Нефтеловушка для очистки сточных вод от нефтепродуктов

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 30 Апреля 2012 в 11:47, курсовая работа

Краткое описание

Цель проекта: рассмотреть аппараты для очистки сточных вод от нефти и нефтепродуктов. Выполнить расчет и чертежи нефтеловушки для очистки сточных вод.

Содержание

Введение
Глава 1 Сточные воды
1.1. Источники образования сточных вод ……..5
1.2. Показатели качества сточных вод 6
Глава 2 Методы очистки сточных вод от нефтепродуктов
2.1. Механические методы очистки сточных вод 10
2.2. Аппараты 12
2.3. Нефтеловушка 18
Глава 3 Петентно-реферативный поиск. Расчетная графическая часть
3.1. Патентно-реферативный поиск 25
3.2. Расчетно-графическая часть 30
Выводы 38
Литература 39

Вложенные файлы: 1 файл

КП ПиАЗОС Гилязова А.Ф..doc

— 508.50 Кб (Скачать файл)

При движении рабочего потока в ярусах выделяются мелкодисперсная нефть и взвешенные вещества. Капли нефти всплывают к верхним пластинам яруса, укрупняются и движутся вверх по образующей яруса к периферии, а затем поднимаются на поверхность воды.Осадок, выделяющийся в ярусе, по наклонным пластинам сползает к осевой части нефтеловушки. В пространстве между блоками осадок, свалившийся с пластин, оседает в лотке 14, из которого скребковым транспортером 13 перемещается в приямок. Так как выделенный осадок концентрируется практически по оси нефтеловушки, для сбора осадка предусматривают лоток трапецеидальной формы, что значительно упрощает конструкцию скребка и облегчает работу приводного механизма. Осадок, накопившийся в приямках, удаляется гидроэлеватором.

Задержанную в нефтеловушке нефть, как в первой, так и во второй зонах, удаляют через поворотные нефтеприемные трубы. Поток очищенной воды после полочных блоков проходит под полупогруженной перегородкой 8 и переливается через водослив 9 в водоотводящий лоток 10, из которого отводится за пределы очистных сооружений.

Рис. 12. Многоярусный отстойник-нефтеловушка  с перекрестным движением рабочего потока жидкости и выделенного осадка и нефти: 1 - приямок для осадка; 2 - впускное устройство; 3 - зона грубой очистки; 4 - распределительное устройство; 5 - зона тонкой очистки; 6 - ярусы; 7 - блок пластин; 8 - полупогруженная перегородка; 9 - водослив; 10 - водоприемный лоток; 11 - зазоры, перегораживаемые щитками; 12 – корпус; 13 – скребок; 14 – лоток.

При монтаже блоков в объеме нефтеловушки, работающей по перекрестной схеме, пластины соответствующих ярусов в соседних по длине блоках должны строго стыковаться между собой. Рекомендуется даже предусматривать выпуск пластин из каркаса блока. В этом случае пластины в соседних по длине блоках укладываются внахлест. Во всех конструкциях тонкослойных отстойников нефтеловушек пространства между рядом стоящими блоками в центральной части, а также между блоками и боковыми стенками перегораживают легкими съемными щитками, чтобы предотвратить попадание туда рабочего потока и гарантировать его движение только в ярусах.

Перекрестная схема отличается от противоточной более простой конструкцией распределительных устройств и лучшим гидравлическим режимом в межполочном пространстве. Однако при использовании перекрестной схемы для создания жесткости параллельных пластин, объединенных в блоки, требуется увеличивать толщину пластин, что приводит к возрастанию капитальных затрат, а устройство на пластинах гофр или ребер жесткости означает потери полезной высоты отстаивания. При противоточной схеме пространство между параллельными пластинами можно секционировать перегородками, которые увеличивают жесткость блока, и это позволяет изготавливать пластины из тонких листов (толщиной 0,2-0,45 мм). В таких блоках исходный поток делится на отдельные потоки, движущиеся в самостоятельных каналах. Такие отстойники за рубежом получили название трубчатых. Их преимущество заключается в том, что при одинаковых гидравлических нагрузках движение потока в них является более ламинарным, чем при перекрестноточной схеме, поэтому обеспечивается большая эффективность разделения.

При содержании в воде тяжелых нефтепродуктов ярусы тонкослойного отстойника любой конструкции могут постепенно забиваться шламом. Проектированию многоярусных нефтеловушек должны предшествовать экспериментальный выбор материала пластин и определение угла их наклона.

поверхности жидкости сгоняются к нефтесборной трубе вращающимся скребком. Радиальные нефтеловушки применяют вместо горизонтальных нефтеловушек дополнительного отстаивания. Для установки этих нефтеловушек требуются значительно меньшие площади, удаление всплывших нефтепродуктов и осадка в них полностью механизировано. Вследствие сокращения открытой поверхности и непрерывного удаления нефтепродуктов уменьшается загазованность территории.

Рис. 13. а – поперечный разрез; 1-коаксильно-козырьковый водораспределитель, 2-центральная опора, 3-приямок, 4-донные скребки, 5-ферма, 6-корпус, 7-погружные стенки, 8-водосборный лоток, 9-нефтесборные скребки, 10-центральный привод скребкового механизма, 11-ходовой мостик. 12-нефтесборный желоб, 13-трубопровод с брызгальными насадками, 14-шарнир, 15-противовес: I – сточная вода, II – очищенная вода, III – нефть; IV - шлам; б – различные стадии работы нефтесборных скребков.

 

Сточная вода поступает в центральную часть радиальной нефтеловушки по трубопроводу, расположенному под ее днищем. Для сбора осветленной воды в ловушке предусмотрен лоток с пропорциональным водосливом. Из сборного лотка вода поступает в выпускную камеру и далее на последующую очистку.

Равномерность распределения и малые скорости движения сточных вод способствуют всплыванию мелкодисперсных частиц нефтепродуктов размером до 50 мкм. Всплывшие нефтепродукты вращающимся скребком сгоняются к стационарно установленной нефтесборной трубе, по которой отводятся за пределы сооружения. Осевший нефтяной осадок сгребается механизированным вращающимся скребком к центральному приямку, откуда насосом перекачивается в шламонакопитель.

 

 

 

Глава 3

 

3.1 Патентно-реферативные исследования по нефтеловушке

 

п/п

Патент, название, год, номер

Область применения

Цель изобретения

Технический результат

Формула изобретения

1

Нефтеловушка-фильтр, 30.04.1995,

№ 2033971

Изобретение относится к устройствам для очистки сточных вод от взвешенных веществ и нефтепродуктов.

 

Повышение площади фильтрующего материала, а также обеспечение равномерного отвода отстоянной воды и улучшение условий удаления нефтепродуктов с поверхности воды.

Изобретение позволяет производить механический отжим фильтра с одновременной его промывкой очищенной водой или регенерационным раствором; повысить площадь фильтрующего материала; обеспечить равномерность отвода отстоянной воды из нефтеловушки при сравнительно высокой производительности фильтрации; улучшить условия удаления нефтепродуктов с поверхности зеркала воды нефтеловушки; обеспечить выгрузку осадка из нефтеловушки за счет гидростатического давления слоя жидкости и разрежения, создаваемого концентрическими сифонами; производить выгрузку осадка с разным гранулометрическим составом, что обеспечивает эффективность дальнейшей обработки осадка по его обезвоживанию; удалять из осадка газовые включения, которые могут быть на его частицах, за счет разрежения, создаваемого в концентрических сифонах при выгрузке осадка, что в дальнейшем улучшает условия сгущения осадка отстаиванием.

 

1. Нефтеловушка-фильтр, включающая в себя корпус, фильтр, узел выгрузки и бункер приема осадка, нефтеотводящий лоток, трубы подачи исходной воды, отличающаяся тем, что она снабжена системой регенерации фильтра, состоящей из размещенных на тележке с электроприводом концентрического сифона с отводной и всасывающей трубами и емкости регенерирующего раствора с трубой подачи его на фильтр, который выполнен в виде блочного упругого фильтрующего материала, размещенного между горизонтальными параллельными пластинами, установленными в торцевой стенке корпуса нефтеловушки, при этом всасывающая труба концентрического сифона и труба подачи регенерирующего раствора снабжены эксцентрично размещенными на них сетчатыми цилиндрами и вдавлены с противоположных сторон в фильтрующий материал, а корпус снабжен несколькими пирамидальными днищами.

2. Нефтеловушка-фильтр по п.1, отличающаяся тем, что узел выгрузки осадка выполнен в виде концентрических сифонов, всасывающие трубы которых размещены в нижних частях пирамидальных днищ, а отводящие соединены с бункером приема осадка.

3. Нефтеловушка-фильтр по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она снабжена средством сбора нефти с поверхности, соединенным с нефтеотводящим лотком и выполненным в виде размещенных на поверхности воды, заглушенных с торцов и имеющих снизу продольные прорези труб, между которыми закреплены продольные и сообщенный с ними с одной стороны поперечный треугольные лотки сбора нефтепродуктов.

 

2

Нефтеловушка, 10.10.1996, № 94043530

Изобретение относится к устройствам очистки механическими способами водостоков от нефтяных загрязнений.

Повышение эффективности, снижение энергоемкости отделения чистого /"сухого"/ нефтепродукта и предотвращение залповых сбросов.

На выходе концентрация нефтепродуктов не более ПДК при любой концентрации на входе.

 

Нефтеловушка, содержащая корпус с гидравлическими характеристиками, обеспечивающими флотацию нефтепродуктов, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности, снижения энергоемкости сбора чистого нефтепродукта /"сухого"/ и предотвращения залповых сбросов, корпус снабжен гидрозатвором, причем сечение гидрозатвора в несколько раз больше сечения входного патрубка, и устройством подпитки водопроводной водой до уровня, определяемого гидрозатвором, а в пределах внутренней полости корпуса установлены несколько выше уровня воды всасывающий патрубок насоса, окачивающего нефтепродукт, и датчики управления этим насосом.

3

Нефтеловушка для водотоков, 27.03.1997,

№ 95107860

Относится к области охраны окружающей среды, в частности, к нефтеловушкам  для охраны поверхностных вод от загрязнения нефтепродуктами.

Снижение стоимости, повышение надежности работы нефтеловушки в зимнее время, а также эффективности улавливания нефти путем гашения скорости водотока на его пути к противофильтрационному барьеру вначале в верхнем слое насыпи (валунах), а затем при подходе к ловушке, после просачивания - в нижних слоях.

Обеспечение глубокой очистки сточных вод от нефтепродуктов, увеличение срока эксплуатации нефтеловушки.

Нефтеловушка для водотоков, содержащая многослойную насыпь (валуны + галька + песок на основании ложа ружья) вдоль ложа водотока, противофильтрационный барьер с гидрозатвором и нефтеприемник с нефтеотводом, отличающаяся тем, что, с целью снижения стоимости, повышения надежности работы, даже в зимнее время, а также эффективности улавливания нефти, она снабжена многослойной насыпью (слой валунов сверху, слой гальки, слой песка) вдоль ложа потока для замедления скорости потока на его пути к противофильтрационному барьеру вначале в верхнем слое насыпи (в валунах), а затем при подходе к ловушке, после просачивания в нижние слои насыпи (гальки и песка), в нижних слоях, в которых при значительном замедлении смеси происходит разделение нефти и воды. При этом, противофильтрационный барьер с гидрозатвором и установленный перед ним нефтеприемник с нефтеотводом размещены в конце насыпи под слоем валунов.

 

4

Нефтеловушка Пивоварова, 27.10.1998,

№ 2121035

Изобретение относится к устройствам очистки механическими способами водостоков от нефтяных загрязнений.

повышение эффективности, снижение энергоемкости отделения чистого нефтепродукта и предотвращение залповых сбросов.

 

Нефтеловушка позволяет повысить эффективность, снизить энергоемкость отделения чистого нефтепродукта и предотвратить залповые сбросы.

Нефтеловушка, включающая корпус для флотации нефтепродуктов, имеющий входной и выпускной патрубки, отличающаяся тем, что она снабжена насосом для откачки нефтепродукта, гидрозатвором, присоединенным к выпускному патрубку и имеющим сечение, в несколько раз большее сечения входного патрубка, устройством подпитки водопроводной водой до рабочего уровня воды, определяемого гидрозатвором, и датчиками раздела двух сред, причем во внутренней полости корпуса выше рабочего уровня воды размещен всасывающий патрубок насоса, а ниже рабочего уровня воды установлены датчики раздела двух сред.

5

Гидроциклонная нефтеловушка, 20.11.2006,

№ 2287637

Изобретение относится к способам и устройствам для очистки водных акваторий от нефти и нефтепродуктов и может быть использовано на любых водных поверхностях: от отстойников до рек и озер.

 

Повышение эффективности работы системы при расширении диапазона регулирования за счет улучшения гидродинамических характеристик, способствующих скорейшей стратификации потока при центробежной сепарации воды, а также повышение эффективности работы устройства для регулирования сбора нефтепродуктов с поверхности воды.

 

Предлагаемый способ регулирования сбора нефтепродуктов с поверхности воды, включающий дополнительное регулирование выводимых из гидроциклонной нефтеловушки нефтепродуктов, посредством воздействия мелкодиспергированнным воздухом, распыленным в жидкости, с изменением его количества и места ввода в тело аппарата в зависимости от поступающего количества и свойств нефтепродуктов, позволяет интенсифицировать его работу, повысить сепарационную способность, плавно отрабатывать любые возможные ситуации по количественному и качественному составу нефтепродуктов, подлежащих сбору с поверхности воды.

 

1. Способ регулирования сбора нефтепродуктов с поверхности воды, включающий тангенциальный забор воды и нефтепродуктов в вакуумную многопродуктовую гидроциклонную нефтеловушку, разделение воды и нефтепродуктов в гидроциклонной нефтеловушке под действием центробежных сил с регулированием расхода выводимых нефтепродуктов посредством гидравлического насоса, отличающийся тем, что осуществляют дополнительное регулирование расхода выводимых из многопродуктовой гидроциклонной нефтеловушки нефтепродуктов посредством воздействия мелкодиспергированным воздухом, который распыляют в жидкости и изменяют его количество и место ввода в тело гидроциклонной нефтеловушки в зависимости от поступающего количества и свойств нефтепродуктов. 2. Устройство для регулирования сбора нефтепродуктов с поверхности воды, включающее вакуумную многопродуктовую гидроциклонную нефтеловушку с питающими патрубками, установленными коаксиально патрубком тяжелой фазы жидкости и патрубком легкой фазы жидкости, отличающееся тем, что оно снабжено соединенными с компрессором форсунками, установленными на питающих патрубках и по образующим цилиндроконической части гидроциклонной нефтеловушки с шагом друг от друга и с возможностью обработки всего внешнего потока в гидроциклонной нефтеловушке воздушными факелами, выходящими из форсунок, при этом форсунки имеют возможность работать по одной, группами или все одновременно.

6

Шиберная нефтеловушка Филатова, 10.12.2007,

№ 68915

Относится к области охраны окружающей среды, в частности, к нефтеловушкам  для охраны поверхностных вод от загрязнения нефтепродуктами.

Повышение степени и производительности процесса очистки сточных вод от нефтепродуктов.

Обеспечение глубокой очистки сточных вод от нефтепродуктов, увеличение срока эксплуатации нефтеловушки.

Шиберная нефтеловушка, содержащая корпус и расположенный внутри шибер, отличающаяся тем, что она выполнена в виде нефтепреемника П-образной формы с горизонтальным шибером в носовой части, при этом изменение угла наклона шибера выполнено регулируемым по толщине принимаемого нефтяного слоя, а в кормовой части выполнено отверстие для присоединения всасывающего рукава, и, кроме того, в верхней части предусмотрено отверстие для всасывающего патрубка, при этом в зависимости от условий выполняемой работы, при использовании одного из них другой закрывается заглушкой, которая выполнена быстросъемной.

7

Многоугольная нефтеловушка, 10.03.2008,

№ 2318959

Изобретение относится к устройствам для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды и может быть использовано в отстойниках-накопителях при очистке дождевых, ливневых и производственных сточных вод предприятий, а также для сбора нефтепродуктов с поверхности естественных водных акваторий.

Повышение производительности, надежности и эффективности в работе за счет размещения на двух сторонах или большем их количестве устройства нефтепродуктосборных барабанов и энергетического оборудования в зоне опорного контура устройства, образованного сторонами корпуса, обеспечивающее эффективное управление его осадкой и балансировкой относительно приемного водослива, при реализации плавучего варианта, а также повышение надежности при стационарном варианте исполнения.

Заявленное устройство конструктивно простое и вместе с тем позволяет повысить производительность пропорционально количеству установленных нефтепродуктосборных барабанов, в связи с чем улучшаются его эксплуатационные показатели, так как обеспечивается сбор нефтепродуктов по всему периметру устройства и надежность в работе, так как именно расположение привода внутри опорного контура, обеспечивая балансировку относительно центра тяжести устройства, повышает надежность, расширяет диапазон применения.

Устройство для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды, включающее корпус нефтеловушки в виде открытой снизу кюветы с желобом, цилиндрический нефтепродуктосборный барабан с приводом, с лопастями и с горизонтальной осью вращения, примыкающий к боковой стенке корпуса с соответствующей стороны сбора нефтепродуктов, отличающееся тем, что корпус нефтеловушки выполнен многоугольным, при этом на двух сторонах сбора нефтепродуктов или на большем их количестве расположены нефтепродуктосборные барабаны, привод которых находится внутри опорного контура, образованного стенками корпуса, обеспечивая балансировку относительно центра тяжести устройства.

 

Патентно-реферативные исследования показали [4-12], что усовершенствование нефтеловушки проводились с целью: повышения площади фильтрующего материала, а также обеспечения равномерного отвода отстоянной воды и улучшение условий удаления нефтепродуктов с поверхности воды (патент № 2033971); повышения эффективности, снижения энергоемкости отделения чистого /"сухого"/ нефтепродукта и предотвращения залповых сбросов (патент № 94043530); снижения стоимости, повышения надежности работы нефтеловушки в зимнее время, а также эффективности улавливания нефти путем гашения скорости водотока на его пути к противофильтрационному барьеру вначале в верхнем слое насыпи (валунах), а затем при подходе к ловушке, после просачивания - в нижних слоях (патент № 95107860); повышения эффективности работы системы при расширении диапазона регулирования за счет улучшения гидродинамических характеристик, способствующих скорейшей стратификации потока при центробежной сепарации воды, а также повышение эффективности работы устройства для регулирования сбора нефтепродуктов с поверхности воды (патент № 2287637); повышения степени и производительности процесса очистки сточных вод от нефтепродуктов (патент № 68915); повышения производительности, надежности и эффективности в работе за счет размещения на двух сторонах или большем их количестве устройства нефтепродуктосборных барабанов и энергетического оборудования в зоне опорного контура устройства, образованного сторонами корпуса, обеспечивающее эффективное управление его осадкой и балансировкой относительно приемного водослива, при реализации плавучего варианта, а также повышение надежности при стационарном варианте исполнения (патент № 2318959).

Были достигнуты следующие результаты: изобретение позволяет производить механический отжим фильтра с одновременной его промывкой очищенной водой или регенерационным раствором; повысить площадь фильтрующего материала; обеспечить равномерность отвода отстоянной воды из нефтеловушки при сравнительно высокой производительности фильтрации; улучшить условия удаления нефтепродуктов с поверхности зеркала воды нефтеловушки (патент № 2033971); на выходе концентрация нефтепродуктов не более ПДК при любой концентрации на входе (патент № 94043530); обеспечение глубокой очистки сточных вод от нефтепродуктов, увеличение срока эксплуатации нефтеловушки (патент № 95107860); нефтеловушка позволяет повысить эффективность, снизить энергоемкость отделения чистого нефтепродукта и предотвратить залповые способы (патент № 2121035); позволяет интенсифицировать его работу, повысить сепарационную способность, плавно отрабатывать любые возможные ситуации по количественному и качественному составу нефтепродуктов, подлежащих сбору с поверхности воды (патент № 2287637); повысить производительность пропорционально количеству установленных нефтепродуктосборных барабанов, в связи с чем улучшаются его эксплуатационные показатели, так как обеспечивается сбор нефтепродуктов по всему периметру устройства и надежность в работе, так как именно расположение привода внутри опорного контура, обеспечивая балансировку относительно центра тяжести устройства, повышает надежность, расширяет диапазон применения (патент № 2318959).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2 Расчетно-графическая часть

 

Исходные данные. Суточный расход производственных сточных вод равен Q=7500 м/сут; расчетный часовой расход q=310 м/ч; высота отстаиваемого слоя H = 2 м; ширина секции В = 6 м; количество секций  n=2; содержание нефтепродуктов в поступающей воде A= 102 мг/л, содержание нефтепродуктов в осветленной воде должно быть А= 40 мг/л. Динамический коэффициент вязкости сточной воды = 0,0055 Па∙с. Объемная масса нефтепродуктов составляет = 0,81 т/ м.

Задание. Рассчитать горизонтальную нефтеловушку.

Расчет.

Так как расчетный расход (пропускная способность) больше 162 м/ч, принимаем ширину секции В = 6 м и глубину отстаиваемого слоя воды Н=2м.

Принимаем крупность всплывающих частиц d=0,002 м и по формуле , мм/с,

где и - объемные массы воды (1) и нефти (0,76-0,85), т/м; d – крупность всплывающих нефтяных частиц, м; - динамический коэффициент вязкости сточной воды, Па∙с.

рассчитываем гидравлическую крупность частиц нефти:
 

мм/с.

Скорость движения воды в нефтеловушке =5 мм/с и находим продолжительность всплывания нефтяных частиц:

ч.

В зависимости от соотношения принимается коэффициент, учитывающий турбулентность потока воды  а:

0,1

10

15

20

А

1,2

1,5

1,65

1,75

В нашем случае соотношение =5/0,753=6,6 принимаем коэффициент, учитывающий турбулентность потока воды а = 1,5 и определяем длину отстойной части нефтеловушки:

м.

 

Находим продолжительность отстаивания:

ч.

Рассчитанная продолжительность должна быть менее . Проверяем соотношение и : 1,11>0,111.

Площадь поперечного сечения определяется по формуле:

F=м.

Диаметр входной трубы определяем по формуле:

м.

Определяем количество осадка, выделяемого при отстаивании за сутки:

, м/сут,

где Q – суточный расход сточных вод,  м/сут; С – концентрация механических примесей в сточной воде, примерно равная 500 мг/л; Э – эффект задержания осаждающихся примесей, равный для горизонтальных нефтеловушек 60-70%; - влажность осадка, равная для свежевыпавшего осадка – 95% и слежавшегося - 70%; - объемная масса частиц осадка, равная 2,65 т/ м.

м/сут.

Определяем количество задержанных нефтепродуктов за сутки:

, м/сут,

где A и А - концентрация нефтепродуктов соответственно в исходной и осветленной воде, мг/л; - объемная масса обводненных нефтепродуктов, равная 0,95 т/ м.

м/сут.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы:

 

1.        Для механической очистки сточных вод от нефти и нефтепродуктов используют решетки, песколовки, усреднители, отстойники и нефтеловушки. Нефтеловушки применяют если содержание загрязняющих веществ превышает 100 мг/л.

 

2.        Проектируются горизонтальные, многоярусные и радиальные нефтеловушки. Эффективность очистки первых достигает 55%, а многоярусных и радиальных нефтеловушек 85%.

 

 

3.        Выполнены расчет и чертежи нефтеловушки для очистки сточных вод (суточный расход производственных сточных вод -               19 000 м; количество задержанных нефтепродуктов равно 4,12 м).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Информация о работе Нефтеловушка для очистки сточных вод от нефтепродуктов