СХЕМА УСТАНОВКИ
1. Корпус из полипропилена;
2. Сорбционная корзина
(адсорбционная единица);
3. Подводящий трубопровод;
4. Отводящий трубопровод;
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
SK1-20.A
Расход, л/с |
А, мм |
B, мм |
C, мм |
D, мм |
E, мм |
F, мм |
Диаметр подвод. и отвод.
трубо-
проводов |
Вес, кг |
20 |
4000 |
2000 |
1680 |
1000 |
1400 |
1080 |
200х4,9 |
920 |
РАБОТA СОРБЦИОННОГО ФИЛЬТРА
Установка состоит из пластикового
резервуара (1) с выделенной водонепроницаемыми
перегородками зоной адсорбции.
Загрязненная вода
самотеком поступает через подводящий
трубопровод (3) в сорбционный
фильтр SK.1 . Здесь она проходит
одновременно через все! адсорбционные
единицы (2), наполненные материалом
FIBROIL . В корзинах происходит улавливание
нефтяных веществ сорбционным
материалом FIBROIL, и очищенная вода
стекает по отводящему трубопроводу.
При соблюдении заданных параметров
(входная концентрация нефтепродуктов
до 10 мг/л), сорбционная колонна SK.1 обеспечивает
очистку стоков до 0,2 или 0,05 мг/л нефтепродуктов
(в зависимости от типа SK).
Резервуар и перегородки
сварены из листового полипропилена
с усилением ребрами жесткости.
Сорбционные корзины (2) изготовлены
из пластика. Подводящий и отводящий
трубопроводы уплотнены резиновыми
кольцами. Швартовы резервуара выполнены
из полипропиленовых канатов.
В качестве наполнителя сорбционных
корзин применен материал FIBROIL (Фиброил),
который разработал Штатный исследовательский
текстильный институт в г. Либерец, Чехия.
Примененный материал сорбционной колонны
гарантирует ее коррозионную стойкость
и дальнейшие защитные покрытия не нужны.
Сорбционные фильтры производятся
нескольких размеров (на 2, 5, 10 и 20 л/сек)
и с двумя выходными концентрациями
нефтепродуктов, а именно: 0,2 мг/л (SK.1-..-A)
или 0,05 мг/л (SK.1-..-B).
Характеристика загрязняющих
веществ
В сточные воды НПЗ попадает большое количество
органических веществ, из которых наиболее
значимы конечные и промежуточные продукты
перегонки нефти: нефть, нафтеновые кислоты
и их соли, дезмульгаторы, смолы, фенолы, бензол,
толуол. Содержание отдельных соединений
в сточных водах колеблется в широких
пределах, например, содержание фенолов
и нефти в сернисто-щелочных сточных водах.
Нефть и нефтепродукты в производственных
сточных водах содержатся в растворенном,
коллоидном и эмульгированном состояниях. Ниже дана характеристика вредных
веществ, сбрасываемых со сточными водами
НПЗ.
Нефти — сложные смеси органических
соединений; они содержат метановые, метано-нафтеновые,
нафтеновые, нафтено-ароматические и ароматические
углеводороды. Присутствие кислородных,
азотистых и сернистых соединений в нефти
различных месторождений колеблется в
широких пределах. Различают нефти и по
содержанию в них легких фракций, парафинов
и смолистых веществ. Сырая нефть — вязкая
маслянистая жидкость, обычно темно-коричневого
цвета. Растворимость нефти в воде без
предварительного взбалтывания составляет
1,5 мг/л; стойкие эмульсии содержат 30—40
мг/л нефти. Нефть и нефтепродукты окисляются
в воде, причем интенсивность их окисления
зависит от присутствия в воде кислорода
и специфической микрофлоры. Так, на окисление
1 мг нефти за 8 суток в чистой воде расходуется
0,24—0,27мг кислорода, а при добавлении культуры,
микрофлоры, выращенной на нефтяной пленке,
0,4—0,5 мг кислорода.
При спуске сточных вод НПЗ в водоем можно
выделить следующие, важные в санитарном
отношении формы состояния нефти в водной среде: всплывающую, растворенную
и эмульгированную. Продукты высших погонов,
практически почти нерастворимые в воде,
образуют нефтяные пленки разной толщины
(от микронов у мест спуска сточных вод
до долей микронов в более отдаленных
точках). Нефтяные пленки длительное время
держатся на поверхности воды, оказывая
отрицательное действие на кислородный
режим водоема. Под влиянием ветров и волнений
нефтяная пленка прибивается к берегам,
загрязняя их и прибрежную растительность.
Запахи нефти в воде ощущаются уже в небольших
концентрациях: пороговые концентрации
для большинства нефтей и нефтепродуктов
составляют 0,1 — 0,3 мг/л. Нефть после очистных
сооружений в основном находится в растворенном
и эмульгированном состоянии, хорошо смешивается
с водой и может распространяться в водоеме
на большие расстояния, загрязняя всю
толщу водяного слоя. Тяжелые продукты
переработки нефти опускаются уже у места
спуска сточных вод на дно, образуя сравнительно
стабильные очаги вторичного загрязнения
водоема. Нефть обладает значительной
стабильностью в воде: при температуре
воды не выше 5°С загрязнение воды нефтью
за 30 дней уменьшается только на 15%, при
средних температурах до 20 °С — на 40—50%.
Углеводороды нефти в процессе биохимической
очистки претерпевают существенные изменения.
Около 50% их превращается в вещества, не
растворяющиеся в эфире и, следовательно,
не учитывающиеся при определении содержания
нефтепродуктов. К ним относятся прежде
всего кислородсодержащие соединения
— многоатомные спирты, фенолы, многоосновные
кислоты. Из веществ, растворяющихся в
эфире, лишь 10% представляют собой углеводороды
нефти, остальная масса — продукты неполного
окисления нефти. В связи с этим качество
очищенных нефтесодержащих сточных вод
должно характеризоваться не только содержанием
остаточных количеств нефтепродуктов,
но и определением ВПК и ХПК, характеризующих
остаточное содержание недоокисленных
органических веществ в целом. В качестве
лимитирующего показателя вредности был
определен органолептический — запах.
Оказалось, что при пороговых концентрациях
нефти по запаху не наблюдается образования
нефтяных пленок на воде; нет также торможения
процесса самоочищения воды в водоеме
и, что особенно важно, пороговые концентрации
по запаху в сотни раз меньше доз и концентраций,
которые могут оказаться вредными для
здоровья человека. Мазуты, как и нефть, имеют
сложный химический состав. Они представляют
собой вязкую жидкость от светло-коричневого
до темно-коричневого цвета. Мазут легче
эмульгируется, в стойких эмульсиях содержится
до 170 мг/л мазута. Лимитируется содержание
мазута в воде водных объектов по влиянию
на запах (ПДК 0,3 мг/л). Нефтяные бензины получаются из легких фракций
нефти; их различают по содержанию групп
углеводородов в зависимости от месторождения
нефти. Бензин в хронических опытах на
животных при поступлении его в смеси
с водой внутри организма в течение 2—6
мес. поражает нервно-регуляторный аппарат
сердца и миокарда, вызывает истощение
организма животных, кровоизлияние во
внутренних органах, дистрофические и
некробиотические изменения в них. Концентрации
бензина, как и нефти, и нефтепродуктов
лимитируют в воде по органолептическому
показателю вредности (ПДК — 0,1 мг/л). Керосин получают из средних фракций
нефти. Действие его на организм человека
сходно с действием бензина. В воде растворяется
слабо. Концентрацию керосина лимитируют
также по органолептическому признаку
вредности (ПДК—0,1 мг/л). В воде водоемов
рыбохозяйственного значения нефть и
все нефтепродукты в растворенном и эмульгированном
состоянии нормируют по органолептическому
признаку вредного действия; ПДК для этих
веществ установлено на уровне 0,05 мг/л.
При содержании в воде водоемов нефти
выше допустимого уровня рыба приобретает
отчетливый запах нефтепродуктов. Бензол — бесцветная жидкость. Встречается
как примесь в составе некоторых нефтяных
бензинов, а также получается при перегонке
нефти; хорошо растворяется в воде (до
0,19 г/л). Бензол — нервный и кровяной яд.
При хроническом воздействии низких концентраций
бензола на животных и рыб обнаруживаются
изменения в первую очередь со стороны
крови (лейкопения, анайлозия костного
мозга). Хронические отравления бензолом
оказались смертельными для подопытных
животных и рыб. Более высокая токсичность
бензола отмечалась при совместном воздействии
на организм с толуолом и ксилолом. Бензол лимитируют
по санитарно-токсикологическому признаку
(ПДК в воде водоема —0,5 мг/л). Он оказывает
действие на органолептические свойства
воды в водоеме в концентрации 25 мг/л. Толуол — бесцветная жидкость с характерным
запахом. Летучесть в два раза меньше,
чем у бензола. Коэффициент растворимости
паров в воде составляет 2,5 при 36—38 °С.
В хронических опытах на животных толуол
вызывает аналогичные изменения со стороны
крови, но несколько слабее, чем бензол.
Содержание толуола в водоеме хозяйственно-питьевого
и рыбохозяйственного водопользования
лимитируют по органолептическому показателю
вредности (ПДК—0,5 мг/л). На санитарный
режим водоема он оказывает влияние при
концентрации 25 мг/л, пороговая концентрация
по санитарно-токсикологическому признаку
составляет лишь 200 мг/л. Ксилол — бесцветная жидкость, в воде
растворяется слабо (0,13 мг/л). На организм
человека оказывает прежде всего наркотическое
действие. При длительном воздействии
в малых концентрациях вызывает раздражение
кроветворных органов; действие его сходно
с действием бензола и толуола. В воде
водоемов, используемых для питьевых и
культурно-бытовых целей, содержание ксилола
лимитируют по органолептическому признаку
вредности (ПДК—0,05 кг/л). Очень важно подчеркнуть,
что его подпороговая концентрация по
токсическому действию близка к установленной
для него ПДК (0,1 мг/л), что делает ксилол
особо потенциально опасным для здоровья
человека. Его пороговая концентрация
по влиянию на санитарный режим водоема
также невысока — 1 мг/л. В водоемах, используемых
для рыбохозяйственных целей, содержание
ксилола лимитируют по органолептическому
признаку; его ПДК составляет 0,5 мг/л . Нафтеновые
кислоты содержатся главным
образом в нефтях кожных месторождений.
В сточных водах они присутствуют в виде
солей, образующихся при щелочной очистке
нефтепродуктов. Неочищенные нафтеновые
кислоты представляют собой бурую маслянистую
жидкость с резким, неприятным запахом.
Окисление нафтеновых кислот в водной
среде идет крайне медленно, что делает
их опасными загрязнителями водоемов.
Пороговые концентрации нафтеновых кислот
по влиянию на запах воды близки к пороговым
концентрациям нефти (0,2— 0,3 мг/л). Влияние
кислот на санитарный режим водоема не
выражено. Этилен — бесцветный газ, способный
растворяться в воде: его растворимость
при 0°С составляет 0,32 мг/л. Этилен используется
как исходный продукт при синтезе спиртов,
полиэтилена, оксида этилена, этиленгликоля,
дихлорэтана и др. По характеру токсического
действия этилен — сильный наркотик. При
длительном введении водных растворов
этилена имеет место поражение печени,
сдвиги со стороны крови. Порог токсического
действия в экспериментах на животных
установлен при концентрации 1,5 мг/л; в
концентрациях выше 0,5 мг/л этилен придает
воде посторонний запах, и в концентрациях
больше 10 мг/л нарушает процессы самоочищения
водоема от органических веществ хозяйственно-бытовых
сточных вод. ПДК этилена в водных объектах
хозяйственно-питьевого назначения установлена
по органолептическому признаку действия
на уровне 0,5 мг/л. Пропилен — бесцветный газ; растворимость
пропилена в воде составляет 0,835 мг/л при
20°С. В хронических опытах на животных
пропилен вызывает аналогичную этилену
картину интоксикации. ПДК установлена
по влиянию на запах воды на уровне 0,5 .мг/л.
Выводы
по работе
В ходе работы была
проведена экологическая экспертиза
сточных вод нефтеперерабатывающего комбината.
По исходным данным концентрация нефтепродуктов
в створе значительно превышала ПДК. Были
проведены соответствующие расчеты и
на их основе выбрано очистное оборудование,
обеспечивающее степень очистки, которая
удовлетворяет требованиям по ПДК.
Список литературы:
1. Технопарк РХТУ им Д.И. Менделеева. Очистка сточных вод от нефтепродуктов:
http://enviropark.ru/course/category.php?id=14
2. Панов Г.Е., Петряшин
Л.Ф., Лысяный Г.Н. Охрана окружающейсреды
на предприятиях нефтяной и газовой промышленности
– Москва. Недра, 1986 г., 244 с.
3. Карамова Л.М. Нефть
и здоровье. - Уфа, 1993 г., 592 с.
4. Сорбционная колонна
(сорбционный фильтр) SK.1: http://water.mechanik.spb.ru/sk/sk.htm