеек в этих мембранах равен молекуле воды. Поэтому они задерживают все оставшиеся загрязнения. И на выходе из «Биосферы» мы получаем просто чистую воду — без примесей, осадков и солей.

Омский аналог

Параллельно с запуском «Биосферы» на МНПЗ «Газпром нефть» начала еще более масштабный экологический проект по строительству аналогичной очистной системы на Омском нефтеперерабатывающем заводе — крупнейшем в стране. Проект был разработан ведущим омским проектировщиком. Старт строительству комплекса в ноябре 2017 года дали члены правительства РФ Александр Хлопонин и Сергей Донской и председатель правления «Газпром нефти» Александр Дюков. Инвестиции «Газпром нефти» в омскую «Биосферу» превысят 19 млрд рублей.

Новые очистные сооружения в Омске будут компактными — занимаемая площадь составит всего 9,2 га (сегодня омские очистные занимают 159 га) — и полностью герметичными. Среди особенностей проекта проектировщики отмечают очистку отходящих газов с помощью современных газоконвекторных камер и возможность возврата уловленного нефтепродукта в производство, наличие в резервуарах газовой азотной подушки, предотвращающей испарения в атмосферу, а также управление процессом очистки из удаленной операторной.

Благодаря «Биосфере» предприятие будет очищать промышленную воду с эффективностью до 99,9% и до 70% стоков сможет направлять для повторного использования в производстве. Это позволит в 2 раза снизить потребление воды из Иртыша. При этом мощность новых очистных сооружений по сравнению с существующими увеличится на 20%, до 3 450 кубометров в час. Это позволит создать резерв для подключения к ним новых производственных установок.

Александр Дюков
Александр Дюков,
председатель правления «Газпром нефти»:

Мы завершаем Год экологии пуском на Московском НПЗ самого технологически совершенного водоочистного промышленного комплекса в регионе и стартом еще более масштабного экологического проекта на крупнейшем российском НПЗ в Омске. Биологические очистные сооружения «Биосфера» — это созданный по российским технологиям инновационный комплекс, эффективность которого соответствует лучшим мировым показателям и превосходит российские нормативные требования. Это самые крупные инвестиции «Газпром нефти» в экологическую модернизацию — суммарно более 28 млрд рублей. В течение трех лет компания завершит комплексную программу модернизации, выведя свои НПЗ в мировые лидеры по экологическим показателям.

«На Омском НПЗ создается уникальный комплекс водоочистки, который демонстрирует, как новые экологические стандарты меняют технологическую среду, — отмечает генеральный директор „Газпромнефть-ОНПЗ“ Олег Белявский. — Применяя принципиально новые системы промышленных технологий, мы комплексно решаем вопросы сокращения влияния производства на экологию. Очистные сооружения станут частью современного нефтеперерабатывающего производства, возводимого в рамках масштабной модернизации Омского НПЗ. Это ключевой проект для Омского региона, позволяющий системно решать вопросы рационального и без-опасного водопользования».

Фото: Татьяна Мастерова, Стоян Васев, Антон Белицкий
Заместитель председателя правительства РФ Александр Хлопонин, министр природных ресурсов и экологии Сергей Донской и председатель правления «Газпром нефти» Александр Дюков в режиме видеосвязи дали старт началу строительства нового комплекса биологических очистных сооружений на Омском НПЗ

Экология — в центре

Вопросам экологической безопасности «Газпром нефть» уделяет в своей работе особое внимание. В следующем году будет 10 лет, как компания занялась глобальным техническим перевооружением нефтеперерабатывающих заводов, а по сути, строительством на их основе новых современных производств. Технологии, которые уже внедрены на Омском НПЗ, Московском НПЗ и ЯНОСе («Славнефть — Ярославнефтеоргсинтез», в котором «Газпром нефть» контролирует 50%) в рамках модернизации предприятий, позволяют не только очищать сточные воды, но минимизировать выбросы в атмосферу.

Фото: Татьяна Мастерова, Стоян Васев, Антон Белицкий

Фото: Татьяна Мастерова, Стоян Васев, Антон Белицкий

Для снижения воздействия на окружающую среду реализуется сразу несколько проектов. Большой эффект удается получить при переводе промышленных установок с жидкого топлива на газообразное. Отдельное внимание уделяется очистке кислых газов и переработке сероводорода. Значительный вклад в экологичность НПЗ вносят проекты, направленные на сокращение испарений нефти и нефтепродуктов. В частности, на Московском НПЗ внедрена современная автоматизированная система герметичного налива битума в ж/д и автоцистерны с отводом вытесняемых при наливе паров в закрытую систему. Эта технология тем важнее, если учесть, что битумная установка на МНПЗ — крупнейшая в Европе и способна производить до 1,7 млн тонн битума в год. Строительство автоматической установки тактового налива нефтепродуктов в железнодорожные цистерны (АУТН-1) началось в этом году и на ОНПЗ. Установка будет оснащена современной системой угольных фильтров, позволяющей поглощать пары нефтепродуктов и возвращать их в цикл вторичной нефтепереработки.

Биологические очистные сооружения «Биосфера» Московского НПЗ

Биологические очистные сооружения «Биосфера» Московского НПЗ

В числе перспективных экологических проектов «Газпром нефти» — строительство на Московском НПЗ комбинированной установки переработки нефти «Евро+», которая позволит вывести из эксплуатации пять установок прошлого поколения. Благодаря современным технологиям новая установка повысит производство светлых нефтепродуктов и существенно — до 11% с каждой тонны переработанной нефти — снизит воздействие предприятия на окружающую среду. В результате уже к концу 2018 года санитарно-защитная зона предприятия значительно уменьшится и по своим параметрам будет соответствовать санитарным зонам лучших европейских заводов. А высвобожденные территории вполне можно будет использовать под парки и рекреацию.

Фото: Татьяна Мастерова, Стоян Васев, Антон Белицкий

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ