В.Ф. Панин
Теоретические основы защиты окружающей среды
Конспект лекций по учебной дисциплине. Томск: ТПУ, 2009. – 115с.
2. Защита гидросферы от загрязнений
2.7. Очистка сточных вод
2.7.3. Очистка сточных вод от нефтепродуктов
Методы очистки сточных вод от нефтепродуктов можно
отнести к группе методов механической очистки от суспензий и эмульсий. В
настоящее время такая очистка производится, в основном, отстаиванием,
обработкой в гидроциклонах, флотацией, фильтрованием.
Примеси нефтепродуктов относятся к всплывающим (см. п.
2.4). Отстаивание основано на закономерностях всплывания примесных частиц
нефтепродуктов по тем же законам, по которым происходит осаждение твёрдых
частиц. Отстаивание осуществляется в отстойниках и ловушках, при этом, как
правило, предусматривается использование отстойников, как для осаждения твёрдых
частиц, так и для всплывания нефтепродуктов. Расчёт длины отстойника
производится по скорости осаждения твёрдых частиц и по скорости всплывания
маслопродуктов, принимается наибольшее из двух значений.
Маслоловушки (ловушки примесей нефтепродуктов) по
конструкции аналогичны горизонтальным отстойникам; при скорости движения стоков
в ловушке 0,003 ... 0,008 м/с сточные воды находятся в ловушке около двух
часов, всплывшие на поверхность нефтепродукты удаляются маслосборным
устройством.
При концентрированных маслосодержащих стоках применяют
обработку сточных вод реагентами, способствующими быстрой коагуляции примесей:
Na2CO3, H2SO4, NaCl, Al2(SO4)3
и др.
Отделение
нефтепродуктов в поле действия инерционных сил осуществляется в напорных
гидроциклонах. На рисунке 2.5 представлена схема напорного гидроциклона,
предназначенного для очистки стоков от металлической окалины и масла [12].
Рисунок 2.5 – Схема
комбинированного напорного гидроциклона
Стоки
через установленный тангенциально по отношению к корпусу гидроциклона
трубопровод 1 поступают в гидроциклон. Твёрдые частицы отбрасываются к стенкам
гидроциклона и стекают в шламосборник 7. Сточная вода с примесью нефтепродуктов
движется вверх, при этом из-за меньшей плотности нефтепродуктов они
концентрируются в ядре закрученного потока, который поступает в приёмную камеру
3 и через трубопровод 5 выводится из гидроциклона для последующей утилизации. Очищенная
сточная вода скапливается в камере 2, откуда через трубопровод 6 отводится для
дальнейшей очистки. Выход 4 с регулируемым гидравлическим сопротивлением
предназначен для выпуска воздуха, концентрирующегося в ядре закрученного потока
очищаемой сточной воды.
Очистка
сточных вод от маслопримесей флотацией заключается в интенсификации
процесса всплывания нефтепродуктов при обволакивании их частиц пузырьками
воздуха, подаваемого в сточную воду. Образование агрегатов «частица - пузырьки
воздуха» зависит от интенсивности их столкновения друг с другом, химического
взаимодействия находящихся в стоках веществ, давления воздуха и т.д.
По
способу образования пузырьков различают несколько видов флотации: напорную,
пневматическую, пенную, химическую, биологическую, электрофлотацию и др.
При
пневматической флотации сточные воды очищаются от нефтепродуктов,
поверхностно-активных и органических веществ и от взвешенных частиц малых
размеров. Сжатый воздух в виде мельчайших пузырьков поступает в сточную воду
через насадки из пористого материала. При всплывании пузырьки воздуха
обволакивают частицы нефтепродуктов, поверхностно-активных веществ и мелких
твёрдых частиц, увеличивая скорость их всплывания. Образующаяся на поверхности
очищаемой воды пена отсасывается центробежным насосом в пеносборник для
последующего извлечения из неё нефтепродуктов. Одновременно кислородом,
содержащимся в пузырьках воздуха, окисляются органические примеси. Происходит
также насыщение очищаемой воды кислородом.
При
электрофлотации происходящие в сточной воде электро-химические процессы
обеспечивают дополнительное обеззараживание сточных вод. При использовании
электродов из алюминия или железа происходит коагулирование и осаждение
мельчайших коллоидных частиц (электро-коагуляция).
Очистка
стоков от примесей нефтепродуктов фильтрованием - необходимый заключительный
этап очистки: концентрация нефтепродуктов на выходе отстойников или
гидроциклонов достигает 0,01…0,2 кг/м3, что значительно
превышает ПДК нефтепродуктов в водоёмах (0,0005 кг/м3 – для водоёмов
первой категории и 0,00005 кг/м – для водоёмов второй категории). Очень низкого
содержания нефтепродуктов в воде требуют и условия многократного использования
сточных вод при оборотном водоснабжении предприятий.
Структура
аппаратов очистки сточных вод от нефтепродуктов аналогична структуре аппаратов
очистки от твёрдых частиц: зернистые насыпные фильтры. Наиболее
распространённые фильтроматериалы: кварцевый песок, доломит, керамзит,
глауконит; эффективность очистки повышается при добавлении волокнистых
материалов (асбест и отходы его производства). В настоящее время в качестве
фильтроматериала всё шире применяются частицы пенополиуретана. Главное
достоинство фильтров из пенополиуретана – простая регенерация путём
механического отжимания нефтепродуктов [12].
|