Очистка вод от нефтепродуктов

 

Сейчас наиболее распространены напорные установки, где насыщение воды воздухом производится под большим давлением для достижение глубины процесса и получения пузырьков воздуха соответствующего диаметра. Эти установки просты и надежны в эксплуатации. Напорная флотация позволяет очищать сточные воды с концентрацией взвеси до 4—5 г/л. Для увеличения степени очистки в воду добавляют коагулянты – соли железа и алюминия.

 

 

 

Рис. Установка напорной флотации

 

Процесс напорной флотации осуществляется в две стадии: насыщение воды воздухом под давлением и выделение растворенного газа под атмосферным давлением. Напорные флотационные установки имеют производительность от 5 до 2000 м3 /ч.

 Напорные флотационные установки  рекомендуется устанавливать после  нефтеловушек и отстойников для дополнительной очистки от нефтепродуктов сточных вод перед выпуском их в бытовую канализацию или при использовании очищенной воды в обороте.

 

Для очистки сточных вод от синтетических ПАВ также используются установки пенной флотации. Отличие данного типа флотации от напорной заключается в том, что загрязняющие частицы выносятся не с пузырьками воздуха, а с пеной. Такие установки получили название - барботажных. Для барботажа применяют мелкопористые аэраторы - фильтросные пластины или трубы - с подачей сжатого воздуха от воздухопроводов. Наряду с извлечением из биологически очищенных сточных вод ПАВ, установки пенной флотации обеспечивают также снижение концентраций взвешенных примесей и остаточных органических соединений. Содержание ПАВ уменьшается с 2-8 мг/л в исходной воде до 0,5-1,5 мг/л в очищенной воде, взвешенных веществ - на 45-50%, БПК, - на 50-60%, ХПК - на 55-65%.

 

Для повышения эффективности флотационной очистки применяют коагулянты в виде растворов сернокислого алюминия, сернокислого и хлорного железа, образующих в щелочной среде нерастворимые гели гидроксидов металлов остаточное содержание ПАВ и нефтепродуктов в сточных водах после механической или физико-химической очистки составляет 10—20 мг/л, поэтому дальнейшую очистку проводят химическим или биохимическими методами.

 

Разновидностью флотации являются электрофлотационный и электрокоагуляционный методы очистки воды.

 

Электрофлотационный способ очистки воды имеет ряд преимуществ по сравнению с другими способами очистки стоков флотации: простота изготовления аппаратов и несложность его обслуживания; возможность регулирования степени очистки стоков в зависимости от фазово-дисперсного состояния путем изменения только одного параметра (плотности тока) в технологическом процессе; высокая степень дисперсности газовых пузырьков, обеспечивающая эффективность прилипания к ним нерастворимых примесей; отсутствие вращающихся частей в рабочей зоне аппаратов, гарантирующее надежность их работы и исключающее перемешивание обрабатываемой жидкости и измельчение содержащихся в ней взвешенных частиц; дополнительная минерализация растворимых органических загрязнений с одновременным обеззараживанием стоков за счет образующихся на аноде продуктов электролиза – атомарного кислорода и активного хлора.

 

Очистка водных стоков методом электрофлотации позволяет удалять из воды примеси, находящиеся в эмульгированном и суспендированном виде, взвешенные вещества и коллоидные частицы, а фильтрование на активном угле – примеси, находящиеся в растворенном виде, например, органический углерод, тяжелые металлы, а также позволяет снизить цветность обрабатываемых сточных вод.

 

Электрофлотатор-фильтр состоит из прямоугольного корпуса (1), выполненного из пропилена, блока нерастворимых электродов (12), пеносборного устройства (6) и угольного фильтра (11). Загрязненная моющая жидкость через патрубок (2) поступает в камеру грубой очистки стоков. В ней происходит выделение ПАВ и наиболее крупных частиц загрязнений. Далее вода через вертикальную перегородку (7) переливается в камеру тонкой очистки для отделения мельчайших взвесей. Всплывшая пена вместе с загрязнениями сдвигается с поверхности жидкости пеносборным устройством со скребковым механизмом (6) в приемник пены (5), а вода через отверстия в нижней части перегородки (8) – на угольный фильтр. Отвод пены из установки осуществляется через патрубок (4), а очищенной воды через патрубок (10). Интенсификация процесса очистки стков может осуществляться путем дополнительного применения коагулянтов. В этом случае ввод рабочего раствора осуществляется через патрубок (3). Оптимальными параметрами процесса электрофлотосорбционной очистки стоков в установке производительностью 10 м3/ч являются: плотность тока 0,5–1,5 А/дм2, продолжительность процесса 20–25 мин. Эффекты очистки стоков составляют: по ПАВ – 98%, по химическому потреблению кислорода – 95%, взвешенным веществам – 99,9%, обесцвечиванию – 90%. Расход электроэнергии составляет 0,2–0,5 кВт•ч/м3. Габаритные размеры установки 2100x1115x1500 мм.

 

Процесс очистки стоков полностью автоматизирован. Система автоматизации предусматривает автоматическое измерение, регулирование и сигнализацию основных параметров технологического процесса: величины рН, расхода и уровней жидкости, степени очистки стоков, значений тока и напряжения.

 

1 – корпус; 2 – патрубок для  подачи стков; 3 – патрубок для подачи реагентов; 4 – патрубок для отвода пены; 5 – пеноприемник; 6 – пеносборное устройство; 7, 8 – перегородка; 9 – мотор-редуктор; 10 – патрубок для отвода воды; 11 – угольный фильтр; 12 – электроды.

 

Для очистки сточных вод, содержащих смеси ПАВ суммарной концентрации 100–150 мг/л, а также взвешенные вещества и коллоидные примеси, наиболее эффективным оказывается сочетание процессов электрофлотации, коагуляции и адсорбции. При электрокоагуляционной очистке сточных вод от ПАВ, нефтепродуктов, масел и жиров проводят электролиз с использованием стальных и алюминиевых анодов. Под действием тока происходит растворение металла, в результате чего в воду переходят катионы железа и алюминия, которые, гидролизуясь, образуют гидроксиды металлов в виде хлопьев. Наступает коагуляция и происходит очистка воды.

 

В заключение следует сказать, что известны также и другие разнообразные способы для очистки промышленных сточных вод от ПАВ, основанные на адсорбционных технологиях с использованием природных и синтетических адсорбентов, а также адсорбентов, полученных переработкой отходов различных отраслей промышленности. Однако, указанные способы и устройства либо громоздки и многостадийны, либо не обеспечивают достаточной степени очистки и быстро теряют эффективность в условиях сильнозагрязненных (до 1 - 2 г/л) нефтепродуктами вод, что характерно для аварийных ситуаций и обычных условий водообеспечения в нефтедобывающих районах России. Кроме того, они, как правило, не обеспечивают комплексной очистки загрязненной нефтепродуктами воды от ПАВ, металлов и других вредных веществ.

 

Но технологии по очистке сточных вод, используемые за рубежом, в наших условиях не всегда приемлемы (в первую очередь из-за высокой стоимости проводимых работ). Например, совсем недавно на отечественном рынке появилась отечественная ПАВ-озонная технология - технология очистки сильнои среднезагрязненных вод (патент РФ № 2057722 от 10.04.1996 г.), сочетающая одновременно три процесса: окисление, коагулирование и флотацию. Особенностью ПАВ-озонной технологии является то, что коагулянты, флокулянты и флотореагенты не вносятся в очищаемую воду в виде химреактивов, а образуются в результате химического взаимодействия озона с имеющимися в воде органическими загрязнениями. Одновременно осуществляются обеззараживание, дезодорация, обесцвечивание за счет окислительного действия озона.

 

В данной технологической схеме как первичная, так и вторичная ПАВ-озонная обработка осуществляются небольшими дозами озона (не более 10 г/м 3) и за небольшое время (10 мин.). Обработка в биореакторе с насадкой конструкции НПО "Экология-М" длится не более 1-1,5 часов, причем насадка находится в затопленном состоянии, что позволяет за столь короткое время достигать значительной степени минерализации загрязнений и нитрификации. Все сооружения весьма компактны и располагаются, как правило, в одном помещении, что значительно облегчает эксплуатацию, особенно в зимнее время, исключает неприятные запахи и опасность бактериального загрязнения, позволяет в десятки раз экономить задействованные земельные площади под очистные сооружения. Предлагаемая система испытана на опытном образце. Капитальные затраты при использовании ПАВ-озонной технологии снижаются в 3-5 раз по сравнению с типовыми сооружениями.

 

Таким образом, очистка сточных вод от ПАВ – сложная, комплексная задача, которая достигается целым комплексом механических, химических, физико-химических, сорбционных и биологических методов

http://www.o8ode.ru/article/answer/pnanetwater/camoo4iqenie_vodoemov_ot_pav.htm

Суть изобретения:  Использование: для охраны окружающей среды и удаления нефтяных и других горючих загрязнений с поверхности водоемов. Сущность изобретения: загрязнение водной поверхности окружают плавучей несгораемой преградой, стягивая которую, уменьшают площадь загрязнения и преобразуют его в вытянутое пятно с шириной не более одного метра, длинную сторону которого располагают на водной поверхности перпендикулярно к преобладающему направлению ветра, после чего пятно загрязнения выжигают.

Номер патента:  2073081

Класс(ы) патента:  E02B15/04

Номер заявки:  93058349/15

Дата подачи заявки:  18.01.1993

Дата публикации:  10.02.1997

Заявитель(и):  Предприятие "Сургутгазпром"

Автор(ы):  Миронов В.В.; Клюк Б.А.; Салюков В.В.

Патентообладатель(и):  Предприятие "Сургутгазпром"

Описание изобретения:  Изобретение относится к способам удаления нефти, масляных и других горючих загрязнителей, разлившихся по поверхности водных объектов в результате аварий на нефтепродуктопроводах, танкерном флоте, при бурении нефтяных скважин и др.

Известен способ очистки поверхности водоема от нефтепродуктов путем сжигания горючей жидкости, плавающей на поверхности воды, заключающийся в использовании торфяного бертината в качестве сорбента, обработанного горючим органическим растворителем, и сжигании загрязнений [1]

Недостаток этого способа состоит в использовании органических веществ, которые могут сами стать при неполном сгорании загрязнителями водоемов и атмосферы, помимо этого предварительное нанесение сорбента и обработка его горючим растворителем являются трудоемкими процессами. Компоненты, посредством которых осуществляется способ, для ряда регионов относятся к привозным материалам, что приводит к большим затратам при реализации способа.

Наиболее близким аналогом является способ очистки поверхности водоема от загрязнений нефтепродуктами, включающий окружение загрязнения водной поверхности плавучим ограждением, уменьшение площади загрязнения путем стягивания плавучего ограждения и удаление загрязнения [2]

Недостаток этого известного способа заключается в трудоемкости удаления загрязнения из огражденного участка акватории и необходимости применения для этого достаточно сложных технических средств.

Сущность предлагаемого способа очистки поверхности водоема от загрязнений нефтепродуктами, включающего окружение загрязнения водной поверхности плавучим ограждением, уменьшение площади загрязнения путем стягивания плавучего ограждения и удаление загрязнения, состоит в том, что плавучее ограждение выполняют в виде несгораемой преграды, при уменьшении площади загрязнения его преобразуют в вытянутое пятно с шириной не более одного метра, длинную сторону которого располагают на водной поверхности перпендикулярно к преобладающему направлению ветра, а удаление загрязнения осуществляют путем выжигания упомянутого пятна.

Способ реализуется следующим образом. Нефтяное или иное горючее загрязнение на поверхности воды окружают плавучей несгораемой преградой, стягивают его при помощи огнестойкой преграды в вытянутое пятно ограниченной площади с шириной не более одного метра, длинную сторону пятна располагают на водной поверхности перпендикулярно к преобладающему направлению ветра и выжигают пятно загрязнения. Указанная ширина пятна и его ориентация в пространстве позволяют осуществить естественное максимальное насыщение горящего нефтепродукта на поверхности воды кислородом воздуха за счет конвективного массопереноса по всей поверхности пятна. Это приводит к более полному сгоранию нефтепродукта и соответственно к уменьшению выделения сажи в атмосферу при его горении.

Использование изобретения обеспечивает предотвращение выброса в атмосферу большого количества сажи при очистке поверхности водоема от загрязнений нефтепродуктами. Толщина пятна загрязнения при уменьшении его площади до ограниченных размеров увеличивается и время сгорания нефтепродукта в пятне соответственно тоже увеличивается. Этот недостаток компенсируется экологически чистым горением загрязнения.

Формула изобретения:  Способ очистки поверхности водоема от загрязнений нефтепродуктами, включающий окружение загрязнения водной поверхности плавучим ограждением, уменьшение площади загрязнения путем стягивания плавучего ограждения и удаление загрязнения, отличающийся тем, что плавучее ограждение выполняют в виде несгораемой преграды, при уменьшении площади загрязнения его преобразуют в вытянутое пятно с шириной не более одного метра, длинную сторону которого располагают на водной поверхности перпендикулярно к преобладающему направлению ветра, а удаление загрязнения осуществляют путем выжигания упомянутого пятна.

 

http://ru-patent.info/20/70-74/2073081.html

 

 

Способ очистки поверхности водоема от загрязнений нефтепродуктами

 

Классификация по МПК: E02B

Патентная информация

Патент на изобретение №:

2073081

Автор:

Миронов В.В., Клюк Б.А., Салюков В.В.

Патентообладатель:

Предприятие "Сургутгазпром"

Дата публикации:

10 Февраля, 1997

Адрес для переписки:

подача заявки18.01.1993 публикация патента10.02.1997

 

Использование: для охраны окружающей среды и удаления нефтяных и других горючих загрязнений с поверхности водоемов. Сущность изобретения: загрязнение водной поверхности окружают плавучей несгораемой преградой, стягивая которую, уменьшают площадь загрязнения и преобразуют его в вытянутое пятно с шириной не более одного метра, длинную сторону которого располагают на водной поверхности перпендикулярно к преобладающему направлению ветра, после чего пятно загрязнения выжигают.