SOCIETY AND DEVELOPMENT

Automation of water treatment and industrial wastewater disposal systems at oil refineries

Authors

  • Nikolai A. Vintovkin Moscow Institute of Modern Academic Education, 115191, Moscow, Gamsonovsky Lane, 2

How to cite

GOST Vintovkin N. A. Automation of water treatment and industrial wastewater disposal systems at oil refineries // Environmental Management Issues. 2025. Vol. 4. No. 6. P. 89-98. DOI: 10.25726/d2255-8266-3563-g
APA Vintovkin, N. A. (2025). Automation of water treatment and industrial wastewater disposal systems at oil refineries. Environmental Management Issues, 4(6), 89-98. https://doi.org/10.25726/d2255-8266-3563-g

Abstract

The article is devoted to the development and validation of a comprehensive approach to automating water treatment and industrial wastewater disposal systems at oil refineries, with the dual objective of increasing environmental reliability and reducing operating costs; the research object is a typical refinery treatment train (mechanical, physico-chemical, biological, and filtration stages) subject to sharp fluctuations in influent composition and hydraulic loading. The methodological basis includes analysis of a 24-month APCS archive with hourly resolution across more than 35 parameters (flow, pH, temperature, petroleum hydrocarbons, phenols, suspended solids, COD, BOD5, ammonium nitrogen, reagent doses, aeration, energy consumption), application of correlation - regression and variance analysis, time-series methods, as well as the construction of multivariate models and adaptive control algorithms in DCS/SCADA; the applicability of fuzzy logic and neural-network approaches to nonlinear regimes of biological treatment is theoretically substantiated. The results demonstrate a substantial environmental effect of automation: at the plant outlet, mean concentrations of petroleum hydrocarbons and phenols decrease by a factor of 7-15 with a multiple reduction in variance, shifting the process into guaranteed regulatory compliance; simultaneously, resource savings are achieved through dynamic dosing and aeration optimization - specific consumption of coagulant and flocculant decreases by roughly a quarter, and specific energy use by nearly 25%. Under stress scenarios (slug discharges, 30-50% flow surges), the system exhibits high robustness: stabilization time for quality parameters is reduced by more than fivefold owing to anticipatory adjustments of reagent dosing, blower throughput, and flexible flow management (including the engagement of buffer tanks). The discussion highlights the synergistic effect of end-to-end automation of all stages, whereby stabilization of flotation improves the inlet to the biological circuit, and aeration optimization reduces the loading on polishing filters; a transition to a digital twin of the treatment facilities is proposed for scenario-based optimization and staff training. It is concluded that the methodology is suitable for scaling to plants with comparable process schemes and wastewater compositions and that there are prospects for deploying self-learning control systems.

Keywords

automation of water treatment refinery wastewater adaptive control SCADA/DCS digital twin

References

Багирова Н.Н., Гусейнова М.А. Методы очистки сточных вод на нефтеперерабатывающих заводах // Тенденции развития науки и образования. 2022. № 84-2. С. 84-86.

Басамыкина А.Н., Камеристая М.А., Горелов Е.И. Организация оборотного цикла водоснабжения на ТЭС // Химия. Экология. Урбанистика. 2023. Т. 1. С. 39-44.

Бочарова В.В., Куликова В.В., Довгань С.В., Мутовкин Ю.М. Проектирование системы очистки сточных вод ООО Восточный нефтехимический терминал // Астраханский вестник экологического образования. 2022. № 4(70). С. 75-82.

Буренин В.В. Новые способы и оборудование для очистки нефтезагрязненных производственных сточных вод предприятий нефтегазового комплекса // Деловой журнал Neftegaz.RU. 2022. № 2(122). С. 88-95.

Вурдова Н.Г., Брошко О.С., Юрьев Ю.Ю., Изотов В.В., Тимофеев А.Г., Москвичева Е.В., Бастрыкин Е.А. Технологический подход K организации малосточных систем на нефтеперерабатывающих предприятиях // Вестник Волгоградского государственного архитектурно- строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2023. № 2(91). С. 140-148.

Высоцкая В.С. Автоматизированные системы контроля сточных вод // Экология производства. 2022. № 2(211). С. 86-87.

Галкин Ю.А., Уласовец Е.А., Обадин Д.Н., Ермаков Д.В., Кнауб Е.А. Технология очистки сточных вод производственно-дождевой системы канализации на основе принципа динамического регулирования (в порядке обсуждения) // Водоснабжение и санитарная техника. 2024. № 12. С. 32-42.

Гришин Б.М., Бикунова М.В., Янюшкин Д.А. Варианты повторного использования промывных вод станций водоподготовки // Инженерный вестник Дона. 2023. № 12 (108). C. 356-363.

Гузик Т.В., Серопьянц Ю.С., Леуцкий Я.Н. Очистка и обезвреживание сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий // Булатовские чтения. 2025. Т. 3. С. 51-54.

Зубкова Д.А., Мерзлякова Д.Д., Непогодин А.М., Пестерева И.В. Очистка природных вод от антропогенных примесей // Химия. Экология. Урбанистика. 2023. Т. 1. С. 94-98.

Иванович В.В., Гуранчик А.Г., Дубовик О.С., Ануфриев В.Н. Автоматизация технологических процессов очистки сточных вод на примере Минской очистной станции УП Минскводоканал // Водоснабжение и санитарная техника. 2024. № 2. С. 12-18.

Калинина В.А., Калинина Е.В. Анализ системы оборотного водоснабжения на нефтехимическом предприятии // Химия. Экология. Урбанистика. 2024. Т. 1. С. 52-56.

Ковальногов В.Н., Генералов Д.А., Носков С.Л. Технологии очистки сточных вод энергетических предприятий // Вестник Ульяновского государственного технического университета. 2024. № 3(107). С. 65-68.

Макарова Д.Д. Очистка сточных вод предприятий энергетики и снижение вредного воздействия на окружающую среду // Тенденции развития науки и образования. 2024. № 108-13. С. 179- 181.

Малахов И.А., Малахов Г.И. Бессточная система оборотного водоснабжения // Энергосбережение и водоподготовка. 2023. № 3(143). С. 4-7.

Issue

Section

SOCIETY AND DEVELOPMENT
Want to publish with us?
Submit an article

Machine-readable metadata

Similar Articles

1 2 3 4 5 6 7 > >> 

You may also start an advanced similarity search for this article.