5.2Очистка сточных вод

В воде основная часть нефтепродуктов находится в грубодисперсном (капельном) состоянии, образуя плавающую пленку или слой. Меньшая часть находится в тонкодисперсном состоянии, образуя эмульсию «нефть в воде». Эта эмульсия весьма устойчива, она не разрушается в течение длительного времени.

Согласно С.Л. Захарову нефтесодержащие сточные воды включают:

Известно, что для улучшения антидетонационных и физико-химических свойств топлив в них добавляют парафиновые и ароматические углеводороды, кислородосодержащие соединения. Например, в целях повышения эксплуатационных свойств бензинов в них вводят до 2% присадок.

Из примесей, входящих в состав товарных нефтепродуктов и попадающих в сточные воды нефтебаз является тетраэтилсвинец. При хранении этилированного бензина в течении длительного времени в осадок выпадает до 15% окислившегося тетраэтилсвинца, который при зачистке резервуаров попадает в сточные воды. Его содержание составляет 1-2 мг/л.

Для очистки этилированных сточных вод на нефтебазах и частных предприятиях создаются специальные узлы (станции). Первичным элементом этих узлов являются отстойники – бензоловушки. В таких же ловушках задерживаются нерастворимые примеси. Затем сточные воды с оставшимися тонкоэмульгированными и растворенными примесями этилированного бензина направляются на очистку физико-химическими и химическими методами. Для очистки от таких примесей С.Л. Захаров предлагает использовать установку высоконапорного баромембранного разделения.

Сточные воды, содержащие 7-410 мг/л нефтепродуктов и различные вещества во взвешенном состоянии, после очистки таким способом соответствуют требованиям, предъявляемым к сточным водам, сбрасываенмым в канализацию крупных городов Ивановской области.

• отстойные (из продуктовых резервуаров, в которых они образовывались в результате отстаивания обводненных нефтепродуктов);

• обмывочные (после мытья бочек и цистерн подвижного состава, закрытых производственных площадей и сливоналивных эстакад);

• загрязненный конденсат (от паронагревательных устройств для темных нефтепродуктов);

• воду, использованную для уплотнения сальников и охлаждения подшипников нефтяных насосов.

Объем отстойных вод зависит от степени обводненности нефтепродуктов, которая определяется условиями их транспортировки и хранения. Вода просачивается в емкости через образовавшиеся неплотности во время дождей и при транспортировке в нефтеналивных судах, конденсируется из воздуха в период хранения, попадает при пропарочной промывке подвижного состава, разогреве острым паром темных нефтепродуктов.

Обводненность нефтепродуктов при доставке по воде в наливных судах составляет 1-6%, железнодорожным транспортом или по трубопроводам 0,25-6%.

Отстойные водыиз резервуаров сбрасываются периодически объемом 10-25 м³один раз в 10-20 суток. Содержание нефтепродуктов (кроме мазутов) в отстойных водах составляет до 8000, взвешенных частиц до 20, БПК до 80 мг/л, в мазутных водах соответственно до 10000, 100 и 200 мг/л.

Обмывочные сточные водыобразуются в количестве 0,5-1 м³на 1000 т грузооборота нефтебазы. Объем сточных вод от мытья (пропарки) бочек составляет ~ 0,2 м³на бочку.

Объем сточных вод от пропарки железнодорожных цистерн пропорционален пропариваемым площадям. Содержание нефтепродуктов в обмывочных водах составляет до 1000, взвешенных веществ до 600, БПК до 200 мг/л. В сточных водах после пропарки цистерн содержание нефтепродуктов иногда достигает 12000, взвешенных веществ 50, БПК 200 мг/л.

При зачистке резервуаров от нефти и нефтепродуктов образуются высококонцентрированные сточные воды в количестве 0,4-0,6 м³на 1000 т грузооборота. Эти воды отводят в шламонакопители, из которых отстоенная вода подается в гравийные фильтры для предварительной очистки перед поступлением на стадию высоконапорного баромембранного разделения.

Загрязненный конденсатпоступает от пароногревательных устройств при нарушении плотности трубных коммуникаций. При качественном монтаже и высоком уровне эксплуатации этот вид загрязненных вод можно свести к минимуму. Загрязненность конденсата нефтепродуктами, в основном мазутом, колеблется от 0-20 мг/л до 50-100 мг/л.

Вода, используемая для уплотнения сальников и охлаждения подшипников нефтяных насосов, содержит примеси нефтепродуктов в количестве 10-50 мг/л. Таких вод образуется 10-20 м³на 1000 т грузооборота.

Установка доочистки сточных вод от нефтепродуктов и тонкодисперсных взвешенных частиц, в которой в качестве фильтрующего и сорбционного материала используется шунгитовая порода, обеспечивает качество очищенной воды в соответствии с требованиями ПДК для рыбохозяйственных водоемов.

Среди физико-химических методов доочистки сточных вод от нефтепродуктов лучший эффект дает сорбция на углях. Наиболее широкое распространение получили дорогостоящие и дефицитные активированные и активные угли.

Одной из приоритетных современных задач по защите окружающей среды является замена используемых для очистки воды дорогостоящих синтетических веществ дешевыми природными материалами.

Во Всероссийском научно-исследовательском институте минерального сырья им. Н.М. Федоровского была разработана установка блока доочистки (БДО) сточных вод, прошедших предварительную очистку от взвешенных веществ и нефтепродуктов на типовых очистных сооружениях. Особенностью этого блока является использование в качестве фильтрующего и сорбционного природного материала – шунгитовой породы (ШП), содержащей 25-30% углерода, менее 55% оксида кремния, 4% оксида алюминия и различные примесные соединения.

ШП, широко распространенные в Карелии, привлекательны сочетанием свойств минеральных и синтетических сорбентов и могут использоваться для очистки без предварительной обработки.

Лабораторные исследования свойств ШП при очистке растворов, содержащих различные концентрации нефтепродуктов (дизельное топливо, отработанное машинное масло, керосин), показали, что этот материал можно использовать в фильтрах двойного назначения: как фильтрационную загрузку в насыпном фильтре, заменяющую кварцевый песок на последнем этапе предварительной очистки воды от свободно плавающих нефтепродуктов и тонкодисперсных взвешенных веществ (размер частиц >3 мкм), и как сорбент для извлечения истинно-растворенных нефтепродуктов.

Возможность применения фильтра с ШП на завершающем этапе первой стадии очистки определяется наличием алюмосиликатного каркаса и относительно высоким удельным весом породы. Сорбционные свойства ШП связаны с наличием на поверхности слоя сорбционно-активного углерода в форме шунгита. Высокие сорбционные характеристики ШП, не уступающие аналогичным показателям сорбции на активных углях, обеспечивают эффективность глубокой доочистки низкоконцентрированных растворов нефтепродуктов.

На рисунке 6 показана принципиальная схема единичного блока доочистки, включающего два основных узла: фильтрационно-адсорбционную колонну и гидроаккумулятор чистой воды, которые могут работать независимо друг от друга или одновременно для обеспечения очищенной водой различных участков производства (например, автомойки).

Очищенная вода подается на доочистку с помощью электронасоса и последовательно проходит четыре царги. Первая из царг (Ф1) – песчано-гравийный фильтр, три следующие (Ф2-Ф4) загружены ШП. Очищенная вода собирается в гидроаккумуляторе, откуда с помощью насоса поступает потребителю.

Ф1

Загрязненная вода

гидроаккумулятор