Sự cố tràn dầu và các phương pháp xử lý

Trong cuộc sống hiện đại của chúng ta ngày nay, với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật và các ngành công nghiệp hiện đại khác trên toàn thế giới thì việc sử dụng những nguồn nguyên liệu để tạo năng lượng cũng ngày càng gia tăng. Nước ta có nguồn tài nguyên rất quý giá đó là dầu khí. Nó là nguồn tài nguyên hoá thạch không thể tái tạo được. Dầu khí không chỉ mang lại nhiều lợi ích kinh tế to lớn mà còn là một trong những ngành công nghiệp mũi nhọn giúp các nước đang phát triển trở thành một nước có nền công nghiệp phát triển tiên tiến trên thế giới. Với nhu cầu sử dụng ngày càng tăng cao thì việc khai thác và vận chuyển dầu cũng ngày càng phát triển. Nó được khai thác và vận chuyển đến khắp các châu lục và quốc gia để phục vụ cho các ngành sản xuất công nghiệp. Tuy nhiên việc khai thác và vận chuyển nguồn “vàng đen” gặp rất nhiều vấn đề bất cập mà hậu quả thường rất nghiêm trọng. Những sự cố như nổ giàn khoan, vỡ ống dẫn dầu, chìm tàu chở dầu đã gây tác động xấu đến môi trường biển, đe dọa đến hệ sinh thái biển, ngoài ra còn gây thiệt hại nặng nề về kinh tế, sức khỏe… Số lượng và quy mô các vụ tràn dầu ngày càng tăng mà hậu quả của nó khó có thể thống kê nổi. Đây là mối quan lo ngại của ngành dầu khí nói riêng và toàn nhân loại nói chung. Trong thời đại ngày nay việc tìm ra hướng xử lý và khắc phục sự cố tràn dầu là vấn đề tất yếu và cấp bách hơn lúc nào hết, một mặt tránh gây lãng phí trong thời điểm nguồn tài nguyên này đang bị cạn kiệt và quan trọng hơn là tránh gây tổn hại tới môi trường, việc bảo vệ môi trường chính là bảo vệ cuộc sống của mỗi chúng ta và thế hệ con cháu tương lai. Do vậy, nước ta cũng cần có các biện pháp nhằm bảo vệ môi trường bền vững và hiệu quả nhất. Chúng ta cần thay đổi tư duy từ trong tiềm thức của mỗi người để thấy được trách nhiệm và sự quan trọng của việc gìn giữ thiên nhiên bảo vệ môi trường. Xuất phát từ thực tế trên em đã lựa chọn đề tài: Sự cố tràn dầu và các phương pháp xử lý cho đồ án tốt nghiệp của em. Qua đó chúng ta sẽ có thêm nhận thức về tác hại cũng như các phương pháp xử lý các sự cố tràn dầu gây ra. Đồ án được bố cục theo 3 chương : Chương 1. Tổng quan. Chương 2. Các phương pháp xử lý sự cố tràn dầu Chương 3. Đánh giá và lựa chọn công nghệ xử lý sự cố tràn dầu Kết luận.

1 LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đối với giáo viên hướng dẫn ThS. Hồ Văn Sơn (Bộ môn Lọc Hóa Dầu, Khoa Dầu khí, Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất). Mặc dù rất bận với công tác chuyên môn nhưng thầy đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất đặc biệt các thầy cô Bộ môn Lọc Hóa Dầu đã chỉ dậy chúng em trong suốt quá trình học tập tại nhà trường. Tôi cũng xin cảm ơn các bạn đồng môn trong lớp đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập cũng như trong thời gian hoàn thành đồ án này. Tuy nhiên, do còn hạn chế về mặt kiến thức chuyên môn cũng như thời gian hoàn thành đồ án có gấp rút nên đồ án không tránh khỏi còn thiếu sót. Kính mong được quý thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để em có thể hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà nội, tháng 12, năm 2014 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Hoài 1 1 2 Mục Lục 2 2 3 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT TỪ VIẾT TẮT Ý NGHĨA 1 GDP Gross Domestic Product (tổng thu nhấp quốc dân) 2 HST Hệ Sinh Thái 3 LPG Liquefied petroleum gas (khí dầu mỏ hóa lỏng) 4 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 5 SS Suspended Solids (chất rắn lơ lửng) 6 VSV Vi Sinh Vật 3 3 DANH MỤC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN STT Hình vẽ Tên hình vẽ Tran g 1 Hình 1.1 Giàn khoan dầu khí 3 2 Hình 1.2 Vụ tràn dầu do hãng BP gây ra. 5 3 Hình 1.3 Con tàu chở dầu Amoco Cadiz đã bị chìm ngoài khơi Pháp 7 4 Hình 1.4 Chiếc tàu chờ dầu Atlantic Empress đã bốc chảy 8 5 Hình 1.5 Vụ tràn dầu đã làm lan tràn 140 triệu gallons ra mặt biển vịnh Campeche 9 6 Hình 1.6 Quân đội Iraq đã phá hoại các đường ống dẫn dầu 10 7 Hình 1.7 Tàu cứu hộ sử dụng vòng quây ngăn vệt dầu loang 11 8 Hình 1.8 Con tàu M/T Haven cháy và chìm dần 12 9 Hình 1.9 Hình ảnh về vụ tràn dầu trên vịnh Mexico 13 10 Hình 1.10 Du lịch thảm họa 14 11 Hình 1.11 Tàu Racer Express đã gây ra sự cố tràn dầu FO tại cảng Dung Quất 15 12 Hình 1.12 Nhiều vết dầu loang ở vùng biển Quảng Ngãi 16 13 Hình 1.13 Brad Mizell chỉ những vết lở loét trên cánh tay của ông 18 14 Hình 1.14 Một con bồ nông mắc kẹt trong dầu 20 15 Hình 1.15 Hơn 2000 con chim cánh cụt bị ảnh hưởng bởi dầu tràn 21 16 Hình 2.1 Phao quây dầu tự phồng 24 17 Hình 2.2 Phao quây dầu bơm khí 25 18 Hình 2.3 Phao quây dầu 24/24. 25 19 Hình 2.4 Phao quây dầu tự nổi dạng dẹp 26 20 Hình 2.5 Máy hút dầu loại Multi 27 21 Hình 2.6 Máy hút dầu loại weir 27 22 Hình 2.7 Băng chuyền 27 23 Hình 2.8 Phao chứa dầu 29 24 Hình 2.9 Cano ứng cứu sự cố tràn dầu 29 25 Hình 2.10 Bao rơm dùng đ ể quây dầu 30 25 Hình 2.11 Sự hoạt động của chất phân tán 30 26 Hình 2.12 Sử dụng máy bay cung cấp chất phóng xạ tới nơi xảy ra sự cố tràn dầu 31 27 Hình 2.13 Chất phân tán dầu tràn 33 28 Hình 2.14 Quá trình hoạt động của chất phân tán hóa học 34 29 Hình 2.15 Chất phân tán cũng có khả năng phân tán dầu nặng: 35 30 Hình 2.16 Phun chất phân tán bằng thuyền và canô chuyên dụng 35 31 Hình 2.17 Sản phẩm Enretech cellusorb 40 32 Hình 2.18 Sử dụng Enretech cellusorb để hấp thụ dầu 42 33 Hình 2.19 Sự phân hủy ankan 46 34 Hình 2.20 Sự phân hủy của benzen bằng oxy phân tử 47 35 Hình 2.21 Sự phân hủy của Toluene với 5 cách khác nhau 48 36 Hình 2.22 Sự phân hủy kỵ khí của Toluene 49 37 Hình 2.23 Sản phẩm enretech-1 51 38 Hình 2.24 Xử lý cát nhiễm dầu do sự cố tràn dầu từ ngoài biển vào 52 39 Hình 2.25 Vi khuẩn Alcanivorax Borkumensis 52 40 Hình 2.26 Mô hình một nhiễm sắc thể của vi khuẩn Alcanivorax 54 41 Hình 3.1 Vụ tràn dầu từ tàu VLCC SS Atlantic Empress 42 Hình 3.2 Sơ đồ khối xử lý nước biển nhiễm dầu Hình 3.3 Dầu tràn, mùn cưa và Enretech-1 được trộn đều với nhau Hình 3.4 Các chuyên giá Australia lấy mẫu định kì để phân tích Hình 3.5 Khu vực thử nghiệm sau 2 tháng DANH MỤC BIỂU ĐỒ, BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN ST T Bảng biểu Sơ đồ Tên bảng biểu, sơ đồ Trang 1 Biểu đồ 1.1 Kim ngạch xuất khẩu dầu thô qua các năm gần đây (2004-2012) 4 2 Sơ đồ khối 3.1 Xử lý nước biển nhiễm dầu 74 3 Bảng 3.1 Đặc điểm nước bị tràn dầu 64 4 Bảng 3.2 Chỉ tiêu nước thải công nghiệp 68 5 Bảng 3.3 Khả năng hòa tan của các hydrocacbon, dầu thô trong nước 67 6 Bảng 3.4 Ngưỡng chất thải nguy hại quy định các chỉ tiêu về dầu(theo QCVN 07:2009) 7 Bảng 3.5 Kết quả phân tích mẫu sau 4 tháng thử nghiệm (21/07/2009 đến 25/11/2009) 8 LỜI MỞ ĐẦU Trong cuộc sống hiện đại của chúng ta ngày nay, với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật và các ngành công nghiệp hiện đại khác trên toàn thế giới thì việc sử dụng những nguồn nguyên liệu để tạo năng lượng cũng ngày càng gia tăng. Nước ta có nguồn tài nguyên rất quý giá đó là dầu khí. Nó là nguồn tài nguyên hoá thạch không thể tái tạo được. Dầu khí không chỉ mang lại nhiều lợi ích kinh tế to lớn mà còn là một trong những ngành công nghiệp mũi nhọn giúp các nước đang phát triển trở thành một nước có nền công nghiệp phát triển tiên tiến trên thế giới. Với nhu cầu sử dụng ngày càng tăng cao thì việc khai thác và vận chuyển dầu cũng ngày càng phát triển. Nó được khai thác và vận chuyển đến khắp các châu lục và quốc gia để phục vụ cho các ngành sản xuất công nghiệp. Tuy nhiên việc khai thác và vận chuyển nguồn “vàng đen” gặp rất nhiều vấn đề bất cập mà hậu quả thường rất nghiêm trọng. Những sự cố như nổ giàn khoan, vỡ ống dẫn dầu, chìm tàu chở dầu đã gây tác động xấu đến môi trường biển, đe dọa đến hệ sinh thái biển, ngoài ra còn gây thiệt hại nặng nề về kinh tế, sức khỏe… Số lượng và quy mô các vụ tràn dầu ngày càng tăng mà hậu quả của nó khó có thể thống kê nổi. Đây là mối quan lo ngại của ngành dầu khí nói riêng và toàn nhân loại nói chung. Trong thời đại ngày nay việc tìm ra hướng xử lý và khắc phục sự cố tràn dầu là vấn đề tất yếu và cấp bách hơn lúc nào hết, một mặt tránh gây lãng phí trong thời điểm nguồn tài nguyên này đang bị cạn kiệt và quan trọng hơn là tránh gây tổn hại tới môi trường, việc bảo vệ môi trường chính là bảo vệ cuộc sống của mỗi chúng ta và thế hệ con cháu tương lai. Do vậy, nước ta cũng cần có các biện pháp nhằm bảo vệ môi trường bền vững và hiệu quả nhất. Chúng ta cần thay đổi tư duy từ trong tiềm thức của mỗi người để thấy được trách nhiệm và sự quan trọng của việc gìn giữ thiên nhiên bảo vệ môi trường. Xuất phát từ thực tế trên em đã lựa chọn đề tài: "Sự cố tràn dầu và các phương pháp xử lý" cho đồ án tốt nghiệp của em. Qua đó chúng ta sẽ có thêm nhận thức về tác hại cũng như các phương pháp xử lý các sự cố tràn dầu gây ra. Đồ án được bố cục theo 3 chương : Chương 1. Tổng quan. 9 Chương 2. Các phương pháp xử lý sự cố tràn dầu Chương 3. Đánh giá và lựa chọn công nghệ xử lý sự cố tràn dầu Kết luận. 10 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ SỰ CỐ TRÀN DẦU 1.1 Sự cố tràn dầu 1.1.1 Định nghĩa tràn dầu Tràn dầu là sự giải phóng hydrocarbon dầu mỏ lỏng vào môi trường do các hoạt động của con người. Tràn dầu thường xảy ra trong các hoạt động tìm kiếm, thăm dò, khai thác, vận chuyển, chế biến, phân phối và tang trữ dầu khí và các sản phẩm của chúng. Ví dụ, các hiện tượng rò rỉ, phụt dầu, vỡ đường ống, vỡ bể chứa, tai nạn đâm và gây thủng tàu, đắm tàu, sự cố tại các dàn khoan dầu khí, nhà máy lọc hóa dầu v.v… làm cho dầu và các sản phẩm dầu (mà dưới đây sẽ được gọi tắt là dầu) thoát ra ngoài gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng xấu đến sinh thái và thiệt hại đến các hoạt động kinh tế, đặc biệt là các hoạt động có liên quan đến khai thác và sử dụng các dạng tài nguyên thủy sản. Mặt khác, tràn dầu cũng được xem như sự giải phóng vào môi trường do rò rỉ tự nhiên từ các cấu trúc địa chất chứa dầu dưới đáy biển do các hoạt động của vỏ trái đất gây nên như động đất… Số lượng dầu tràn ra ngoài tự nhiên khoảng vài trăm lít trở lên có thể coi là sự cố tràn dầu. 1.1.2 Nguồn phát sinh sự cố tràn dầu Dầu khí là nguồn nguyên liệu hoá thạch không thể tái tạo được. Dầu khí đã đem lại những lợi ích kinh tế to lớn cho đất nước ta và nó là ngành công nghiệp mũi nhọn giúp cho đất nước trong giai đoạn phát triển kinh tế hiện nay và sẽ tiếp tục đóng vai trò là ngành kinh tế then chốt, phát triển trong tương lai. [...]... nhiễm dầu với tổng thiệt hại lên tới 44.958.387.000 đồng Chưa có thống kê thiệt hại về môi trường và sức khỏe CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỰ CỐ TRÀN DẦU 2.1 Phương pháp cơ học 2.1.1 Phương pháp sử dụng phao quây dầu Khi xảy ra sự cố tràn dầu thì biện pháp cơ học được xem là tiên quyết cho công tác ứng phó sự cố tràn dầu tại các sông, cảng biển nhằm ngăn chặn, khống chế và thu gom nhanh chóng lượng dầu. .. rò rĩ dầu từ các tàu thuyền (tàu của các ngư dân và các tàu chở dầu) , đắm tàu do va vào đá ngầm 14 1.2 .Các vụ tràn dầu ở Việt Nam và trên thế giới, hậu quả của sự cố tràn dầu Trên thế giới và ở Việt Nam từ khi con người phát hiện và khai thác dầu mỏ một cách công nghiệp đã để xảy ra tình trạng tràn dầu trên biển Do sự phát triển ngày càng tăng của các ngành công nghiệp cần nhiều năng lượng nên sự ô... sự cố tràn dầu tại các vị trí có thủy triều lên xuống như bãi biển, bờ sông 2.1.2 Phương pháp sử dụng bơm hút dầu Bơm hút dầu (Skimmers): Khi dầu được cố định bằng phao, bước tiếp theo là cần phải gỡ bỏ dầu ra khỏi mặt nước Skimmers là máy hút dầu lên khỏi mặt nước vào bồn chứa và dầu có thể được phục hồi lại Bơm hút dầu tràn (skimmer) được sử dụng để hút dầu loang trên mặt nước.Tỷ lệ dầu thu gom và. .. lượng dầu tràn tại hiện trường Biện pháp cơ học là quây gom, dồn dầu vào một vị trí nhất định để tránh dầu lan trên diện rộng bằng cách: 31 • Sử dụng phao ngăn dầu để quây khu vực dầu tràn, hạn chế ô nhiễm lan rộng và để thu gom xử lý • Dùng máy hớt váng dầu: Sau khi dầu được quay lại dùng máy hớt váng dầu hút dầu lên kho chứa  Các loại phao ngăn dầu:  Phao quây dầu tự phồng Hình 2.1 Phao quây dầu tự... thế khi dầu tràn xảy ra thì cần phải có công nghệ xử lí, các công nghệ xử lí này thường rất tốn kém Vì vậy sự cố dầu tràn xảy ra làm thiệt hại to lớn tới nền kinh tế quốc dân Tràn dầu ảnh hưởng đến các hoạt động kinh tế ở vùng ven biển: Dầu tràn trôi nổi trên mặt nước theo dòng chảy mặt, sóng, gió, dòng triều trôi dạt vào vùng biển ven bờ, bám vào đất đá, trên bãi triều, bám lên các kè đá, các bờ đảo... chứa: các bể chứa chỉ có một thể tích nhất định, khi lượng dầu được xả vào bể quá mức sẽ gây ra hiện tượng tràn hoặc do sự thay đổi thời tiết làm cho diện tích dầu tăng lên cũng là nguyên nhân làm dầu từ các bể chứa trào ra  Cơ sở hạ tầng phục vụ khai thác và lưu trữ dầu khí không đảm bảo tiêu chuẩn nên dẫn đến tràn dầu, thậm chí ở các cực của trái đất các nhà sản xuất còn thải cả nước lẫn dầu và các. .. hưởng dầu từ các nhà máy lọc dầu ven biển, cảng dầu hay những vụ tràn dầu ở ngoài khơi 1.2.3.3 Ảnh hưởng tới kinh tế Khi sự cố dầu tràn xảy ra, hàng triệu tấn dầu tràn ra ngoài biển, dưới tác động của điều kiện nhiệt độ khí hậu sẽ làm bay hơi các thành phần nhẹ của dầu mỏ làm giảm chất lượng của dầu mỏ Mặt khác khi dầu tràn ra ngoài biển làm cho khả năng thu lại lượng dầu tràn rất khó khăn gây tổn thất... Hiện Trung tâm đang lên phương án để nhanh chóng khắc phục sự cố tràn dầu, tránh gây ô nhiễm môi trường biển nghiêm trọng 23 Hình 1.12 Nhiều vết dầu loang ở vùng biển Quảng Ngãi [7] 1.2.3 Hậu quả của sự cố tràn dầu 1.2.3.1 Ảnh hưởng tới sức khỏe con người Ảnh hưởng lên sức khỏe con người của sự cố tràn dầu đang là đề tài được các khoa học gia để tâm nghiên cứu Trong hai ngày 22 và 23 tháng 6, 2013 vừa... nhiều lần Hơi dầu tác động trực tiếp đến môi trường không khí xung quanh khu vực xảy ra sự cố tràn dầu ảnh hưởng tới sức khỏe cộng đồng Các biểu hiện như là gây cay mắt, chảy nước mắt và đau đầu, dẫn đến tình trạng mệt mỏi Sự cố ô nhiễm dầu mỏ xảy ra cũng sẽ gây ảnh hưởng nhiều tới sức khoẻ của những người trực tiếp thu gom và xử lý hậu quả do ô nhiễm dầu gây ra Do đó khi thu gom xử lý ô nhiễm cần... tự nhiên và mất cân bằng sinh thái 27 Hình 1.14 Một con bồ nông mắc kẹt trong dầu [4] Ô nhiễm dầu và dầu tràn tác động trực tiếp hoặc gián tiếp lên các hệ sinh thái biển và ven biển ở các khía cạnh sau: - Làm biến đổi cân bằng ôxy của hệ sinh thái: Dầu có tỷ trọng nhỏ hơn nước, khi chảy loang trên mặt nước, dầu tạo thành váng và bị biến đổi về thành phần và tính chất Khi dầu tràn, hàm lượng dầu trong . nghệ xử lý sự cố tràn dầu Kết luận. 10 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ SỰ CỐ TRÀN DẦU 1.1 Sự cố tràn dầu 1.1.1 Định nghĩa tràn dầu Tràn dầu là sự giải phóng hydrocarbon dầu mỏ lỏng vào môi trường do các. cũng như các phương pháp xử lý các sự cố tràn dầu gây ra. Đồ án được bố cục theo 3 chương : Chương 1. Tổng quan. 9 Chương 2. Các phương pháp xử lý sự cố tràn dầu Chương 3. Đánh giá và lựa chọn. dân và các tàu chở dầu) , đắm tàu do va vào đá ngầm. 14 1.2 .Các vụ tràn dầu ở Việt Nam và trên thế giới, hậu quả của sự cố tràn dầu Trên thế giới và ở Việt Nam từ khi con người phát hiện và khai