Очистка сточных вод нефтебазы

            Водопотребление и водоотведение терминала

           ООО «Бурят-Терминал» осуществляет забор воды для промышленных и хозяйственно-бытовых нужд из двух источников:

• из городского водопровода (водопроводные сети МП «Водоканал»);
• из реки Уда (собственный технический водозабор).

Проектом модернизации очистных сооружений не предусматривается забор  воды из водоисточников. Вода хозяйственно-питьевого  качества на производственные нужды  не используется. Так же не предусматривается  увеличение потребления воды из существующих систем водоснабжения. При эксплуатации терминала образуются следующие виды сточных вод:

• подтоварные воды – сточные воды, образующиеся в результате отстаивания обводненных нефтепродуктов в резервуарах;
• промывочные воды – сточные воды, образующиеся при зачистке и промывке, закрытых производственных площадей, сливо-наливных эстакадах, станции налива в бензовозы;
• производственные сточные воды, поступающие от производственных зданий (насосных станций, лаборатории, котельной);
• стоки от смыва пролитого нефтепродукта с проезжей части территории предприятия;
• зачистные, льяльные и балластные воды от нефтеналивных судов;
• атмосферные воды – сточные воды, образующиеся при таянии снегов, в период дождей в обвалованных территориях резервуарных парков, на сливо-наливных эстакадах, производственных площадках;
• воды от охлаждения резервуаров при пожаре;
• бытовые стоки от зданий.

В целях охраны рыбохозяйственного водоема I категории предусмотрена ликвидация существующего выпуска №2 промливневых стоков южного промузла с подачей стоков на проектируемые очистные сооружения. Выпуск сточных вод, очищенных до требований норм рыбохозяйственного водоема, производится по существующему выпуску в реку Уда (водоем II категории). Количество сточных вод, поступающих на очистные сооружения – величина

непостоянная. Она зависит  от времени года, количества осадков, коэффициента испаряемости, погодных условий (ветер или штиль, тепло  или холодно) и других факторов. Также  неоднородна качественная характеристика сточных вод. Выполненные лабораторией терминала результаты анализов сточных вод, поступающих на очистные сооружения, свидетельствуют, что расход воды по сезонам года изменяется в широких пределах: от 6 до 48 м³/ч. Следует отметить, что большой объем резервуаров – 25 000 м³ позволяет принимать и хранить около месяца весь объем сточных вод, образующихся за месяц. Поэтому целесообразно назначить усредненный расход воды, который должен откачиваться из резервуаров и подаваться на очистные сооружения. В этом случае, при постоянном режиме эксплуатации сооружения будут работать устойчиво. Учитывая изменения объема сточных вод по сезонам года, принимается расчетное количество очищаемых промливневых, балластных и льяльных

3  Разработка технологической схемы очистки нефтесодержащих сточных вод

3.1 Описание технологической  схемы очистки сточных вод

                    Рис. 2 Схема нефтебазы с элементами систем водоотведения

2- поля подземной фильтрации; 3 - флотационные установки; 4 – буферный пруд; 5 – резервуары балластных вод; 6 – будки с пенопорошком; 7 – септик; 8 и 13 – насосные станции канализации; 9 – шламонакопитель; 10 – нефтеловушки; 11 – резервуар уловленных нефтепродуктов; 12 – песколовки; 14, 15, 18, 27 и 28 – резервуары с различными нефтепродуктами; 16- производственный блок; 17 – склад мазута для котельной; 19 и 33 насосные станции; 20 – котельная; 21 – маслорегенарационная; 22 – бочкопропарочная; 23 – управление с лабораторией; 24 – помещение охраны; 25 – операторская; 26 – навес для хранения тары; 29 и 30 – станции налива в автоцистерны светлых и темных нетепродуктов.; 31 и 32 – разливочные соответственно горючего и масел; 34 – склад тарированных нефтепродуктов; 35 – железнодорожные эстакады.

I – неэтилированные воды; II – этилированные воды; III – бытовые сточные воды; IV – осадок; V – уловленные нефтепродукты; VI – балластовые воды.

        Сточные воды из дренажных канав по коллектору диаметром 500 мм поступают в приемную камеру проектируемой насосной станции и перекачиваются в существующие буферные резервуары, где происходит их отстой. Вследствие больших объемов буферных резервуаров поступающие в них сточные воды отстаиваются в них в течение нескольких часов, а в нередких случаях – суток. Накопленные и частично отстоявшиеся в буферных резервуарах сточные воды по самотечным коллекторам (задвижки на трубопроводах опорожнения резервуаров открываются вручную) направляются на очистные сооружения, расположенные в отдельно стоящем здании. Самотечный коллектор присоединен через задвижки с электроприводами к двум центробежным насосам производительностью 22,5 м³/час. Напорный трубопровод от каждого насоса подсоединен к самостоятельному флотатору. Подающие трубопроводы насосов соединены перемычкой, на которой установлена ручная задвижка. На напорных трубопроводах перед задвижками устанавливаются расходомеры, назначение которых в строгом ограничении и поддержании постоянного расхода воды, подаваемого на флотатор, который регулируется изменением оборотов привода насоса, дополненного частотным преобразователем. Такая система обеспечивает стабильность и устойчивость работы очистных сооружений. Для флотации применяется комбинированный флотатор марки SF-25/C, включающий в своей конструкции системы импеллерной и напорной флотации. В этом случае достигается более глубокая очистка. Пройдя объем напорной флотации, вода через водослив попадает в приемный карман, используемый как промежуточная емкость. В каждом кармане двух флотаторов устанавливаются погружные насосы, подающие воду в общий коллектор, по которому она направляется на фильтрование. На каждом отводящем отфлотированную воду коллекторе устанавливается расходомер, фиксирующий и регулирующий работу насоса через частотный преобразователь, что способствует устойчивости работы фильтров. Общий объем очищаемой воды фиксируется на общем для расходомеров интеграторе. Фильтрование производится через две ступени фильтров SPF – 2,0/0,25 – RО. На каждой ступени по два параллельно работающих кварцевых фильтра, загруженных кварцевым песком или гранитной крошкой. После фильтрования на зернистой загрузке вода направляется на двухступенчатую сорбционную очистку, которая производится фильтрованием через два на каждой ступени параллельно работающих фильтра SPF – 2,0/0,25 – RA, загруженных активированным углем. Очищенная вода после сорбционных фильтров отводится в расположенный под полом резервуар чистой воды, из которого лишняя вода самотеком отводится в сбросной коллектор, а затем она попадает в водоем. В резервуаре чистой воды расположены погружной насос для регулярной промывки фильтров и высоконапорный насос для подачи воды на узел интенсивной регенерации.

3.2 Подбор, расчет и проектирование  технологического оборудования

           Расчетный расход сточных вод, подаваемых на очистку, принят 45 м³/ч. На каждой ступени принимается по два очистных аппарата, поэтому каждый аппарат рассчитывается на производительность 22,5 м³/ч. Производительность аппаратов в процессе эксплуатации может быть увеличена в период пиковых нагрузок или ремонта параллельных сооружений практически без изменений степени очистки.

            Комбинированный флотатор

Характеристика очистки  сточных вод комбинированным  флотатором

Флотация основана на использовании  подъемной силы пузырьков воздуха, которыми искусственно насыщается вода, для удаления из сточных вод дисперсных частиц. Взаимное закрепление пузырьков и частиц в водной среде основано на физико-химическом взаимодействии трех фаз (вода, вещество частиц, газ) и определяется явлениями смачивания. В связи с тем, что газы являются гидрофобными веществами (вещества неспособные смачиваться водой), в жидкой среде они могут активно взаимодействовать лишь с гидрофобными поверхностями других дисперсных примесей. Флотационная очистка сточных вод эффективна при извлечении примесей, обладающих природной гидрофобностью (например, нефть). Для удаления из сточных вод эмульгированных нефтепродуктов, не задерживаемых в буферных резервуарах, применяют комбинированный флотатор, в котором совмещаются два вида флотации: импеллерную и напорную. С целью повышения эффективности флотационной очистки в сточную воду добавляют коагулянт – оксихлорид алюминия. Раствор реагента подается в сооружение в двух точках: в приемную камеру зоны импеллерного флотатора, и в зону напорной флотации перед смешением водного потока с потоком водо-воздушной смеси. Доза реагента принимается 20 мг/л (по активной части) на первую зону флотации и 20 мг/л – на вторую, то есть 40 мг/л (величина дозы может быть изменена при ее уточнении в период наладочных работ). Оксихлорид алюминия агрессивен по отношению к металлам, поэтому на поверхности, контактируемые с рабочим телом, наносится антикоррозионное покрытие. Система позволяет в процессе эксплуатации изменять вид реагента, который может оказаться более удобным для приобретения.

Флотационная установка  состоит из следующих элементов:

• сатуратор – аппарат для насыщения воды воздухом;
• эжекторов для воздуха и раствора коагулянта;
• центробежных насосов для подачи очищаемых вод в сатуратор;
• реагентное хозяйство;
• флотатор – флотационный резервуар для образования флотоагрегатов и выделение их из потока очищаемой воды;
• камеры распределения, в которой установлены задвижки и редуцированные клапаны.

Флотатор является многокамерным  и представляет собой емкость  из листовой и профильной прокатной  стали, внутри которой устроена флотационная камера, имеющая импеллерный диспергатор (распылитель турбинного насосного  типа). Сатуратор обеспечивает насыщение  воды воздухом при давлении 4 атм. Сверху сатуратора установлены манометр и  предохранительный клапан для удаления избытка воздуха. Используется тонкослойный блок в выделительной камере флотатора, задерживающий пену, и водослив, обеспечивающий равномерный сброс и отвод очищенной воды. Флотопена из флотаторов удаляется скребковым механизмом в боковые лотки, откуда по трубопроводу отводится в резервуар сбора флотопены, из которого жидкая фаза пены насосом откачивается в узел обработки осадка. Общее время пребывания сточной воды во флотационной установке от 10 до 20 мин . Так как параллельно работают два флотатора, поступление воды на них регулируют с помощью задвижек в распределительной камере таким образом, чтобы флотаторы имели одинаковую нагрузку. Регулировку делают предварительно по наполнению флотаторов. В процессе работы равномерность нагрузки проверяется по пьезометру, установленному на трубе, отводящей очищенную воду из

флотаторов. Ход процесса очистки контролируется путем отбора и химического анализа проб сточной воды, поступающей на флотаторы и очищенной. Содержание нефтепродуктов в очищенной воде после флотации в сочетании с коагуляцией не превышает 10 – 15 мг/л. Сатуратор, флотатор и баки для коагулянта необходимо периодически опорожнять, осматривать и очищать от осадков. Периодичность очистки устанавливается в процессе наладки и работы установки.

 

Расчет расхода коагулянта и объема расходного резервуара.

1. Расход оксихлорида алюминия, кг/ч, на один флотатор определяется следующим образом :

             , (2.1)

             где – расход сточных вод, подаваемых на один флотатор, м³/ч, ;

 – доза реагента по активной  части, мг/л.

Оксихлорид алюминия поставляется в порошке, в котором активная часть составляет 30%, поэтому доза реагента будет равна 134 мг/л или 0,134 кг/м³.

.

2. Объем расходного резервуара, м³, находится по выражению [9]:

            , (2.2)

            где – расход сточных вод, подаваемых на очистку, м³/ч, ;

 – доза реагента при  концентрации 1%, кг/ м³, 10;

 – расчетное время, ч, 8;

.

На каждый флотатор предусмотрено  по расходному резервуару, снабженному  мешалкой и двумя насосами-дозаторами. Раствор реагента приготавливается заранее в растворных резервуарах, расположенных в помещении склада реагентов.

            Расчет эффективности очистки сточных вод во флотаторах

Количественная оценка эффективности  очистки воды на флотационной установке определяется по выражению:

          , (2.3)

           где – эффективность механизма образования устойчивых флотоагрегатов;

 – эффективность выделения  образовавшихся флотоагрегатов  из потока воды.

Эффективность вовлечения загрязнений  в состав флотоагрегатов:

              , (2.4)

             где – концентрация сфлотированных (вошедших в состав флотоагрегатов) примесей сточных вод, мг/л;

 – исходная концентрация  примесей в сточной воде, мг/л,  [данные анализов лаборатории нефтебазы].

Количество сфлотированных примесей определяется экспериментальным  путем в производственных условиях при соблюдении требования . Производительность одного флотатора 22,5 м³/ч, тогда концентрация вошедших в состав флотоагрегатов примесей сточных вод, мг/л, находится по формуле:

           , (2.5)

            где – годовое количество нефтепродуктов, образующихся при очистке сточных вод от одного флотатора, т/год, ;

8760 – годовой фонд рабочего  времени, ч;

10⁶ – коэффициент переводящий т/м³ в мг/л;

.

Тогда эффективность вовлечения ЗВ в состав флотоагрегатов будет  равна

.

Для полного выделения  флотоагрегатов из воды должно соблюдаться  условие:

 

, (2.6)

            где – концентрация сфлотированных примесей, выделенных из потока очищаемой жидкости, мг/л.

Соблюдение условия (2.6) возможно, если

           , (2.7)

            где – средняя скорость движения пузырьков на различных участках флотатора, мм/с, определяется по графику в зависимости от высоты флотационной камеры, исходя из опыта эксплуатации высота камеры назначается равной 1,25 м, ;

 – поправочный коэффициент  для обеспечения надежности работы  установки, принимаемый при постоянном  расходе и усреднении состава  сточных вод,  ;