Нефтеловушка для очистки сточных вод от нефтепродуктов

ГОУ ВПО «Казанский технический университет им. А.Н.Туполева»

Кафедра общей химии и экологии

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине

«Процессы и аппараты защиты окружающей среды»

на тему

«Нефтеловушка для очистки сточных вод от нефтепродуктов»

                                                                           Выполнила студентка

                                                            группы 3572

                                                               Гилязова А.Ф.

                                                                               научный руководитель:

                                                              доцент, к.п.н.

                                                                 Шамкаева А.И.

Казань 2011

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

Введение

ОАО «Нижнекамскшина» имеет единую замкнутую систему оборотного водоснабжения. Специфика шинного производства такова, что основное количество воды, используемой на технические нужды, применяется для охлаждения оборудования и полуфабрикатов. Для нужд вулканизации используются очищенные промышленные ливневые сточные воды. В составе ливневых сточных вод много песка, глины, мусора, нефтепродуктов, смываемых с улиц завода. Ливневые воды с территории предприятия также могут содержать специфические примеси, характерные для шинного производства.

Механическая очистка применяется для выделения из сточных вод нерастворимых минеральных и органических примесей. Обычно механическая очистка предшествует биологическому, физико-химическому или другому методу глубокой очистки. Чаще всего механическая очистка является предварительным, реже – окончательным этапом для очистки производственных сточных вод. Она обеспечивает выделение взвешенных веществ до 90-95% и снижение органических загрязнений (по показателю БПК ) до 20-25%. Стандартная схема очистки на современных очистных станциях состоит из процеживания через решетки, пескоулавливания, отстаивания и фильтрования.

Для очистки производственных сточных вод, содержащих всплывающие грубодиспергированные примеси при концентрации свыше 100 мг/л, применяются специализированные отстойные сооружения, называемые нефтеловушками. Нефтеловушки представляют собой прямоугольные резервуары, в которых нефть и вода разделяются из-за разности плотностей, причем нефть всплывает на поверхность, собирается и утилизируется. Эффективность очистки сточных вод достигает 85%, в зависимости от вида нефтеловушки. Проектируются горизонтальные, многоярусные (тонкослойные) и радиальные нефтеловушки.

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

Глава 1

Сточные воды

1.1    Источники образования сточных вод

Сточной водой называется использованная на бытовые или производственные нужды вода, получившая  при этом загрязнения, изменившие ее первоначальный химический состав или физические свойства, и подлежащая удалению с территории промышленного предприятия.

В зависимости от происхождения, вида и качественной характеристики примесей сточные воды подразделяют на три основные категории: бытовые, производственные и атмосферные.

К бытовым относятся воды от кухонь и туалетных комнат, бань и прачечных, от мытья помещений и от бытовых помещений промышленных предприятий. Основную часть органических загрязнений бытовых сточных вод составляют белковые вещества, жиры, углеводы и продукты их разложения. Неорганическую часть загрязнений составляют соли, присущие питьевой воде и образующиеся в процессе обменных реакций в организме человека. В частности, к продуктам обмена веществ относятся фосфаты и аммонийные соли. К неорганическим примесям сточных вод относятся также песок глинистые частицы, попадающие в бытовые воды от мытья овощей и фруктов, уборки помещений. Загрязнения органической природы составляют 45-58% общей массы загрязнений бытовых сточных вод.

К производственным сточным водам относят воды, образовавшиеся при проведении различных технологических процессов, а также вода, прошедшая через загрязненную территорию промышленных предприятий и не пригодная для вторичного использования. Вода, используемая в технологических процессах, загрязняется в результате протекания различных химических реакций, при промывке сырья, продуктов и оборудования, а также при охлаждении последнего. Кроме того, источниками сточных вод являются маточные водные растворы, водные экстракты, адсорбенты, выделяющиеся из сырья при проведении технологических процессов.

Производственные сточные воды можно разделить на две основные категории: загрязненные и незагрязненные (условно чистые). Загрязненные сточные воды делят на три группы: загрязненные преимущественно органическими примесями, загрязненные преимущественно минеральными примесями и загрязненные смесью этих примесей. Количество и состав производственных сточных вод зависит от ряда факторов: технологического процесса, режимов его поведения, состава сырья, промежуточных изделий и продуктов, выпускаемой продукции, состава исходной свежей воды и др [1].

В качестве примера рассмотрим состав сточных вод предприятия ОАО «Нижнекамскшина». Разнообразие состава и характера загрязнений производственных сточных вод обусловливает применение для их очистки различных методов.

Таблица 1

Состав сточных вод ОАО «Нижнекамскшина»

Ливневые воды образуются в результате выпадения атмосферных осадков. К ним относятся также талые воды, образующиеся при таянии льда и снега. Отличительной чертой ливневого стока является его эпизодичность и резкая неравномерность по расходу и качеству воды. Воды от поливки улиц, от фонтанов и дренажей по качественной характеристике загрязнений близки к ливневым и удаляются вместе с ними. В их составе много песка, глины, мусора, нефтепродуктов, смываемых с улиц города. Ливневые воды с территории промышленных предприятий могут содержать специфические примеси, характерные для того или иного производства [1].

1.2    Показатели качества сточных вод

Температура. Кроме влияния на процессы осаждения температура является также важным технологическим параметром биологических процессов очистки, так как от нее зависят скорость биохимических реакций и растворимость в воде кислорода, необходимого для жизнедеятельности микроорганизмов. Измеряют температуру термометром с делениями до 0,1С с точностью 0,5С.

Окраска. Бытовые сточные воды, как правило, окрашены слабо. Интенсивная окраска показывает наличие производственных сточных вод, особенно от предприятий легкой промышленности, где в большом количестве используются разнообразные красители. Окраска определяется в фильтрованных пробах в цилиндрах из бесцветного стекла и описывается на основе визуального наблюдения: розовая, слабо-желтая, буроватая и т.п. Интенсивность окраски характеризуют степенью разбавления исследуемой воды дистиллированной, при которой окраска исчезает.

Запах бытовых стоков довольно характерен и представляет собой смесь запахов фекалий и разложений органических веществ. Запах производственных стоков весьма разнообразен и зависит от вида производства. Определяют сначала характер запаха, затем по пятибалльной системе оценивают его интенсивность.

Реакция среды. Сточные воды, сбрасываемые в систему водоотведения города, должны иметь рН в пределах 6,5-8,5. требование обусловлено тем, что кислые и щелочные сточные воды разрушающе действуют на материал коллекторов и могут нарушать биохимические процессы очистки сточных вод.

Сухой остаток сточных вод определяют из натуральной (нефильтрованной) пробы, поэтому он является показателем суммарного содержания загрязнений во всех агрегатных состояниях.

Взвешенные вещества – одна из важнейших характеристик состава сточных вод. Этот показатель используется для расчета первичных отстойников и для определения количества образующихся осадков. Концентрация взвешенных веществ в сточных водах составляет 100-500 мг/л.

Нефтепродукты представляют собой чрезвычайно сложную, непостоянную и разнообразную смесь компонентов, основными из которых являются углеводороды (алифатические, нафтеновые, ароматические) и окисленные  гетероциклические соединения – смолы и асфальтены (смолистые компоненты). Указанные компоненты нефти обладают разными устойчивостью, опасностью для экосистемы и физико-химическими свойствами, определяющими особенности их поведения в водном объекте. Концентрация нефтепродуктов составляет 1мг/л.

Химическая потребность в кислороде (ХПК). Химическую окисляемость определяют с использованием в качестве окислителей бихромата калия (бихроматная окисляемость) или йодата калия (йодатная окисляемость), то есть оценивается количество кислорода, необходимое для окисления примесей воды, для перевода С в СО, Н в НО. Различают ХПК теоретическую, вычисляемую по стехиометрическому уравнению окисления, и экспериментальную, определяемую с использованием бихромата и йодата калия. Экспериментальная ХПК часто меньше теоретической, поскольку ряд органических веществ (красители, СПАВ и др.) либо вовсе не окисляются бихроматом и йодатом в условиях определения, либо окисляются не до конца.

Биохимическая потребность в кислороде (БПК). Окисление осуществляют аэробные гетеротрофные бактерии. В результате жизнедеятельности бактерий сточная вода очищается от исходных органических примесей, однако в ней остаются некоторые органические вещества, малодоступные или совсем недоступные бактериям для усвоения, и, кроме того, вода получает новые загрязнения – органические и неорганические – метаболиты. БПК- суммарное потребление кислорода бактериями на получение энергии, и синтез клеточного вещества. Экспериментально БПК определяют по появлению следов нитритов нитратов. Для получения БПК требуется длительный период инкубации, продолжительность которого зависит от характера исследуемых примесей, концентрации бактерий, степени их адаптации. Обычно он больше 5 сут и может доходить до 30-40 сут. Поскольку вести оперативный контроль за работой сооружений, получая результаты анализов через 8-15 дней, крайне неудобно, то выполняют определение БПК, которая принята в качестве стандартной характеристики почти во всем мире. БПК- объективная величина, характеризующая степень загрязнения воды. В то же время БПК лишь неопределенная часть БПК, зависящая от характера окисляемых веществ и условий инкубации пробы. Применение биологических методов целесообразно при БПК/ХПК≥0,5.

Соединения азота и фосфора. При анализе сточных вод определяют азот общий, аммонийный, нитритный, нитратный. Показатель азот «общий» определяет содержание в воде органического и неорганического азота. Определению азотных и фосфорных соединений в сточных водах придается большое значение, поскольку они являются важнейшими элементами питания бактерий. Достаточность элементов питания для бактерий в биологических сооружениях определяется отношением основных показателей анализа БПК: N: P, где N-азот в аммонийной форме, P- фосфор в виде растворенных фосфатов. В каждом конкретном случае это соотношение индивидуально, так как оно определяется составом продуцируемых клеток, который, в свою очередь, зависит от состава очищаемой воды.