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.
|
Реагенты
|
 | |||||||
|  | ||||||
| |||||||
|
|
|
|
III
|
|
 |
|
IIб
 | |||
|
|
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
IСтупень 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)
| Б)
 СВ
 ОВ
воздух |
Q рец 0,3-0,5 Q
3
воздух
3
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
|
|
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 = 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
|
ОВ
Осадок