Меню Рубрики

Анализ очистки сточных вод от нефтепродуктов

Д. В. Павлов, канд. техн. наук, координатор проекта Технопарка РХТУ

С. О. Вараксин, канд. техн. наук, директор Технопарка РХТУ

Р. Н. Васильев, генеральный директор ЗАО «Стройтехпроект»

Защита водных ресурсов от их истощения и загрязнения – одна из наиболее важных экологических задач. Вслед за ее осознанием приходит понимание важности изменения производственных технологий и внедрения эффективных методов очистки сточных вод. В данной статье мы рассмотрим применение наилучших доступных технологий очистки сточных вод от нефтепродуктов и взвешенных веществ и особенности построения очистных сооружений (ОС) на их основе.

Одними из наиболее существенных загрязнений водных ресурсов являются нефть и нефтепродукты. Источниками загрязнения водных объектов нефтепродуктами являются нефтепроводы, нефтеперерабатывающие установки, нефтебазы, перекачивающие станции и наливные пункты, предприятия морского, автомобильного и железнодорожного транспорта. Серьезную опасность представляют органические вещества, широко применяющиеся в гальваническом производстве. Это, в первую очередь, поверхностно-активные вещества (ПАВ) и ароматические углеводороды.

По природе возникновения и накопления органические загрязнения условно разделяются на технологические и эксплуатационные. Технологические загрязнения попадают на поверхность изделий в процессе их изготовления: органические кислоты, смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), полировальные пасты, консервационные смазки и др. Эксплуатационные – в процессе эксплуатации технологического оборудования.

В процессе эксплуатации оборудования на деталях возникают масляные и смолистые загрязнения, нагары, очистка от которых необходима во время ремонта и профилактического ухода. При термической обработке на детали изделий попадают масло и глицерин, а при хранении на складах – консервационные смазки. К эксплуатационным загрязнениям относятся также органоминеральные, асфальто-смолистые загрязнения, нагар, накипь, продукты коррозии и другие вещества, контактирующие с изделием во время его использования и транспортировки.

Органические загрязнения с трудом поддаются разложению, замедляя в то же время биологические процессы в водоемах, имеющие решающее значение для самоочищения поверхностных вод.

Влияние нефтепродуктов, масел, жиров и ПАВ на процессы очистки сточных вод заключается в снижении эффективности отстаивания (уменьшении скорости оседания взвешенных веществ), торможении биохимических процессов в сооружениях биохимической очистки, в интенсивном пенообразовании. Попадая в водные объекты, эти вещества изменяют органолептические свойства воды (вкус, цвет, запах), затрудняя ее использование для питьевых и хозяйственных целей. Нефтепродукты и ПАВ образуют на поверхности воды пленку, которая препятствует газовому обмену между водой и атмосферой, снижая степень насыщения воды кислородом, что приводит к нарушению экосистемы в водоемах [1, 2].

Применяемые в настоящее время методы обезвреживания стоков транспортных предприятий не обеспечивают достижение необходимой степени очистки и/или характеризуются сложными технологическими схемами. Наиболее перспективным представляется использование флотационных и мембранных методов, которые имеют ряд преимуществ: упрощение технологической схемы, простоту автоматизации, сокращение производственных площадей, уменьшение количества образующихся осадков. Электрофлотационный метод является перспективным направлением в технологии очистки сточных вод, т. к. позволяет корректировать физико-химические свойства обрабатываемой воды, извлекать взвешенные вещества и эмульсии, является экологически чистым, исключающим вторичное загрязнение воды [3–5].

Для транспортных предприятий, автозаправочных станций, моек различных видов производственного оборудования, автотранспорта и подвижного состава, сточные воды которых содержат нефтепродукты, отнесенные к классу особо опасных и жестко регламентируемых нормативами предельно-допустимых концентраций (ПДК), специалистами Технопарка РХТУ им. Д. И. Менделеева разработаны и запущены в производство модульные установки очистки воды (МУОВ). Преимущества данных установок – компактность, надежность в эксплуатации, простота монтажа, обслуживания и автоматизации, минимальные эксплуатационные затраты.

Технологическая схема очистки сточных вод от нефтепродуктов Р – реактор-коагулятор; Е – накопительные емкости и усреднители; Н – насосы; Д/НД – установка приготовления и дозирования реагентов; ЭФ – электрофлотатор; Ф1-Ф2 – фильтры

Технологическая схема очистки сточных вод от нефтепродуктов с применением комбинирования электрофлотации, фильтрации и сорбции представлена на рис. 1. Основные технико-экономические преимущества ОС, построенных по данной схеме:

  • отсутствие эксплуатационных затрат на замену растворимых электродов, в отличие от электрокоагуляторов, и, соответственно, отсутствие вторичного загрязнения воды и твердых отходов ионами железа и/или алюминия;
  • отсутствие отстойников и, следовательно, малые занимаемые площади;
  • длительный срок службы конструкционных материалов: полипропилен до 50 лет, нерастворимые электроды до 10 лет;
  • высокое качество очистки сточных вод (табл. 1), в том числе от органических добавок (добавки к СОЖ, ПАВ) и, следовательно, снижение эксплуатационных затрат на приобретение сменной загрузки сорбционных фильтров (срок службы сорбента не менее года) при доочистке воды до ПДК РХ либо сброса на рельеф.
Таблица 1
Среднестатистические результаты очистки сточных вод
транспортных предприятий от нефтепродуктов и взвешенных веществ
Показатель Концентрация, мг/л
Сточ-
ные
воды
Очи-
щен-
ная вода после ЭФ
Очи-
щен-
ная вода после МФ
Очи-
щен-
ная вода после СФ
ОНТП
01–91
[6]
СанПиН
2.1.5.980
[7]
ПДК
РХ
pH 6,5–8 6,5–8 6,5–8 6,5–8 6,5–8,5 6,5–8,5 6,5–8,5
Взвешенные
вещества
300 6–15 3+ 5–30 0,1–0,6 3+ 5–10 0,1–0,2 3 /ч. Система включает в себя электрофлотатор с нерастворимыми электродами, установку приготовления и дозирования реагентов УПДР, кварцево-сорбционный фильтр тонкой очистки воды, вспомогательное оборудование.

Очистные сооружения вагоноремонтного депо производительностью 5 м 3 /ч, Воронеж

В табл. 1 представлены среднестатистические данные по очистке сточных вод предприятий по мойке и ремонту морского, автомобильного и железнодорожного транспорта, ливневых сточных вод нефтебаз, полученные обобщением показателей эксплуатируемых на территории РФ очистных сооружений, спроектированных и построенных специалистами РХТУ им. Д. И. Менделеева на основе комбинирования электрофлотации (ЭФ), фильтрации (МФ) и сорбции (СФ).

Таблица 2
Сравнение методов очистки сточных вод от нефтепродуктов
Параметр Отстаивание Электрокоагуляция Электрофлотация
Степень
очистки, %
2 /м 3 ·ч 7–10 м 2 на 5 м 3 ·ч 3–4 м 2 на 5 м 3 ·ч 1,5 м 2 на 5 м 3 ·ч
Вторичное
загрязнение воды
Отсутствует Fe 1 мг/л;
Al 0,5–1 мг/л
Отсутствует
Энергозатраты, кВт·ч/м 3 Отсутствуют 1–1,5 0,25–0,5
Вторичное загрязнение
твердых отходов
Отсутствует до 30 % (Fe, Al) Отсутствует
Сменные
элементы
Отсутствуют Fe, Al – анод
(10–20 дней)
Ti – анод (5–10 лет)
Режим эксплуатации Непрерывный Периодический Непрерывный
Тип получаемого
твердого отхода
Пульпа,
99 % влажности
Пульпа,
99 % влажности
Флотоконцентрат,
94–96 % влажности

Данные табл. 1 свидетельствуют о получении очищенной воды высокого качества как для повторного использования в технических целях, так и для сброса в соответствии с жесткими требованиями ПДК.

Представленная в статье универсальная технология успешно реализована на ОС промышленных и транспортных предприятий Москвы, Воронежа и города Ливны. Очистные сооружения обеспечивают глубокую очистку сточных вод от взвешенных до уровня 0,1 мг/л, нефтепродуктов до 0,05 мг/л. Внедрение представленной технологии повышает рентабельность эксплуатации ОС и создает возможность организации оборотного водоснабжения транспортных предприятий.

Кроме того, за счет модульности исполнения очистных сооружений можно увеличивать производительность ОС в случае расширения производственных мощностей предприятия без замены существующего оборудования.

источник

Нефть и нефтепродукты содержатся в сточных водах нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств, а также производств пестицидов, ПАВ и др. [1—4]. Многокомпонентный состав сточных вод нефтехимических производств затрудняет идентификацию отдельных компонентов и методы их обезвреживания. В настоящее время эти стоки классифицируют как мало- и многосернистые. Среднее содержание нефти и нефтепродуктов в сточных водах нефтеперерабатывающих заводов составляет 10 000 мг/л [5].

Пороговая концентрация по привкусу 0,1 мг/л [7]. Пороговая концентрация по запаху разных видов нефтепродуктов: бензин с добавкой нефти 0,00005, дизельное топливо 0,0005, деодорированный керосин 0,82, сырая нефть 0,1— 0,5, мазут 0,22—0,5, нефть очищенная 1,0—2,0 мг/л. В воде, содержащей 0,5 мг/л нефтепродуктов, мясо рыбы приобретает привкус нефти через 1 сут, 0,2 мг/л — через 3 сут, а 0,1 мг/л — через 10 сут [8]. Пороговая концентрация по запаху в мясе рыб 0,1 мг/л . При концентрации 0,25 мг/л мясо форели приобретает привкус через 24 ч, а при 1 мг/л — сразу [9].

Для теплокровных животных при приеме внутрь нефтепродукты малотоксичны. ЛД50 бензина для кроликов 28 350 мг/кг . Нефтяная пленка на поверхности воды пропитывает перья у перелетных птиц, они не могут взлететь и погибают.

Нефть и нефтепродукты относятся к числу трудноокисляемых органических веществ, как на очистных сооружениях канализации, так и в естественных условиях — в водоемах. Неочищенная нефть отличается высокой стабильностью, особенно при низкой температуре воды. В экспериментальных водоемах при низкой температуре воды сохраняет токсичность для водорослей 2 мес. [13]. Нефтепродукты, попавшие в водоем со сточными водами, подвергаются различным изменениям, постепенно опускаются на дно водоема. Бактериальное окисление нефтепродуктов на дне происходит примерно в 10 раз медленнее, чем на поверхности [14]. В водоемах примерно 40% нефти оседает на дне, 40% остается в воде в виде эмульсии и 20% — на поверхности в виде пленки. Нефтяная пленка даже толщиной 0,5 мм на поверхности водоемов затрудняет аэрацию воды, а нефть на дне образует донные отложения; в иле в местах спуска сточных вод обнаружено 3,5—22,0 % нефти [15]. Поэтому при изучении влияния на водоем сточных вод, содержащих нефть, необходимо отбирать не только среднюю пробу, но и отдельные ее фракции (поверхность, глубина примерно 10 см от поверхности, придонные слои и осадок).

Самоочищение водоемов от нефти происходит очень медленно. За 2,7 сут. содержание эмульгированных нефтепродуктов в воде снижалось при 20 °С на 40%, а при 5°С лишь на 15% [16]. В присутствии водной растительности в модельных опытах нефтяная пленка исчезала при ее толщине 0,06 см через 4—6 сут, а при 0,6 см — через 20—22 сут [17]. Следовательно, в водоемах нельзя рассчитывать на самоочищение от нефти. Эти процессы можно использовать лишь при доочистке в биологических прудах.

Нефтепродукты тормозят биологический процесс очистки сточных вод в аэротенках при 50 мг/л [18].

Определение в водных растворах: нефелометрия; весовой метод ;люминесцентный, ИК-спектрометрия, газохроматографический, автоматический метод [19].

Очистка сточных вод: механическая (решетки, отстойники, песколовки, нефтеловушки, песчаные фильтры), физико-химическая (нейтрализация, флотация, окисление кислородом воздуха и озоном, коагуляция), биологическая (аэротенки, аэрируемые пруды на 60 сут пребывания в них сточных вод, биологические фильтры [18, 21—23]. Эффективность очистки сточных вод от нефти на разных типах сооружений составила: нефтеловушки — 99,9%, через песок 50—87%, биофильтры — 47,5%, аэротенки — 53,4% [24]; окисление озоном [25]; биологическая очистка в аэротенках и биологических прудах (при малых концентрациях нефтепродуктов). Нефть и нефтепродукты разлагаются в аэробных условиях микроорганизмами; добавление к сточным водам минеральных солей, хозяйственно-фекальных вод, необходимых для жизнедеятельности микроорганизмов, подача воздуха способствуют более быстрому разложению остатков нефти и нефтепродуктов как на сооружениях биологической очистки в аэротенках, аэрофильтрах и биологических прудах, так и в небольшой степени в водоемах [26]. См. также [27, 28].

  1. Карелин Я. А., Жуков Д. Д., Денисов М. А. и др. Очистка производственных сточных вод (Опыт Ново-Горьковского нефтеперерабатывающего завода). М., Госстройиздат, 1970. 152 с.
  2. Хаскин С. А., Карш В. П. — В кн.: Очистка нефтеперерабатывающих сточных вод. М., 1973.
  3. Wilber Ch. — In: The Biological Aspects of Water Pollution. Springfield, 1969, p. 73.
  4. Грушко Д. AI., Кожова О. M., Мамонтова Л. М. — Гидробиологический журн., 1978, т. 14, № 2, с. 55.
  5. Монгайт И. Л., Родзиллер И. Д. — В кн.: Промышленные сточные воды. Вып. 5. М. Медгиз, 1960, с. 7.
  6. Sittig М. Environmental Sources and Emissions Handbook. Perk Ridge, New Jersey , London, England, 1975. 523 p.
  7. Гусев А. Г. — Журн. ВХО им. Д. И. Менделеева, 1972, т. 17, № 2, с. 134.
  8. Гусев А. Г. — В кн.: Производственные сточные воды. Вып. 5. М., Медгиз, 1960, с. 34
  9. Krishnaswatni S. К., Kupchatiko Е. Е. — J. Water Pollution Control Feder., 1969, v. 41, № 5, part 2, p. R189.
  10. Мосевич H. А., Гусева H. В., Драгулин M. Г. и dp. — В кн.: Известия ГосВНИОРХ, М., Пищепромиздат, 1952, т. 31, вып. 1, с. 41.
  11. Миронов О. Г. — Зоологич. журнал, 1969, т. 48, № 7, с. 980.
  12. Chipman W. A., Galisoff Р. S. Effects of Oil Mixed with Carbonized Sand on Aquatic Animals. Spec. Sci. Rep. Fisher. № 1, U. S. Fish, and Wildlife Service. Wash., 1949. 52 p
  13. Dickman M. — Artie. Kanad. Field-natur., 1971, v. 85, № 3, p. 249.
  14. Изъюрова А. И. — Гигиена и санитария, 1950, № 1, с. 9.
  15. Дадашев X.К., Григорян Э. В., Агамирова С. Н. Сокращение потерь нефтепродуктов с промышленными сточными водами нефтеперерабатывающих заводов. Баку, 1957. 138 с.
  16. Ломано Л. В., Майер Л. Н., Черепнева В. С. Материалы республиканского научно-технического совещания по изучению, комплексному использованию и охране водных ресурсов. Минск, 1965, с. 41.
  17. Морозов И. В., Петров Г. /7. — В кн.: Теория и практика биологического самоочищения загрязненных вод. М., Наука, 1972, с. 42.
  18. Жуков А. И., Демидов Л. Г., Монгайт И. Л. и др. — Канализация промышленных предприятий. Очистка промышленных сточных вод. М., Стройиздат, 1969. 370 с.
  19. Новиков Ю. В., Сайфутдинов М. М. — Гигиена и санитария, 1977, № 10, с. 60.
  20. Семенов А. Д., Страдомская А. Г., Павленко Л. Ф. — В кн.: Методы анализа природных и сточных вод. Сер. Проблемы аналитической химии, Т. 5. М., Наука, 1977, с. 220.
  21. Itieson Pachatn R. — In: Hepple P. (Ed.). Water Pollution by Oil. Proceed, by of Seminar held at Aviemor Invernes — Shiee, Scotland aponsored by the Institute of Water Pollution Control and the Institute of Petroleum, with the Assistance of Eur. Office of WHO, 4—8 May 1970. Amsterdam — London — New York, 1971, p. 143.
  22. Матвеев AI. C. — Химия и технология топлив и масел, 1962, № 8, с. 24.
  23. Рубинштейн С. Л., Хаскин С. А. Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов, М., ЦНИТЭНефтехим. Сер. «Нефтепереработка и нефтехимия», 1966. 85 с.
  24. Денисов М. А. Тезисы докладов конференции по методам очистки газовых выбросов и промстоков от вредных веществ. Дзержинск, 1967, с. 12.
  25. Меренищева Т. Н., Плехоткин В. Ф. Очистка промышленных сточных вод методов озонирования. Обзорная информация. Сер. «Прикладная химия», НИИТЭХим, М., 1974, 21 с.
  26. Карелин Я. А., Воробьева Г. И. — Химия и технология топлив и масел, 1957, № 10, с. 29.
  27. Немковский Б. Б., Злобина Г. П., Губанова И. Ф. — Гигиена и санитария, 1962, № 1, с. 61.
  28. Изъюрова А. И. — Там же, 1958, № 2, с. 72.
  29. Роговская Ц. И. — В кн.: Биохимический метод очистки производственных сточных вод. М., Стройиздат, 1967, с. 5.

источник

Различные соединения, содержащие нефть и нефтепродукты, являются следствием многих технологических процессов.

Вода, сильно загрязненная нефтепродуктами

Ту или иную степень отравления воды такими веществами может создать как небольшое предприятие (даже СТО или заправка, на которых они могут храниться), так и большие технологические комплексы современных заводов.

Наибольшая угроза отравления воды нефтепродуктами исходит от нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий, от металлургических промышленных предприятий и комплексов химической промышленности.

Не меньше угрозой отравления нефтесодержащими веществами воды и почв будет и недостаточно эффективная работа коммунальных предприятий, которые занимаются очисткой сточных вод.

В случае попадания нефтепродуктов в водоёмы в результате работы заводов или нефтеперерабатывающих предприятий — происходит постепенное угнетение местной экосистемы, что в перспективе приводит в вымиранию местной флоры и фауны. Это очень опасный процесс, который нельзя допускать вообще.

Те же виды, которые переживают новое состояние водоёма – обычно теряют способность размножаться. И это в лучшем случае. В худшем же попадание нефти в окружающую среду приводит к очень тяжелым последствиям.

Например, при попадании в открытый источник типа моря или озера, нефть равномерно растекается по его поверхности. Она накрывает плотной пленкой огромную толщу озера, тем самым, блокируя нормальный доступ кислорода и солнечных лучей к подводным обитателям.

Совершенно очевидно, что без солнца и воздуха ни водоросли, ни морские жители долго не протянут. Это приведет к их вынужденной миграции. Если же убегать некуда, например нефть разлилась из-за завода, что находится возле озера, то гибель их почти неминуема.

Попадание нефтепродуктов, в случае сброса недостаточно очищенных стоков от промышленных предприятий в почву, также со временем нарушает её плодородную функцию, разрушая баланс содержания азота. Не менее опасна нефть, и попавшая в грунтовые воды, поскольку будет изменяться их минеральный состав.

Стационарные системы очистки сточных вод от нефтепродуктов

При этом вывести ее из почвы будет чрезвычайно сложно, так как работы эти нерентабельны и очень трудоемки. Даже после полной очистки плодородность земли существенно снизится. Восстановить ее можно только современными методами удобрения и химического насыщения грунта. А они довольно дорогостоящие.

Попадание нефтепродуктов в воду, которую в дальнейшем употребляет внутрь человек также оказывает на него отравляющее воздействие, часто – канцерогенное, увеличивая риск раковых заболеваний. Впрочем, пить такую воду вы вряд ли согласитесь, так как она имеет характерный привкус и запах.

Сточные воды в современном многомиллионном городе нуждаются в многоэтапной очистке от нефтепродуктов. Особенно это касается сточных вод от частных районов, где в общую массу стоков попадает больший процент бензина и масел, что утекают из гаражей и других подобных строений.

Несмотря на различные методы, в том числе применяемые на нефтеперерабатывающих предприятиях и в оборудовании различных заводов – сама продукция автомобильно-промышленных мощностей предполагает частое использование и хранение нефтепродуктов, а также их перевозку.

От аварий же сейчас никто не застрахован, поэтому случаи разлива нефти достаточно часты. Как видно из вышеописанных фактов и суждений, нефть в открытом виде может серьезно навредить человеку и его окружению. А потому вопросам очистки жидкостей от нефтепродуктов следует уделять особое внимание.
к меню ↑

Все используемые способы очистки сточных вод от нефти и нефтепродуктов (в том числе те, которые используются на нефтеперерабатывающих предприятиях и в очистных сооружениях заводов) делятся на два типа:

  • Механическая очистка нефтесодержащих сточных вод;
  • Биологическая очистка нефтесодержащих сточных вод.

Схема стандартного нефтеуловителя или нефтяной ловушки

Соответственно, первичным этапом будет механический (он же – подготовительный к биологическому). На этом этапе удаляются от 70 до 95 процентов загрязнений (в случае использования только жироловок или отстойников для нефтепродуктов — эффективность очистки не превышает 50 процентов).

Механическая очистка нефтесодержащих сточных вод (в том числе — промышленных) может производится различным оборудованием и предполагает механическое удаление нефтепродуктов с поверхности воды.

Сточные воды проходят различную очистку фильтрами для удаления механических примесей, на этом же этапе используются так называемые «жироловки» или «бензо жироуловители» (нефтеловушки).

Также, как на начальной, так и на конечной стадии очистки могут применяться сорбирующие боны, которые собирают из толщи воды соединения углерода.

Нужно здесь уточнить, что такие нефтеловушки, как правило, применяются для удаления плотной нефтяной плёнки, что может быть более характерно при разливе больших объёмов нефти на нефтеперерабатывающих концернах или при транспортировке.

В данном случае, как элемент механической очистки сточных вод, применяется и мембранный метод очистки, но это не настолько распространено на территории бывшего СНГ, хотя и является эффективным способом очистки.

В очистных сооружения заводов и предприятий часто используется устаревшее оборудование и достаточно простые нефтеловушки.

Биологические методы очистки нефтесодержащих сточных вод включают обработку биологически-активной средой – то есть вода поступает в резервуар с микроорганизмами, которые поглощают или ускоряют распад определённых соединений и нефтепродуктов.

Сборные резервуары для очистки сточных вод заводов от нефтепродуктов

Кроме отстойников с микроорганизмами (вроде биологически-активного ила или бактерий-деструкторов нефти) также применяются и различные биофильтры-улавливатели. Они позволяют исключить из жидкости остатки элементов, что не были выловлены до этого.

На последующих стадиях доочистки и обеззараживания не ставится задача удаления нефтепродуктов из состава сточных вод, хотя может быть реализована мембранная очистка.

На специализированных нефтеперерабатывающих предприятиях или в очистных системах заводов, может применяться и установка электрической или электрохимической очистки сточных вод (в дополнение к механической).

Там же вода, прошедшая механическую очистку, может снова быть пущена в работу, поэтому метод применяется иногда и как основной. Если же вода подлежит сбросу, то на нефтеперерабатывающих предприятиях она проходит все стадии очистки, включая биологическую и механическую.

Основными вариантами электрической очистки нефтесодержащих сточных вод является электрокоагуляция и электрофлоатация загрязнённых сточных вод.

Данные процессы включают в себя электролиз воды в определённых условиях, благодаря чему происходит связывание вредных веществ и выпадение таковых в осадок, более тяжёлый, чем вода (в основном, таким образом происходит очистка от взвешенных частиц и гидро-оксидных групп).

Также, на нефтеперерабатывающих предприятиях могут использовать оба данных процесса одновременно в составе одного прибора. Таким образом, людям удается повысить эффективность очистки жидкости, хотя и затраты на выполнение этих процессов тоже увеличиваются пропорционально.
к меню ↑

Бензомалосуловители или нефтеуловители (нефтеловушки) — это оборудование, что применяется чаще всего. Также, данное оборудование обобщённо называют сепараторами нефтепродуктов.

Нефтеуловители в процессе монтажа, монтируются под землю

Установка нефтеловушки предполагают подачу поверхностных сточных вод (самотёком). Представляют собой они баки разнообразной конструкции – от достаточно компактных (обслуживающих АЗС), и до масштабных очистных сооружений на нефтеперерабатывающих предприятиях, в очистных системах заводов или канализационных коллекторах.

Как правило, такое системы предполагают подземный тип установки (в этом случае изготавливаются из железобетона). Компактные разновидности могут ставится и на пол, и быть изготовлены из нержавеющей стали или полиэтилена.

Принцип работы нефтеловушки предполагает, что после подачи воды самотёком, жидкость поступает в первый фильтр, где и происходит первичное оседание более плотных частиц нефтепродуктов.

Составляющим элементом нефтеловушки может быть и первичный песчаный фильтр, через который и производится слив жидкости. Второй фильтр нефтеловушки заставляет укрупняющиеся частицы всплывать на поверхность.

Есть нефтезборщики другой конструкции. К примеру, «скиммер» представляет собой устройство, удаляющее нефтепродукты следующим образом. В резервуар опущена лента, которая при вращении прибора, подаёт в устройство коллекторную ленту с нефтепродуктами (тонким слоем на ленте).

После прохождения нефтеуловителя – лента подаётся обратно в резервуар. Установка снимает загрязнение с поверхности нефтесодержащих сточных вод, для функционирования требуется электричество. Такой тип устройства может применяться как отдельно, так и вместе с стационарным подземным сепаратором.

Оборудование, работающее на принципе электрофлоации, можно рассмотреть на примере компактного варианта, который может применяться на АЗС для очистки нефтесодержащих сточных вод.

Установка представляет собой пластиковый корпус, электродный блок и компрессор для подачи питания, а также – систему сбора нефтешлама (осадка). Обычно данный блок комбинируется с сорбционным фильтром или фильтром с ультра-мембраной (куда затем подаётся вода после обработки электрофлоататором).

Аэротенки для биологической очистки сточных вод от нефтепродуктов предполагают подачу воды в резервуар (обычно прямоугольный) в котором биологически-активный ил и бактерии производят интенсивное окисление веществ, содержащихся в воде. Работает система аэрации, которая подаёт в резервуар кислород, и в результате способствует нужной реакции.

Аэротенки требуют постоянного контроля за температурным/кислородным режимом. Обычно являются составной частью комплексной системы био-очистки и могут применяться на нефтеперерабатывающих предприятиях, как очистные сооружения больших заводов или для очистки канализационных сточных вод.

Данная разновидность биологической очистки называется аэробной, но процесс окисления может протекать и анаэробно. В многоступенчатых системах очистки нефтесодержащих сточных вод обычно комбинируются оба метода.
к меню ↑

источник

В структуре продуктов загрязнения водных ресурсов нефть и ее производные занимают «почетные» лидирующие позиции. Образуя на поверхности водоемов пленку, органические углеводородные соединения препятствуют нормальному газообмену.

Снижение содержания кислорода в воде способствует деградации и гибели природных источников. Гниение осадков, загрязненных органическими отходами, продуцирует появление токсичных соединений, делающих воду непригодной даже для технических нужд.

Выход из сложившейся ситуации — повышение качества очистки стоков от вредных нефтесодержащих продуктов. Технологии удаления из сточных вод нефтепродуктов включают механические, физико-химические и биологические методики, применяемые как отдельно, так и в комплексе.

Механическая очистка от нефтепродуктов проводится в комплексе с другими способами.

Исключения составляют случаи, когда механически очищенные стоки пригодны для повторного технологического использования.

Для механической очистки стоков от нефтепродуктов используются методы:

  • отстаивания;
  • удаления нефтепродуктов с помощью центробежного ускорения;
  • механической фильтрации.

При использовании этих методов в среднем удается отделить до 65% твердых частиц нефтепродуктов.

Во время отстаивания органические частицы с плотностью большей, чем плотность воды, опускаются вниз, а частицы с меньшей плотностью поднимаются на поверхность.

Такой принцип работы характерен для:

Конструктивно бывают отстойники статического и динамического типов. В первом случае процесс очистки происходит путем выдерживания стоков в спокойном состоянии в течение от нескольких часов до суток.

В динамическом отстойнике отделение твердых частиц нефтепродуктов происходит в движущемся потоке. На практике применяются динамические отстойники горизонтального и вертикального видов.

Центрифугирование или удаление производных нефти с использованием принципа центробежного ускорения основывается на применении гидроциклонов.

Водный поток под давлением направляется в аппарат.

Воздействия центробежных сил вызывает оседание твердых составляющих нефтепродуктов, а очищенная вода выводится через отводную трубу.

Способ эффективный при необходимости устранения вязких частичек нефти небольших размеров. С этой целью используются материалы зернистой, пористой текстуры либо специальные сетки, так называемые тканевые фильтры.

Принцип действия данного метода основан на способности пористых материалов задерживать частицы углеводородной органики текучей консистенции.

Конструктивно такие фильтровальные станции представляют собой вращающиеся барабаны диаметром до 3 м, с закрепленными в них фильтрующими экранами. Стоки поступают внутрь установки, проходят сквозь фильтрующие элементы, и передаются на следующую стадию очистки.

Еще один метод фильтрации – применение фильтрующих элементов каркасного типа.

Рабочим наполнителем фильтра служат:

  • речной песок;
  • антрацитный уголь;
  • керамзитовые окатыши разных калибров;
  • шлаки, в виде отходов металлургического производства;
  • различные синтетические материалы, например пенополистирол.

В основе методики лежат физико-химические свойства нефтесодержащих веществ переходить в состояния, удобные для их извлечения из стоков.

Наибольшее распространение получили:

Флотация предполагает прилипание взвешенных коллоидных частичек нефтепродуктов к искусственно созданным воздушным пузырькам, с последующим их всплыванием и удалением с поверхности.

Способы создания флотационных пузырьков:

  1. Вакуумная флотация – при понижении давления в очистной камере в стоках образуются воздушные пузырьки, которые захватывают частицы отходов и выносят их на поверхность.
  2. Напорная флотация – включает две фазы. Первая – принудительное насыщение стоков воздухом. Вторая — фаза подъема и удаления с поверхности пузырьков и «прицепившихся» к ним шламовых масс.
  3. Создание флотационных пузырьков и их калибровка при помощи пористых материалов.
  4. Электрическая флотация – принципиальное отличие заключается в том, что насыщение стоков пузырьками происходит за счет работы электрофлотатора.

Поглощение растворенных в стоках нефтесодержащих соединений посредством поверхности сорбента, помещенного в фильтр – называют сорбцией.

Данный метод является одним из наиболее эффективных способов удаления органических соединений, в том числе продуктов нефтепереработки.

Работа сорбционных фильтров базируется на правилах адсорбции — удержания молекул загрязнителя на поверхности твердого вещества.

В качестве сорбента используются материалы с пористой поверхностью:

  • торф;
  • коксовый уголь;
  • различные виды силикатных глин;
  • активированный уголь.

Данный процесс очистки связан с использованием химических реагентов – коагулянтов.

Принципиальная схема работы метода:

  1. Попадая в сточные воды, активные коагулянты воздействуют на мелкодисперсные примеси нефтепродуктов.
  2. Фаза образования флокул – слипания мелких частиц органических примесей в хлопьевидные крупные скопления.
  3. Процесс удаления крупных сгустков нефтепродуктов путем фильтрования или отстаивания.

В масштабах крупных очистных станций в качестве коагулянтов чаще используются различные соли железа и алюминия.

В основе методики химической очистки лежит способность некоторых химических веществ и соединений вступать в реакцию с нефтяными примесями, их производными, с дальнейшим их распадом на нейтральные составляющие.

Как правило, продукты таких реакций выпадают в осадок и удаляются из стоков механическим способом.

Наибольшее практическое применение получили такие химические элементы и соединения:

  1. Кислород, его производное озон.
  2. Реагенты на основе хлора, хлорная известь, аммиачные растворы.
  3. Калиевые, натриевые соли хлорноватистой кислоты.

Наибольшее распространение получили два направления химической очистки, основанные на реакциях нейтрализации и окисления. В первом случае для снижения кислотности и щелочности применяется взаимная нейтрализация:

  • добавление растворов кальцинированной соды, аммиака, извести;
  • пропускание стоков через нейтрализующие реагенты – известняк, мел, доломит.

Окислительные реакции применяются для удаления токсичных примесей, представленных солями тяжелых металлов.

В качестве окислителя применяют:

  • технический кислород;
  • озон;
  • соединения хлора, кальция и натрия.

В контексте очистки стоков от нефтепродуктов химические методы призваны:

  • ослаблять коррозийную нагрузку на конструкции водопроводящих и очистных сооружений;
  • создавать благоприятные условия для реализации биохимических процессов в биологических отстойниках и окислителях.

Биологическая очистка сточных вод основывается на внедрении специальных видов бактерий, способствующих разложению органических веществ на безвредные в экологическом плане элементы.

Иными словами нефть и ее производные выступают основой рациона питания для некоторых микроорганизмов. Технологически такие процессы протекают в естественных или искусственно созданных биологических фильтрах.

Для этого используют:

  • биологические пруды;
  • поля фильтрации;
  • поля орошения.

Упрощенно биофильтр представляет собой резервуар, заполненный фильтрующим материалом (щебень, керамзит, полимерная крошка и т.п.), поверхность которого заселяется активными микроорганизмами.

Стоки, проходящие через такой фильтр, очищаются от органических примесей и становятся пригодными для дальнейшего использования.

Ниже вы можете ознакомиться со схемами очистки сточных вод от нефтепродуктов:

Предлагаем посмотреть видео-сюжет по теме:

В заключении отметим, что эффективность процесса очистки стоков от нефтепродуктов во многом зависит от комплексности и системности применяемых методов, взаимно дополняющих друг друга.

источник

Сегодня нефть и нефтепродукты являются одним из основных видов загрязнения сточных вод. Источниками нефти и ее продуктов являются нефтедобывающие компании, доставка нефтепродуктов, места ее хранения, переработки и использования. Отдельные водообъекты содержат более сотни кубических метров нефтезагрязнений. Построенные в середине прошлого столетия хранилища для нефтеперерабатывающей промышленности сегодня являются источниками загрязнения.

ЮНЕСКО назвала нефтепродукты самым опасным загрязнителем воды. Они растворены в некоторых жидкостях, а на воде чаще всего образуют поверхностный нерастворимый слой.

При защите природы следует руководствоваться принципами:

  • следует использовать то количество невосстанавливающихся природных ресурсов, что бы избежать их полного исчерпания;
  • выбрасываемые отходы нефтепромышленности должны быть в безопасном количестве и форме для живой природы.

Водоемы являются не только основным источником пресной воды для человека, но и средой жизни многих живых организмов. Вода совершает полный цикл круговорота, что важно для человеческой жизни.

Нефть является невосстанавливаемым природным ресурсом. Ее добыча, транспортировка и переработка сильно вредит окружающей среде. Проблема нефтяного загрязнения сегодня самая главная у природазащитников.

Вопрос должен решаться со всех сторон: экономики, политики, права. Технический проблему можно решить с помощью индивидуальных задач для каждого предприятия, имеющее отношение к нефти.

Сточные воды различного происхождения по-разному очищаются.

Сточные воды промышленных источников богаты содержанием многих химических веществ, включая нефтепродукты.

Еще пару лет назад считалось, что нефть невозможно растворить в воде. Сегодня известно, что многие продукты нефтяной промышленности под воздействием определенных факторов растворяются. При прямом взаимодействии воды и нефти с течением времени многие составляющие становятся частью состава воды. Например, при 2 часах совместного хранения концентрация нефти равняется 0,2 мг/л, при увеличении периода в 60 раз приводит к семикратному повышению. Если рассматривать бензин, то дополнительно следует учесть метиленовые и метильные группы. Так для А76 при увеличении продолжительности с 2 часов до 120 содержание бензина в воде возрастет с 1,4 до 11,9 мг/л, а ароматических углеродов – с 2,6 до 34 мг/л.

Отсюда следует, что концентрация нефтепродуктов может достигать больших концентраций.

На предприятиях промышленности метод очистки сточных вод определяется в зависимости от вида нефтехимических примесей. Компании по транспортировки нефти должны очищать выработанные сточные воды, а нефтепримеси отправляет на переработку. Тетраэтилсвинец удаляется только с добавлением реактивов. Разделяют сточные воды по группам нефтепродуктов и используют составные методы очистки, учитывая следующие правила:

  • следует стремиться к максимальному снижению количества сточных вод и содержание в них примесей;
  • нужно извлекать все примеси, которые в дальнейшем используются или перерабатываются;
  • стремятся к повторному применению очищенных вод в технологиях на производстве и водообеспечения предприятия.

Что бы определить более эффективный способ очистки, предварительно рассматривают несколько способов. При этом учитывают объем различных видов примесей и необходимое качество воды после очистки. Окончательный выбор учитывает экономическую целесообразность для очистки используемых водных масс, а так же существование очистных сооружений в районе.

Очистка сточных вод от нефтепродуктов должна:

  • максимально извлекать перерабатываемых примесей;
  • позволять повторное применение на производстве;
  • обеспечивать минимальные выбросы в природные водоемы.

Используются 3 вида очистных сооружений:

Нефтехранилища и станции по перекачке нефти по трубопроводам используют системы общего типа, при выбросах нефти в опасном объеме – локальные. Далее вода подается на очистные сооружения в районе или в близлежащие водоемы – зависит от степени очистки.

Локальные системы очистки необходимы после технологических цехов, работающих с опасными химическими продуктами: происходит отделения химических веществ с используемой воды только после определенного участка, а не всего предприятия.

Общий тип очистных необходим для удаления нефтепродуктов из сточных вод всего предприятия. В него входит биологический, физико-химический и механический методы очистки.

Механические способы включают песколовки, отстойники, нефтеловушки и фильтрационные установки. Они все удаляют крупнодисперсных примесей. Физико-химические методы включают флотационные установки с химическими реактивами, использование коллоидных коагулянтов. Биологическая очистка использует биофильтры, аэротенки и биологические пруды.

Популярны реагентные методы: обратный осмос, осаждение, ионный обмен, адсорбция, флотация, фильтрование, флокуляция, коагуляция и т.д.

Районные очистные используют те же способы очистки, что и общие. Сточные воды после производства отправляются туда, если не содержат примесей, мешающих работе системы. Необходимо выполнение следующих значений:

  • количество взвешенных частиц до 500 мг/л;
  • отсутствуют трубозасоряющие примеси;
  • нет веществ, вступающих в реакцию с материалом труб;
  • газы и горючие вещества, которые могут взрываться;
  • отсутствует большое содержание веществ, мешающих биологической очистке;
  • максимальная температура – 40 градусов;
  • нет залповых выбросов с высокой концентрацией примесей.

Используют следующие способы очистки:

  • биологические;
  • химические (озонирование, хлорирование);
  • физико-химические (сорбция, коагуляция, флотация);
  • механические (фильтрование, центрифугирование, отстаивание).

Чаще всего это первый этап очистки. Механическая очистка способна очищать бытовые воды до 65%, а производственные – до 95%. Главная ее задача – подготовить воду к последующим методам обработки. Она является дешевым способом и всегда оправдана при очистке сточных вод.

Фильтрованием, отстаиванием или процеживанием удаляются крупные частицы различного происхождения.

Первым устанавливают процеживание сточных вод через множество сит с различным размером ячеек. Отстаивание действенно для удаления веществ с плотностью отличной от воды: тяжелые – выпадают на дно, легкие – поднимаются вверх. Песколовки построены на выпадения осадка. Нефтеловушки для очистки сточных вод, жироловки и маслоуловители отделяют всплывшие частицы.

Фильтрование эффективно для очистки от мелких частиц. Сточные воды пропускают через фильтр с фильтрующей массой из различных тканей, зернистых и химических материалов. Фильтрующий материал собирает на своей активной поверхности всю взвесь.

Механического способа хватает только при условии, что отфильтрованная вода может повторно поступать на нужды предприятия или впускаться в водоемы. В других случаях метод механической очистки воды является только первой ступенью все очистительной системы.

В песколовках остаются примеси от 200 мкм. При их отсутствии весь песок будет задержан последующими способами очистки, что значительно усложняет их работу.

Песколовки работают на разности движений тяжелых частиц в воде. Они бывают горизонтальные, вертикальные, круговые, прямолинейные, с поступательно-вращательным движением. В названиях видов песколовок отражено направление движения вод. На выбор конструкции влияет объем подаваемой воды и количество примесей.

На практике наиболее действенными на нефтебазах являются горизонтальный тип, который очищают раз в два дня с использованием гидроэлеватора.

Самый незатейливый и доступный способ очистки от крупнодисперсных частиц. На них начинает воздействовать сила гравитации планеты. Частицы всплывают вверх или оседать на дно.

На предприятиях нефтепереработки, нефтебаз и при передаче используют резервуары из стали или железобетона. Они исполняют роль накопителя, отстойника или буфера. Буфер необходим при неравномерном потоке воды. В резервуаре нефтепродукты начинают подниматься на поверхность, удаляется до 95%. Часто предприятие имеет несколько буферных резервуаров, работающих по очереди. Отстаивают 6-24 часа.

Перфорированные трубы удаляют осадок со дна. Поверхность очищают от всплывших нефтепродуктов, а чистую воду выкачивают.

Удаление примесей происходит во время движения воды. Водные массы постоянно находятся в движении: по вертикале или горизонтали.

Нефтеловушки для очистки сточных вод представляют собой горизонтальные отстойники. Это резервуар прямоугольной формы, высота которого 1-4 метра, ширина – 2,5-6 метров, длина – до 50 метров. Выпавшие примеси на дне убирается скребками, а потом насосами.

Высотные параметры отстойника влияют на время ожидания всплытия частиц. В нефтеловушках для очистки сточных вод трудно ускорить период очистки. Одновременно толщина слоя сточной воды прямопропорциональна скорости процесса. Соответственно при тонком слое частицы всплывают быстрее. Достоинством является минимальный расход строительного материала. Недостатком — дополнительные резервуары для удаления легко отделимых нефтепродуктов: связано это с плохой плавучестью нефтяных пятен.

Центрифуги и гидроциклоны работают на принципе оседания взвешенных частиц под воздействием центробежной силы. Тяжелые частицы отбрасываются к периферии гарвитацией, инерцией и сопротивлением. Различают напорные и безнапорные гидроциклоны.

В напорных гидроциклонах вода меняет свое движение и стремится к центру потока. Существует разные размеры гидроциклонов. Чем меньше диаметр, тем удаляются более мелкие примеси.

В безнапорных гидроциклонах вода подается по касательной в низ. Вода подается через верх. Нефтепленка скапливается в центре потока, а потом образуется конус из нефтепродуктов – его легко удалить.

Различают 2 вида центрифуг: отстойные и фильтрующие. Суспензия вращается в перфорированном барабане, по периметру которого натянута сетка или ткань. Примеси задерживаются на стенках, которые легко чистить после слива воды.

Требования к качеству воды все время растет. Это заставляет многие предприятия применять фильтры для очистки сточных вод. Фильтрование используется после отстойников. Работа основана на прилипании нефтепродуктов к активной поверхности фильтрующей массы.

Фильтры могут иметь различные загрузочные материалы: ткань, сетка, мембрана и т.д. Ткани используются для грубой очистки, а мембраны для молекулярной.

Фильтрующая масса может быть тканевой, сетчатой или полимерной. Их конструкция состоит из барабанов диаметром 1,5-3 метра, которые вертятся, а фильтрующий элемент закреплен. Их монтируют горизонтально. Вода поступает в барабан и проходит через фильтр. Движение обеспечивается разностью уровней воды внутри и снаружи системы.

Выделяют три группы:

  • зернистые фильтры на основе адгезии;
  • волокнистые фильтры на основе сорбции;
  • зернистые и волокнистые для удаления эмульгированных представителей нефтепродуктов.

В первых двух типах фильтрующие массы вбирают в себя нефтепродукты. Со временем они перенасыщаются ими и нуждаются в регенерации.

В третьем методе пленка скапливается, но не впитывается в фильтрующую массу. Со временем она не выдерживает и выпадает в форме капель на поверхность воды. Капли нефтепродуктов быстро и легко собираются.

Это новый способ удаления нефтепродуктов с использованием пенополиуретана, обладающего высокими эластичными свойствами. Средний размер его ячеек около миллиметра, а их плотность от 25 до 60 килограмм на кубический метр. Фильтрующий материал имеет большую пористость, гидрофобность, устойчив к механическим и физическим воздействиям. Перечисленные характеристики важны при работе с нефтепродуктами.

Загрузка из пенополиуретана пропитывается нефтью, а во время восстановления отжимается и возвращается на прежнее место.
Существует ряд недостатков фильтрования от нефтепродуктов:

  • образуются стойкие эмульсии, которые сложно утилизировать;
  • вода должна пройти предварительные степени очистки;

Она состоит из трех видов систем:

Дисперсные частицы вырастают за счет различных реакций. Благодаря этим свойствам можно значительно ускорить оседание эмульгированных и тонкодисперсных примесей. Удаляемые частицы могут иметь размер до 100 микрометров. Коагуляционная очистка бывает естественной или с использованием коагулянтов. Из коагулянтов образуются металлические хлопья, быстро обседаемые на дно. Коллоидные частицы и коагулянты притягиваются за счет разных зарядов.

Образуются пузырьки с воздухом и скапливаются в форме пены, которую легко удалить.

Флотация распространена в очистке сточных вод.

Сначала образуется пузырек воздуха. Далее обеспечивают взаимодействие частицы и воздушного пузырька, а после они прилипают друг к другу и всплывают на поверхность. Контакты появляется благодаря однонаправленному движению водных и воздушных масс. Примеси разбросаны по всему объему водной массы, а совместное движение их с пузырьками способствует их сближению.

Следует строго следить за размером пузырьков: маленькие – не ухватят взвешенные частицы, а большие разъединят образовавшиеся пары и перемешивают воду при взрывании.

При сорбции твердые вещества (сорбенты) поглощают вещества из окружающей среды (сорбаты).

Один из наиболее действенных способов удаления органических соединений. Фильтрующий материал обязательно имеет повышенную пористость: уголь, зола, торф, некоторые виды глин и т.д.

Вид сорбента и схема очистки выбирается в зависимости от ряда факторов: метод очистки, место адсорбентов в общей схеме очистки, состав воды и т.д.

Химическая очистка базируется на окислительных реакциях: объединение вещества и кислорода. В процессе окисления изымаются электроны или ионы. Популярными являются хлорирование и озонирование.

В процессе хлорирования вода обезвреживается хлором и его соединениями. Удаляются органика и неорганические соединения.

Благодаря высоким свойствам окисляться при нормальной температуре происходит одновременное обезвреживание с обесцвечиванием, дезодорацией и обогащением кислородом.

Способность растворения озона растет с повышением рН и температуры. Озон чаще всего получают воздействием на воздух высоким зарядом.

Озонирование не влияет на солевой состав воды, отсутствуют загрязнения продуктами распада, а процесс можно полностью автоматизировать.

Предыдущие способы очистки не способны полностью удалить все органические примеси в сточной воде. Их дополняют биологическим методом.

Многие микроорганизмы питаются органикой из сточных вод. Биологическая очистка превращает органические соединения в безопасные продукты окисления. В очистных сооружениях развиваются простые микроорганизмы и бактерии.

Нужно разбираться в физиологии микроорганизма. Все они имеют свой обмен веществ: питательные вещества усваиваются, а продукты жизнедеятельности выделяются. Микроорганизмы живут за счет дыхания и питания.

Шунгитова порода способна обеспечить очистку сточных вод от нефтепродуктов для рыбхозяйственных водоемов. Хорошим эффектом обладает угольная сорбция. В ней используются активные виды угля, которые имеют высокую стоимость.

Одним из проблем очистки воды является замена синтетических фильтрующих наполнителей наиболее дешевыми материала природного происхождения. Шунгитова порода более чем на половину состоит из оксида кремния, четвертую ее часть составляет углерод, а остальное – оксид алюминия и другие примеси. Шунгитовой породой богата Карелия.

Эксперименты показывают эффективность использования породы в двойных фильтрах: удаление плавающих и растворенных нефтепродуктов. Шунгитова порода обладает алюмосиликатный каркас и высокий удельный весом. Поверхность ее обладает сорбционно-активным углеродным слоем. Даже при длительном периоде работы (более года) эффективность очистки значительно не снижается.

Сегодня до 7% всего объема нефти безвозвратно уходит в загрязнения. Для промывки оборудования и контейнеров из-по нефти обрабатываются паром или горячей водой до 90 градусов с использованием чистящих средств. Предприятия вынуждены собирать и утилизировать эту воду. Некоторые из них просто сливают ее в водоемы без очистки или городские канализации. Страдает окружающая природа и местное население. Проблема чистоты воздуха и воды на нашей планете уже стала обязательной темой многих ежегодных форумов во всем мире.

источник

Министерство образования РФ

Вятский государственный университет

Кафедра промышленной экологии и безопасности

МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Выполнил студент группы ______ _______________/____________/

Работа защищена с оценкой «_______________» «______» ____________2003г.

1. Характеристика загрязненности воды нефтью 5

2. Выбор способа очистки нефтесодержащих сточных вод 6

3. Методы очистки промышленных сточных вод от нефтепродуктов 8

3.1 Механическая очистка 8

3.1.2.1 Статические отстойники 10

3.1.2.2 Динамические отстойники 11

3.1.2.3 Тонкослойные отстойники 12

3.1.3.1 Напорные гидроциклоны 14

3.1.3.2 Безнапорные гидроциклоны 14

3.1.4.2 Каркасные фильтры 17

3.1.4.3 Фильтры с эластичной загрузкой 18

3.2 Физико-химическая очистка 18

3.4 Биологическая очистка 24

4 Очистка сточных вод нефтебаз 26

4.1 Особенности состава сточных вод нефтебаз 26

4.2 Технология очистки сточных вод нефтебаз 27

4.3 Очистка от тетраэтилсвинца 28

5 Установка доочистки сточных вод от нефтепродуктов 29

6 Новые технологии очистки от нефтяных загрязнений 31

Приложение А (справочное). Библиографический список 34

Основными источникамизагрязнений нефтью и нефтепродуктами являются добывающие предприятия, системы перекачки и транспортировки, нефтяные терминалы и нефтебазы, хранилища нефтепродуктов, железнодорожный транспорт, речные и морские нефтеналивные танкеры, автозаправочные комплексы и станции. Объемы отходов нефтепродуктов и нефтезагрязнений, скопившиеся на отдельных объектах, составляют десятки и сотни тысяч кубометров. Значительное число хранилищ нефтешламов и отходов, построенных с начала 50-х годов, превратилось из средства предотвращения нефтезагрязнений в постоянно действующий источник таких загрязнений.

Наиболее широко распространенными загрязнителями сточных вод являются нефтепродукты – неидентифицированная группа углеводородов нефти, мазута, керосина, масел и их примесей, которые вследствие их высокой токсичности, принадлежат, по данным ЮНЕСКО, к числу десяти наиболее опасных загрязнителей окружающей среды. Нефтепродукты могут находиться в растворах в эмульгированном, растворенном виде и образовывать на поверхности плавающий слой.

Основные вопросы защиты окружающей среды необходимо решать на основе следующих принципов:

· форма и масштабы человеческой деятельности должны быть соизмеримы с запасами невозобновляемых природных ресурсов;

· неизбежные отходы производства должны попасть в окружающую среду в форме и концентрации, безвредных для жизни. Особенно это относится к водным ресурсам.

Природная вода — не только источник водоснабжения и транспортное средство, но и среда обитания животных и растений. Круговорот воды в природе создает необходимые условия для жизни человечества на Земле.

Происхождение воды на земле связано с происхождением самой Земли. Существует две гипотезы образования воды на Земле. В первом случае это существование готовых молекул воды в газопылевом облаке, из которого произошла Земля и которое наблюдается в кометах и метеоритах сегодня. Во втором случае вода образовалась из водорода и кислорода после конденсации газопылевого облака в планету Земля. Впоследствии при повышении температуры недр Земли и их дегазации, а также в процессе миграции водорода и кислорода из центральной части планеты к периферии и химических реакций образовались молекулы воды.

Происхождение воды, ее первичное образование как растворителя и ее миграция представляют единое целое в изучении природной воды.

Одним из невосполнимых природных ресурсов является нефть, которая в процессе добычи, транспорта, переработки и потребления постоянно соприкасается с окружающей средой и загрязняет ее, особенно воду.

В настоящее время защита окружающей среды от нефтесодержащих сточных вод — одна из главных задач. Мероприятия, направленные на очистку воды от нефти, помогут сберечь определенные количества нефти и сохранить чистым воздушный и водный бассейны. На земном шаре много воды, но чистой пресной воды очень мало. Круговорот воды в природе создает необходимые условия для существования человечества на земле.

Для правильного подхода к решению актуальных задач в области окружающей среды необходимы определенные знания в этой области. Учебные программы, разработанные во многих университетах и институтах можно разбить на две крупные группы:

— решение экологических вопросов в политическом, юридическом, экономическом и других гуманитарных направлениях;

— решение экологических вопросов в техническом аспекте, где решаются общетехнические задачи или частные задачи отдельной или близких отраслей промышленности.

1 Характеристика загрязненности воды нефтью

Методы очистки сточных вод выбирают в зависимости от их вида: бытовые, промышленные и дождевые.

Сточные воды нефтяной и нефтехимической промышленности содержат нефть, нефтепродукты и различные химические вещества (тетраэтилсвинец, фенолы и др.). Эти сточные воды можно классифицировать следующим образом:

Таблица 1 — Классификация сточных вод.

Сточные воды
Технологические процессы, связанные с получением сточных вод Методы вторичного использования вод и извлечение из них полезных веществ Дисперсный состав загрязнителя
свободные и связанные, воды содержащиеся в сырье и исходных продуктах нерастворимые примеси с частицами 10 -5 — 10 -4 м и более
промывные воды коллоидные растворы
водные экстракты и адсорбционные жидкости растворенные газы и молекулярно — растворимые органические вещества
охлаждающие жидкости электролиты
технические воды
дождевые и талые воды с территории потенциальных загрязнителей

Два первых направления классификации не позволяют систематизировать примеси сточных вод для последующей разработки принципов выбора эффективных систем очистки. Третье направление классификации с этой точки зрения является более подходящим. Его сущность заключается в том, что все сточные воды делятся по дисперсионному составу загрязняющего вещества на четыре группы.

Классификация третьей группы позволяет для каждой из выше перечисленных групп предложить определенные методы очистки воды.

До недавнего времени количество растворенной нефти в воде практически не рассматривали. Современные исследования дают возможность судить о растворимости разных нефтепродуктов в воде в зависимости от различных факторов.

При непродолжительности контакта нефтепродуктов с водой без перемешивания последних количество нефтепродуктов, перешедших в воду, с увеличением времени возрастает. С увеличением контакта от 2 до 120 часов количество нефти в воде возрастает от 0,2 до 1,4 мг/л, дизельного топлива — от 0,2 до 0,8 мг/л, а растворимость бензинов зависит не только от времени, но и от метильных и метиленовых групп углеводородов, входящих в состав бензина. Для метильных и метиленовых групп концентрация бензина А76 в воде при контакте от 2 до 120 часов увеличивается от 1,4 до 11,9 мг/л, а для ароматических углеводородов при тех же параметрах в бензине А76 — от 2,6 до 34 мг/л.

Как следует из предыдущих примеров количество растворенных нефтепродуктов в воде довольно значительно.

2 Выбор способа очистки нефтесодержащих сточных вод

На нефтетранспортных предприятиях сбор сточных вод и их очистку ведут в зависимости от нефтехимических примесей и способов их очистки. В сточных водах нефтетранспортных предприятий находятся нефть и нефтепродукты, которые после отделения от воды можно использовать в народном хозяйстве. Химические примеси, как, например, тетраэтилсвинец, отделяют специальными химическими методами. В этом случае целесообразно применять раздельный сбор сточных вод и комбинированную систему очистки.

При выборе системы сбора и очистки сточных вод руководствуются следующими основными положениями:

— необходимостью максимального уменьшения количества сточных вод и снижения содержания в них примесей;

— возможностью извлечения из сточных вод ценных примесей и их последующей утилизации;

— повторным использованием сточных вод (исходных и очищенных) в технологических процессах и системах оборотного водоснабжения.

Имея данные по расходам сточных вод, их подробную характеристику, в том числе и по содержанию примесей, а также требования к очищенной воде, по схеме можно отобрать для проверки несколько методов. На основании экспериментальных исследований с учетом технико-экономических показателей выбирают оптимальный метод очистки сточных вод.

Выбор метода очистки сточных вод предприятий зависит от многих факторов: количество сточных вод различных видов, их расходы, возможность и экономическая целесообразность извлечения примесей из сточных вод, требования к качеству очищенной воды при ее использовании для повторного и оборотного водоснабжения и сброса в водоем, мощность водоема, наличие районных или городских очистных сооружений.

Очистка нефтесодержащих сточных вод должна обеспечивать:

— максимальное извлечение ценных примесей для использования их по назначению;

источник

Читайте также:  Взвешенные частицы в воде анализ