Очистка воды от нефтепродуктов: способы очищения стоков

Нефть, попадая в водоем, затягивает водные пространства плотным слоем, не допуская проникновение кислорода воздуха в объем акватории.

Она содержит в своем составе токсичные компоненты, оказывающие разрушительное воздействие уже в небольших концентрациях. В результате чего, гидробионты затормаживают свое нормальное существование, прекращается их размножение. Для человека опасно содержание нефти в питьевой воде.

Нефтепродукты в производственных сбросах представлены разнообразными составляющими:

• в виде плавающей пленки
• в эмульсионном виде
• растворенными формами.

Изъятие каждой из выше перечисленных групп из сточных вод происходит определенным методом, а наибольший эффект очистки достигается их совокупностью. Чтобы подобрать оптимальное технологическое оборудование необходим тщательный анализ конкретного стока.

Важное значение имеют:

• расход очищаемой жидкости
• исходное содержание нефтепродуктов
• нормативы очистки

Основную массу нефтезагрязнителей в сточные воды превносят транспортные средства, нефтеперерабатывающие и машиностроительные заводы, производства химизделий. Поскольку образование на них нефтепродуктов и их сброс в стоки доходит до высоких значений, то на таких предприятиях обязательна установка дополнительной предочистки – локальных очистных сооружений, типа нефтеловушек.

Оптимальные габариты таких конструкций просчитываются исходя из концентраций н/п в сточных водах и их расчетных расходов.

Также необходимо учитывать источник образования данных загрязнителей, ведь, к примеру, ливневые воды характеризуются слабыми концентрациями загрязняющих веществ, но большими объемами, а талые, наоборот, — высоким содержанием примесей, но малыми производительностями.

Работа нефтеуловителей происходит по принципу осаждения крупных включений на дно резервуара и всплытия легких фракций на поверхность воды.

Такие отстойники специального назначения  подразделяются на статические и динамические. Установки первого вида выполняют роль накопительной емкости, где период выдержки обрабатываемой жидкости может достигать одних суток. У подвижного типа отстойников старые порции воды постепенно сменяются новыми и примеси по мере движения жидкости отделяются от нее.

Обычно динамический осветлитель представляет собой емкость, разделенную перегородками на несколько секций. Одна секция служит для удаления тяжелых примесей, а другая — для легкой нефтегрязи.

 Для получения хорошего результата работы такого рода сооружений время пребывание в них жидкости должно составлять до 2 и более часов, что влияет на площадь, занимаемую установкой.

Поэтому, в настоящее время, распространение получили  осветлители с тонкослойными блоками, которые состоят из расположенных под определенным углом (50-600) пластин. Установка блока позволяет создать ламинарный режим движения и равномерное распределение потока по всей длине резервуара.

Кроме того, выбирается специальный материал пластин, позволяющий частицам нефтепродуктов прилипать к его поверхности, а воде отталкиваться от него.

Постепенно частицы нефти соединяются между собой на пластинах, укрупняются, отделяются от них и поднимаются на поверхность воды, где их уже легко изъять и выгрузить в нефтесборник.

На этом предварительном этапе удаляются неэмульгированные нефтяные примеси.

Нефтяные эмульсии с водой образуются зачастую из-за присутствия синтетических поверхностно-активных веществ. СПАВ изменяют структуру воды, снижая ее поверхностное натяжение. На поверхность воды адсорбируются ПАВ, в ходе чего образуется заряд, который притягивает частицы нефти.

Удалить такие соединения только лишь отстаиванием очень проблематично. Наибольший эффект дает ввод специальных реагентов перед осаждением, в результате которого происходит нарушение устойчивой структуры эмульсий.

Также дестабилизация эмульгированной смеси происходит за счет присоединения частичек загрязняющих веществ к поднимающимся вверх пузырькам воздуха во флотационной установке.

Кроме того, флотация требует гораздо меньше времени для изъятия загрязнений, по-сравнению с реагентной обработкой и отстаиванием, что способствует значительному снижению производственных объемов.

Существуют несколько вариантов организации работы флотационных установок: напорный, импеллерный, вакуумный. Эффективность очистки в них стоков с одним и тем же составом может сильно разниться.

Повышенное содержание в СВ эмульгированных фракций требует создания очень мелких пузырьков воздуха и обязательную реагентную обработку коагулянтом. Крупные примеси могут удаляться и без добавления реагента в присутствии более значительных пузырей воздуха.

Т.О., при высоком содержании гидрофобных загрязнителей для удаления их из жидкости необходимо создание интенсивного вихревого потока, при котором струя разделяется на многочисленные пузырьки. Такое движение создается на импеллерных флотационных установках, где основным рабочим элементом является импеллер.

Изменяя скорость его вращения можно создавать газовую смесь различной крупности. Однако, при наличии большой турбулентности обусловленной высокими скоростями вращения возможен распад образовавшихся агрегатированных частиц, поэтому зачастую эффективность очистки на таких установках небольшая. Вакуумная флотация также применяется довольно редко, т.к.

характеризуется недостаточным уровнем насыщения очищаемой воды воздухом.

Поэтому для достижения технической и экономической целесообразности режима изъятия нефтесодержащих примесей рекомендована организация напорной флотации в две ступени.

Данная установка состоит из:

• резервуара для обогащения воды воздухом – сатуратора
• емкости, в которой при сбросе давления до атмосферного, выделяются воздушные агрегаты – флотационная камера (ФК)
• эжектора – служит для организации подачи воздуха во ФК
• трубчатого смесителя, в нем очищаемая жидкость смешивается с рабочими растворами реагентов
• реагентное хозяйство – используются коагулянты и флокулянты

Загрязненные стоки направляются во флотационную емкость, куда также идет подача рециркулируемой массы воды, насыщенной воздухом. Нефтепродукты, присутствующие во всем объеме стоков, при столкновении с пузырьками, агрегируют на их поверхности и всплывают вверх. Далее скребковым механизмом выводятся в емкость-шламосборник.

После флотационной обработки для доочистки от растворенных и тонкодиспергированных нефтепродуктов применяются биологические методы – аэротенки I и II ступеней.

На первой ступени сложные углеводороды нефти при биоочистки превращаются в спирты, альдегиды, кислоты. А на второй – они перерабатываются до простых веществ – углекислоты и воды. Часть расходуется на образование новых клеток активного ила.

Аэротенки, разработанные ООО «НПО «Агростройсервис» представляют собой цилиндрические вертикальные емкости. В них размещено специальное оборудование, обеспечивающее биоразложение соединений нефти.

Непрерывное развитие активной иммобилизованной биомассы микроорганизмов ила, адаптированной к переработке высокомолекулярных сложных углеводородов, протекает на технологической загрузке. Отстойные зоны блоков оборудованы тонкослойными модулями и эрлифтами, обеспечивающими рециркуляцию активного ила – взвешенной формы.

Наличие биологически прикрепленной и взвешенной активной биомассы создает условия для эффективного и устойчивого процесса удаления нефтепродуктов из сточных сливов.

Установленные в аэробной зоне микропористые полимерные аэраторы насыщают иловую смесь в этой зоне растворенным кислородом и обеспечивают эффективное перемешивание активного ила и сточных вод с непрерывной рециркуляцией иловой смеси в кассетах с затопленной технологической загрузкой.

На биологии эффективно удаляются нефтепродукты в концентрациях, не превышающих ориентировочно 15,0 мг/дм3, при этом очистка осуществляется на 70%.

При необходимости доведения содержания нефти на выходе до норм рыбохозяйственного назначения на заключительной ступени важна установка фильтров с песчаной загрузкой или с адсорбционным материалом в виде активного угля.

Доочистка обрабатываемой жидкости

В качестве доочистки стоков от трудноокисляемых НП широкое применение нашли методы фильтрации через:

• песчание загрузки, наиболее широко применяемый кварцевый песок размерами фракций 1-2 мм
• сорбенты

• В качестве сорбента хорошо зарекомендовали себя угольные загрузки типа МИУ-С (мезопористый ископаемый).
• Эффект изъятия на них составляет 60-70%.
• Сущность способа удаления заключается в прилипании нефтяных частичек к адсорбционному наполнителю.

Причем технология изъятия ЗВ на фильтровальных сооружениях состоит в тесной связи с восстановлением их фильтрующей способности, заключающейся в периодической регенерации загрузки от накопившихся в ней примесей. В этих целях применяется водо-воздушная промывка.

Поэтому в технологическую схему обработки стоков от нефтепродуктов до норм сброса в водоемы должна дополнительно включаться установка промывки, а воздуходувки подобраны с учотом затрат воздуха на взрыхление фильтрующего слоя.

ООО «НПО «Агростройсервис» 07.04.2018

Источник: https://acs-nnov.ru/ochistka-stochnyh-vod-ot-nefteproduktov.html

Основные способы очистки сточной воды от нефтепродуктов

• 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.

Стадия отстаивания

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:

• песколовок;
• мазутоловок;
• бензоловок.

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.

Процесс центрифугирования

Водный поток под давлением направляется в аппарат.

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

Внимание! Коэффициент полезного действия при таком способе очистки составляет до 70%.

Механическая фильтрация

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.

Виды физико-химических методов удаления нефтесодержащих продуктов

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

Наибольшее распространение получили:

• флотация;
• сорбция;
• коагуляция.

Удаление при помощи флотационных пузырей

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.

Важно. Уровень очистки от нефтепродуктов при флотации может достигать 98%. Способ считается быстрым, не дорогим и достаточно эффективным.

Сорбционное удаление

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.

Интересно. Показатель удельной поверхности некоторых видов активированного угля достигает 1,5 тысячи кв. метров на 1 грамм.

Метод коагуляции

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.

Устранение загрязнений, содержащих нефть методами химического воздействия

1. 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.
2. Как правило, продукты таких реакций выпадают в осадок и удаляются из стоков механическим способом.

3. 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.

Справка.

Применение методов химической очистки позволяет извлечь из обрабатываемых стоков до 98% содержащихся в них нефтепродуктов.

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.

Биологические методы

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.

Справка. С целью активизации процесса очистки применяется искусственная аэрация — принудительное насыщение стоков кислородом в специализированных сооружениях — аэротенках и окситенках. Последние представляют собой усовершенствованные версии биологических фильтров.

Схемы

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

Интересное видео

Предлагаем посмотреть видео-сюжет по теме:

Заключение

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

Источник: https://o-vode.net/ochistka/stochnye/ot-nefteproduktov

Методы очистки сточных вод: обзор основных способов

Сброс в окружающую среду бытовых и промышленных стоков без предварительной обработки повлек бы за собой настоящую экологическую катастрофу.

Поскольку химический состав отходов по мере развития технологий становится все более разнообразным и агрессивным, методы очистки сточных вод постоянно совершенствуются.

Классификация

Из-за большого разнообразия растворимых и нерастворимых загрязнителей в сточных водах создать универсальный способ их обезвреживания и удаления не представляется возможным.

Поэтому на очистных сооружениях применяют целый набор приемов, каждый из которых ориентирован на работу с той или иной группой веществ.

Все эти приемы можно разделить на несколько категорий:

1. Механические.
2. Химические.
3. Биологические и биохимические.
4. Физико-химические.

Каждая из перечисленных технологий очистки включает в себя несколько ступеней, требующих применения определенных технических устройств, химикатов и биологически активных препаратов.

Способы очистки сточных вод

Рассмотрим подробнее, как именно осуществляется обезвреживание сточных масс. Физико-химические  и другие методы очистки сточных вод смотрите ниже.

Химические методы очистки сточных вод

Основаны на применении химикатов, результатом чего становится один из трех процессов:

1. Нейтрализация: данный метод призван обезвреживать кислоты и щелочи путем преобразования их в безопасные вещества. С такими загрязнителями приходится иметь дело при очистке стоков промышленных предприятий. Если в наличии имеются и кислотные, и щелочные стоки, их можно нейтрализовать путем простого смешивания. Для нейтрализации кислотных вод применяют щелочные отходы, едкий натр, соду, мел и известняк. Для реализации данного метода на предприятиях устанавливают фильтры и различные устройства.
2. Окисление: окислению подвергают те виды загрязнений, которые невозможно обезвредить другими способами. В качестве окислителей применяют кислород, бихромат и перманганат калия, гипохлорит натрия и кальция, хлорную известь и другие реагенты.
3. Восстановление: с помощью данного метода можно обезвредить соединения хрома, ртути, мышьяка и некоторых других элементов, которые являются легковосстанавливаемыми. В роли реагентов выступают диоксид серы, гидросульфит натрия, водород и сульфат железа.

Промышленная очистка воды

Обеззараживание очищенной воды осуществляют при помощи газообразного хлора или хлорной извести.

Биохимические

В рамках данной методики помимо химических реагентов применяют различные микроорганизмы, употребляющие органические загрязнения в качестве пищи. Очистные станции, работа которых основана на этом принципе, можно разделить на две группы:

1. Работающие в естественных условиях: могут представлять собой водоемы (биопруды), либо «сухопутные» сооружения (поле орошения и поле фильтрации), в которых происходит почвенная доочистка стоков. Такие станции обладают низкой эффективностью, требуют больших площадей и сильно зависят от климатических факторов.
2. Работающие в искусственных условиях: создавая искусственным путем более комфортные для микроорганизмов условия, результативность очистки удается значительно увеличить.

Сооружения, входящие в последнюю категорию, делятся на три типа:

• аэротенки;
• биофильтры;
• аэрофильтры.

Анаэробная система очистки с последующей очисткой МБР

Биофильтр – это установка, в которой имеется фильтрующая засыпка из керамзита, шлака, гравия или аналогичного материала. Колонии микроорганизмов образуют на нем пленку.

Аэрофильтр устроен аналогичным образом, но в нем предусмотрена принудительная подача воздуха в фильтрующий слой. Это позволяет увеличить его мощность до 4-х м и сделать процессы окисления значительно более интенсивными.

В аэротенках полезная биомасса существует в виде активного ила, который с помощью различных механических устройств перемешивается с поступающими стоками в однородную массу.

Биологические

Наиболее производительными являются аэробные микроорганизмы, для жизнедеятельности которых необходим кислород.

Если они работают в сооружении с искусственными условиями, либо в биопруду, в стоки приходится закачивать с помощью компрессора воздух. Менее затратными, но и менее производительными являются анаэробные бактерии, которые кислород не используют.

Чтобы поднять степень биологической фильтрации, переработанные стоки подвергают доочистке. В большинстве случаев для этого применяют многослойные песчаные фильтры или так называемые контактные осветлители. В редких случаях используют микрофильтры.

• Если стоки содержат трудноокисляемые вещества, их можно отфильтровать с помощью активированного угля или другого сорбента, либо прибегнуть к химическому окислению, например, с помощью озона.
• В ходе очистки биологическим методом вода избавляется от токсичных веществ, но насыщается фосфором и аммонийным азотом.
• Если такую воду сбросить в естественный водоем, эти элементы спровоцируют «демографический взрыв» среди водорослей (фосфор в количестве 1 мг обеспечивает появление 115-ти мг биомассы), что нежелательно для экосистемы водоема.

Биологическая очистка воды на предприятии

Для удаления азота применяют два способа:

1. Физико-химический: воду подвергают известкованию, за счет чего ее рН увеличивается до 10 – 11 единиц. Образующийся при этом аммиак выводят в градирнях при помощи отдувки воздухом.
2. Биологический.

Биологический метод осуществляется поэтапно:

• Сначала при помощи особых бактерий в аэротенке происходит нитрификация очищенной воды.
• Далее жидкость поступает в герметично закрытую емкость – денитрификатор, где находящиеся без доступа воздуха бактерии разрушают молекулы нитритов и нитратов (выделяется молекулярный азот) путем отщепления от них необходимого для жизнедеятельности кислорода.

Для удаления фосфора в воду добавляют известь, а также соли алюминия или железа. Фосфор вступает в реакцию, в результате которой образуются выпадающие в осадок соединения.

Физико-химические методы очистки

В данную категорию входят следующие способы:

1. Коагуляция: в стоки добавляют особые реагенты – так называемые коагулянты и флокулянты. Их действие сопровождается различными эффектами: растворимые загрязнители могут превратиться в нерастворимые хлопья, удаляемые путем процеживания; опасные компоненты распадаются на безопасные; реакция сточных масс меняется, например, с кислотной на нейтральную.
2. Ионообменный метод: чаще всего применяется с целью умягчения воды. Суть метода состоит в замене «нежелательных» ионов (в случае умягчения – магния и кальция) «безобидными», например, натрия.
3. Флотация: метод очистки сточных вод направлен на выделение нефтепродуктов. В сточные массы подается воздух, образующий множество пузырьков. Частички нефтепродуктов имеют свойство прилипать к таким пузырькам, вследствие чего они оказываются на поверхности в виде пены. Ее можно удалить посредством специальных скребков либо путем поднятия уровня воды – при этом пена сама стечет в приемный лоток.

Процесс физико-химической очистки воды

1. Если загрязнители не обладают достаточной «прилипчивостью», ее стимулируют путем введения специальных реагентов.
2. Существует несколько разновидностей флотации: напорная, механическая, биологическая, пенная, пневматическая.
3. Кроме указанных методов в рамках физико-химической очистки применяют обратный осмос, выпаривание, экстракцию и многое другое.

Механические и физические методы

Механическим способом избавляются от нерастворимых включений. В большинстве случаев эта стадия является предварительной и используется в сочетании с другими видами очистки. Данная методика включает три этапа.

Отстаивание

Также часто называют гравитационной очисткой. В ходе отстаивания примеси с большей, чем у воды, плотностью собираются на дне, а легкие – всплывают.

К последним относятся многие примеси, характерные для стоков промышленных предприятий: масла (отстойник называют маслоуловителем), жиры (жироловушки), нефть (нефтеловушки) и смолы (смолоуловители).

Ранее отдельные жироловушки применялись и для очистки бытовых стоков, но сегодня их функция возложена на особые устройства, которыми оснащаются отстойники.

Для удаления песка и других взвесей минеральной природы применяют особую разновидность отстойников — песколовки. Они могут быть трубчатыми, статическими и динамическими.

Гравитационный отстойник

В силу особенностей технологии гравитационным методом очистки удается выделить только 80% примесей, поддающихся такой обработке.

В среднем это количество составляет всего 60% от общего объема нерастворенных примесей.

Чтобы сделать отстаивание более эффективным, применяют такие методы, как осветление при помощи взвешенного фильтра, биокоагуляцию и преарэрацию (бывает с избыточным илом или без него).

Содержащий большое количество яиц гельминтов и болезнетворных бактерий осадок подвергают доочистке при помощи анаэробных микроорганизмов в септиках и метантенках.

Процеживание

Для отсеивания крупных взвешенных частиц (плотность почти равна плотности воды) стоки процеживают через установленные на их пути решетки и сита.

Фильтрование

Метод аналогичен процеживанию, но направлен на удаление примесей более мелких фракций.

Вместо сит применяют тканевые, пористые или мелкозернистые фильтры.

Существуют специальные устройства – микропроцеживатели, представляющие собой оснащенный сеткой барабан. Отсеянные примеси смываются в бункер-уловитель струей воды, бьющей из специальных форсунок.

Видео на тему

[sticky-ad id=13532]

Источник: https://aquacomm.ru/vodosnabzenie/metody-ochistki-stochnyx-vod.html

Способы очистки нефтесодержащих сточных вод

Канализационные насосные станции

Ливнёвка

Блочно-модульная система очистки промстока

Блочно-модульная система очистки коммунального стока

При выборе технологии очистки конкретного стока определяющими факторами являются: расход стока, исходная концентрация нефтепродуктов и сопутствующих загрязнений, требования к качеству очищенной воды по всем нормируемым загрязнениям. Следует отметить, что способы очистки нефтесодержащих стоков и их эффективность во многом зависят от методов транспортирования стоков от места образования до площадки очистных сооружений, т.к. в воде происходят изменения, существенно ухудшающие и усложняющие процессы очистки.

Таким образом, в зависимости от требований к качеству очищенной воды, а также целого ряда технико-экономических показателей выбирается технологическая схема очистки, основу которой составляет механическая обработка.

При этом в зависимости от конкретных условий используются гравитационные устройства разнообразных конструкций, а с целью повышения эффекта очистки может быть осуществлена предварительная или последующая очистка сточных вод.

Кроме отстаивания с использованием реагентов (коагулянтов, флокулянтов, их комбинации) или без них технология очистки может включать фильтрование, флотацию, сорбцию, центрифугирование, хлорирование или озонирование.

Механическая очистка нефтесодержащих сточных вод

Методы механической очистки, основанные на гравитационном разделении материалов, позволяют извлекать из сточных вод нефтепродукты, находящиеся в грубодисперсном (капельном) состоянии. Поэтому методы механической очистки применяются лишь совместно с другими, более тонкими.

Используемые для механической очистки стоков решетки, песколовки, нефтеловушки, отстойники и другие, как правило, задерживают основную массу сопутствующих загрязнений минерального происхождения (песок, земля и т.д.), защищая от износа и забивания последующие очистные устройства и сооружения.

Часть нефтепродуктов всплывает в виде пленки на поверхности воды, часть, покрывая грубодисперсные примеси, опускается на дно.

Песколовки, с помощью которых удаляются механические грубодисперсные примеси, а также часть нефтепродуктов, в технологических схемах очистки стоков располагаются между решетками и первичными отстойниками или нефтеловушками, обеспечивая их нормальную работу.

Конструктивно песколовки в зависимости от направления движения сточной воды подразделяются на горизонтальные и вертикальные. Они применяются при расходе сточных вод более 100 м3/ч.

При меньшем расходе очищаемых вод используют щелевые песколовки, эффективность которых ниже.

Горизонтальные и вертикальные песколовки задерживают 15-20% минеральных примесей из стоков. Удаление осадка из песколовки (кроме щелевой) производится гидроэлеватором. Нефтеловушки служат для улавливания из стоков основной массы нефтепродуктов (до 90-95%).

По конструктивному исполнению нефтеловушки могут быть горизонтальными, вертикальными, радиальными с дополнительными устройствами, позволяющими эффективно удалять как плавающие нефтепродукты с поверхности воды, так и осадок.

Наибольшее распространение, например, на нефтебазах, получили горизонтальные нефтеловушки.

Степень очистки сточных вод нефтепродуктов в горизонтальных ловушках составляет 60-70%. Для повышения эффективности работы нефтеловушек применяют тонкослойное отстаивание, когда в отстойной зоне располагают под углом 45-50° пакеты пластин с зазором 20- 100 мм. За счет уменьшения пути движения частиц нефтепродуктов сокращается время отстаивания.

При использовании многоярусных нефтеловушек степень очистки можно повысить до 98%.

В нашей стране все тонкослойные отстойники — нефтеловушки построены кустарным и полукустарным способом и имеют целый ряд серьезных недостатков, значительно уменьшающих их эффективность. В настоящее время имеется значительное количество отечественных и зарубежных патентов на конструкции и узлы тонкослойных отстойников, которые могут быть рекомендованы для промышленного применения.

Гидроциклоны для очистки сточных вод широко используются во многих технологических схемах. Очищаемая вода, поступая в гидроциклон через тангенциальный ввод, получает вращательное движение.

Под действием возникающей при этом центробежной силы, превосходящей силу тяжести в сотни и тысячи раз, частицы примесей отбрасываются во внешний нисходящий поток, который движется по спирали к нижнему разгрузочному отверстию.

Движение потока по спирали позволяет полнее использовать объем аппарата, поэтому гидроциклоны всегда меньше по объему по сравнению с отстойниками. Гидроциклоны бывают напорные, открытые и многоярусные.

Использование гидроциклонов в качестве первой ступени, например, для очистки сточных вод автохозяйств может значительно повысить компактность всей очистной схемы и облегчить ее эксплуатацию.

Фильтры. В ряде случаев фильтрование является единственным приемлемым способом очистки стоков. Фильтры бывают напорные и безнапорные, медленные (0,5 м/ч), скоростные (2­ 15 м/ч), сверхскоростные (25 м/ч); скоростные фильтры бывают одно- и многослойные.

В качестве фильтрующего материала применяют кварцевый песок, керамзит, графит, кокс, полимерные материалы (пенополистирол, пенополиуретан, синпон и др.), а также сетки, нетканые материалы на основе синтетических волокон и т.д.

При регенерации синтетических фильтрующих материалов удаляется до 95% адсорбированных нефтепродуктов.

Экономическая целесообразность фильтрования определяется продолжительностью работы фильтра между промывками, поэтому, как правило, фильтрование применяют после предварительной механической очистки сточных вод.

Источник: http://www.mediana-filter.ru/stoki_oil3.html

Современный взгляд на методы очистки сточных вод на нефтеперерабатывающих заводах и предприятиях

Кузнецова В. М., Овсянкина А. В. Современный взгляд на методы очистки сточных вод на нефтеперерабатывающих заводах и предприятиях // Молодой ученый. — 2017. — №32. — С. 4-9. — URL https://moluch.ru/archive/166/45361/ (дата обращения: 21.10.2019).



Защита окружающей среды и аналитическая проверка нефтесодержащих сточных вод — одно из главных мероприятий, проводимых по всему земному шару.

Известно, что 2017 год объявлен годом экологии в России, следовательно, все мероприятия, направленные на очистку сточных вод от нефтепродуктов, помогут нашей стране сохранить водяной и воздушный бассейны чистыми для будущих поколений.

Недостаточное внимание к вопросам очистки сточных вод от этих загрязнений может провести к тяжелым последствиям. Этого можно избежать, если очистные сооружения правильно эксплуатировать.

Ключевые слова: сточные воды, нефтепереработка, методы очистки сточных вод, экологическая проблема, эффективность очистки, сорбционный метод

Главными источниками загрязнений нефтью и нефтепродуктами являются добывающие предприятия. На каждом из заводов, объемы отходов нефтепродуктов составляют сотни тысяч кубометров.

Большинство хранилищ таких отходов уже на протяжении десятилетий стали настоящими источниками таких загрязнений [1].

Для того чтобы приступить к изучению методов очистки сточных вод, необходимо выделить несколько видов загрязнений сточных вод. (см. Схема 1) [2]

Рис. 1. Виды загрязнения сточных вод

Таблица 1

Характеристика природы загрязнения сточных вод

Природа загрязнения	Характеристика
Минеральная	Относятся песок, глинистые частицы, растворы солей, кислот, а также многие другие вещества, поступающие в сточные воды при отделении их от сырой нефти и в процессе переработки нефти.
Органическая	Нефть является основным органическим загрязнением пластовых вод, извлекаемых на поверхность при эксплуатации нефтяных месторождений. Повышенное содержание органических веществ в сточных водах получается также за счет попадания в них продуктов переработки нефти или реагентов, участвующих в технологическом процессе переработки нефти или газа.
Бактериальная	Представляют собой живые микроорганизмы: дрожжевые плесневые грибы, мелкие водоросли и бактерии, в том число и болезнетворные — возбудители брюшного тифа, дизентерии и др. Последний вид загрязнении свойственен в основном бытовым сточным водам.

• На территории нефтеперерабатывающих заводов существуют различные виды сточных вод: [3]
• 1) Производственные сточные воды образуются в результате переработки нефти;
• 2) Бытовые сточные воды поступают от умывальников, душей, уборных и смыва полов административных зданий и бытовых помещений;
• 3) Атмосферные воды образуются вследствие выпадения атмосферных осадков на проезды, площадки технологических установок и резервуарных парков, а также на другие площади заводской территории.

Безусловно, все сточные воды любого нефтеперерабатывающего завода подвергаются очистке, подбор оптимальных условий производится исходя из концентрации нефтепродуктов (мг/л), находящихся в сточной воде.

Концентрацию нефтепродуктов можно определить различными способами. Исходя из её определения, избираются дополнительные условия, помогающие повысить процент эффективности очистки.

На следующей схеме можно увидеть зависимость методов очистки сточных вод от концентрации, находящихся в ней нефтепродуктов. [4]

Рис. 2. Зависимость методов очистки сточных вод от концентрации нефтепродуктов

В зависимости от концентрации нефтепродуктов в сточных водах подбираются дополнительные условия, такие как скорость осаждения, скорость всплывания, эффективность очистки, продолжительность отстаивания. Для концентрации более 1000 мг/л скорость всплывания варьируется (0.5÷0.

3 мм/с), эффект очистки при использовании отстаивания и центробежного разделения менее 60 % нефтепродуктов. Флотация, коагуляция позволяет добиться более высоких результатов, эффективность очистки составляет 70–75 %, данное значение не является эталонным.

Поэтому большинство исследователей всё чаще обращаются к сорбционным методам, как к высокоэффективному и глубокому методу очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты.

Бесконечное увеличение водопотребления в нашей стране связано с развитием промышленности. При транспортировке, добыче нефти, то есть, любого антропогенного вмешательства, все чаще возникают катастрофы, которые угрожают всей окружающей среде, но и прежде всего здоровью человека.

Более 700 органических соединений на сегодняшний момент было идентифицировано, но это всего лишь 10–15 % от общего количества примесей.

[5] Для того чтобы очистить воду на нефтеперерабатывающем предприятии, не усложняя технологические схемы очистки, используют обработку воды сорбентами.

1. Данный метод имеет свои неоспоримые преимущества, по сравнению с остальными методами:
2. – Возможность адсорбции веществ из многокомпонентных смесей;
3. – Лучшая эффективность при малых концентрациях загрязнений сточных вод, по сравнению с другими методами очистки;
4. – Вероятное извлечение из сточных вод ценных растворенных веществ с их последующей утилизацией и использование очищенных сточных вод в системе оборотного водоснабжения промышленных предприятий.

Чаще всего на предприятиях используют сорбционные установки, состоящие из нескольких параллельно работающих секций, которые состоят из 3–5 последовательно расположенных фильтров. (см. рис. 3)

Рис. 3. Принципиальная схема сорбционной установки с последовательным введением сорбента: 1 — Резервуар с перемешивающим устройством; 2 — Отстойник для отделения обработанного сорбента

Для достижения высокого процента очистки воды с помощью сорбентов учитывают различные параметры: соотношение размеров адсорбируемых молекул, пор сорбента, оптимальная температуры процесса, концентрация примесей в воде.

Но для сокращения концентраций нефтепродуктов, играет многозначительную роль это- выбор сорбента. [6] При его выборе большое внимание уделяется сорбционным характеристикам, а также стоимости и доступности сорбента.

Сейчас в мире используется для очистки сточных вод более 200 сорбентов, их разделяют на две большие группы: природные и искусственные. (см. Таблица 2)

Таблица 2

Виды сорбентов, их преимущества инедостатки

Тип сорбента	Пример	Достоинства	Недостатки
Природные сорбенты	Цеолиты, сапропели, торфы. Новое направление: древесные опилки, кора осины, шелуха гречихи, отходы оливкового масла.	Низкая стоимость сорбента	Угроза вторичного загрязнения, уже сорбентами содержащих нефтепродукты.
Искусственные сорбенты	Волокнистые сорбенты, алюмосиликаты, перлит, стекловолокно	Высокая степень очистки	Дорогая стоимость сорбента, некоторые виды являются малодоступными для некоторых предприятий.

Углеродные сорбенты, которые относятся к искусственному типу, с каждым годом занимают всё более ведущие роли в очистке сточных вод от нефтепродуктов. Большое применение получили активированные угли, перлит, вспушенный и терморасширенные графиты.

Особое место среди искусственных сорбентов занимают волокнистые сорбенты, так как в них содержатся свободные пространства внутри макромолекул сорбента, ограниченного узлами полимерных цепей, поэтому они способны удерживать большое количество нефтепродуктов.

К ним относятся целлюлоза, активированное углеродное волокно «АКВАЛЕН» (патент США N 5,521,008). [7]

• На большинстве российских предприятиях интерес вызывают те сорбенты, которые являются отходами различных производств. Используя отходы различных производства, в качестве сорбентов, решаются сразу две важнейшие экологические проблемы:
• – очистка загрязненной воды
• – утилизация отходов

В качестве поглотителей нефтепродуктов широко используют отходы деревообрабатывающей и целлюлозной промышленности, растительные отходы костры, пакли, мха и лишайника.

Иногда, для того чтобы дочистить сточную воду на НПЗ, используют активированные угли.

Для того, чтобы собрать нефтепродукты учитывают следующие параметры, такие как, нефтепоглощение, водопоглощение и степень отжима нефти. (см. Таблица 3) [8]

Таблица 3

Свойства различных материалов для поглощения нефтепродуктов из сточных вод

Сорбент	Нефтепоглощение г/г	Водопоглощение г/г	Степень отжима нефти%
Природные органические материалы
Камышовая сечка: листья	6,1	4,6	31
Солома	4,1	4,3	36
Шелуха гречихи	3,5	2,2	44
Уголь измельченный	2	0,2	—
Кора сосны	0,3	0,8	0
Синтетические органические материалы
Поролон листовой	35,2	25,9	75–85
Синтепон	47	56	96
Лавсан (волокно)	13,2	4,3–13,9	63–80
Смола карбамидоформальдегидная в виде кусков	23,3	0,1	0
Смола карбамидоформальдегидная в виде порошка	39,6	0,1	60
Пенополистирол в гранулах	9,2	4,4	0
Волокно	7,0–10,0	6,0–11,0	81–91
Полипропилен в гранулах	1,6	0,8	0
Неорганические материалы
Никель вспененный	2,9	3,0	0
Стекловолокно	5,4	1,7	60
Модицированный графит	40,0–58,3	0,5–9,0	10–66
Перлит	5,1–7,1	0,4	0
Базальтовое волокно модифицированное	37	0,4	28

Из данной таблицы можно заметить, что каждый из сорбентов для очистки сточных вод имеет свои преимущества, но эталонного материала, который сможет сочетать в себе эффективность очистки, безопасность использования, а также отвечать всем экономическим соображениям, на сегодняшний момент времени не существует.

Для того чтобы выбрать сорбент для очистки сточных вод, необходимо всегда учитывать несколько факторов, в которые входят такие как масштаб загрязнения, стоимость сырья для получения сорбента. Высокоэффективный результат достигается при помощи поэтапной очистки с использованием различных материалов.

Одно из перспективных направлений является исследование и применение сорбентов на основе природных органических материалов. Такие сорбенты чаще всего не наносят ущербы окружающему миру, и они же решают проблему утилизации отходов.

Следовательно, использование современных методов очистки сточных вод на нефтеперерабатывающих предприятиях, а именно, использование сорбционного метода, помогает решить экологические проблемы, что в свою очередь повышает безопасность жизнедеятельности человека.

Литература:

1. Катин В. Д. К вопросу снижения и нормирования выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на НПЗ//Нефтепереработка и нефтехимия-2005.-№ 2.-С.45–48

Источник: https://moluch.ru/archive/166/45361/

Очистка от нефтепродуктов сточных вод электростанций

Эксплуатация любого типа электростанций (ГРЭС, ТЭС и АЭС) сопровождается образованием значительного количества сточных вод, загрязненных нефтепродуктами, мазутом и маслами. Удаление нефтепродуктов становится важной задачей, обеспечивающей нормальную работу водно-химических технологий.

Некоторые типы сточных вод содержат в себе до 1000 мг/л нефтепродуктов, причем в периоды аварийных и залповых выбросов концентрации нефтепродуктов в стоках еще выше.

При выпаривании загрязненной воды нефтепродукты загрязняют дистиллят, в котором их концентрация может достигать 10 мг/л. Главная задача используемых методов очистки замазученных сточных вод от нефтепродуктов — отделить от воды эмульгированные масла и нефтепродукты. Для этих целей оптимально подходит и широко используется группа гидромеханических методов очистки.

Гидромеханические методы включают в себя очистку в:

• песколовках,
• нефтеловушках,
• дополнительных прудах-отстойниках;
• разнообразных фильтрах.

Особенностью очистки нефтесодержащих стоков являются:

• малая растворимость в сточной воде;
• устойчивость к очистке методами биохимического окисления.

В силу этих причин электростанции вносят свой весомый вклад в загрязнение природных вод нефтепродуктами. Естественное биоразложение нефтепродуктов очень незначительно: при температуре воды 5°С концентрация нефтепродуктов уменьшается в течение недели лишь на 15%, а при температуре 20°С она уменьшается не более чем на 50%.

Обычные конструкции песколовки способны убрать из воды до 25% содержащихся нефтепродуктов — главным образом за счет совместного удаления нефти с механическими примесями.

В дальнейшем сточные воды поступают на отстаивание в специальные нефтеловушки. Эффективность нефтеловушек, используемых в настоящее время, невелика — содержание нефтепродуктов в них уменьшается лишь на 40-60%.

Наибольшую эффективность обеспечивают многосекционные пруды, где в каждой секции предусмотрены устройства для рассредоточенного впуска и слива воды. Пруды дополнительного отстаивания имеют глубину до 4 метров.

Выделенные на поверхность нефтепродукты с поверхности воды удаляются механическими методами или нефтесборными трубами.

Эмульгированные частицы нефти размером менее 100 микрон можно удалить из воды при помощи физико-химических методов.

Физико-химические методы включают в себя:

• флокуляцию,
• коагуляцию,
• адсорбцию,
• реагентную флотацию,
• озонирование.

В ходе физико-химических процессов из воды удаляются и другие растворенные загрязнения.

Известны зарубежные данные об использовании метода озонирования для очистки сточных вод электростанций от нефти и нефтепродуктов.

Эффективность очистки озонированием от нефтепродуктов определяется, в первую очередь, химическим составом загрязненных сточных вод. Применимость и эффективность этого метода должна оцениваться на основе пробных опытных данных по конкретному виду стоков.

К примеру, очистка сточной воды с начальным содержанием нефтепродуктов 20-35 мг/л и pH 5-8 при времени контакта с озоном 10 минут показала конечное содержание нефтепродуктов 2 мг/л. Озонирование показывает высокую эффективность очистки от нефтепродуктов в широком диапазоне значений pH (5,5- 8,5) и температуры (5-50°С).

Источник: https://www.vo-da.ru/articles/ochistka-nefteproduktov-elektrostantsiy/razlichnyie-metodyi-ochistki

Очистка воды от нефтепродуктов – главные методики

Нефтепродукты на сегодняшний день занимают одно из лидирующих мест среди самых распространенных источников, загрязняющих не только землю, но и воду.

Согласно статистическим данным ЮНЕСКО, все химические соединения, которые получаются из нефти или нефтяных газов, относятся к категории самых опасных загрязнителей для окружающей среды, существующих на планете.

Поэтому очистка воды от нефтепродуктов просто необходима современному обществу.

На данный момент существует достаточно много различных способов, предназначенных для очистки воды от нефтепродуктов, и при этом каждый из них имеет ряд своих как преимуществ перед другими, так и недостатков.

Чтобы выбрать наиболее подходящее оборудование, предназначенное для водоочистки от химических веществ, получаемых из нефти, необходимо ориентироваться на то, какой степенью или типом загрязнения обладает сточная вода. Среди существующих в настоящее время способов очистки загрязненной нефтепродуктами воды самыми эффективными являются следующие: механический, химический и биологический способ.

Сегодня они нашли довольно широкое применение на многих заправочных станциях, в мастерских технического обслуживания автомобилей, а также автомойках и паркингах. В таких очистительных системах механического типа действия применяются особые материалы, обладающие пористой структурой. Эти материалы используются в качестве фильтров водоочистки.

В данном случае принцип действия системы основан на прохождении загрязненной нефтепродуктами воды через поры фильтров, сквозь которые небольшие молекулы воды проходят дальше, а большие молекулы нефти, мазута или керосина остаются в фильтре.

Механическая очистка воды способна очистить воду только около от 60% химических веществ, содержащих нефть, поэтому в большинстве случаев этот метод считают подготовительным для проведения последующего очистительного процесса.

Суть химического метода очистки воды от нефтепродуктов заключается в добавлении в загрязненную воду специальных химических препаратов.

В процессе взаимодействия с загрязненной водой молекулы этих реагентов контактируют с нефтепродуктами, в результате чего образуется химическая реакция. В итоге нефтепродукты выпадают в осадок в виде веществ, не поддающихся растворению.

В большинстве случаев в качестве таких химических препаратов или другими словами реагентов используются поверхностно-активные вещества, а также различные водонефтяные эмульсии.

Кроме того достаточно эффективными являются и специальные адсорбенты, среди которых широкое применение нашел оксид алюминия. Благодаря химическому методу очистки воды можно достичь достаточно высокой степени удаления продуктов нефти, показатель которой может приблизиться к отметке 98%.

В современном мире наиболее передовым методом очистки воды является биологический способ. В основу такого способа фильтрации воды от нефтепродуктов (а также очистки воды для дома) входит применение специальных микроорганизмов, которые используют нефтепродукты как основной источник питания.

В процессе химической очистки воды от нефтепродуктов происходит реакция окисления углеводородов нефти, в результате чего в воде остаются только вещества, легко поддающиеся процессу разложения, и нетоксичные продукты, образовавшиеся по причине разложения нефти.

Благодаря химическому методу достигается максимальная степень очистки сточных вод, что и делает его на данный момент самым эффективным способом.

В итоге можно сделать вывод, с целью избегания лишних затрат, при выборе очистительного оборудования, в первую очередь, следует опираться на степень загрязнения воды.

Источник: https://www.bwt.ru/useful-info/ochistka-vody-ot-nefteproduktov-glavnye-metodiki/