д-р биол. наук, профессор кафедры и заведующий лабораторией, Ташкентский химико-технологический институт & Научно-производственный центр выращивания и переработки лекарственных растений, Узбекистан, г. Ташкент
КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД НА СОДЕРЖАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СОЛЕЙ
COMPREHENSIVE ANALYSIS OF DOMESTIC WASTEWATER FOR THE CONTENT OF VARIOUS SALTS
05.08.2024
62
Цитировать:
КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД НА СОДЕРЖАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СОЛЕЙ // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Хужамшукуров Н.А. [и др.]. 2024. 8(122). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/18048 (дата обращения: 22.11.2024).
DOI - 10.32743/UniChem.2024.122.8.18048
АННОТАЦИЯ
В статье определены уровни загрязнения хозяйственно-бытовых сточных вод предприятий нефтегазодобычи различными солями. В ходе исследований средний уровень загрязнения фосфатами сточных вод, выходящих из объекта нефтегазодобывающего предприятия, составил 5,66 мг/л (в 2,26 раза больше установленной нормы), хлоридов 651,74 мг/л (1,86 раза больше установленной нормы), сульфатов 664,33 мг/л (в 1,9 раза больше установленной нормы), нитратов 531,62 мг/л (в 11,8 раза больше установленной нормы), нитритов 16,36 мг/л (в 5,0 раза больше установленной нормы) оказывается, что во много раз больше. Сравнительный анализ показал, что загрязненность химическими веществами хозяйственно-бытовых стоков, поступающих с предприятия, сезонная, и показатели загрязнения возрастают по мере переходного периода между зимним и летним. Такая ситуация объясняется относительно более широким использованием химических компонентов (моющие и санитарно-гигиенические средств, солей, хлоров, щелочы и т.д.), используемых в хозяйственно-бытовых процессах в летний период.
ABSTRACT
The article determines the levels of pollution of domestic wastewater from oil and gas production enterprises with various salts. In the course of research, the average level of phosphate pollution in the waste water coming out of the facility at the oil and gas production enterprise was 5.66 mg/l (2.26 times more than the established standard), chlorides 651.74 mg/l (1.86 times the established standard more), sulfates 664.33 mg/l (1.9 times more than the established norm), nitrates 531.62 mg/l (11.8 times more than the established norm), nitrites 16.36 mg/l (5.0 times more than the established norm it is found to be many times more). When the obtained results are compared, the indicators of contamination with chemical compounds in the waste water coming out of the enterprise have a seasonal nature, and the indicators of contamination increase as the winter season passes to the summer season. This situation is explained by the relatively wider use of chemical components (detergents and sanitary-hygienic products, salts, chlorines, alkalis, etc.) used in household processes in the summer.
Ключевые слова: фосфаты, сульфаты, хлориды, нитраты, нитриты, ХПК, БПК.
Keywords: phosphates, sulfates, chlorides, nitrates, nitrites, COD, BOD
Введение. Одной из глобальных экологических проблем является повышение уровня масштабного загрязнения окружающей среды сточными водами. В результате неконтролируемого сброса сточных вод, загрязненных различными токсичными веществами, в окружающую среду возрастает давление негативных последствий не только на природную среду, но и непосредственно на здоровье человека. По мере роста производственного потенциала предприятий увеличивается загрязненность сточных вод различными токсичными элементами, увеличивается нагрузка их воздействия на окружающую среду. Одной из таких крупных производств являются предприятия по добыче нефти и газа, которые помимо образования большого количества биогенных элементов выделяют ряд ядохимикатов и выхлопных газов. В частности, в национальном докладе «Национальный доклад о состоянии окружающей среды – Узбекистан, 2023» отмечается, что уровень загрязнения атмосферного воздуха год от года увеличивается в связи с бурным развитием энергетики и промышленного производства и коммунального хозяйства [1]. Большое негативное влияние на это оказывает увеличение количества автотранспорта. Также до сих пор не решен эффективно вопрос повторного использования сточных вод на местном уровне. В разделе 5.2 Национального доклада (2023 г.) под названием «Водные ресурсы» рассматриваются «Водные ресурсы – основные показатели и тенденции» и «Водопотребление (сельское хозяйство, промышленность и коммунальное хозяйство)», «Потери воды в сельском хозяйстве, промышленности и коммунальном хозяйстве». в нашей стране» и «Загрязнение воды» оценены самой низкой оценкой «Негативно», а показатель «Потери воды в сельском хозяйстве, промышленности и коммунальном хозяйстве» интерпретирован оценкой «крайне отрицательно». Поэтому одной из важнейших задач предотвращения дефицита воды и эффективного использования воды в нашей стране является коренное обновление системы водопользования на промышленных предприятиях и внедрение передовых технологий использования сточных вод.
Предприятия по добыче нефти и газа можно отметить как одну из отраслей, образующих большое количество сточных вод в Узбекистане, и одновременно выбрасывающих в сточные воды большое загрязняющих веществ, таких как биогенные элементы и тяжелые металлы. Сооружение по очистке сточных вод Шортанского нефтегазодобывающего управления собирает в среднем 400 м3 хозяйственно-бытовых сточных вод в день. В год на очистных сооружениях образуется в среднем 146000 м3 сточных вод. Объем собранных хозяйственно-бытовых сточных вод распределяется по сезонам следующим образом: летом 52 560 м3 (36%), осенью 30 660 м3 (21%), зимой 26 280 м3 (18%), весной 36 500 м3 (25%) сточные воды поступают. Поэтому основным промышленным объектом нашего исследования было выбрано предприятие Шортанского нефтегазодобывающего управления (г. Гузор). Сточные воды Шортанского нефтегазодобывающего управления подразделяются на промышленные и хозяйственно-бытовые (375465/146000м3). Помимо химической и физической очистки сточных вод на предприятии внедрена, также биологическая очистка, где используются водоросли эйхорния и пистия для более глубокой очистки сточных вод. По этой причине наши исследования были сосредоточены на определении исходного состава хозяйственно-бытовых сточных вод, поступающих от предприятий по добыче нефти и газа.
Материалы и методы.
Источник объекта: Хозяйственно-бытовых сточных воды, выходящие из завода по добыче нефти и газа. Методы определения основных химических элементов в хозяйственно-бытовых сточных водах:
Метод определения фосфатов в сточных водах. Для определения концентрации фосфора в сточных водах использовали колориметрический метод по формулам [2]:.
PO4³- + 12MoO4²- + 27H+ → H3PO4(MoO3)12 + 12H2O
кислота затем восстанавливается до фосфорномолибденового синего. Восстановление преобразует часть молибдена (VI) в молибден (V) [3, 4].
H3PO4 (Mo(VI)O3)12 → H7PO4(Mo(V)O3)4(Mo(VI)O3)8 [5].
Определение хлорида в воде выпольнено методом автоматического титрования (Thermo Scientific Orion START-TB2) [6].
Для определения сульфат-ионов в водной среде использованы количественные методы [7].
Методом УФ-видимого спектрофотометра определяли нитраты в воде, содержащей нитриты [8, 9]. Также для определения нитратно-нитритного азота использовался метод автоматизированной колориметрии и метод УФ- видимый спектрофотометрии [10, 11].
Для описания точного уровня проблемы в течение девяти (трех кварталов) месяцев 2022 года проводились исследования по контролю необходимого химического состава и физико-биохимических показателей очищенной хозяйственно-бытовой воды, выходящей из очистных сооружений в период активной работы предприятия.
Отбор проб воды и анализ их свойств производились на основе международно признанного стандарта ГОСТ 31861-2012 [12].
Все исследования проводились не менее чем в 3 повторностях. Статистическая погрешность, среднее значение, доверительный интервал и стандартное отклонение данных исследования рассчитывались с использованием компьютерной программы STATISTICA 6.0 и стандартных методов. Статистическая значимость результатов определялась с использованием t-критерия Стьюдента и f-критерия Фишера [13]. Наименьший уровень ошибки принимался при p<0,05.
Результаты и обсуждение. В ходе исследований было отмечено, что химический состав очищенных хозяйственно-бытовых сточных вод, выходящих из объекта «Шуртанское нефтегазодобывающее предприятие», выбранного в качестве объекта, имеет сезонно-переменный характер.
При анализе полученных результатов было отмечено, что содержание сточных вод, отбираемых из канализационного подъемника объекта предприятия, несколько превышает показатели, указанные в нормативных документах. В частности, установлено, что показатели запаха и цвета сточных вод в 2,5 раза превышают норму, а также запах сточных вод, забираемых из здания и поступающих в аэротенк, превышает норму в 2,3-2,5 раза. и было отмечено, что данная ситуация не носит сезонного характера. Однако уровень запаха сточных вод, выходящих из аэротенка объекта и очистных сооружений завода, несколько нормализовался и в первой квартале 2022 года он превышал норму в 1,5-1,0 раза, а во второй а в третьем квартале наблюдения она была в 2,3 и 1,5 раза выше и оказалась весьма высокой. В этих исследованиях можно считать показатели запаха во второй и третьей кварталах наблюдения имеющими сезонный характер. Поскольку в эти сезоны средняя дневная температура составляет 22-25°С, а температура в аэротенке относительно нормализуется, то увеличение разложения органических веществ в очистных сооружениях и ускорение процесса брожения могут повлияли на эту ситуацию и привели к тому, что индекс запаха оказался выше стандартных показателей.
Также в ходе исследований было отмечено, что изменение показателя цвета имеет относительно стабильный характер во все квартале, однако установлено, что показатель цвета сточных вод, выходящих из предприятия, в 0,8-1,5 раза превышает норму. Поэтому данный показатель нельзя обозначить как сезонный. В ходе исследований было отмечено, что изменение pH среды в сточных водах, выходящих из объекта предприятия, стабилизируется на входе и выходе каждой ступени и что этот показатель соответствует нормативным показателям (табл. 1).
Количество растворенного кислорода также имеет важное значение при очистке сточных вод предприятия. В ходе проведенных наблюдений было замечено, что динамика изменения количества растворенного кислорода не стабильна, а весьма изменчива. В первом квартале исследования было установлено, что количество растворенного кислорода в сточных водах, забранных из канализационного трубопровода объекта, составило 40,23 мгО2/л, что почти в 1,5 раза превышает норму, а во вторую и третью кварталах наблюдения она была в 2,5-4,0 раза выше. В ходе наблюдений было установлено, что количество растворенного кислорода имеет сезонный характер. В частности, в первом квартале наблюдений количество растворенного кислорода в очищенных сточных водах в очередности строительства составляло 40,23, 52,41, 68,23, 52,44 мгО2/л соответственно, а количество растворенного кислорода в сточных водах, выходящих из в аэротенке по сравнению с первом квартале, во втором квартале она оказалась выше в размере 2,0-10,77-40,23 мгО2/л. Это может быть связано с повышенным количеством растворенного кислорода в процессе микробиологических процессов и фотосинтеза высших водорослей в воздушном резервуаре из-за отсутствия очистки. Это может вызвать активное развитие микробиологических ассоциаций в этих сточных водах, соответственно более быстрое разложение органического вещества и активное развитие высших водорослей. Болезнетворные бактерии или микробы активно развивающиеся в бескислородной среде, могут активно развиваться в агаре при уменьшении количества растворенного кислорода в сточных водах, вызывая появление запахов в сточных водах и изменение цвета воды.
При изучении потребности биохимического кислорода в сточных водах, выходящих из предприятия (СО2, мгО2/л (БПК5), этот показатель также оказался выше нормы (табл.1).
В частности установлено, что результаты полученные с первого квартале наблюдения до конца третьего квартале, превышали нормативные показатели в 1,8-2,0 раза. Как известно из научных источников, биохимическая потребность воды в кислороде (БПК5) играет очень важную роль в обеспечении разложения легких органических веществ (спиртов, фенольных веществ, сахаров, формальдегидов и др.). По мере ускорения разложения органических веществ в сточных водах потребность в растворенном в них кислороде возрастает. Это оказывает прямое влияние на биохимические процессы в воде. Поэтому в ходе исследований было отмечено, что количество БПК5 в сточных водах имеет сезонный характер. При анализе данных, отраженных в динамике основных показателей сезонных хозяйственно-бытовых сточных вод (2022 г.), представленных в таблице, в первое квартале исследования содержание сточных вод, забранных из канализационного подъемного трубопровода объекта, составило в 2,6 раза (6,32 мг/л) по сравнению с нормативным показателем отмечено много фосфатов, а состав сточных вод, забираемых из ввода в аэротенк, немного взвешен, но в 2,1 раза выше (5,33 мг/л). стандартный показатель.
Также количество фосфатов в сточных водах, забираемых из выходной части аэротенка снизилось в 1,7 раза (4,26 мг/л), а количество фосфатов в сточных водах, выходящих из предприятия снизилось до 3,38 мг/л. но по сравнению с нормой это 1,35 было отмечено, что это значительно выше. Во второй квартале наблюдений среднее количество фосфатов в сточных водах, забранных из канализационного подъемника объекта, составило 7,20 мг/л, что в 2,88 раза больше нормы, а по сравнению со сточными водами, забранными из В той же трубе в первое квартале было обнаружено, что концентрация фосфатов составляла 0,72 мг/л.
Таблица 1.
Динамика основных показателей сезонных хозяйственно-бытовых сточных вод (2022 г.)
|
№ |
Установленные показатели |
Нормативное количество, мг/л |
январ-февраль-март (I квартал) |
апрель-май-июнь (II квартал) |
июль-август-сентябрь (III квартал) |
|||||||||
|
Сточные воды, взятые из подъемного трубопровода сточных вод объекта. |
Сточные воды отбираются от входа в аэротенк объекта. |
Сточные воды, отбираемые из аэротенка на выходе объекта |
Сточные воды, выходящие из объекта |
Сточные воды из канализационного стояка объекта |
Сточные воды, отбираемые от входа в аэротенк объекта |
Сточные воды, отбираемые из аэротенка на выходе объекта |
Сточные воды, выходящие из объекта |
Сточные воды из канализационного стояка объекта |
Сточные воды, отбираемые от входа в аэротенк объектав |
Сточные воды, отбираемые из аэротенка на выходе объекта |
Сточные воды, выходящие из объекта |
|||
|
1 |
Запах |
2,0 |
5,0 |
4,4 |
3,5 |
3,0 |
5,0 |
5,0 |
4,8 |
3,5 |
5,0 |
5,0 |
4,8 |
3,5 |
|
2 |
Цвет |
2,0 |
3,6 |
3,2 |
2,6 |
2,1 |
3,6 |
3,2 |
3,0 |
3,0 |
3,6 |
3,2 |
3,0 |
3,0 |
|
3 |
рН |
6,0-8,0 |
8,9 |
8,6 |
8,0 |
7,5 |
9,0 |
8,6 |
7,8 |
7,0 |
9,0 |
8,6 |
7,8 |
7,0 |
|
4 |
Растворенный кислород, мгO2/л |
15,0 |
40,23 |
52,41 |
68,23 |
52,44 |
32,81 |
45,28 |
62,44 |
53,22 |
42,68 |
48,23 |
70,23 |
63,21 |
|
5 |
КБС5, мгО2/л (БПК5) |
3,0 |
6,32 |
6,24 |
6,00 |
5,80 |
7,20 |
6,80 |
6,20 |
5,40 |
7,20 |
6,80 |
6,00 |
5,20 |
|
6 |
Фосфаты, мг/л |
2,5 |
6,48 |
5,33 |
4,26 |
3,38 |
7,23 |
6,82 |
6,41 |
5,38 |
6,86 |
6,12 |
5,48 |
4,17 |
|
7 |
Хлориды, мг/л |
350,5 |
672,54 |
618,28 |
539,24 |
472,38 |
832,11 |
753,11 |
648,28 |
557,11 |
832,14 |
754,52 |
635,21 |
551,26 |
|
8 |
Сульфаты, мг/л. |
350,0 |
835,11 |
742,08 |
668,24 |
486,23 |
792,36 |
683,45 |
571,32 |
503,28 |
786,54 |
703,63 |
627,34 |
572,42 |
|
9 |
Нитраты, мг/л. |
45,0 |
648,16 |
605,38 |
543,44 |
468,36 |
652,36 |
598,15 |
507,34 |
468,26 |
848,36 |
763,45 |
702,11 |
658,23 |
|
10 |
Нитриты, мг/л. |
3,3 |
23,61 |
19,44 |
17,36 |
12,21 |
18,24 |
14,36 |
12,48 |
10,21 |
21,36 |
18,24 |
16,33 |
12,27 |
Установлено, что количество фосфатов в сточных водах, отобранных из входа в аэротенк второго квартала, составляет 6,82 мг/л, что в 2,72 раза больше нормы, а фосфатов в ней на 1,49 мг/л больше, чем в сточных водах. воды взяты из той же части первого квартале. Отмечено, что количество фосфатов в сточных водах, отобранных из выпускного отверстия аэротенка во второй квартале, в 2,56 раза превышает нормативное значение, а по сравнению с количеством фосфатов в сточных водах отобранных из того же участка в первой квартале, в нем содержится больше фосфатов в количестве 2,15 мг/л. Во втором квартале отмечено, что содержание фосфатов в очищенных сточных водах, выходящих из предприятия, составило 5,38 мг/л, что в 2,15 раза превышает нормативные показатели. Даже в третьем квартале наблюдений регистрировались переменные характерные количества фосфатов. В частности, в третьем квартале количество фосфатов в сточных водах, отбираемых из строительного водоподъемного трубопровода, составило 6,86 мг/л, что в 2,74 раза превышает норму.
Отмечено, что этот показатель содержал на 0,38 мг/л больше фосфатов по сравнению с первым кварталом и на 0,37 мг/л меньше, чем во втором квартале. Также количество фосфатов в сточных водах, забранных из входа в аэротенк, в третьей квартале составляет 6,12 мг/л, что в 2,44 раза превышает нормативное значение, по сравнению со сточными водами, взятыми из того же места в первой квартале. Первое квартале фосфатов на 0,79 мг/л больше, по сравнению со сточными водами, взятыми за ту же часть второго квартала, отмечено, что фосфатов было меньше 0,68 мг/л. В третьей квартале контроля количество фосфатов в сточных водах, выходящих из аэротенка, составляет 5,48 мг/л, что в 2,2 раза превышает нормативное значение по сравнению с количеством фосфатов в размере 1,22 мг/л в сточных вод, отобранных из того же участка в первом квартале, оно оказалось на 0,93 мг/л меньше, чем содержание сточных вод из того же участка во второй квартале.
Количество фосфатов в хозяйственно-бытовых сточных водах, выходящих из предприятия в третьей квартале, составляет 4,17 мг/л, что в 1,66 раза превышает норму по сравнению с содержанием фосфатов в сточных водах того же участка в первой квартале. на 0,79 мг/л меньше, чем во второй квартале, для сравнения запасено больше фосфатов в количестве 1,21 мг/л. Количество фосфатов, содержащихся в сточных водах, выходящих из предприятия, условно изучено за три квартале, замечено, что общий показатель загрязнения имеет характер сезонного изменения и не показывает конкретного показателя. Таким образом, количество фосфатов содержащихся в хозяйственно-бытовых сточных водах, выходящих из предприятия, на основе информации получаемой еженедельно на основании технологических нормативных документов, информации получаемой еженедельно в разрезе месяцев и данных, полученных в разрезе месяцев, на разрезе кварталов (три месяца) были осреднены, сформирована база данных.
При подсчете на основе логарифмических расчетов средних значений полученных данных за три квартале количество фосфатов в сточных водах, отбираемых из канализационного подъемного трубопровода объекта, составляет в среднем 6,86 мг/л, в сточных водах, отбираемых из вход в аэротенк в среднем 6,09 мг/л, сточные воды на выходе из аэротенка в среднем 5,38 мг/л, в очищенных сточных водах объекта выявлено загрязнение фосфатами в количестве 4,31 мг. /л. Таким образом, было установлено, что средний индекс загрязнения фосфатами за три квартале составил 5,66 мг/л. При сравнении этого показателя с нормативными показателями установлено, что сточные воды, выходящие из предприятия, загрязнены в 2,26 раза больше установленной нормы. Поэтому по полученным результатам было отмечено, что желателен дополнительный контроль количества фосфатов.
Также в ходе исследований основное внимание уделялось определению количества хлоридов, выходящих из объектов компании в течение квартале (табл. 1). По полученным результатам в первом квартале наблюдений отмечено, что в пробах, отобранных из водоподъемного трубопровода объекта, обнаружены хлориды в количестве 672,54 мг/л, что в 1,92 раза превышает норматив. индикаторы. Также количество хлоридов в сточных водах, отобранных на входе в аэротенк, составляет 618,28 мг/л, что в 1,76 раза превышает норматив, а количество хлоридов в пробе, взятой на выходе из аэротенка, 539,24 мг. /л, что в 1,76 раза больше норматива, зафиксировано в 54 раза. Кроме того, установлено, что количество хлоридов в сточных водах, выходящих из предприятия, составляет 472,38 мг/л, что в 1,34 раза превышает нормативное значение. Во втором квартале наблюдений при анализе состава сточных вод, выходящих с объектов предприятия, отмечено, что количество хлоридов в пробах, отобранных из трубопровода подъема сточных вод, составило 832,11 мг/л, что в 2,37 раза больше чем стандартное значение. Установлено, что количество хлоридов в пробах, отобранных на входе в аэротенк, составляет 753,11 мг/л, а содержание сточных вод, выходящих из аэротенка, - 648,28 мг/л, что составляет 2,15 мг-л и 1,85 мг/л. соответственно выше нормативных значений. Также было установлено, что количество хлоридов в сточных водах, выходящих из предприятия, составляет 557,11 мг/л, что в 1,60 раза превышает нормативный показатель.
При сравнении данных, полученных во втором квартале с данными первого квартала, в первом квартале количество хлоридов было выше, чем в пробах, взятых из канализационного трубопровода, а во втором квартале количество хлоридов было в пробах воды, отобранных из того же трубопровода, 159,57 мг/л. Также установлено, что в пробах воды, отобранных из части, поступающей в аэротенк, было больше хлоридов в количестве 134,83 мг/л во втором квартале по сравнению с первым кварталом и на 109,04 мг/л во втором кварталом по сравнению с первый квартале, первым квартале в пробах из выходной части аэротенка. Кроме того, отмечено, что во втором квартале количество хлоридов в сточных водах, выходящих из предприятия, было на 84,73 мг/л больше, чем в первом квартале. Поэтому показатели появления хлоридов в очищенных сточных водах также могут носить сезонный характер. Поэтому эти показатели контролировались в третьей квартале и сравнивались с данными второго и первого квартала. В третьей квартале наблюдений количество хлоридов в пробах, отобранных из водоподъемного трубопровода объекта, составило 832,14 мг/л, что в 2,37 раза превышает нормативный показатель, по сравнению с хлоридами в пробах, отобранных из того же объекта, в первом квартале она была на 159,6 мг/л больше, чем во втором квартале, отмечено, что она не отличается.
В пробах на входе в воздушный резервуар в третьей квартале содержалось 754,52 мг/л хлоридов, что в 2,15 раза больше нормативного значения, на 136,24 мг/л больше, чем в том же объекте в первом квартале, и всего 1,41 мг. /л по сравнению со вторым кварталом. Отмечено количество хлоридов в пробах, отобранных из выходной части аэротенка в третьей квартале, составляет 635,21 мг/л, что в 1,8 раза больше нормативного значения, на 95,97 мг/л больше, чем в пробах, взятых из той же объекта в первом квартале, а по сравнению со вторым кварталом наблюдалось низкое содержание хлоридов в количестве 13,07 мг/л. Также в третьем квартале количество хлоридов в сточных водах, выходящих из предприятия, составило 551,26 мг/л, что в 1,57 раза превышает нормативное значение. Кроме того, установлено, что количество хлоридов в сточных водах, выходящих из предприятия, в третьей квартале на 78,88 мг/л больше, чем в первом квартале, и на 5,85 мг/л меньше, чем во втором квартале. При сравнении полученных результатов было отмечено, что количество хлоридов в сточных водах, выходящих из предприятия, носит сезонный характер и не имеет конкретного показателя.
По этой причине собирались еженедельные данные о количестве хлоридов в сточных водах предприятия, месячные данные на основе недельных данных, месячные данные на основе кварталы (три месяца) и определялись их средние значения.
После сравнительного анализа полученных результатов и расчета средних показателей за три квартале на основе логарифмических расчетов количество хлоридов в сточных водах, отбираемых из водоподъемного трубопровода объекта, составило в среднем 778,93 мг/л, объем сточных вод вода, взятая на входе в аэротенк, в среднем составила 708,64 мг/л, на выходе из аэротенка - 708,64 мг/л. Установлено, что сточные воды на участке загрязнены хлоридами в количестве 607,58 мг/л. в среднем, а очищенные сточные воды, выходящие из объекта, составляют 511,82 мг/л. Таким образом, было установлено, что средний показатель загрязнения хлоридами за три квартале составил 651,74 мг/л. Сравнивая этот показатель с нормативными показателями, установлено, что сточные воды, выходящие из предприятия, загрязнены в 1,86 раза больше норматива. По этой причине был сделан вывод о необходимости дальнейшего контроля количества хлоридов в сточных водах, выходящих из предприятия, и реализации мероприятий, обеспечивающих дальнейшую очистку этих загрязнений.
В ходе исследований также контролировалось количество сульфатов, которые являются одним из основных загрязнителей хозяйственно-бытовых сточных вод (табл. 1). По полученным результатам отмечено, что содержание сульфатов в хозяйственно-бытовых сточных водах превышает нормативные значения. В частности, в первое квартале наблюдений было отмечено, что количество сульфатов в пробах, взятых из водоподъемного трубопровода объекта, составило 835,11 мг/мл, что в 2,38 раза превышает нормативное значение. В пробах, отобранных на входе в аэротенк, количество сульфатов составило 742,08 мг/л, что в 2,12 раза превышает нормативное значение. Кроме того, было отмечено, что количество сульфатов в пробах, отобранных из входной и выходной частей аэротенка, в первом квартале составляло 668,24 мг/л и 486,23 мг/л и превышало нормативное значение в 1,90 и 1,38 раза, соответственно. Количество сульфатов во второй и третьей кварталах было сравнительно изучено с целью определить, носит ли количество сульфатов сезонный характер или же оно проявляется в постоянном количестве. По полученным результатам установлено, что пробы, отобранные из канализационного трубопровода, во втором квартале составили 792,36 мг/л, что в 2,26 раза больше нормативного значения, а по сравнению с первым кварталом - на 42,75 мг/л меньше.
Кроме того, было отмечено, что в пробах сточных вод, отобранных из входной и выходной частей аэротенка присутствовали сульфаты в количестве 683,45 мг/л и 571,32 мг/л соответственно, причем эти показатели были выше в 1,95 и 1,63 раза, чем нормативный показатель соответственно. Также в наблюдениях втором квартале отмечено, что количество сульфатов в хозяйственно-бытовых сточных водах, выходящих из предприятия составляет 503,28 мг/л, а его количество превышает нормативный показатель в 1,43 раза. Также установлено, что этот показатель во втором квартале на 17,05 мг/л больше показателя в первом квартале. Так, учитывая, что количество сульфатов в хозяйственно-бытовых сточных водах, выходящих из предприятия, может иметь сезонный характер, оно было сопоставлено с данными третьей квартале. Согласно полученным результатам, количество сульфатов в пробах, отобранных из канализационного трубопровода объекта, составляет 786,54 мг/л, что в 2,24 раза превышает нормативное значение, по сравнению с пробой, отобранной с того же участка в первом квартале, составляет 48,57 мг/л, а по сравнению со вторым квартале – 5,0. Замечено, что оно составляет менее 82 мг/л.
В третьей квартале мониторинга установлено, что количество сульфатов в пробах, взятых из входа и выхода аэротенка, составило 703,63 мг/л и 627,34 мг/л соответственно, что в 2,0 и 1,8 раза превышало нормативное значение. Также было замечено, что результаты проб сточных вод, полученных из входной и выходной частей аэротенка в третьей квартала, отличаются от результатов, полученных из тех же частей в первом квартале. В частности, было замечено, что количество сульфатов, поступающих в аэротенк в третьей квартале, было на 38,45 мг/л меньше, чем количество сульфатов в первом квартале, а на выходе из аэротенка - на 40,9 мг/л. Таким образом, был сделан вывод, что количество сульфатов в хозяйственно-бытовых сточных водах также может иметь сезонные изменения. В подтверждение данного вывода при определении количества сульфатов в хозяйственно-бытовых сточных водах, выходящих из предприятия, в третьем квартале данный показатель составил 572,42 мг/л, что в 1,63 раза превышает нормативный показатель (табл.). Также установлено, что количество сульфатов в хозяйственно-бытовых сточных водах, выходящих из предприятия, в третьей квартале выше на 86,19 мг/л и 69,14 мг/л соответственно по сравнению с количеством сульфатов в сточных водах, выходящих из предприятий. предприятие в первом и втором квартале. Полученные результаты показывают, что количество сульфатов, содержащихся в очищаемых сточных водах предприятия, значительно превышает норму, поэтому необходимо предотвращать их попадание в окружающую среду и принимать меры по их переработке.
В ходе сравнительного анализа полученных результатов было отмечено, что количество сульфатов в сточных водах предприятия носит сезонный характер и не имеет конкретного показателя. По этой причине собирались еженедельные данные о количестве сульфатов, содержащихся в сточных водах предприятия, ежемесячные данные на основе недельных данных, ежемесячные данные на основе кварталов и определялись их средние показатели.
После сравнительного анализа полученных результатов и расчета на основе логарифмических расчетов средних значений за три квартале среднее количество сульфатов в сточных водах из канализационного подъемного трубопровода объекта составило 804,67 мг/л, в сточных водах из вход в аэротенк в среднем составил 709,72 мг/л, на выходе из аэротенка отмечено, что сточные воды на участке загрязнены сульфатами в среднем 622,30 мг/л, а очищенные сточные воды, выходящие из средстве составила 520,64 мг/л. Таким образом, было определено, что средний показатель сульфатного загрязнения за три квартале составил 664,33 мг/л. При сравнении данного показателя с нормативными показателями установлено, что сточные воды, выходящие из предприятия, загрязнены в 1,9 раза больше установленной нормы. По этой причине был сделан вывод о необходимости дополнительного контроля количества сульфатов в хозяйственно-бытовых сточных водах, выходящих из предприятия и создания возможностей для дальнейшей очистки этих загрязнений.
В дальнейших исследованиях было изучено количество нитратов и нитритов в хозяйственно-бытовых сточных водах, выходящих из предприятия. По полученным результатам установлено, что количество нитратов в пробах, отобранных из водоподъемного трубопровода объекта в первом квартале, составило 648,16 мг/л, а количество нитритов – 23,61 мг/л (табл.1). Также было отмечено, что количество нитратов превышает нормативные показатели в 14,4 раза, а количество нитритов – в 7,15 раза. В пробах, отобранных из входной и выходной частей аэротенка, установлено количество нитратов 605,38 мг/л и 543,44 мг/л, а количество нитритов 19,44 мг/л и 17,36 мг/л соответственно. Отмечено, что количество нитратов и нитритов в хозяйственно-бытовых сточных водах, выходящих из объекта, составляет 468,36 мг/л и 12,21 мг/л соответственно. Нитраты и нитриты оказались выше нормативных значений в 10,4 и 3,7 раза. Во втором квартале наблюдений в пробах, взятых из водоподъемного трубопровода объекта, отмечено, что количество нитратов составило 652,36 мг/л, а количество нитритов – 18,24 мг/л. Установлено, что количество нитратов превышает нормативное значение в 14,5 раз, а количество нитритов – в 5,5 раза.
При сравнении тех же показателей во втором квартале с таковыми в первом квартале отмечено, что количество нитратов было выше на 4,2 мг/л, а количество нитритов ниже на 5,37 мг/л. Установлено, что в пробах сточных вод, отобранных из входной и выходной частей аэротенка, количество нитратов составило 598,15 мг/л и 507,34 мг/л, а количество нитритов - 14,36 мг/л и 12,48 мг/л. Отмечено, что количество нитратов превышает нормативное значение в 13,3 и 11,2 раза. При сравнении количества нитратов в пробах сточных вод, отобранных из входа и выхода аэротенка во втором квартале, с количеством нитратов в первой квартале установлено, что оно меньше на 7,23 мг/л и меньше на 36,1 мг/л. Было отмечено, что количество нитритов составило 12,48 мг/л и 10,21 мг/л в пробах, взятых из входной и выходной частей воздушного резервуара. Эти показатели оказались выше нормативных показателей в 3,8 и 3,0 раза соответственно.
При сравнительном изучении результатов, полученных в третьем квартале исследований, при изучении проб сточных вод, отобранных из водоподъемного трубопровода объекта, количество нитратов составило 848,36 мг/л, что в 8,8 раза превышает номинальное значение, а количество нитритов составило 21,36 мг/л и отмечено, что оно выше в 6,47 раза. При сравнении этих показателей с показателями первом квартале отмечено, что в третьей квартале количество нитратов было на 200,2 мг/л выше. По сравнению со втором квартале оно оказалось на 243,0 мг/л больше. Замечено, что количество нитратов было на 2,25 мг/л меньше по сравнению с первом квартале и на 3,12 мг/л больше, чем во втором квартале. Также в третьей квартале отмечено, что количество нитратов в пробах сточных вод, отобранных от входа в аэротенк объекта, составило 763,48 мг/л, а количество нитритов – 18,24 мг/л. Установлено, что количество нитратов составило 702,11 мг/л, а количество нитритов – 16,33 мг/л. При сравнении этих показателей с ситуацией в первой квартале отмечено, что количество нитратов в третьей квартале было выше на 158,7 мг/л, а количество нитритов на 4,12 мг/л. При сравнении тех же показателей с ситуацией во втором квартале выяснилось, что нитраты составили 194,7 мг/л, а нитриты были выше до 3,85 мг/л. В третьей квартале отмечено количество нитратов 658,23 мг/л, нитритов 12,27 мг/л. При сравнении данных, полученных в третьей квартале, с данными в первой квартале, было замечено, что количество нитратов составило 189,87 мг/л, а количество нитритов отличалось незначительно (0,06 мг/л). При сравнении результатов третьей квартале с результатами втором квартале установлено, что количество нитратов составляет 190,0 мг/л, а количество нитритов - 2,06 мг/л. При сравнении полученных результатов было отмечено, что количество нитратов и нитритов в сточных водах, выходящих из предприятия, носит сезонный характер и не имеет конкретного показателя. Для этого были собраны еженедельные данные о содержании нитратов и нитритов в сточных водах, выходящих из предприятия, месячные данные на основе еженедельных данных, ежемесячные данные на основе кварталов и определены их средние показатели.
После сравнительного анализа полученных результатов и на основе логарифмических расчетов средних значений за три кварталов количество нитратов в сточных водах, забираемых из водоподъемного трубопровода объекта, составило в среднем 716,29 мг/л, забор сточных вод на входе в аэротенк в среднем составил 655,66 мг/л, на выходе из аэротенка отмечено, что сточные воды со строительной площадки загрязнены нитратами в среднем на 584,30 мг/л, а очищенные сточные воды с объекта - 531,62 мг/л. Таким образом, было установлено, что средний показатель загрязнения нитратами за трех кварталах составил 621,97 мг/л. Сравнивая этот показатель с нормативными показателями, установили что сточные воды выходящие из предприятия (531,62 мг/л), загрязнены в 11,8 раза больше норматива. После сравнительного анализа полученных результатов по определению нитритов и расчета средних показателей за трех кварталах на основе логарифмических данные среднее количество нитритов в сточных водах из канализационного подъемного трубопровода объекта составило 21,07 мг/л, а количество сточных вод от входа в аэротенк в среднем составило 17,35 мг/л, установлено, что сточные воды из аэротенка загрязнены нитритами в среднем на 15,39 мг/л, а очищенные сточные воды с объекта. при 11,56 мг/л. Таким образом, было определено, что средний показатель загрязнения нитритами за трех кварталах составил 16,36 мг/л. Сравнивая этот показатель с нормативными показателями, установили что сточные воды выходящие из предприятия (16,36 мг/л), в 5,0 раз более загрязнены, чем норматив.
Таким образом, был сделан вывод о необходимости дополнительно контролировать количество нитратов и нитритов в сточных водах, выходящих из предприятия, а также найти пути дальнейшей очистки этих загрязнений и как можно скорее реализовать их на практике.
Заключение. При использовании технологии биологической очистки в процессе очистки хозяйственно-бытовых сточных вод на предприятиях нефтегазодобычи целесообразно обратить внимание на следующее:
Во-первых, обеспечить технологию биологической очистки, применяемую при очистке хозяйственно-бытовых сточных вод на предприятиях нефтегазодобычи, специальными техническими нормативными актами контроля;
Во-вторых, периодический контроль процессов биологической очистки (аэротенк, активный ил, подтопление) на этих предприятиях на основе специально разработанных и контролируемых технических регламентов;
В-третьих, за счет организации производства вторичных продуктов (получение биомассы микроводорослей и макрофитов) при очистке сточных вод этих предприятий с помощью макрофитов организация процесса принесет предприятию дополнительные выгоды (получение биомассы микроводорослей и макрофитов, получить биоудобрения, корма и добавки для сельского хозяйства и т.д.).
Результаты полученные в ходе исследования показывают, что показатели загрязнения хозяйственно-бытовых сточных вод, поступающих с предприятий при очистке хозяйственно-бытовых сточных вод предприятий нефтегазодобычи, носят сезонный характер, в связи с чем существует возможность совершенствования процессов очистки сточных вод.
Список литературы:
- Национальный доклад о состоянии окружающей среды: Узбекистан. Министерство экологии, охраны окружающей среды и изменения климата Республики Узбекистан. (2023). Международный институт устойчивого развития. –С.155.
- WRF (The Water Research Foundation). 2015. “Phosphorus Analysis in Wastewater: Best Practices” from the Nutrient Removal Challenge. WERF & IWA publishing. Р.42.
- Barrows J., G. Jameson, and M. Pope. 1985. Structure of a Heteropoly Blue. The Four-Electron Reduced β-12-Molybdophosphate Anion. J. Am. Chem. Soc., 107, 1771-1773. https://doi.org/10.1021/ja00292a059
- Worsfold, P., L. Gimbert, U. Mankasingh, O. Omaka, G. Hanrahan, P. Cardolinski, P. Haygarth, B. Turner, M. Keith-Roach, and I. McKelvie. 2005. Sampling, Sample Treatment and Quality Assurance Issues for the Determination of Phosphorus Species in Natural Waters and Soils. Talanta, 66, 273-293. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2004.09.006
- Smith D. S. Phosphorus Analysis in Wastewater: Best Practices. White paper. WERF & IWA publishing. Р.60. http://dx.doi.org/10.2166/9781780407807
- ISO 2997. Water Quality – Determination of Chloride – Silver nitrate titration with chromate indicator (Mohr’s method). International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland, 2017. www.iso.org.
- Anechiţei L., Cojocaru T., Munteanu IG., Bulgariu L. Simple methods for quantitative determination of sulphate ions from aqueous media with industrial applications. Buletinul Institutului Politehnic Din Iaşi Publicat de Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iaşi Volumul 65 (69), Numărul 3, 2019. Secţia Chimie Şi Inginerie Chimică. Pp. 27-37.
- Sandu Maria., Lupascu T., Tarita A., Goreacioc T., Turcan S., Mosanu E. 2014. Method for nitrate determination in water in the presence of nitrite. Chemistry Journal of Moldova. General, Industrial and Ecological Chemistry. 2014, 9(2). Рр. 8-13. http://dx.doi.org/10.19261/cjm.2014.09(2).01
- Karlsson M., Karlberg B., Olsson R.J.O. 1995. Determination of nitrate in municipal waste water by UV spectroscopy. Analytica Chimica Acta. Volume 312, Issue 1, 1995. Pр.107-113. https://doi.org/10.1016/0003-2670(95)00179-4
- Drolc A., Vrtovšek J. Nitrate and nitrite nitrogen determination in waste water using on-line UV spectrometric method. Bioresource Technology 101 (2010). Pp. 4228–4233. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2010.01.015
- Patton Charles J., Kryskalla Jennifer R. Colorimetric Determination of Nitrate Plus Nitrite in Water by Enzymatic Reduction, Automated Discrete Analyzer Methods. Chapter 8, Section B, Methods of the National Water Quality Laboratory Book 5, Laboratory Analysis. U.S. Geological Survey, Reston, Virginia: 2011. P. 44. https://doi.org/10.3133/tm5B8
- ГОСТ 31861-2012. Вода. Общие требования к отбору проб. (ISO 5667-1:2006, NEQ) (ISO 5667-2:1991, NEQ) (ISO 5667-3:2003, NEQ). Издание официальное. Москва: Стандартинформ, 2019. –С.36.
- Ильин В.П. Методические особенности применения t-критерия Стьюдента в медико-биологических исследованиях. Бюллетень ВСЦ СО РАМН. 5 (81). –С. 160-161.
Информация об авторах
DSc, Professor of the Department and Head of the Laboratory Tashkent Institute of Chemical Technology Scientific and Production Center for Growing and Processing Medicinal Plants, Uzbekistan, Tashkent
начальник отдела Научно-исследовательский институт окружающей среды и природоохранных технологий, Узбекистан, г. Ташкент
Head of Department Research Institute of Environment and Nature Protection Technologies, Uzbekistan, Tashkent
старший научный содрудник, Научно-исследовательский институт окружающей среды и природоохранных технологий, Узбекистан, г. Ташкент
Senior Researcher, Research Institute of Environment and Nature Protection Technologies, Uzbekistan, Tashkent
канд. техн. наук, доц., Ташкентский архитектурно-строительный университет, Республика Узбекистан, Ташкент
DSc, associate professor, Tashkent University of Architecture and Civil Engineering, Republic of Uzbekistan, Tashkent
студент, Университет Интеграл, Лакхнау, Индия, Уттар-Прадеш
Student, Research scholar at Department of Bio-engineering, Integral University, Lucknow, India, Uttar Pradesh
студент, Университет Интеграл, Лакхнау, Индия, Уттар-Прадеш
Student, Head of department of Bio-engineering, Integral University, Lucknow, India, Uttar Pradesh