Мероприятия по сокращению сброса нефтепродуктов

Методы и сооружения для очистки стоков от НП

Методы и сооружения для очистки стоков от нефтепродуктов целесообразно выбирать в зависимости от доминирующего характера загрязнения по дисперсно-фазовому состоянию. Схематично способы можно представить следующим образом:

100*10^-6м = 100*10^-4см = 100*10^-3мм = 0,1

 

Эмульгированные НП

Грубодисперсные Тонкодисперсные Коллоидные Растворенные НП

Мероприятия по сокращению сброса нефтепродуктов

Чтобы обеспечить остаточную концентрацию в пределах ПДК (нормативов ПДС и величины ДК для нефтепродуктов) необходимо удалить весь спектр нефтепродуктов, включая растворимую их часть. Отстаивание и флотация удаляет основную часть ГНП. Для интенсификации этих процессов применяют коагуляцию и флокуляцию с последующим механическим удалением, тогда может быть выделена уже коллоидная и тонкодисперсная часть примесей НП.

Фильтры с коалесцентной загрузкой (насадкой) работают в режиме коалесценции с последующим отстаиванием или флотации, позволяющей удалить ГНП и часть ТНП.

Коалесценция (от лат coalesco- срастаюсь, соединяюсь), слияние капель внутри другой жидкости. В результате происходит уменьшение степени дисперсности эмульсий, пен и аэрозолей вплоть до расслоения на две фазы.

Модификации коалесционных фильтров, работающих в режиме фильтрации, также удаляют ГНП и ТНП, причем удалении тонкодисперсной фракции выше, чем в режиме коалесценции-отстаивания.

При реагентном фильтровании эффективно удаляются ГНП, ТНП и КНП. Удаление РНП при реагентной очистке достигает 10-15% за счет адсорбционных и коагуляционных механизмов взаимодействия продуктов гидролиза и солей алюминия и железа с НП.

Специальные фильтры из пористых материалов имеют большую эффективность, т.к. в процессе фильтрации совмещают несколько процессов. Если процессу фильтрации предшествовал предварительный процесс реагентной обработки, то на поверхности материала (пористого полистирола, песка и гравия и т. п.) образуется слой гидроксида (железа или алюминия - в зависимости от используемого реагента) и в контактном режиме эффективно идет процесс адсорбции при фильтровании воды через сформированный слой гидроксида. Эффективность удаления РНП увеличивается до 50%, что в отдельных случаях бывает достаточно для достижения на выходе 0,3 мг/л.

Надежный метод удаления НП до уровня ПДК (ПДС) является адсорбция.

Дешевые адсорбенты (до 10 тыс. руб/т), позволяют достичь концентрации на выходе не более 0,3 мг/л при общей входной концентрации 3-5 мг/л.

Дорогие адсорбенты (100 тыс. руб/т и более) позволяют достигать 0,05 мг/л при входной концентрации до 1мг/л.

Следует отметить, что решение и разработка мероприятий по очистке и требуемой доочистки сугубо индивидуально решается для каждого типа сточных вод на основе технологических изысканий.

 

 

3 Традиционные системы очистки сточных вод от нефтепродуктов

 

Системы очистки сточных вод от нефтепродуктов начинаются с песколовок, где отделяются тяжелые примеси в виде песка и окалины. На поверхности выделенных частиц на первой ступени очистки могут содержаться адсорбированные нефтепродукты, которые требуют дальнейшей обработки перед направлением в отвал. После песколовок, вода подается на нефтеловушку (отстойного типа). В ней также отделяется осадок в виде взвешенных веществ, на которых могут быть адсорбированные нефтепродукты. Более легкая фракция всплывающих нефтепродуктов отделяется с поверхности специальным заборным устройством и удаляется в накопительные емкости для последующей утилизации.

 

НП

Реагенты

в производство

Нефтепродукты I

	СВ
			фильтр

песколовка

нефтеловушка

0-1 мг/л

НП 20-150 мг/л

III

осадок + НП

осадок + НП

IIа

 

10-15 мг/л

IIб

		10-15 мг/л

Электрохимическая очистка

 

Рис. 1. Принципиальная схема очистки сточных вод от нефтепродуктов.

 

В воде на выходе из нефтеловушки остаются эмульгированные нефтепродукты, которые отделить от воды достаточно сложно. Для укрупнения эмульгированных нефтепродуктов могут применять реагентную обработку (солями железа и алюминия) с последующим отделением нефтепродуктов путем фильтрации через зернистую загрузку.

Возможные варианты схем очистки и доочистки от нефтепродуктов представлены на рис. 1

I Ступень фильтрационной очистки в данной технологической схеме позволяет очистить сточную воду до требований, при которых можно использовать очищенную воду в технологии основного производства. Характеристика воды после фильтрационной очистки по нефтепродуктам может быть 0-1 мг/л.(Следует отметить, что нижний предел как правило достигается при свежей загрузке.)

IIа При менее жестких требованиях по концентрации нефтепродуктов в оборотных водах в схеме целесообразно использовать флотационную очистку.

Наиболее распространенной в технологии очистки является напорная флотация.

На практике применяют два типа схем напорной флотации:

1) прямая, 2) рециркуляционные.

На рисунке 2. представлены возможные варианты этих схем.

1)

воздух

СВ 3 ОВ

 

шлам

 

2.А) Q ОВ     Q рец ≤ 0,3-0,5 Q 3 воздух

Б) СВ ОВ     3     воздух

 

1) прямоточная схема флотации, 2) рециркуляционные схемы:

а) рециркуляционная схема с использованием очищенной воды для насыщения воздухом, б) схема с разделение потока сточной вода:

1 - приемное отделение, 2 -флотационное отделение, 3 - всасывающий трубопровод, 4 - насос, 5 - сатуратор

Рис. 2. Принципиальные схемы напорной флотации

IIб В схеме очистки сточных вод от нефтепродуктов возможно использование электрохимического способа очистки с растворимыми электродами (анод при пропускании постоянного тока будет растворяться, выделяя в раствор ионы железа или алюминия с последующим их гидролизом), тем самым, обеспечивая процесс электрокоагуляции. Кроме того, при электрохимической обработке на электродах выделяются газы (у катода - водород, у анода - кислород), которые способствуют протеканию процесса флотации.

При применении этих методов может быть получена вода, которая по техническим условиям может быть использована в оборотных системах данного предприятия.

III Если концентрация нефтепродуктов на выпуске должна быть менее 10-15 мг/л, то целесообразно в систему очистки вводить фильтрацию через загрузку.

Для достижения более жестких требований на выпуске, после этих операций возможна доочистка:

• ультрафильтрацией - мембранное фильтрование в случае,

если концентрация на входе составляет 5 мг/л, то на выходе можно достигнуть 1 мг/л; при концентрации на входе 1 мг/л — на выходе 0,2-0,5 мг/л;

• адсорбционная доочистка на активных углях, которая позволяет снизить концентрацию по нефтепродуктам на выходе до 0,08-0,05 мг/л, но это не всегда экономически выгодно.

Схемы доочистки сточных вод от нефтепродуктов.

 

Нефтеловушка Отстойник +флотация +доочистка 1	нефтеловушка +доочистка   нефтеловушка +флотация+ доочистка 1	отстойник +доочистка     флотация +доочистка 1	отстойник +доочистка 1   флотация +доочистка 1   фильтр +доочистка 2	фильтр доочистка 2   доочистка 2
10 г/л 1 г/л 0,1 г/л 50 мг/л 3-5 мг/л

доочистка 1 - фильтр + адсорбционный фильтр

доочистка 2 - адсорбционная фильтрация в несколько ступеней

Целесообразно для экономии затрат на стадии доочистки использовать 2 ступени фильтров с различными по цене загрузками.

 

≤ 3-5 мг/л НП 0,2-0,5 мг/л ≤ 0,05

А1Ф

А2Ф

≤ 20 мг/л С _вз

 

 

А₁ – дешевый адсорбент, А₂ – дорогой адсорбент.

 

Перед подачей на адсорбционный фильтр необходимо воду очистить от механических примесей (возможно фильтрация через песчаный фильтр), чтобы на адсорбционной ступени очистки доминировали адсорбционные процессы, а не механический захват взвешенных веществ, который существенно снижает адсорбционную емкость адсорбентов.

Для увеличения эффективности работы нефтеловушек в настоящее время их оснащают блоками тонкослойного отстаивания. Это позволяет сократить объем зоны разделения, увеличить производительность в 1,5-2 раза.

Расстояние между полками в блоках тонкослойной загрузки может
быть 50-100 мм, угол наклона 45-60°

Всплывает ρ = 0,95 т/м³

 

Пленка

 

Маленькие частицы образуют толстую пленку и крупные частицы НП всплывают

Блоки тонкого отстаивания ловят частицы, которые не
улавливаются в ловушках при большом расходе. ф

Конструкции многополочных тонкослойных ловушек являются усовершенствованными типами горизонтальных ловушек, основой которых служит горизонтальный отстойник.

При расчете принимается: гидравлическая крупность частиц нефти 0,15 мм/с; слой всплывших нефтепродуктов 0,1 м; расстояние между полками 50 мм; угол наклона полок 45; ширина полочного блока 0,65-0,75м; высота полочного блока 1,5-1,6 м; ширина нефтеловушки 2-3; потери напора 0,5-0,6м.

В качестве интенсификации процесса в нефтеловушках и отстойниках устанавливают коалесцентные перегородки на пути потока для укрупнения частиц нефтепродуктов

 

НП

ОВ

 

Осадок