ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время проблема загрязнения окружающей среды сточными водами связана с интенсивным развитием нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Попадание нефти и нефтепродуктов в окружающую среду вызывает изменение физических, химических и биологических свойств и характеристик природной среды обитания, нарушает ход естественных биохимических процессов.

Нефтесодержащие сточные воды представляют собой сложную гетерогенную полидисперсную систему, в которой содержатся загрязнения минерального и органического происхождения. Из минеральных загрязнений присутствуют песок, глинистые частицы, продукты коррозии, растворы минеральных солей, кислот и щелочей. Количество механических примесей зависит от количества воды, применяемой в производственных процессах, технологии производства, степени благоустройства и местных условий территории предприятия, с которой поступают атмосферные воды.

К источникам загрязнения нефтесодержащими сточными водами наряду с другими производственными объектами относятся предприятия хранения и транспорта нефтепродуктов. Наиболее многочисленными из них являются нефтебазы. На крупных нефтебазах образуется до 1000 м³/сут нефтесодержащих сточных вод, а на небольших, но весьма многочисленных нефтебазах ­– от 5 до 100 м³/сут. На перекачивающих станциях предприятий трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов также образуются значительные объемы нефтесодержащих сточных вод.

Попадание неочищенных или недоочищенных нефтесодержащих сточных вод в водоемы наносит большой ущерб окружающей среде, поскольку приводит к образованию нефтяной пленки на поверхности воды, отложении тяжелых нефтепродуктов на дне водоема, появлении в воде керосинового запаха. Именно поэтому разработке методов очистки нефтесодержащих сточных вод должно уделяться особое значение.

Основные методы очистки данных сточных вод можно разделить на 3 группы: механические, физико-химические, биологические. Выбор способа очистки в каждом конкретном случае определяется источником и характером загрязнения, количеством загрязняющего вещества в промышленном стоке и последующим целевым использованием очищенной воды.

---

Одним из наиболее перспективных методов очистки нефтесодержащих сточных вод, который относится к физико-химическим, является извлечение дисперсных частиц из жидкости путем их прилипания к пузырькам воздуха, образующимся в жидкости или введенным в нее (пенная флотация). Прикрепившись к пузырькам воздуха, частицы всплывают на поверхность, образуя пенный слой с более высокой концентрацией частиц, чем в исходной жидкости.

1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

1. Источники загрязнений сточных вод НПЗ

Основными источниками загрязнений сточных вод НПЗ являются следующие технологические процессы:

1. 
   Переработка сернистой нефти и очистка нефтепродуктов щелочами на некоторых установках;
   
2. 
   Комплексная переработка нефти и газа для получения синтетических продуктов в химических цехах;
   
3. 
   Процессы обессоливания и обезвоживания с использованием водорастворимых деэмульгаторов и сульфонатов.
   

В таблице 1 приведен состав атмосферных сточных вод с территории технологических установок НПЗ.

Таблица 1 – Состав сточных вод с территории технологических установок

Показатели	Значение показателей сточных вод
	талых			дождевых
	Мини-мальные	Макси- мальные	Средние	Мини- мальные	Макси-мальные	Средние
ХПК	270	630	400	250	980	480
БПКполн	48	260	90	46	240	160
Нефтепродукты	35	1280	350	10	52	25
Взвешенные вещества	310	3800	1000	250	1090	600
Сухой остаток	320	860	500	380	550	400
Хлориды	12	130	35	15	30	20
Сульфаты	109	375	200	49	460	200
рН	6,9	8,2	7,6	7,1	8,2	7,7

---

2. Характеристика альтернативных технологических решений

Существует несколько методов очистки нефтесодержащих сточных вод, каждый из которых может эффективно применяться в зависимости от условий и предпосылок, существующих на нефтедобывающем предприятии.

Механический метод. На этапе механической очистки происходит удаление наиболее крупных загрязнений органического и минерального происхождения. Кроме того, механическая стадия очистки важна для создания равномерного движения сточных вод (усреднения) и позволяет избежать колебаний объёма стоков.

Сооружения для механической очистки сточных вод:

• 
  решётки и сита;
  
• 
  песколовки;
  
• 
  отстойники.
  

Физико – химический метод. При физико-химическом методе очистки из сточных вод удаляются взвешенные и растворённые примеси, разрушаются органические и плохо окисляемые вещества. Применение этих методов заметно увеличивается вследствие внедрения оборотных систем водоснабжения.

Основными методами физико-химической очистки являются:

1. 
   флотация;
   
2. 
   сорбция;
   
3. 
   ионообменная и электрохимическая очистка;
   
4. 
   гиперфильтрация;
   
5. 
   нейтрализация;
   
6. 
   экстракция;
   
7. 
   эвапорация.
   

Биологический метод. Биологическая очистка предполагает деградацию органической составляющей сточных вод микроорганизмами (бактериями и простейшими).

На данном этапе происходит минерализация сточных вод, удаление органического азота и фосфора, главной целью является снижение БПК_полн. Могут использоваться как аэробные, так и анаэробные микроорганизмы. Основными вариантами биологической очистки являются аэротенки, биофильтры и метантенки (анаэробное брожение).

3. Характеристика намечаемой деятельности

В основе технологии лежит процесс очистки нефтесодержащих сточных вод с помощью флотации с эжекционной системой аэрации с диспергатором.

Флотация является сложным физико-химическим процессом, который нашел широкое применение в очистке сточных вод. Извлечение тонкоизмельченных частиц из жидкости, в которой они находятся во взвешенном или коллоидальном состоянии, происходит в результате прилипания частиц к пузырькам газа (воздуха), образующимся в жидкости или введенным в нее (пенная флотация). Прикрепившиеся к пузырькам воздуха частицы всплывают на поверхность, образуя пенный слой с более высокой концентрацией частиц, чем в исходной жидкости.

Прилипание частицы,

---

находящейся в жидкости, к поверхности газового пузырька возможно только тогда, когда имеет место несмачивание или плохое смачивание частицы данной жидкостью. Смачивающая способность жидкости зависит от ее полярности. С возрастанием полярности способность жидкости смачивать твердые тела уменьшается. По отношению к воде твердые тела могут быть гидрофобными, гидрофильными или занимать какое-то промежуточное положение. К первым относятся вещества, имеющие полярное строение молекул и в силу этого неспособные гидратироваться. Такие вещества обладают наименьшей смачиваемостью и поэтому легко флотируются.

Степень смачивания жидкостью твердой поверхности (при неполном смачивании) может быть выражена количественно величиной краевого угла смачивания Ɵ, который, как показано на рисунке 1, принято отсчитывать в сторону жидкой фазы.



Рисунок 1 — Различные случаи смачивания

Т — твердое тело; Г — газ; Ж — жидкость; Ɵ — краевой угол
Интенсифицировать процесс флотации можно с помощью реагентов (предварительной обработкой воды коагулянтом и/или флокулянтом).

Коагулянты – вещества, способствующие объединению мелких частиц дисперсных систем в более крупные под влиянием сил сцепления. Применение коагулянтов производится с целью снижения окисляемости обрабатываемой воды, содержания взвешенных веществ, уменьшения общей щелочности и улучшения основных технологических процессов обработки воды, происходящих в осветлителях и очистных сооружениях. В большинстве случаев используются коагулянты на основе алюминия и железа.

В настоящее время «Аква Аурат 30» является наиболее распространенным и экономичным коагулянтом, который представляет собой водный раствор основных солей хлорида алюминия.

Его особые преимущества состоят в следующем:

1. 
   Активность коагулянта «Аква Аурат 30» практически не зависит от температуры очищаемой воды.
   
2. 
   Легко растворяется в воде, не образуя токсичных веществ.
   
3. 
   Имеет длительный срок хранения, не требует отопления складов хранения, не слеживается.
   

Флокулянты — это вещества, ускоряющие слипание агрегативно неустойчивых частиц в обрабатываемой воде, тем самым интенсифицирующих процесс образования хлопьев и увеличивающих их размеры.

Флокулянты позволяют:

1. 
   Максимизировать качество воды при минимизации времени отстаивания и исключить перенос частиц;
   
2. 
   Достигать запланированной производительности при меньших расходах;
   
3. 
   Увеличивать производительность без капитальных затрат- повысить эффективность системы фильтрации и увеличить срок службы фильтров;
   
4. 
   Минимизировать расходы, трудоемкость и проблемы, связанные с удалением отходов.
   

---

Алгоритм флокулирующего процесса следующий: нейтрализация заряда микрохлопьев; химическое взаимодействие с микрохлопьями; связывание отдельных частиц полимерными мостиками. Подразделяются флокулянты в основном на два вида: анионные и катионные.

Примером анионного флокулянта является флокулянт марки Praestol 2540.

Особый интерес представляют струйные флотационные аппараты (с падающей струей жидкости и эжекционные), позволяющие существенно снизить энергозатраты на очистку стоков по сравнению с другими флотационными установками. Проникая вместе со струёй жидкости на глубину до 1 м, газ, под действием кинетической энергии струи, дробится на мелкие пузырьки, образуя газожидкостную систему с сильной турбулизацией среды и развитой межфазной поверхностью (рисунок 4). Струйные системы также отличаются простотой конструкции и высокой производительностью.



Рисунок 4 — Схема струйной флотации
Аэрирование эжекторами основано на использовании энергии рабочей жидкости, движущейся линейно с большой скоростью порядка 15 - 17 м/с через сопло, имеющее определённые форму и размеры, с целью получения перепада давления, создающего эжекцию газовой или жидкой фазы. При прохождении через эжектор в водной струе возникает зона пониженного давления, меньшего, чем атмосферное, что приводит к подсосу воздуха через патрубок и его смешению с водным потоком.

Использование эжекционной системы аэрации дает ряд преимуществ: простота, надежность, невысокие эксплуатационные затраты. Однако данный вид системы аэрации является недооцененным из-за существенного недостатка: невозможно достижение высокой эффективности в очистке мелкодисперсных загрязнений из-за чрезмерно больших размеров пузырьков. Эта проблема может быть решена внедрением специальных устройств диспергирования.

4. Описание технологической схемы

На рисунке 5 представлена предлагаемая технологическая схема очистки нефтесодержащих сточных вод.


1 — приемный резервуар; 2 — эрлифт; 3 — флотационный аппарат; 4 — емкость для коагулянта; 5 — емкость для флокулянта; 6 — мешочный фильтр; 7 — промежуточный резервуар; 8 — сорбционный фильтр; 9 — резервуар чистой воды.

---

Смотрите также файлы

• Реферат Tаырыбы азастандаы саяси ойды даму тарихы. Орындаан лі Абота.docx

• Инструкция по согласованию документов Назначение.pdf

• Тема Основы гидравлики. Л 2 Классификация и функция элементов автоматики.docx

• Министерство цифрового развития, связи и массовых.pdf

• ивановский государственный университет.docx