Сточные воды нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств: химический состав и способы очистки

Блок предварительной очистки.

Блок предварительной очистки предназначен для защиты основных сооружений от мусора, залповых и аварийных сбросов загрязняющих веществ, регулирования неравномерности поступления исходных сточных вод.

Блок предварительной очистки состоит из:

1)механизированной решетки сблокированной с песколовкой;

• 2 шт. для промливневых сточных вод I системы;
• 1 шт. для производственных сточных вод II системы;
• 1 шт. для ливневых сточных вод с незастроенной территории III системы.

На время ремонта механизированной решетки на ее место предусматривается установка ручной решетки. Также в проекте будут предусмотрены перемычки на случай нештатных ситуаций:

• между I системой и II системой;
• между II системой и III системой.

Эти мероприятия позволяют установить на II системе и III системе по одной механизированной решетке.

2. процежевателя бытовых сточных вод (2 шт.). Устанавливается в блоке биологической очистки;
3. Осадитель – перекрытый, железобетонный полузаглубленный резервуар, оборудованный системами сбора и удаления нефтепродуктов и осадка. Пропускная способность решеток, песколовки, осадителя рассчитывается из условий пропуска максимального расхода;
4. песковой площадки (3 шт.). Песковая площадка – железобетонная отбортованная площадка глубиной до 0,7 м.

Системы сбора и удаления нефтепродуктов и осадка рассчитываются из условия залпового сброса.

Отвод отстоявшейся воды с песковой площадки осуществляется в песколовку. Уловленный в песколовках песок откачивается на песковые площадки. На песковых площадках песок подсушивается, и затем вывозится на засыпку ям, котлованов. После блока предварительной очистки направляются:

• I система – на физико-химическую I системы;
• II система – на физико-химическую II системы;
• III система – на биологическую очистку вместе со сточными водами I системы;
• IV система – на биологическую очистку вместе со сточными водами II системы.

В случае превышения средних расходов, избыток осветленных сточных вод после блока предварительной очистки направляются:

• в аварийно-регулирующие резервуары для осветленных сточных вод I и II систем канализации общим объемом 90000 м³;
• в аварийно-регулирующие для ливневых сточных вод общим объемом 30000 м³.

Блок физико-химической очистки сточных вод.

Блок состоит из узла сепарации и узла флотации.

Узел сепарации состоит из трех одинаково оснащенных линий равной производительности. Две линии предназначены для очистки стоков I системы, одна линия предназначена для очистки стоков II системы. На узле сепарации предусмотрены две ступени сепарации.

Принцип работы сепараторов позволяет одновременно отделить из стоков взвеси и нефтепродукты. При прохождении стоков по спиральной конструкции легкие жидкости стремятся наверх и в центр спирали, а взвеси вниз и в центр спирали. Сепаратор-1 имеет над спиралью закрывающуюся конструкцию с масловыдавливающей трубой. Данная конструкция масловыдавливания предназначена для отделения нефтепродуктов высокой вязкости и нефтепродуктов в виде комков. Центральная спираль спиральной конструкции сепаратора-1 длиннее 2 других витков и позволяет отделившимся взвесям осесть в приямок. Из приямка шлам перекачивается шламнасосом в накопительную емкость.

Отделенные нефтепродукты с содержанием максимум 5% воды и направляются в подземную емкость нефтепродуктов, откуда насосами перекачивается для дальнейшего использования.

Сепаратор-2 спиральной конструкции, но с системой отбора нефтепродуктов с поверхности спирали через воронку, откуда смесь воды и нефти поступает в масловыдавливающую емкость и затем самотеком в насосную станцию нефтепродуктов.

Сепараторы рассчитаны на максимальное количество стоков. При уменьшении количества стоков они продолжают равномерно распределяться на сепараторы, при этом на результаты очистки уменьшение количества стоков не влияет.

После физико-механической очистки стоки направляются самотеком в накопительную емкость перед флотацией, объемом на 0,25 часовой запас.

Узел флотации состоит из трех одинаково оснащенных линий равной производительности. Две линии предназначены для очистки стоков I системы, одна линия предназначена для очистки стоков II системы. На узле флотации имеется компрессорная станция и станция дозирования реагентов, которые обеспечивают подачу воздуха и реагентов на весь блок.

Каждая линия флотационной системы состоит из двух насосов подачи стоков.

Блок биологической очистки.

Блок биологической очистки состоит из трех одинаково оснащенных линий равной производительности. Две линии предназначены для очистки сточных вод I системы и III системы (ливневые сточные воды с незастроенных территорий). Одна линия предназначена для очистки сточных вод II системы и бытовых сточных вод.

Блок биологической очистки состоит из:

• железобетонного заглубленного сооружения разделенного на зоны: анаэробную, аноксическую и аэробную;
• заглубленной железобетонной емкости, оснащенной погружными ультрафильтрационными мембранами;
• воздуходувной станции;
• встроенных в основное сооружение насосных станций, оборудованных погружными насосами;
• встроенных в основное сооружение узлов смешения;
• насосное оборудование.

Реагенты на блок биологической очистки подаются с узла приготовления и подачи реагентов, который располагается на блоке биологической очистки. Очищенные сточные воды направляются:

• все очищенные солесодержащие сточные воды на блок обессоливания;
• очищенные сточные воды I системы канализации на блок обессоливания, на разбавление обессоленных сточных вод, оставшаяся часть на блок глубокой доочистки.

Избыточный ил направляется на узел сбора и обезвоживания осадка и избыточного ила.

Блок обессоливания.

Блок обессоливания предназначен для снижения концентрации солесодержания в сточных водах. На блок обессоливания поступают очищенные сточные воды II системы канализации полностью, I системы канализации – частично. Блок обессоливания состоит из двух последовательных ступеней. Первая ступень имеет в своем составе три последовательно включенных аппарата с последовательным питанием (продувка первого попадает в качестве питания на вторую ступень как по чистой воде так и по соленой воде). В цепи соленого отсека для повышения процента восстановления воды используется циркуляция (возврат) соленого рассола в голову аппарата с подмешиванием к входящей воде. Таким образом, на первой стадии будет осуществляться восстановление воды примерно на 85%. Поскольку по заданию требуется более глубокое восстановление воды, то концентрат первой установки будет направляться на вторую ступень с восстановлением порядка 52%. Получаемая на второй стадии вода будет потом возвращаться в голову первой ступени. После блока обессоливания обессоленная сточная вода направляется на смешение с очищенными сточными водами I  системы и III системы.

Блок обеззараживания (УФО).

На блок обеззараживания направляется очищенные сточные воды I и III систем канализации. Блок обеззараживания оснащается 4 аппаратами УФ-обеззараживания (УФО). После прохождения этого блока очищенные сточные воды направляются частично на блок глубокой доочистки, частично в пруд-накопитель.

Блок глубокой доочистки.

Очищенная сточная вода I системы и Ш системы, которая не используется для подпитки водооборотных систем, направляется на блок глубокой доочистки. Блок глубокой доочистки состоит из 2 одинаковых линий, каждая из которых состоит из 4  сорбционных аппаратов. После прохождения сорбционных аппаратов очищенные сточные воды соответствуют всем требованиям, предъявляемым к сточной воде, сбрасываемой в водоемы рыбохозяйственного назначения. Сточные воды после блока глубокой доочистки направляется в р. Каму.

Блок сбора и подготовки уловленных нефтепродуктов, сбора и обезвоживания осадка и избыточного активного ила.

Узел сбора и подготовки уловленных нефтепродуктов предназначен для сбора обводненных нефтепродуктов и пены, улавливаемых на очистных сооружениях, и их подготовке к возврату в технологический процесс в качестве углеводородного сырья. На узел поступают уловленные обводненные нефтепродукты с блока предварительной очистки сточных вод I, II, III системы, с узла сепарации. Скиммемкости предназначены для приема пены с узла флотации сточных вод I и II системы и грубого разделения на обводненные нефтепродукты, загрязненную воду и обводненный осадок. Обводненный осадок откачивается на узел сбора и обезвоживания осадка.

Трехфазная центрифуга предназначена для разделения обводненных нефтепродуктов на 3 фазы:

• нефтепродуктовую фазу;
• водную фазу (фугат);
• твердую фазу (кек).

Узел сбора, обезвоживания и утилизации осадка и избыточного ила. В результате обезвоживания осадка получается:

• вода, загрязненная взвешенными веществами и нефтепродуктами;
• обезвоженный осадок (кек).

Кек направляется на утилизацию на блок утилизации осадка и твердых отходов. В результате обезвоживания избыточного ила получается:

• загрязненная взвешенными веществами вода;
• обезвоженный избыточный ил (кек).

Кек направляется на утилизацию на блок утилизации осадка и твердых отходов.

В систему очистных сооружений входят также:

 блок контроля и управления,

 лабораторный корпус для анализа состава сточных вод.

 

Глава 3. Методы анализа загрязняющих веществ в сточных водах нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий

 

Анализ загрязняющих веществ в сточных водах регламентируется принятыми для целей экологического контроля методиками [18,19].

Взвешенные (механические примеси) и растворенные (сухой остаток) вещества определяются гравиметрическим методом. Метод заключается в фильтровании через мембранный фильтр определенного объема анализируемой воды, промывке осадка растворителем, высушивании осадка и взвешивании осадка.

Окислительно-восстановительным титрованием определяют ХПК (бихроматный метод), БПК (метод разбавления), сульфид- и гидросульфид-ионы. Бихроматный метод основан на окислении органических веществ избытком бихромата калия в кислой среде при кипячении в присутствии сульфата серебра. Сульфид- и гидросульфидионы определяют осаждением солями кадмия; последующем взаимодействии отфильтрованного осадка сернистого кадмия с раствором йода и титровании избытка йода тиосульфатом натрия.

Нефтепродукты определяют методом инфракрасной (ИК) спектрофотометрии. Метод заключается в экстракции эмульгированных и растворенных нефтепродуктов; хроматографическом отделении их от других классов органических соединений, количественном определении методом ИК-спектрофотометрии. Диапазон измеряемых концентраций составляет 0,01-100 мг/дм³.

Фотоколориметрией определяют фенолы (колориметрическое определение летучих с паром фенолов). Метод основан на отгоне летучих с паром фенолов из пробы с последующим фотоколориметрическим определением их в полученном дистилляте. Аммонийные ионы и аммиак также определяют фотоколориметрией (фотометрический метод определения с реактивом Несслера).

Сульфаты определяют турбидиметричеким методом в виде суспензии сульфата бария, стабилизированной глицерином. Диапазон измеряемых концентраций 15-6000мг/дм³.

Осадительным титрованием определяют хлориды. Метод основан на образовании малодисоциированного хлорида ртути(II) при взаимодействии хлорид-иона с ионами ртути. Точку эквивалентности определяют в присутствии индикатора дифенилкарбазида в азотнокислой среде при рН=2,5±0,1.

Щелочность определяют кислотно-основным титрованием. Этот метод основан на титровании воды раствором сильной кислоты в присутствии индикатора метилоранжа.