Очистные сооружения
локального типа предназначены
для обезвреживания сточных вод
непосредственно после технологических
цехов, имеющих вредные химические
вещества, например после резервуарного
парка технологических коммуникаций,
насосных станций, хранящих и
перекачивающих этилированные бензины.
Применение таких установок дает
возможность избежать необходимости
пропускать сточные воды предприятия
через установки для извлечения
из воды определенных химических
веществ.
Очистные сооружения
общего типа предназначены для
очистки всех нефтесодержащих
вод нефтетранспортного предприятия.
Обычно эти очистные сооружения
включают механическую, физико-химическую
и биологическую очистки. К
сооружениям механической очистки
относятся песколовки, нефтеловушки,
отстойники, флотационные и фильтрационные
установки и другие. На этих
сооружениях удаляют грубодисперсные
примеси. К сооружениям физико-химической
очистки относятся флотационные
установки с применением химических
реагентов, установки с применением
коагулянтов для коллоидных примесей.
К сооружениям биологической
очистки относятся аэротенки,
биофильтры, биологические пруды
и другие.
Для очистки сточных
вод применяют реагентные методы:
коагуляцию, флокуляцию, осаждение
примесей, фильтрование, флотацию, адсорбцию,
ионный обмен, обратный осмос
и др.
Очистные сооружения
районного или городского типа
предназначены в основном для
механической, физико-химической и
биологической очистки сточных
вод. Если на эти очистные
сооружения направляют производственные
сточные воды, то в них не
должно быть примесей, которые
могут нарушить нормальный ритм
работы канализации и очистных
сооружений.
Эти производственные
воды не должны содержать:
взвешенных и всплывающих
веществ в количестве более 500 мг/л;
веществ, способных засорять
трубы канализационной сети или
отлагаться на стенках труб;
веществ, оказывающих разрушающее
действие на материал труб и элементы
сооружений канализации;
горючих примесей и растворенных
газообразных веществ, способных образовывать
взрывоопасные смеси в канализационных
сетях и сооружениях;
вредных веществ в концентрациях,
препятствующих биологической очистке
сточных вод или сбросу их в
водоем (с учетом эффекта очистки).
Температура этих вод
не должна превышать 40° С. Не допускаются
залповые сбросы сильноконцентрированных
сточных вод.
3 Методы очистки промышленных
сточных вод от нефтепродуктов
Для очистки сточных
вод от нефтепродуктов применяют:
механические;
физико-химические;
химические;
биологические методы.
Из механических практическое
значение имеют отстаивание, центрифугирование
и фильтрование; из физико-механических
– флотация, коагуляция и сорбция;
из химических – хлорирование
и озонирование. Типовые технологические
схемы очистки сточных вод
от нефтепродуктов показаны на
рисунке 1.
Рисунок 1 – Структурные
схемы очистки сточных вод
от нефтепродуктов.
3.1 Механическая очистка
Механическую очистку
сточных вод от нефтепродуктов
применяют преимущественно как
предварительную. Механическая очистка
обеспечивает удаление взвешенных
веществ из бытовых сточных
вод на 60-65%, а из некоторых производственных
сточных вод на 90-95%. Задачи механической
очистки заключаются в подготовке воды
к физико-химической и биологической очисткам.
Механическая очистка сточных вод является
в известной степени самым дешевым методом
их очистки, а поэтому всегда целесообразна
наиболее глубокая очистка сточных вод
механическими методами.
Механическую очистку
проводят для выделения из
сточной воды находящихся в
ней нерастворенных грубодисперсных
примесей путем процеживания, отстаивания
и фильтрования.
Для задержания крупных
загрязнений и частично взвешенных
веществ применяют процеживание
воды через различные решетки
и сита. Для выделения из сточной
воды взвешенных веществ, имеющих
большую или меньшую плотность
по отношению к плотности воды,
используют отстаивание. При этом
тяжелые частицы оседают, а
легкие всплывают.
Сооружения, в которых
при отстаивании сточных вод
выпадают тяжелые частицы, называются
песколовками.
Сооружения, в которых
при отстаивании загрязненных
промышленных вод всплывают более
легкие частицы, называются в
зависимости от всплывающих веществ
жироловками, маслоуловителями, нефтеловушками
и другие.
Фильтрование применяют
для задержания более мелких
частиц. В фильтрах для этих
целей используют фильтровальные
материалы в виде тканей (сеток),
слоя зернистого материала или
химических материалов, имеющих
определенную пористость. При прохождении
сточных вод через фильтрующий
материал на его поверхности
или в поровом пространстве
задерживается выделенная из
сточной воды взвесь.
Механическую очистку
как самостоятельный метод применяют
тогда, когда осветленная вода после
этого способа очистки может
быть использована в технологических
процессах производства или спущена
в водоемы без нарушения их
экологического состояния. Во всех других
случаях механическая очистка служит
первой ступенью очистки сточных
вод.
3.1.1 Песколовки
Песколовки предназначены
для выделения механических примесей
с размером частиц 200-250 мкм. Необходимость
предварительного выделения механических
примесей (песка, окалины и др.)
обуславливается тем, что при
отсутствии песколовок эти примеси
выделяются в других очистных
сооружениях и тем самым усложняют
эксплуатацию последних.
Принцип действия песколовки
основан на изменении скорости
движения твердых тяжелых частиц
в потоке жидкости.
Песколовки делятся
на горизонтальные, в которых
жидкость движется в горизонтальном
направлении, с прямолинейным
или круговым движением воды,
вертикальные, в которых жидкость
движется вертикально вверх, и
песколовки с винтовым (поступательно-вращательным)
движением воды. Последние в зависимости
от способа создания винтового
движения разделяются на тангенциальные
и аэрируемые.
Самые простейшие горизонтальные
песколовки представляют собой
резервуары с треугольным или
трапециидальным поперечным сечением.
Глубина песколовок 0,25-1 м. Скорость
движения воды в них не превышает
0,3 м/с. Песколовки с круговым
движением воды изготавливаются
в виде круглого резервуара
конической формы с периферийным
лотком для протекания сточной
воды. Осадок собирается в коническом
днище, откуда его направляют
на переработку или отвал. Применяются
при расходах до 7000 м3/сут. Вертикальные
песколовки имеют прямоугольную
или круглую форму, в них
сточные воды движутся с вертикальным
восходящим потоком со скоростью
0,05 м/с.
Конструкцию песколовки
выбирают в зависимости от
количества сточных вод, концентрации
взвешенных веществ. Наиболее
часто используют горизонтальные
песколовки. Из опыта работы нефтебаз
следует, что горизонтальные песколовки
необходимо очищать не реже
одного раза в 2-3 суток. При
очистке песколовок обычно применяют
переносный или стационарный
гидроэлеватор.
3.1.2 Отстойники
Отстаивание - наиболее
простой и часто применяемый
способ выделения из сточных
вод грубо дисперсных примесей,
которые под действием гравитационной
силы оседают на дне отстойника
или всплывают на его поверхности.
3.1.2.1 Статические отстойники
Нефтетранспортные предприятия
(нефтебазы, нефтеперекачивающие
станции) оборудуют различными
отстойниками для сбора и очистки
воды от нефти и нефтепродуктов.
Для этой цели обычно используют
стандартные стальные или железобетонные
резервуары, которые могут работать в
режиме резервуара-накопителя, резервуара-отстойника
или буферного резервуара в зависимости
от технологической схемы очистки сточных
вод.
Исходя из технологического
процесса, загрязненные воды нефтебаз
и нефтеперекачивающих станций
неравномерно поступают на очистные
сооружения. Для более равномерной
подачи загрязненных вод на
очистные сооружения служат буферные
резервуары, которые оборудуют водораспределительными
и нефтесборными устройствами, трубами
для подачи и выпуска сточной
воды и нефти, уровнемером,
дыхательной аппаратурой и т.д.
Так как нефть в воде находится
в трех состояниях (легко-, трудноотделимая
и растворенная), то попав в
буферный резервуар, легко- и
частично трудноотделимая нефть
всплывает на поверхность воды.
В этих резервуарах отделяют
до 90-95% легко отделимых нефтей. Для
этого в схему очистных сооружений
устанавливают два и более
буферных резервуара, которые работают
периодически: заполнение, отстой, выкачка.
Объем резервуара выбирают из
расчета времени заполнения, выкачки
и отстоя, причем время отстоя
принимают от 6 до 24 ч. Таким образом,
буферные резервуары (резервуары-отстойники)
не только сглаживают неравномерность
подачи сточных вод на очистные
сооружения, но и значительно
снижают концентрацию нефти в
воде.
Перед откачкой отстоявшейся
воды из резервуара сначала
отводят всплывшую нефть и
выпавший осадок, после чего откачивают
осветленную воду. Для удаления
осадка на дне резервуара устраивают
дренаж из перфорированных труб.
3.1.2.2 Динамические отстойники
Отличительная особенность
динамических отстойников заключается
в отделении примеси, находящейся
в воде, при движении жидкости.
В динамических отстойниках
или отстойниках непрерывного действия
жидкость движется в горизонтальном
или вертикальном направлении, отсюда
и отстойники подразделяются на вертикальные
и горизонтальные.
Вертикальный отстойник
представляет собой цилиндрический
или квадратный (в плане) резервуар
с коническим днищем для удобства
сбора и откачки осаждающегося
осадка. Движение воды в вертикальном
отстойнике происходит снизу
вверх (для осаждающихся частиц).
Горизонтальный отстойник
представляет собой прямоугольный
резервуар (в плане) высотой
1,5-4 м, шириной 3-6 м и длиной
до 48 м. Выпавший на дне осадок
специальными скребками передвигают
к приямку, а из него гидроэлеватором,
насосами или другими приспособлениями
удаляют из отстойника. Всплывшие
примеси выводят с помощью
скребков и поперечных лотков,
установленных на определенном
уровне.
В зависимости от
улавливаемого продукта горизонтальные
отстойники делятся на песколовки,
нефтеловушки, мазутоловки, бензоловки,
жироловки и т.п. Некоторые
типы нефтеловушек представлены
на рисунке 2.
Рисунок 1 – Нефтеловушки.
В радиальных отстойниках
круглой формы вода движется
от центра к периферии или
наоборот. Радиальные отстойники
большой производительности, применяемые
для очистки сточных вод, имеют
диаметр до 100 м и глубину до
5 м.
Радиальные отстойники
с центральным впуском сточной
воды имеют повышенные скорости
впуска, что обуславливает менее
эффективное использование значительной
части объема отстойника по
отношению к радиальным отстойникам
с периферийным впуском сточных
вод и отбором очищенной воды
в центре.
3.1.2.3 Тонкослойные отстойники
Чем больше высота отстойника,
тем больше необходимо времени для
всплытия частицы на поверхности
воды. А это, в свою очередь, связано
с увеличением длины отстойника.
Следовательно, интенсифицировать
процесс отстаивания в нефтеловушках
обычных конструкций сложно. С
увеличением размеров отстойников
гидродинамические характеристики
отстаивания ухудшаются. Чем тоньше
слой жидкости, тем процесс всплытия
(оседания) происходит быстрее при
прочих равных условиях. Это положение
привело к созданию тонкослойных
отстойников, которые по конструкции
можно разделить на трубчатые
и пластинчатые.
Трубчатые отстойники
Рабочий элемент трубчатого
отстойника - труба диаметром 2,5-5
см и длиной около 1 м. Длина
зависит от характеристики загрязнения
и гидродинамических параметров
потока. Применяют трубчатые отстойники
с малым (10°) и большим (до 60°) наклоном
труб.
Отстойники с малым
наклоном трубы работают по периодическому
циклу: осветление воды и промывка трубок.
Эти отстойники целесообразно применять
для осветления сточных вод с
небольшим количеством механических
примесей. Эффективность осветления
составляет 80-85%.
В круто наклонных
трубчатых отстойниках расположение
трубок приводит к сползанию
осадка вниз по трубкам, и
в связи с этим отпадает
необходимость их промывки.