Очистка сточных вод от нефтепродуктов

Очевидно, что приложение к частицам подобных дисперсий сил электромагнитной природы позволит увеличить скорость их отделения и тем самым интенсифицировать процесс очистки нефтесодержащих стоков.

Из всех рассмотренных аспектов применения электрического и магнитного полей для разделения водных дисперсных систем наименее изученным с точки зрения очистки сточных вод и в тоже время наиболее перспективным является комбинирование электромагнитных полей.

1.2 Биохимическая очистка Биохимическая очистка — один из основных методов глубокой очистки сточных вод, позволяющий удалить из них разнообразные органические и некоторые неорганические соединения при несложном аппаратурном оформлении процесса сравнительно невысоких эксплуатационных затратах. При биохимической очистке растворенные органические вещества подвергаются с помощью микроорганизмов биологическому распаду в присутствии кислорода (аэробный процесс) или же в его отсутствии (анаэробный процесс). При этом бактериальная масса (активный ил или биопленка) возрастает.

Недостаток биохимической очистки — большие затраты, необходимость предварительного удаления токсичных веществ, строгого соблюдения технологического режима очистки и разбавления сточных вод в случае высокой концентрации примесей. Тем не менее биохимическая очистка получила широкое распространение, так как позволила очистить сточные воды до уровня, достаточного для возврата их в оборотные системы охлаждения и таким образом значительно сократить сброс сточных вод в водоем.

При биохимической очистке вещества, содержащиеся в сточных водах, не утилизируют, а перерабатывают в избыточный ил, также требующий обезвреживания. Активный ил представляет собой сложный комплекс микроорганизмов различных классов простейших, микроскопических червей, водорослей. Количественное и качественное формирование этой экосистемы диктуется искусственными условиями существования. Гетеротрофные микроорганизмы способны усваивать углерод из готовых органических соединений различной химической структуры. Но разные группы микроорганизмов адаптировались к использованию углерода из определенного числа этих соединений. Существенное значение при использовании органических веществ микроорганизмами в качестве источника углерода имеет их строение. Насыщенные соединения — биологически стойкие и могут усваиваться только некоторыми видами микроорганизмов. Ненасыщенные органические соединения — хороший источник углерода для многих микроорганизмов.

Адаптированный активный ил с оптимальными биохимическими, физическими и морфологическими показателями в условиях ст. технологического режима обладает значительной инерционностью и способен устранять краткосрочные резкие нарушения технологического режима очистки. При длительных возмущающих воздействиях происходит перегрузка активного ила, которая проявляется в резком нарушении его окислительной способности и состава. Прекращение влияния отрицательных факторов приводит к довольно быстрому восстановлению всех свойств активного ила.

Для улучшения свойств активного ила применяют его регенерацию (аэрацию воздухом), что позволяет повысить окислительную мощность очистных сооружений на 10−15%. При этом помимо физико-химических процессов (коагуляции, флокуляции, сорбции), происходящих при предварительной аэрации стоков, в предаэраторе наблюдается биосорбция и окисление некоторой части легкоусваиваемых загрязняющих веществ.

Эффективны многоступенчатые технологические схемы при поступлении в сооружения концентрированных сточных вод, содержащих трудноокисляемые загрязняющие вещества. Например, для очистки смеси промышленных сточных вод и сточных вод только вторичной системы канализации на большинстве нефтеперерабатывающих заводах используется двухступенчатая очистка, эффективность которой на 10−15% выше, чем одноступенчатой. При этом степень очистки от нефтепродуктов составляет 71−91%.

1.3 Мембранные методы очистки сточных вод Существуют следующие мембранные методы: микрофильтрация — процесс разделения коллоидных растворов и взвесей под действием давления; ультрафильтрация — разделение жидких смесей под действием давления; обратный осмос — разделение жидких растворов путем проникновения через полупроницаемую мембрану растворителя под действием приложенного к раствору давления, превышающего его осмотическое давление; диализ — разделение в результате различия скоростей диффузии веществ через мембрану, происходящее при наличии градиента концентрации; электродиализ — процесс прохождения ионов растворенного вещества через мембрану под действием электрического поля.

Ультрафильтрация и обратный осмос применяют в системах локальной обработки сточных вод при небольших их расходах для концентрирования и выделения относительно ценных компонентов и очистки воды.

Простые мембраны разделения с использованием обратноосмотических мембран однотипны. Исходную разделяемую жидкость насосом под давлением прокачивают с определенной скоростью над рабочим слоем мембраны. Вода и часть растворенных в ней веществ проталкиваются сквозь поры мембраны и отводятся в виде фильтрата. Молекулы, их ассоциаты и частицы жидкой смеси, имеющие больший размер, чем размер пор мембраны, задерживаются, концентрируются в остатке жидкой смеси и образуют второй продукт процесса — концентрат. Концентрат циркулирует непрерывно до получения требуемой или допустимой степени обезвоживания задержанных мембраной веществ. Установки обратного осмоса компактнее дистиляторных и электродиализных, просты и удобны в эксплуатации.

Сопоставление технико-экономических показателей обратного осмоса обессоливания сточных вод (принят годовой срок службы мембран) и ионного обмена (состав примесей в воде в обоих случаях примерно одинаков) показало, что затраты при обратном осмосе в 2,2 раза меньше, чем при ионном обмене. Мембранная технология — одно из приоритетных направлений научно-технического прогресса, так как позволяет создать ресурсосберегающий и безотходный процессы, решить экологические задачи.

2 Технология очистки сточных вод Все сточные воды (производственные, атмосферные и бытовые) проходят комплекс очистки и доочистки сточных вод промышленной канализации. Схема очистных сооружений и контрольные точки отбора сточных вод на примере Московского НПЗ топливно-нефтехимического профиля приведены на схеме приложения № 2.

I. В первый блок очистки сточных вод — БОСЭ (блок очистки электрообессоливающих установок) поступают наиболее загрязненные стоки электрообессоливающих установок ЭЛОУ товарно-сырьевого цеха, установок депарафинизации дизельного топлива ДПУ и адсорбционной очистки масел.

II. В блоке основного нефтеулавливания (БОН) очищают сточные воды от установок прямой перегонки нефти, установок каталитического риформинга, гидроочистка дизельного топлива, каталитического крекинга, газофракционирующих установок и других объектов завода.

III. Блок доочистки сточных вод (БДСВ) служит для очистки всех видов промышленных сточных вод от нефтепродуктов методом напорной флотации с рециркуляцией одной трети воды и использованием в качестве коагулянта сернокислого алюминия.

Определение содержания нефтепродуктов (основного загрязнителя) в сточных водах на всех этапах их очистки позволяет контролировать процесс очистки, влиять на него, устранять нежелательные отклонения.

Следует отметить, что процесс коагуляции в экологическом плане представляет собой очистку воды ценой её загрязнения сульфат-ионами коагулянта (загрязнения нормируются значениями предельно допустимых концентраций). Так, при расходе сульфата алюминия 30 мг/л содержание сульфат-ионов в воде, прошедшей установку флотации, возрастает примерно на 30 мг/л. К тому же очистке сопутствует проблема остаточного алюминия в очищаемой воде.

Величина средней степени очистки сточных вод по нефтепродуктам на установке флотации Московского НПЗ составляет 56%, и указанные выше проблемы использования минеральных коагулянтов говорят о необходимости реконструкции сооружений физико-химической очистки. Совершенствование процесса флотации может быть решено путем подбора природы, состава, концентрации и способов дозирования реагента. Добавкой флокулянтов.

После физико-химической очистки сточную воду направляют в пруды-отстойники, после суточного отстаивания сбрасывают на станцию аэрации.

Биологическая система очистки сточных вод направлена на переработку сточных вод с высоким содержанием нефтепродуктов (примерно 150мг/л) и позволяет проводить более глубокую очистку сточных вод.

Эта система исключает загрязнение окружающей воздушной среды воздушными выбросами и позволяет примерно в 3 раза снизить расход воздуха по сравнению с аэротенками без загрузки.

Таким образом, перспективны новые каталитические технологии и биотехнологии очистки стоков предприятий нефтеперерабатывающего и нефтехимического профиля.

Заключительная часть и выводы

Выбор метода очистки сточных вод нефтетранспортных вод предприятий зависит от многих факторов: количества различных видов сточных вод, их расходов, возможности и экономической целесообразности извлечения примесей из сточных вод, требования к качеству очищенной воды при её использовании для повторного и оборотного водоснабжения и сбросе в водоем мощности водоема, наличия городских или районных очистных сооружений. Очистка нефтесодержащих сточных вод должна обеспечивать: максимальное извлечение ценных примесей для использования их по назначению, применение очищенных сточных вод в технических процессах и минимальный сброс сточных вод в водоем.

При биологической очистке нефтепродукты перерабатываются микроорганизмами в другие вещества, ничего общего с нефтепродуктами не имеющими. Физико-химическая очистка с применением химических реагентов дает в результате взаимодействия нефтепродуктов с ними новые химические соединения, отличные от первоначального продукта, или, соединяясь с нефтепродуктами, дают такое вторичное сырьё, из которого отделить в дальнейшем нефть или невозможно, или трудноосуществимо, например, использование коагулянта во флотационном процессе.

При сборе небольших количеств нефти из-за аварий, с поверхности воды или из промышленной канализации строить дорогостоящие очистные комплексы нецелесообразно. В этом случае собранную нефть отправляют в пункты, которые имеют сооружения по переработке уловленной нефти, или используют её как котельное топливо.

Создание эффективного технологического оборудования для сбора нефтяных загрязнений с поверхности воды — актуальная техническая задача, решение которой позволит ослабить вредное экологическое воздействие потерянных нефтепродуктов и возвратить их для дальнейшего использования. Применяемые в настоящее время технологические схемы и методы улавливания, сбора и отделения нефти, плавающей на свободной поверхности весьма разнообразны.

Из рассмотрения видов борьбы с нефтяными загрязнениями поверхности водоемов следует, что к настоящему времени созданы сотни разновидностей конструкций нефтесборных снарядов и устройств. С одной стороны возрастающее число конструкций нефтесборных устройств свидетельствует о том, что процесс испытания временем технических решений в этой области ещё не завершился, а с другой — отражает тот объективный факт, что из-за различий условий, в которых происходит нефтяные загрязнения, связанных с наличием большого числа разновидностей акватории и разнообразием свойств нефтяных загрязнений, разными масштабами загрязнений и метеорологическими условиями, невозможно во всех случаях успешно вести борьбу с нефтяными загрязнениями с помощью одного универсального метода.

Алексеев Л. С. Контроль качества воды: Учебник.

М.: ИНФРА-М, 2007

Абросимов А. А. Экология переработки углеводородных систем. — М.: Химия, 2002 г Белов П. С. Экология производства химических продуктов из углеводородов нефти и газа. — М.: Химия, 1991 г Карюхина Т. А., Чурбанова И. Н. Химия воды и микробиология: Учеб. Для техникумов.

М.: Стройиздат, 1995 г Лурье Ю. Ю. Аналитическая химия промышленных вод. — М.: Химия, 1984 г Роев Г. А., Юфин В. А. Очистка сточных вод и вторичное использование нефтепродуктов. — М.: Недра, 1987 г Химия промышленных сточных вод. Пер. с англ. М.: Химия, 1983г