Очистка нефтесодержащих сточных вод

Федеральное агентство по образованию и  науки Р.Ф.

Владимирский Государственный Университет

имени  Столетовых

 

 

 

Кафедра экологии

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая  работа

по дисциплине: Рациональное водопользование

на тему: «Очистка нефтесодержащих сточных вод»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Владимир 2011

В данном курсовом проекте рассмотрены методы очистки нефтесодержащий сточных вод. На основании анализа рассмотренных методов предложена схема очистки сточных вод и произведен расчет оборудования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание.

стр.

Введение…………………………………………………………………………...6

1. Аналитический обзор научно  – технической литературы…………………...8

  1.1. Механические методы очистки и использованные оборудования………8

     1.1.1. Песколовки…………………………………………………………........9

     1.1.2. Отстойники…………………………………………………………….10

        1.1.2.1. Статические  отстойники…………………………………………..10

        1.1.2.2. Динамические  отстойники……………………………………......11

        1.1.2.3. Тонкослойные  отстойники………………………………………..12

     1.1.3. Гидроциклоны………………………………………………………….14

        1.1.3.1.  Напорные  гидроциклоны…………………………………………15

        1.1.3.2.  Безнапорные  гидроциклоны……………………………………...15

        1.1.3.3.  Центрифуги………………………………………………………..16

     1.1.4. Фильтры………………………………………………………………...16

        1.1.4.1.  Микрофильтры…………………………………………………….17

        1.1.4.2. Каркасные  фильтры………………………………………………..17

        1.1.4.3. Фильтры с эластичной загрузкой…………………………………19

  1.2. Физико-химические методы очистки…………………………………….20

     1.2.1. Коагуляция……………………………………………………………..20

     1.2.2. Флотация……………………………………………………………….21

     1.2.3. Сорбция………………………………………………………………...23

  1.3.  Химическая очистка………………………………………………………25

     1.3.1. Хлорирование……………………………….........................................25

     1.3.2. Озонирование…………………………………………………………..26

  1.4.  Биологическая очистка…………………………………………………...27

  1.5. Новые технологии очистки  от нефтяных загрязнений………………….28

 

 

 

 

2. Выбор и описание технологической  схемы очистки нефтесодержащих          сточных вод………………………………………………………………………32

  2.1. Описание технологической  схемы………………………………………..32

  2.2. Технологическая схема……………………………………………………33

3. Расчет основного и вспомогательного  оборудования……………………...34

  3.1. Решетка……………………………………………………………………..34

     3.1.1. Расчет диаметра  трубопровода……………………………………….34

     3.1.2. Определение живого  сечения трубопровода………………………...35

     3.1.3. Определение числа  прозоров решетки……………………………….35

     3.1.4. Определение высоты  решетки………………………………………..35

     3.1.5. Определение потерянного напора……………………………………36

  3.2. Песколовка………………………………………………………………....36

     3.2.1. Расчет длины  песколовки……………………………………………..37

     3.2.2. Определение продольного  сечения песколовки……………………..37

     3.2.3. Расчет ширины  песколовки…………………………………………...37

     3.2.4. Расчет количества  песколовок………………………………………..38

  3.3. Нефтеловушка……………………………………………………………...38

     3.3.1. Определение скорости  осаждения для нефтепродуктов……………39

     3.3.2. Расчет длины  нефтеловушки………………………………………….39

     3.3.3. Расчет поперечного  сечения нефтеловушки…………………………39

     3.3.4. Расчет ширины  нефтеловушки………………………………………..40

     3.3.5. Расчет количества  нефтеловушек…………………………………….40

  3.4. Усреднитель………………………………………………………………..40

     3.4.1. Расчет объема  усреднителя…………………………………………...40

     3.4.2. Определение площади  поперечного сечения усреднителя…………41

     3.4.3 Расчет ширины  усреднителя…………………………………………..42

     3.4.4. Расчет длины  усреднителя………………………………………….....42

 

 

 

     3.4.5. Расчет барботера……………………………………………………….42

     3.4.6. Расчет удельного  расхода воздуха……………………………………43

     3.4.7. Определение общего  расхода воздуха………………………………..43

  3.5. Вертикальный отстойник……………………………………………….....44

     3.5.1. Определение критерия  Архимеда…………………………………….44

     3.5.2. Расчет скорости  свободного осаждения……………………………...44

     3.5.3. Расчет скорости  стесненного осаждения…………………………….45

     3.5.4. Определение количества  сточных вод……………………………….45

     3.5.5. Расчет площади  осаждения твердых частиц…………………………45

  3.6. Сорбционный фильтр……………………………………………………...46

     3.6.1. Расчет потока  загрязнителя…………………………………………...46

     3.6.2. Определение потока  сорбента………………………………………...47

     3.6.3. Расчет объема  сорбента……………………………………………….47

     3.6.4. Расчет геометрической высоты сорбционного фильтра…………….47

Заключение……………………………………………………………………….49

Список использованной литературы…………………………………………...50

Приложения……………………………………………………………………...51

  Приложение 1…………………………………………………………………...50

  Приложение 2…………………………………………………………………...51

  Приложение 3……………………………………………………………….......52

  Приложение 4…………………………………………………………………...53

  Приложение 5…………………………………………………………………...54

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Нефть – это смесь различных органических соединений, из которых наиболее важными являются углеводороды, кислород содержащие органические соединения, серные органические соединения и азотные соединения.[5]

Основными источниками загрязнений нефтью и нефтепродуктами являются добывающие предприятия, системы перекачки и транспортировки, нефтяные терминалы и нефтебазы, хранилища нефтепродуктов, железнодорожный транспорт, речные и морские нефтеналивные танкеры, автозаправочные комплексы и станции. Объемы отходов нефтепродуктов и нефтезагрязнений, скопившиеся на отдельных объектах, составляют десятки и сотни тысяч кубометров. Значительное число хранилищ нефтешламов и отходов, построенных с начала 50-х годов, превратилось из средства предотвращения нефтезагрязнений в постоянно действующий источник таких загрязнений.[9]

Сточные воды нефтеперерабатывающих заводов образуют на поверхности водоемов пленку из нефтяных эмульсий, которая препятствует поглощению кислорода из воздуха, и тем самым замедляет процесс реаэрации.[5]

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Для правильного подхода к решению актуальных задач в области окружающей среды необходимы определенные знания в этой области.

 

 

 

1. Аналитический обзор научно – технической литературы.

В настоящее время существуют две основные проблемы: сбор нефтепродуктов и очистка воды при разливе их на водной акватории; очистка сточных вод промышленных предприятий.

Сбор нефти с поверхности воды можно осуществлять с помощью химических методов, которые предлагают использование ПАВ – диспергентов, обладающих эмульгирующими свойствами, а также использование сорбентов, так как все механические устройства становятся неэффективными при толщине пленки нефти менее 1 мм.[10]

Способы очистки промышленных нефтесодержащих стоков приведены в приложении 1.

 

1.1. Механические  методы очистки и использованные оборудования.

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.

 

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.[1]