Методы очистки сточных вод нефтеперерабатывающего предприятия

Содержание 

Введение………………………………………………………………….3

1. Вода для НПЗ…………………………………………………………….4
2. Методы очистки сточных вод нефтеперерабатывающего предприятия

3.1 Механические методы…………………………………………….5

3.2 Электрохимические методы……………………………………....6

3.3 Биологические методы……………………………………………6

3. Очистка нефтесодержащих сточных вод с использованием

смеси коагулянтов………………………………………………………..7

Заключение……………………………………………………………….9

Список  литературы………………………………………………….......10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     Проблема  сохранения водных ресурсов нашей планеты с каждым годом становится все более острой. Дефицит пресной воды усугубляется тем, что ее запасы на Земле распределены неравномерно.

     Уже сейчас многие промышленно развитые страны испытывают ее острый недостаток. В ряде промышленных районов к настоящему времени создалось такое положение, что почти весь сток пресных вод забирается на нужды производства.

     Развитие  промышленности, интенсификация процессов  производства и сельского хозяйства  влечет за собой увеличение водопотреб-ления. Рост водопотребления приводит к увеличению количества сточных вод. Вода, используемая на нужды промышленности, не только сама загрязняется, но, попадая в открытые водоемы, может привести к нарушению его гидрохимического и гидробиологического режимов.

     Охрана и рациональное использование такого ценнейшего природного ресурса, каким является вода, с полным основанием может быть отнесена к разряду крупнейших экономических проблем. 

     Нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая промышленность в настоящее время играет огромную роль в экономике нашего государства. К сожалению, процессы добычи, переработки, транспортировки и хранения нефти всегда сопровождаются выбросом в окружающую среду углеводородов, отравляющих ее. Вследствие высокой токсичности, по данным ЮНЕСКО, нефтепродуктовые загрязнения принадлежат к числу десяти наиболее опасных загрязнителей окружающей среды. Предприятия нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности сбрасывают основную массу загрязнений со сточными водами в водоемы. В составе сточных вод нефтеперерабатывающих заводов содержатся, главным образом, нефтяные загрязнения. При наличии и развитии на этих заводах нефтехимических производств сточные воды обогащаются рядом водорастворимых полярных соединений: органических кислот, спиртов, альдегидов, кетонов и оксикислот.  
 
 
 
 
 
 
 

Вода  для НПЗ 

     Нефтеперерабатывающие заводы относятся к отрасли промышленности, потребляющей большое количество воды, которая расходуется в основном для промывки нефти при ее обессоливании  на установках ЭЛОУ, для конденсации и охлаждения нефтепродуктов (при невозможности применения воздушного охлаждения), для охлаждения машин, а также для других технологических целей (приготовления растворов реагентов, промывки топлива после защелачивания и т.д.)

     На  современных НПЗ, осуществивших системы оборотного водоснабжения, удельный расход свежей пресной воды равен 0,5 м³ на 1 т перерабатываемой нефти для завода топливного профиля и 1 м³ на 1 т для завода топливно-масляного профиля. Расход оборотной воды на заводах топливного и топливно-масляного профиля соответственно составляет 12 и 24 м³ на 1 т перерабатываемой нефти. Расход питьевой воды для хозяйственно-питьевых целей 0,017-0,02 м³/т.

     Среднегодовое количество выпускаемых в водоемы  сточных вод на единицу продукции  составляет: для заводов топливного профиля с глубокой схемой переработки мощностью 12 млн. т нефти в год – 0,22 м³ производственных сточных вод, подлежащих очистке от загрязнений, и 0,02 м³ бытовых сточных вод; для заводов топливно-маслянистого профиля – 0,23 м³ производственных и 0,021 м³ бытовых сточных вод [3]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Методы  очистки сточных вод нефтеперерабатывающего предприятия 

     Нефтеперерабатывающие и нефтехимические заводы сбрасывают сточные воды, содержащие большое количество органических примесей. В стоках содержатся различные нефтепродукты, альдегиды, смолы, фенолы и другие вредные вещества. Вредоносное действие органических примесей заключается, главным образом, в окислительных процессах, вследствие которых уменьшается содержание в воде кислорода, увеличивается биохимическая потребность в нем, ухудшаются органолептические показатели воды.

     Наиболее  широко распространенными загрязнителями сточных вод являются нефтепродукты – неидентифицированная группа углеводородов нефти, мазута, керосина, масел и их примесей. Особую опасность представляют хлор- и металл- органические соединения, относящиеся, как правило, к суперэкотоксикантам[4].

     Нефтепродукты могут находиться в растворе в  эмульгированном, растворенном виде и образовывать на поверхности плавающий слой. Для очистки сточных вод от нефтепродуктов в настоящее время применяют механические, физико-химические, химические и биологические методы. Из механических методов практическое значение имеют отстаивание, центрифугирование и фильтрование; из физико-химических – флотация, коагуляция и сорбция; из химических – хлорирование, озонирование. Биологические методы основаны на способности микроорганизмов перерабатывать некоторые органические соединения, входящие в состав нефтепродуктов, как правило, в смеси с бытовыми сточными водами.

       Механическую очистку сточных вод от нефтепродуктов применяют преимущественно как предварительную. Она является в известной степени самым дешевым методом, а поэтому всегда целесообразна, как первая стадия глубокой очистки стоков. Механическую очистку как самостоятельный метод применяют тогда, когда осветленная вода после этого способа очистки может быть использована в технологических процессах производства. Во всех других случаях механическая очистка служит первой ступенью очистки сточных вод.

     В настоящее время привлекают внимание электрохимические методы глубокой доочистки осветленных стоков. Основными способами электрохимической очистки нефтесодержащих сточных вод являются электрохимическая коагуляция (электрокоагуляция) и электрохимическая флотация (электрофлотация). Электрокоагуляция основывается на процессах, происходящих при прохождении сточной воды через межэлектродное пространство электролизера. Для очистки промышленных сточных вод, содержащих высокоустойчивые загрязнения, проводят электролиз с использованием растворимых стальных или алюминиевых анодов. Под действием тока происходит растворение анода, в результате чего в воду переходят катионы железа или алюминия, которые, встречаясь с гидроксидными группами, образуют гидроксиды металлов, выпадающие в осадок в виде хлопьев. Наступает интенсивная коагуляция.

     В процессе электрофлотации очистка  сточных вод от взвешенных частиц проходит при помощи пузырьков газа, образующихся при электролизе воды. На аноде возникают пузырьки кислорода, а на катоде водорода. Поднимаясь в сточной воде, эти пузырьки флотируют взвешенные частицы. При использовании растворимых электродов происходит образование хлопьев коагулянтов и пузырьков газа, которые взаимодействуя между собой, способствует более эффективной флотации. Аппарат для очистки сточных вод, в котором одновременно протекают процессы флотации и коагуляции взвешенных частиц при использовании постоянного электрического тока, можно назвать электрофлотатор-электрокоагулятор.

       Электрохимические методы позволяют извлекать из сточных вод ценные продукты при относительно простой автоматизированной технологической схеме очистки, без использования химических реагентов.

     Сточные воды, прошедшие механическую и физико-химическую очистку, содержат еще достаточно большое количество растворенных и тонкодиспергированных нефтепродуктов, а также других органических загрязнений и не могут быть выпущены в водоем без дальнейшей очистки. Наиболее универсален для очистки сточных вод от органических загрязнений биологический метод. Он основан на способности микроорганизмов поглощать разнообразные вещества, содержащиеся в сточных водах, в качестве источника питания в процессе их жизнедеятельности. Задачей биологической очистки является превращение органических загрязнений в безвредные продукты окисления – воду, углекислый газ и другие.

     Ввиду сложности состава очищаемых нефтесодержащих вод и высоких требований к степени очистки в технологических схемах очистных станций используются комбинации различных методов. Имея данные по расходам сточных вод, их подробную характеристику, в том числе и по содержанию примесей, а также требования к очищенной воде, нужно отобрать для проверки несколько методов. На основании экспериментальных исследований с учетом технико - экономических показателей выбирают оптимальную схему очистки сточных вод [1]. 
 
 
 
 
 
 

Очистка нефтесодержащих сточных вод  с использованием смеси коагулянтов

     В промышленной практике широкое распространение  получили коагуляционные методы очистки  нефтесодержащих сточных вод. В качестве коагулянтов используют, в частности, соли железа и алюминия.

     В результате промывки газов, получающихся при пиролизе легкого углеводородного  сырья в производстве винилхлорида, образуются сточные воды, загрязненные нефтепродуктами, сажей и осмолами. Эти воды направляют на локальные сооружения, где очищают путем адсобрции нефтепродуктов на хлопьях гидроксида железа, образующегося при гидролизе хлорида железа (III), и осветлением в сепараторах. Основная часть очищенной воды возвращается в производство, а часть поступает на биологические очистные сооружения.

     Для повышения эффективности очистки  сточной воды от нефтепродуктов, а  также для снижения содержания в  ней ионов железа был изучен метод  очистки с применением смеси  коалулянтов. В качестве коагулянтов использовали хлорид железа (III) и оксихлорид алюминия (ОХА) в виде 30%-ных растворов. Очистка сточных вод НПЗ с использованием смеси коагулянтов представлена в Приложении А.

     Установка работает следующим образом. Загрязненную воду заливают в термостатируемую емкость 1 объемом 20 л, снабженную перемешивающим устройством. Температуру в емкости поддерживают на уровне 75-80°С. Из емкости 1 вода поступает в сепаратор 2, представляющий собой вертикальный аппарат с пятью полками, расположенными под углом 45°. По мере заполнения сепаратора вода переливается в сборник очищенной воды 3.

     Дозирование коагулянтов осуществляют раздельно  в линию подачи  сточной воды в сепаратор при помощи дозирующих устройств 4 и 5. При добавлении коагулянтов  образуются хлопья гидроксидов металлов, на которых адсорбируются нефтепродукты. По мере образования осадка происходит его накопление в нижней части аппарата и на полках.

     Расход  сточной воды устанавливают равным 4,5 л/ч, расход коагулянтов варьирует в пределах 9,2-12 мл/ч. В ходе эксперементов определяют начальную и конечную концентрации нефтепродуктов, концентрацию железа, а также плотность образовавшегося осадка (Таблица 1).

     Таблица 1

     Результаты  экспериментов по очистке нефтесодержащих  сточных вод

     При использовании хлорного железа формирование и накопление осадка происходит в донной части аппарата и на двух нижних полках, таким образом, образуются два фильтрующих слоя. При применении ОХА образуется более легкий осадок,  вследствие чего он распределяется по всем полкам аппарата, однако уноса хлопьев осадка в очищенную воду не происходит. Вследствие более низкой плотности осадок при распределении по полкам образует третий, дополнительный фильтрующий слой, который задерживает загрязняющие примеси и препятствует поднятию хлопьев.

     Совместное  применение ОХА и хлорного железа позволяет не только утяжелить образовавшийся осадок, но и несколько улучшить степень очистки по сравнению  с использованием только хлорного железа. Распределение осадка происходит на двух нижних полках и на дне аппарата.