4. Методы, применяемые для очистки производственных сточных вод от нпз

На отечественных и зарубежных нефтеперерабатывающих заводах общепринятая схема включает две стадии очистки:

1) механическая — очистка от грубодисперсных примесей (твердых и жидких);

2) физико-химическая — очистка от коллоидных частиц, обезвреживание сернисто-щелочных вод и стоков ЭЛОУ;

Для очистки сточных вод I системы в настоящее время на отечественных предприятиях используют две схемы.

Первая схема включает очистку сточных вод в нефтеловушках, прудах, флотаторах, песчаных фильтрах и т.д. Очищенная вода используется для подпитки оборотных систем.

Вторая более перспективная схема, кроме сооружений механической и физико-химической очистки, включает сооружения биологической очистки, а в некоторых случаях — установки доочистки сточных вод.

Сточные воды первой и второй систем канализации проходят очистку на отдельных очистных сооружениях, так как различаются по составу и концентрации загрязнений. Очищенные сточные воды первой системы, как правило, используются для подпитки оборотных систем водоснабжения завода. Очищенные сточные воды второй канализационной системы не могут быть использованы в оборотном цикле вследствие повышенного содержания солей (порядка 5— 6 г/л), поэтому после соответствующей очистки сбрасываются в водоем.

5. Выбор технологической схемы для очистки сточных вод

Для очистки сточных вод данного НПЗ выбрана следующая схема:

Механическая очистка. В качестве предварительной очистки сточных вод предложено отстаивание в нефтеловушке. Нефтеловушка позволяет снизить содержание нефтепродуктов на 60-90%, взвеси – на 40-60%.

Физико-химическая очистка. Для доочистки сточных вод от нефтепродуктов в схему включена напорная флотация. Эффект очистки по нефтепродуктам составляет 70-80%.

Для доочистки сточных вод от взвешенных веществ, СПАВ, остаточных нефтепродуктов перед подачей в систему оборотного водоснабжения включена сорбция на угольных фильтрах.

6. Расчет основных сооружений

6.1. Усреднитель

Усреднение расхода и концентраций загрязнений позволяют рассчитывать все последующие звенья очистки не на максимальные, а на некоторые средние значения параметров потока.

Расчет усреднителя производится на основании данных притока сточных вод по часам суток. В данном курсовом проекте коэффициент часовой неравномерности равен , таким образом, максимальный часовой расход составит:

м³/ч.

Зададим, что превышение концентрации загрязнений сверх допустимой наблюдается с 9 до 17 часов, поэтому период усреднения принимаем равным 8 часам.

Объем усреднителя будет равен:

м³.

По табл.11.2 справочника [2] принимаем типовой усреднитель с максимальным рабочим объемом 400 м³ и минимальным объемом 300 м³ с размером секции 3х15 м. Согласно СНиП [1] число секций усреднителя должно быть не менее двух, обе рабочие.

Число типовых секций объемом 300 м³ составит:

.

Принимаем 2 секции, тогда объем усреднителя:

м³.

Пропускная способность секции:

м³/ч.

Скорость продольного движения воды в секции составит:

мм/с, что удовлетворяет требованиям СНиП [1] мм/с.

6.2. Нефтеловушка

Основная масса нефтепродуктов в грубодиспергированном (капельном) и некоторая в эмульгированном состоянии из сточных вод удаляются в отстойных сооружениях, называемых нефтеловушками. Они применяются при содержании нефтепродуктов в сточных водах более 100 мг/л.

Нефтеловушки проектируются трех типов: горизонтальные, радиальные и тонкослойные. Расчет нефтеловушек аналогичен расчету отстойников с учетом кинетики всплывания нефтяных частиц.

Расчетная скорость движения сточной воды не должна превышать 4-6 мм/с. Расчетную гидравлическую крупность нефтяных частиц принимаем равной 0,4 мм/с.

По таблице 12.10 справочника [2] принимаем типовую горизонтальную нефтеловушку ТП 902-2-157, имеющую следующие параметры:

Глубина проточной части м, ширина одной секциим, длина одной секциим, высота сооружениям.

Производительность одной секции:

м³/ч, где

–коэффициент использования объема отстойника, принимаем по табл.31 СНиП [1].

При такой пропускной способности необходимое количество секций сооружения составит:

секции.

Принимаем 3 секции типовой горизонтальной нефтеловушки ТП 902-2-157.

Концентрация загрязнений на выходе из нефтеловушки при заданной эффективности очистки составит:

, где

–концентрация загрязнений в исходной воде;

–концентрация загрязнений в очищенной воде;

–эффективность очистки.

Получаем на выходе из нефтеловушки следующие показатели:

мг/л;

мг/л;

Количество осадка, уловленного в нефтеловушке, определяется по формуле:

м³/сут, где

q_w – расход сточных вод в час максимального притока q^max (м³/час) или в сутки Q^сут (м³/сут);

С_en и С_ex – концентрации взвешенных веществ в сточных водах соответственно до осветления и после него, мг/л;

Р_mud – влажность осадка (обводненность нефтепродуктов), %; Р_mud =95%,

_mud – плотность уловленного осадка в нефтеловушках; при влажности более 80% _mud = 1,1г/см³ (кг/л).

Обводненность нефтепродуктов очень большая (50-70%), поэтому необходимо отделять нефть от воды. Разделка нефтепродуктов, как правило, производится в разделочных резервуарах в условиях предварительного подогрева нефтепродуктов в теплообменниках до температуры 50-70⁰ С. Число резервуаров не менее трех Продолжительность разделки, включая операции по закачке обводненных нефтепродуктов, их отстаиванию, спуску (дренированию) сточной воды, откачке обезвоженных нефтепродуктов принимается не менее 3 суток. Содержание воды в обезвоженных нефтепродуктах не должно превышать 2-5%, механических примесей – 1-2%.

6.3. Напорная флотация

Установки напорной флотации применяют для снижения содержания нефти и нефтепродуктов в сточных водах с 70-150 до 10-30 мг/л и механических примесей со 100-150 до 10-15 мг/л. Флотаторы-отстойники рекомендуется применять при концентрациях нефтепродуктов 100-150 мг/л и механических примесей до 150 мг/л.

Флотатор представляет собой отстойник радиального типа со встроенной внутри круглой в плане флотационной камерой, оборудованной вращающимся водораспределителем и механизмом сгребания пены.

Для предварительных расчетов принимаем три флотатора с расходом через каждый м³/ч.

Принимаем высоту флотационной камеры м.

Диаметр каждой камеры: м ≈ 1,5 м, где

Q_ф – расход сточных вод поступающие на один флотатор;

υ – скорость восходящего движения воды, равная 10,8 м/ч.

Продолжительность пребывания сточных вод во флотационной камере – 5-7 минут.

Высоту флотатора-отстойника принимаем м.

Диаметр флотатора-отстойника определяем по формуле:

м, где

υ₀ – скорость движения воды в отстойной зоне, равная 4,7 м/ч.

Общее время пребывания сточной воды во флотаторе-отстойнике – 20 минут.

Эффект задержания взвешенных частиц принимаем равным 80%.

Количество нефтесодержащей пены (со всех флотаторов) составит:

м³/ч, где

А и А₁ – соответственно начальное и конечное содержание нефтепродуктов в сточной воде, мг/л;

0,95 – объемная масса нефтесодержащей пены, т/м³;

90% – обводненность нефтесодержащей пены.

Количество выпавшего осадка по сухому веществу равно:

т/сут, где

С и С₁ – начальное и конечное содержание взвешенных веществ в сточной воде, мг/л.

Окончательно принимаем три типовых флотатора-отстойника ТП-902-2-290 с основными конструктивными параметрами: м,м,м.

Получаем на выходе из флотатора-отстойника следующие показатели:

мг/л;

мг/л;

мг/л.

Для обезвреживания осадка, образующегося после флотаторов, предусматриваем следующую схему его обработки. Сначала осадок поступает в пеносборник, который служит сборным промежуточным резервуаром, где происходит частичное отделение воды от пены, далее осадок поступает в пеногаситель для выделения загрязнений, сорбированных на пузырьках воздуха. Этот процесс может осуществляться с помощью разбрызгивания воды по поверхности пены. После гашения осадок направляется на обезвоживание и утилизацию.

6.4. Сорбционный фильтр

Сорбционный фильтр предназначен для удаления из воды оставшихся загрязнений (СПАВ, взвешенных веществ).

По расходу 35,42м³ /час принимаем две автоматические фильтровальные установки типа CWG AC 4882/360F

Фильтрующий материал:

Активированный уголь типа AquaSorb 1000, зернистость: 0,6-2,36 мм, количество: 1100 л (550 кг).

Кварцевый песок, зернистость: 2,0-3,15 мм, количество: 200 л (300 кг).

Получаем на выходе с фильтров следующие показатели:

мг/л;

мг/л;

мг/л.