Очистка сточных вод от нефтепродуктов

Министерство  образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

Волгоградский государственный технический университет

(ВолгГТУ)

 

Кафедра «Процессы  и аппараты химических производств»

 

Семестровая работа

По дисциплине: 
«Технология химических процессов»

На тему:

«Очистка  сточных вод от нефтепродуктов»

 

 

Выполнила:

ст. гр. ЭиУ  – 3.1

Авилова Е.Д.

Проверила:

Доцент

Дулькина  Н.А.

 

 

 

 

 

 

Волгоград 2012

 

Оглавление

Введение…………………………………………………………………..……...3

1 Характеристика загрязненности воды нефтью…………………………..…..5

2 Выбор способа очистки нефтесодержащих сточных вод...…………………6

3 Методы очистки промышленных сточных вод от нефтепродуктов..………9

3.1 Механическая очистка 10

3.1.1 Песколовки 11

3.1.2 Отстойники 12

3.1.3 Гидроциклоны 17

3.1.4 Центрифуги 20

3.1.5 Фильтры…………………………………………………………………...20

3.2 Физико-химическая очистка 24

3.2.2 Коагуляция 24

3.2.3 Флотация…………………………………………………………………..26

3.2.4 Сорбция……………………………………………………………………28

3.3 Химическая очистка 31

3.3.2 Хлорирование 31

3.3.3 Озонирование 31

3.4 Биологическая очистка 33

Заключение……………………………………………………………………...35

Список использованных источников…………………………………………..36

 

 

Введение

Основными источниками загрязнений  нефтью и нефтепродуктами являются добывающие предприятия, системы перекачки  и транспортировки, нефтяные терминалы  и нефтебазы, хранилища нефтепродуктов, железнодорожный транспорт, речные и морские нефтеналивные танкеры, автозаправочные комплексы и  станции. Объемы отходов нефтепродуктов и нефтезагрязнений, скопившиеся  на отдельных объектах, составляют десятки и сотни тысяч кубометров. Значительное число хранилищ нефтешламов  и отходов, построенных с начала 50-х годов, превратилось из средства предотвращения нефтезагрязнений в  постоянно действующий источник таких загрязнений.

Наиболее широко распространенными  загрязнителями сточных вод являются нефтепродукты – неидентифицированная группа углеводородов нефти, мазута, керосина, масел и их примесей, которые  вследствие их высокой токсичности, принадлежат, по данным ЮНЕСКО, к числу  десяти наиболее опасных загрязнителей  окружающей среды. Нефтепродукты могут  находиться в растворах в эмульгированном, растворенном виде и образовывать на поверхности плавающий слой.

Основные вопросы защиты окружающей среды необходимо решать на основе следующих принципов:

форма и масштабы человеческой деятельности должны быть соизмеримы с запасами невозобновляемых природных ресурсов;

неизбежные отходы производства должны попасть в окружающую среду в  форме и концентрации, безвредных для жизни. Особенно это относится  к водным ресурсам.

Природная вода - не только источник водоснабжения  и транспортное средство, но и среда  обитания животных и растений. Круговорот воды в природе создает необходимые  условия для жизни человечества на Земле.

Происхождение воды на земле связано  с происхождением самой Земли. Существует две гипотезы образования воды на Земле. В первом случае это существование  готовых молекул воды в газопылевом  облаке, из которого произошла Земля  и которое наблюдается в кометах  и метеоритах сегодня. Во втором случае вода образовалась из водорода и кислорода  после конденсации газопылевого облака в планету Земля. Впоследствии при повышении температуры недр Земли и их дегазации, а также  в процессе миграции водорода и кислорода  из центральной части планеты  к периферии и химических реакций  образовались молекулы воды.

Происхождение воды, ее первичное  образование как растворителя и  ее миграция представляют единое целое  в изучении природной воды.

Одним из невосполнимых природных  ресурсов является нефть, которая в  процессе добычи, транспорта, переработки  и потребления постоянно соприкасается  с окружающей средой и загрязняет ее, особенно воду.

В настоящее время защита окружающей среды от нефтесодержащих сточных  вод - одна из главных задач. Мероприятия, направленные на очистку воды от нефти, помогут сберечь определенные количества нефти и сохранить чистым воздушный  и водный бассейны. На земном шаре много  воды, но чистой пресной воды очень  мало. Круговорот воды в природе  создает необходимые условия  для существования человечества на земле.

Для правильного подхода к решению  актуальных задач в области окружающей среды необходимы определенные знания в этой области. Учебные программы, разработанные во многих университетах  и институтах можно разбить на две крупные группы:

решение экологических вопросов в  политическом, юридическом, экономическом  и других гуманитарных направлениях;

решение экологических вопросов в  техническом аспекте, где решаются общетехнические задачи или частные  задачи отдельной или близких  отраслей промышленности[1].

 

1. Характеристика  загрязненности воды нефтью

Методы очистки сточных вод  выбирают в зависимости от их вида: бытовые, промышленные и дождевые.

Сточные воды нефтяной и нефтехимической  промышленности содержат нефть, нефтепродукты  и различные химические вещества (тетраэтилсвинец, фенолы и др.).

До недавнего времени количество растворенной нефти в воде практически  не рассматривали. Современные исследования дают возможность судить о растворимости  разных нефтепродуктов в воде в зависимости  от различных факторов.

При непродолжительности контакта нефтепродуктов с водой без перемешивания  последних количество нефтепродуктов, перешедших в воду, с увеличением  времени возрастает. С увеличением  контакта от 2 до 120 часов количество нефти в воде возрастает от 0,2 до 1,4 мг/л, дизельного топлива - от 0,2 до 0,8 мг/л, а растворимость бензинов зависит  не только от времени, но и от метильных  и метиленовых групп углеводородов, входящих в состав бензина. Для метильных  и метиленовых групп концентрация бензина А76 в воде при контакте от 2 до 120 часов увеличивается от 1,4 до 11,9 мг/л, а для ароматических  углеводородов при тех же параметрах в бензине А76 - от 2,6 до 34 мг/л.

Как следует из предыдущих примеров количество растворенных нефтепродуктов в воде довольно значительно[2].

 

2. Выбор способа очистки нефтесодержащих  сточных вод

На нефтетранспортных предприятиях сбор сточных вод и их очистку  ведут в зависимости от нефтехимических  примесей и способов их очистки. В  сточных водах нефтетранспортных  предприятий находятся нефть  и нефтепродукты, которые после  отделения от воды можно использовать в народном хозяйстве. Химические примеси, как, например, тетраэтилсвинец, отделяют специальными химическими методами. В этом случае целесообразно применять  раздельный сбор сточных вод и  комбинированную систему очистки.

При выборе системы сбора и очистки  сточных вод руководствуются  следующими основными положениями:

необходимостью максимального  уменьшения количества сточных вод  и снижения содержания в них примесей;

возможностью извлечения из сточных  вод ценных примесей и их последующей  утилизации;

повторным использованием сточных  вод (исходных и очищенных) в технологических процессах и системах оборотного водоснабжения.

Имея данные по расходам сточных  в од, их подробную характеристику, в том числе и по содержанию примесей, а также требования к очищенной воде, по схеме можно отобрать для проверки несколько методов. На основании экспериментальных исследований с учетом технико-экономических показателей выбирают оптимальный метод очистки сточных вод.

Выбор метода очистки сточных вод предприятий зависит от многих факторов: количество сточных вод различных видов, их расходы, возможность и экономическая целесообразность извлечения примесей из сточных вод, требования к качеству очищенной воды при ее использовании для повторного и оборотного водоснабжения и сброса в водоем, мощность водоема, наличие районных или городских очистных сооружений.

Очистка нефтесодержащих сточных  вод должна обеспечивать:

• максимальное извлечение ценных примесей для использования их по назначению;
• применение очищенных сточных вод в технических процессах;
• минимальный сброс сточных вод в водоем.

Для очистки сточных вод используют очистные сооружения трех основных типов: локальные, общие и районные или  городские.

На нефтебазах и насосных станциях трубопроводов применяют очистные сооружения общего типа, а в случае попадания в сточные воды особо  вредных химических веществ – очистные сооружения локального типа. В зависимости от степени очистки сточных вод на очистных сооружениях локального или общего типа и характеристики водоема сточные воды либо направляют на районные или городские очистные сооружения, либо сбрасывают в водоем.

Очистные сооружения локального типа предназначены для обезвреживания сточных вод непосредственно  после технологических цехов, имеющих  вредные химические вещества, например, после резервуарного парка технологических коммуникаций, насосных станций, хранящих и перекачивающих этилированные бензины. Применение таких установок дает возможность избежать необходимости пропускать сточные воды предприятия через установки для извлечения из воды определенных химических веществ.

Очистные сооружения общего типа предназначены  для очистки всех нефтесодержащих  вод нефтетранспортного предприятия. Обычно эти очистные сооружения включают механическую, физико-химическую и  биологическую очистки. К сооружениям  механической очистки относятся  песколовки, нефтеловушки, отстойники, флотационные и фильтрационные установки  и другие. На этих сооружениях удаляют  грубодисперсные примеси. К сооружениям  физико-химической очистки относятся  флотационные установки с применением  химических реагентов, установки с  применением коагулянтов для  коллоидных примесей. К сооружениям  биологической очистки относятся  аэротенки, биофильтры, биологические  пруды и другие.

Для очистки сточных вод применяют  реагентные методы: коагуляцию, флокуляцию, осаждение примесей, фильтрование, флотацию, адсорбцию, ионный обмен, обратный осмос и др.

Очистные сооружения районного  или городского типа предназначены  в основном для механической, физико-химической и биологической очистки сточных  вод. Если на эти очистные сооружения направляют производственные сточные  воды, то в них не должно быть примесей, которые могут нарушить нормальный ритм работы канализации и очистных сооружений.

Эти производственные воды не должны содержать:

взвешенных и всплывающих веществ  в количестве более 500 мг/л;

веществ, способных засорять трубы  канализационной сети или отлагаться на стенках труб;

веществ, оказывающих разрушающее  действие на материал труб и элементы сооружений канализации;

горючих примесей и растворенных газообразных веществ, способных образовывать взрывоопасные  смеси в канализационных сетях  и сооружениях;

вредных веществ в концентрациях, препятствующих биологической очистке  сточных вод или сбросу их в  водоем (с учетом эффекта очистки).

Температура этих вод не должна превышать 40° С. Не допускаются залповые сбросы сильно концентрированных сточных вод[3].

 

3. Методы  очистки промышленных сточных вод  от нефтепродуктов

Для очистки сточных вод от нефтепродуктов применяют:

• механические;
• физико-химические;
• химические;
• биологические методы.

Из механических практическое значение имеют отстаивание, центрифугирование  и фильтрование; из физико-механических – флотация, коагуляция и сорбция; из химических – хлорирование и  озонирование. Типовые технологические  схемы очистки сточных вод  от нефтепродуктов показаны на рисунке 1.

Рисунок 1 – Структурные схемы  очистки сточных вод от нефтепродуктов.

1.   _{Механическая очистка}

Механическую очистку сточных  вод от нефтепродуктов применяют  преимущественно как предварительную. Механическая очистка обеспечивает удаление взвешенных веществ из бытовых  сточных вод на 60-65%, а из некоторых  производственных сточных вод на 90-95%. Задачи механической очистки заключаются  в подготовке воды к физико-химической и биологической очисткам. Механическая очистка сточных вод является в известной степени самым  дешевым методом их очистки, а  поэтому всегда целесообразна наиболее глубокая очистка сточных вод  механическими методами.