Очистка сточных вод от нефтепродуктов

Загрязнение природных вод нефтепродуктами ведет к гибели флоры и фауны. При сбросе масло- и нефтепродуктов в водоем, на поверхности зеркала воды образуется пленка или капельная эмульсия нефтепродуктов. Нефтяное пятно препятствует обмену кислородом воздуха, что наносит большой вред экологии водоемов. При сбросе нефтепродуктов на биологические очистные сооружения, прекращается развитие активного ила и очистные сооружения начинают работать не эффективно, нефть оказывает токсическое воздействие на биоценоз организмов.
Выявлено несколько видов загрязнений, получаемые в результате промышленной деятельности человека:
- заводы по переработке нефтепродуктов
- транспортные узлы по доставке нефти
- машиностроительные предприятия
- автомобильные предприятия и автомойки
- заводы по производству химических изделий
- вагоноремонтные предприятия
На каждом предприятия должны быть локальные очистные сооружения, которые сокращают сбросы нефтепродуктов в водоемы.
Локальные очистные сооружения от нефтепродуктов подбираются в зависимости от максимальных концентраций масло- нефтепродуктов, которые превышают нормы ПДК в несколько раз. При разработке очистных сооружений, необходимо учитывать поступление ливневых сточных вод от автодорог, от асфальтовых покрытий улиц и стоков от снегоплавильных машин. Ливневые сточные воды являются слабо концентрированными, но их объем требует строительства больших очистных сооружений. Стоки от снегоплавильных машин, наоборот, содержат в себе большие концентрации нефтепродуктов и небольшой объем. Ливневка содержит растворенный бензин, который попадает в результате пролива масла и конденсата от выхлопной системы автомобиля.
Существующие технологии очистки делятся на следующие способы:
- отстойник-нефтеловушка
- флотационная очистка
- фильтр с загрузкой
Технология очистки нефтесодержащих сточных вод зависит от требований к очищенной воде от жиров, масел, нефтепродуктов. Если к очищенной воде предъявляются жесткие требования до нормы рыбохозяйственного значения, то необходимо использовать фильтр с активированным углем, так называемая адсобционная очистка.
Отстойник-нефтеловушка представляет собой емкостной отстойник. Данный способ очистки является традиционным, у него есть несколько недостатков. Емкостные отстойник нефтеловушки занимают большие площади, не эффективно работают. Для эффективной работы емкостной нефтеловушки необходимо отстаивания в несколько часов. Для увеличения эффективности работы, в маслобензоуловителе применяют тонкослойные модули. Тонкослойный модуль представляет собой набор пластин, уложенных под определенным углом, которые создают ламинарный поток воды. В очищаемой воде, где присутствует турбулентное движение, эффективность очистки резко падает.
В тонкослойнике действует эффект коалесценции. Коалесценция представляет собой физико-химический процесс укрупнения капилярных нефтепродуктов на гидрофобной поверхности. Укрупненные нефтепродуты поднимаются на поверхность бензомаслоотделителя. Для увеличения эффективности очистки талых сточных вод после снегоплавильной установки применяются реагенты – коагулянты. Тонкослойное отстаивание реализовано в многоярусных отстойниках, они распределяют поток по всей длине очистного сооружения. При использовании тонкослойных модулей частицы и капли эмульсии намного быстрее всплывают, за счет чего объем нефеловушки возможно уменьшить. Данный способ очистки от нефтепродуктов сокращает площади под очистные сооружения.
Конструктивные особенности тонкослойных нефтеловушек: осадок самотеком сползает на дно отстойника, а нефтепродукты поднимаются на поверхность, отсутствует турбулентное движения воды по ламелиям.
При проектировании тонкослойных нефтеловушек необходимо учитывать дисперстный состав нефти для размещения тонкослойных модулей.
Реконструкция существующих очистных емкостных нефтеловушек для удаления нефтепродуктов с учетом тонкослойных модулей происходит по рекомендациям к СНиП. Реконструкция существующих бензомаслоуловителей с применением коалесцентных модулей позволяет увеличить эффективность работы очистных сооружений с применением небольших капитальных затрат.
Флотационная очистка применяется для очистки сточной воды методом напорной флотации. Данный способ очистки применяется для удаления неэмульгированных нефтепродуктов с использованием реагентов: коагулянтов и флокулянтов.
Флотация заключатся в насыщении сточной воды воздухом при помощи инжектора, компрессора или струйной аэрации до 0,5 – 0,6 атм, после чего вода поступает во флотационную камеру и пузырьки воздуха выделяются из воды и создают газо-жидкостную систему. Пузырьки воздуха поднимаются по всему объему флотационной камеры на поверхность. К пузырьку воздуха прилипают нефтепродукты и всплывают на поверхность, где собираются в нефтенакопитель.
Эжекторная флотация применяется для удаления нефтепродуктов, масел и жира из сточной воды.
Применение флотационного способа очистки позволяет снимать основные концентрации нефте-, маслопродуктов перед последующей фильтрационной очисткой.
Фильтрационный способ очистки заключается в фильтрации воды через загрузку.
Движение воды в сорбционном фильтре осуществляется сверху вниз или снизу вверх в зависимости от условий применения использованной загрузки.
Загрузки для фильтров бывают различных типов: пенополиуретановые нефтесорбенты, песок, алюмосиликат и активированный уголь.
Применение этих загрузок зависит от исходных концентраций нефтепродуктов и требуемой степени очистки. Степень очистки на адсобционном фильтре с активированным углем достигает 99,8%, что позволяет сбрасывать очищенную сточную воду в водоем рыбохозяйственного назначения. При выборе загрузки, необходимо учитывать скорость фильтрации, плотность набивки сорбционного материала для достижения максимальной эффективности очистки.
Скорость фильтрации влияет на грязеемкость загрузки и период фильтроцикла. Низкие скорости фильтрации позволяют воде проходить по наименьшему пути через загрузку, в результате часть фильтра не работает. На высоких скоростях фильтрации возможны проскоки нефтепродуктов.
Применение активированного угля обосновано большой сорбционной способностью.
У каждого типа загрузок есть свои плюсы и минусы. Например, при использовании пенополиуретановых нефтесорбентов вода проходит через слой фильтрационного материала и пробивает канавки, в результате чего вода идет не через весь слой сорбента. Пенополиуретан обладает олеофильными свойствами, что позволяет ему сорбировать на внутренней поверхности гранул масло- и нефтепродукты. У адсорбционного фильтра не большой фильтроцикл, что требует более частой его замены. Для регенерации пенополиуретана необходимо произвести его отмывку от нефтепродуктов с последующим отжимом.
Степень очистки на каждом виде фильтрационных загрузок не одинакова. На пенополиуретановой загрузке концентрации нефтепродуктов могут достигать до 15-10 мг/л, что соответствует растворимости в воде нефтепродуктов. Для очистки воды до концентрации 0,05 мг/л необходимо использовать адсорбционный фильтр с активированным углем.