4.6. Оборудование для очистки и подготовки сточных вод

Для очистки воды после отделения от нефти используются отстойники, резервуары с двулучевым распределением потока, резервуары с гидрофобным фильтром, резервуары-флотаторы, мультигидроциклоны.

Рис. 4.20. Резервуар с двулучевым устройством распределения потока:

1 – перфорированное двулучевое входное распределительное устройство; 2 – сифонный кран; 3 – экранирующий лоток; 4 – стояк; 5 – антисифонное устройство; 6 – гидрозатвор; 7 – выходное распределительное устройство.

Рис. 4.21. Резервуар-отстойник с жидкостным гидрофобным фильтром:

1 – перемычка для слива из резервуара загрязнённого промежуточного слоя; 2 – нефтеотводящая труба; 3, 4 – элементы устройства (люков) для отвода нефти; 5, 10 – блоки; 6, 9 – датчики уровня (поплавки); 7 – устройства для распределения очищаемой воды в жидком гидрофобном фильтре (слой нефти); 8 – щелевые отверстия; 11 – крыша резервуара; 12 – шток; 13 – подвижный патрубок; 14, 15 – восходящие и нисходящие трубы (сифон); 16 – выход из резервуара очищенной воды; 17, 18, 21 – задвижки; 19 – устройство для отбора очищенной воды; 20 – подводящий трубопровод.

Рис. 4.22. Резервуар – флотатор

1 – ввод на очистку (вместе с растворённым газом); 2 – отвод уловленной нефти; 3 – стальной вертикальный резервуар; 4 – кольцевой желоб для сбора нефти; 5 – флотационная зона; 6 – отстойная зона и ввод воды на очистку (вместе с растворённым газом); 7 – отвод газа; 8 – отвод очищенной воды; 9 – отвод шлама из отстойной зоны; 10 – отвод осадка из флотационной зоны.

На рис. 4.20 – 4.22 изображены конструкции используемого оборудования.

Сточная вода, освободившись от эмульгированных глобул нефти и механических примесей, движется в направлении выходного распределительного устройства 7 (рис. 4.20.). Очищенная вода через гидрозатвор 6 выводится из резервуара. Благодаря гидрозатвору с антисифонным устройством 5 исключена возможность случайного слива уловленной нефти с потоком очищенной воды. Слив жидкости из резервуара прекращается по достижении уровня жидкости верхней части колена гидрозатвора.

Для предотвращения замерзания в зимнее время гидрозатвор смонтирован внутри резервуара-отстойника и имеет небольшую высоту, благодаря чему уровень налива жидкости может изменяться, т.е. резервуар одновременно является буферной ёмкостью.

Уловленная нефть периодически или непрерывно выводят из резервуара-отстойника через стояк 4, закрыв задвижку. Полностью воду из резервуара сливают через сифонный кран 2, при этом предварительно сливают уловленную нефть через стояк 4. Резервуар-отстойник работает в динамическом (проточном) режиме отстаивания. Двулучевые распределительные устройства ввода и отбора жидкости обеспечивают оптимальные условия всплытия нефти и оседания механических примесей. Это наиболее простое и надёжное оборудование для очистки и подготовки нефтепромысловых сточных вод на объектах с большими объёмами формирования стоков.

Резервуары-отстойники с гидрофобным жидкостным фильтром разработаны на базе РВС-2000, 3000 и 5000 производительностью 2500, 4000 и 8000 м³/сут. соответственно.

Вода через распределительное устройство подаётся в слой нефти, высота которой поддерживается в заданных пределах гидрозатвором и нефтеотводящей трубой. Пройдя слой нефти, вода движется вниз к кольцевому сборному трубопроводу, в котором просверлены отверстия диаметром 30 и с шагом 550мм. Кольцевой трубопровод соединён в центре с отводящим трубопроводом очищенной воды. Отводящий трубопровод с внешней (или внутренней) стороны резервуара связан с гидрозатвором, регулирующим уровень слива воды в отстойнике.

Резервуары-флотаторы разработаны на базе стальных вертикальных резервуаров РВС-1000, 2000 и 5000 с применением в качестве флотоагента природного нефтяного газа, растворенного в очищаемой пластовой воде или дополнительно подаваемого в воду до её очистки. Объём флотационной зоны рассчитан на пребывание в ней очищаемой воды в течение 20мин. Схема резервуара-флотатора представлена на рис. 4.22.

В основу аппарата заложен метод образования пузырьков газа в очищаемой газонасыщенной воде при поступлении в аппарат по мере снижения давления в системе. Пузырьки газа, выделяясь из воды, флотируют на своей поверхности взвешенные частицы и нефтепродукты.

В блочных автоматизированных установках очистки сточных вод применяют напорные отстойники полые, с гидрофобным коалесцирующей насадкой насыпного или патронного типа.

Время пребывания очищаемой воды в отстойнике 1,5-2,0ч. Расчётное остаточное содержание нефти (нефтепродуктов) 30-50мг/л; механических примесей – до 40мг/л. Уловленная нефть выводится автоматически. Шлам из отстойника отводят периодически один раз в 3-5дней.

Отстойник с коалесцирующим фильтром представляет собой горизонтальную цилиндрическую ёмкость, разделённую на ряд поперечных отсеков, два из которых заполнены гранулированным полиэтиленом с размером зёрен 4-5мм.

Производительность отстойника 1200-1500м³/сут. при рабочем давлении 0,2-0,6МПа. Коалесцирующий фильтр-отстойник рассчитан на очистку сточной воды, содержащей: нефти до 500-2000мг/л и механических примесей до 50-70мг/л. Остаточное содержание нефти 15-20мг/л и механических примесей до 15мг/л при скорости фильтрации до 11м³/ч. Недостатком этого отстойника является то, что при засорении возникает необходимость подачи в очищаемую воду 5-10% (по объёму) дисперсии керосина в течении 30мин.

Мультигидроциклоны предназначены для очистки нефтепромысловых сточных вод от нефти, твёрдых механических примесей, а также для удаления газов.

Очистка воды происходит в результате подачи в распределительную камеру, где происходит отделение крупных частиц механических примесей. Вода проходя через заборники в гидроциклоны, получает вращательное движение. Механические примеси, отброшенные центробежной силой к периферии вращающегося потока, через нижнее отверстие гидроциклона удаляются в шламосборник с определённой частью воды.

Механические примеси, поступившие в шламосборник, оседают на его дно и по мере накопления периодически, через 1-2сут., с небольшим количеством воды сбрасывается в шламонакопитель.

Мультигидроциклон одновременно с очисткой дегазирует очищаемую воду, поэтому отпадает необходимость в ёмкости-дегазаторе.