Очистка сточных вод нефтеперерабатывающего завода

Рис.2.6.1. Схема напорного гидроциклона:

1 – корпус; 2 – цилиндрическая  часть; 3 – подающий патрубок; 4 –  заглушка , через которую осуществляется  ревизия аппарата; 5 – сливной  патрубок; 6 – шламовый конус

Во избежание засорения гидроциклонов рекомендуется устанавливать защитные сетки на всасывающих трубах, питающих гидроциклоны насосов. Размеры ячеек сетки должны быть в 2-3 раза меньше ширины впускного отверстия и диаметра шламовой насадки [3].

 

2.6.2. Песковая площадка

Откачка накопленного в бункерах песколовок осадка производится песковыми  насосами, гидроэлеваторами, шнековыми подъемниками и реже эрлифтами. Откаченный садок имеет большую влажность – 98–99%, что вызывает необходимость его обезвоживания.

Для обезвоживания и подсушивания осадка на больших станциях очистки  сточных вод предусматривают  песковые площадки, представляющие собой карты с ограждающими валиками высотой 1–2 м, оборудованные шахтными водосбросами для отвода отстоявшейся воды. Удаляемая вода направляется в начало сооружений. Размеры площадок принимаются из условия нагрузки на них не более 3 м³/(м²год). Количество площадок – не менее двух.

Более рациональный метод  обработки осадка из песколовок – отмывка, обезвоживание и подсушка песка с последующим использованием его в строительстве.

 

 

 

 

2.6.3. Центрифуга

 

Непрерывно действующая осадительная горизонтальная центрифуга со шнековой выгрузкой осадка марки ОГШ. Сточная жидкость через трубу подается внутрь вращающегося ротора, при этом наиболее тяжелые частицы осадка отжимаются к внутренней поверхности ротора. Шнек и ротор вращаются с различной частотой, вследствие чего осажденная твердая фаза выгружается из ротора. Фугат (осветленная вода) вытекает через сливную трубу. Если твердая фаза сточных вод обладает абразивными свойствами, рабочая часть шнека защищается от истирания специальным покрытием, например, металлокерамикой.

Основной характеристикой  центрифуг является фактор разделения – критерий Фруда. Фактор разделения показывает, насколько процесс разделения фаз в поле центробежных сил протекает быстрее по сравнению с отстаиванием. В промышленных центрифугах фактор разделения изменяется в пределах 200–15 000. Качество очистки в центрифугах можно регулировать, изменяя гидравлическую нагрузку, частоту вращения ротора и диаметр сливного порога [3].

 

2.6.4.Многоподовая печь

Для сжигания осадков широко применяются многоподовые печи. Принципиальная схема многоподовой печи приведена на рис. 2.6.4. Корпус печи выполнен в виде стального цилиндра диаметром 1 – 7 м, внутренняя поверхность которого футерована oгнеупорным материалом. Печь имеет 4—11 огнеупорных подов. К вертикальному вращающемуся валу над каждым подом прикреплены радиальные скребковые мешалки.

 

 

Осадок подается на верхний  под, перемешивается мешалками, сдвигается ими к центральному отверстию пода и попадает на нижележащий под. Перемещение осадка по этому поду идет в противоположном направлении. На следующий под осадок попадает через кольцевое отверстие, расположенное на периферии пода. В средней зоне печи осадок сгорает. Температура в этой зоне достигает 770—925°С. Воздух нагнетается воздуходувкой через вал. По рециркуляционному трубопроводу нагретый до 200° С воздух возвращается в зону сгорания. На нижних подах зола охлаждается и выгружается в зольный бункер.

 

 

 

 

III. Расчет  очистных сооружений

3.1. Расчет приемного  резервуара сточной воды

Производственные стоки  поступают в приемный резервуар, из которого СВ по мере необходимости  подаются на дальнейшие очистные сооружения.[8] Рассчитываем объем приемного резервуара:

                                                    

                                                       (3.1)

где  расход СВ, м³/час; время пребывания воды в резервуаре,( 8час)

                                                   

 

3.2. Расчет песколовки[9]

1. Назначаем 2 отделения песколовки.
2. Определяем площадь каждого отделения песколовки F, при нагрузке по воде при максимальном притоке, равной 0,6 м³/ с

                                                                                                          (3.2)

где u₀ – гидравлическая крупность частиц песка, мм/с (выбираем из табл.1 u₀=18,7 мм/с);

3. При расчете горизонтальных песколовок следуют определять их длину L_s , м, по формуле

                                                                                                              (3.3)

где v – скорость, м/с (v=0,15 м/с);

H – глубина проточной части песколовки, м (выбираем H=1 м);

k – эмпирический коэффициент, учитывающий влияние характера движения воды на скорость осаждения песка в песколовках, k = 1,7 при u₀ = 18 мм/с;

4. Общая ширина песколовки при максимальном притоке

                                                   

                                                          (3.4)

 

3.3. Расчет нефтеловушки[9]

Принимаем скорость движения воды в нефтеловушке 6 мм/с, гидравлическую крупность частиц – 0,4 мм/с.

Длину отстойной части  определяем по формуле:

                                                    

                                                       (3.5)

где а – коэффициент, учитывающий турбулентность потока воды;

       h – глубина отстаиваемого слоя, м;

       v – скорость движения воды, мм/с;

       u₀ – скорость всплывания частиц нефти (гидравлическая крупность), мм/с, принимаемая с учетом кинетики всплывания нефти.

При , а=1,65  

                                         

                                    (3.6)

Учитывая расчетную длину  и требуемую производительность, из табл.2 выбираем типовую нефтеловушку 902-2-161 с параметрами:

глубина проточной части 2м,

ширина секций 3 м,

длина 30 м.

высота 2,4м,

пропускная способность  162  м³/ч.

3.4.Расчет радиального флотатора[9]

1. Принимаем высоту флотационной камеры =1,5м,
2. Рассчитываем диаметр флотационной камеры:

                                              

                                                       (3.7)

где - скорость движения воды во флотационной камере, равная 10,8 м/ч;

Продолжительность пребывания во флотационной камере – 5-7 мин.;

3. Высота флотатора  =3м;
4. Диаметр флотатора находим по формуле

                                        

                                                   (3.8)

где - скорость движения воды в отстойной зоне, равная 4,7м/ч;

5. Общее время пребывания воды во флотаторе – 20 мин.

Исходя из расчетных данных, по табл.3 принимаем типовой радиальный флотатор с параметрами:

диаметр флотационной камеры 7,5 м;

высота флотационной камеры 1,5 м ;

диаметр общий 15м;

высота общая 3м.

 

 

 

 

 

3.5.Расчет биофильтра[10]

1. Определяем коэффициент

                                                                                                                   (3.9)

где -БПК исходной сточной воды, мг/л,

       - БПК очищенной сточной воды, мг/л;

2.    Среднезимнюю  температуру принимаем T=8˚С.

3.   По рекомендациям   принимаем рабочую высоту Н=2м,  гидравлическую нагрузку q=20 м³/(м²*cут), удельный расход воздуха q_a- 8 м³/ м³

4.     Находим площадь биофильтра

                                           

                                      (3.10)

 

3.6. Расчет  песчаного  фильтра[11]

1. Суммарную площадь фильтров:

                                

,                               (3.11)

где Q – производительность фильтров, м³/сут;

       Т –  продолжительность работы фильтров  в течение суток, ч, для большинства фильтров Т = 24 ч;

        v – расчетная скорость фильтрования, м/ч;

        n – число промывок каждого фильтра в сутки, принимают n = 2-3;

        w – интенсивность промывки загрузки, л/с*м²;

        t₁ – продолжительность промывки фильтра, ч;

        t₂ – продолжительность простоя фильтра в связи с промывкой, ч;

        t₃ – продолжительность сброса первого фильтрата в канализацию,ч.

Принимаем v = 7 м/ч, w = 14 л/с*м², n = 2, t₁ = 10 мин = 0,17 ч,

t₂ = 0,33ч, t₃ =0,17 ч.

 

 

2. Необходимое число фильтров:

                                                    

                                                   (3.12)

Принимаем число фильтров N = 5.

3. Площадь одного фильтра:

                                                      

                                                      (3.13)

       Принимаем ширину фильтра а = 4м, длину фильтра b = 4,5м.

Принимаем количество резервных  фильтров N_р=1.

4. Скорость фильтрования  воды при форсированном режиме:

 

                                                

                                               (3.14)

 

 

Эта скорость не превышает  скорости, допускаемой на форсированном  режиме работы фильтров.

5. Распределительная система  фильтра:

Количество промывной  воды, необходимой для одного фильтра:

                                                   

                                                     (3.15)

Диаметр коллектора распределительной  системы находят по скорости входа  промывной воды d _кол. = 450 мм. При расходе 116,5 л/с v_кол.=1,1м/сек. Принимаем расстояние между ответвлениями распределительной системы m = 0,3м.

Площадь дна фильтра, приходящаяся на каждое ответвление, будет равна (при наружном диаметре коллектора d _кол. = 470 мм):

                                   

                               (3.16)

Расход промывной воды, поступающий через одно ответвление, будет равен:

                           

                             (3.17)

Диаметр труб ответвлений  принимаем 50 мм. Скорость входа воды в ответвление v =2 м/с.

Для обеспечения 95%-ной равномерности  промывки фильтра, подача промывной воды должна производиться под напором в начале распределительной системы.

                                   

                                       (3.18)

 где h_o = 1,5м – высота загрузки фильтра песком

 

Расход промывной воды, вытекающей через отверстия в  распределительной системе, определяют по формуле:

                                      

,                                          (3.19)

где m - коэффициент расхода (μ=0,62);

   å f_o - общая площадь отверстий.

Из этой формулы определим  общую площадь отверстий.

                                              

                                                                    (3.20)

 

При диаметре отверстий d_отв. = 10мм   f_о = 0,78 см².

Общее количество отверстий:

                                                   

                                                  (3.21)