Эффективность очистки сточных вод очистных сооружений

Эффективность очистки сточных вод очистных сооружений

Дата публикации: 16.06.2016 2016-06-16

Статья просмотрена: 1237 раз

Библиографическое описание:

Васина, М. В. Повышение эффективности механической очистки сточных вод очистных сооружений нефтеперерабатывающего предприятия / М. В. Васина, Н. В. Стрельникова. — Текст : непосредственный, электронный // Молодой ученый. — 2016. — № 12 (116). — С. 555-559. — URL: https://moluch.ru/archive/116/31668/ (дата обращения: 19.04.2020).

Обезвреживание сточных вод на действующих нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) в большинстве случаев не достигает требуемой степени очистки. Поэтому актуальным является вопрос очистки промышленных сточных вод от различных загрязнений.

Целью данной работы является оценка работы очистных сооружений и внесение предложений по повышению эффективности очистки промышленных сточных вод нефтеперерабатывающего завода.

Существующая схема очистки сточных вод НПЗ включает три ступени очистки:

‒ первой ступенью является механическая очистка (песколовки, нефтеловушки, радиальные отстойники) (рис. 1);

‒ второй ступенью является физико-химическая очистка (импеллерные флотаторы на I системе, установка Wemco на II системе);

‒ третьей ступенью является биологическая очистка (аэротенки, вторичные отстойники);

‒ доочистка производится в буферном пруде.

Рис. 1. Схема механической очистки очистных сооружений нефтеперерабатывающего предприятия

Промышленные стоки всех систем независимыми потоками поступают на очистные сооружения и проходят раздельную механическую и физико-химическую очистку, перед биологической очисткой все потоки объединяются. Часть очищенных стоков возвращается на повторное использование, остальные осветлённые стоки через буферный пруд откачиваются на очистные сооружения МУП «Водоканал» для дальнейшей доочистки.

Для оценки эффективности работы очистных сооружений отобраны и проанализированы образцы проб стоков при входе и выходе на каждой стадии очистки I и II систем. Результаты исследования проб воды, а также эффективность механической очистки сточных вод и флотаторов I и II системы представлена в таблице 1.

Результаты исследований качества сточных вод I, II системы иоценка эффективности очистных сооружений НПЗ

Точка отбора проб

ПДК мг/дм3

Среднее значение, мг/дм3

Оценка эффективности

Вход на нефтеловушки

Выход с нефтеловушек

Вход на радиальные отстойники

Выход радиальных отстойников

Вход на флотацию

Выход с флотации

Вход на нефтеловушки

Выход с нефтеловушек

Вход на радиальные отстойники

Выход радиальных отстойников

Превышение ПДК по нефтепродуктам наблюдается в пробах I и II системы сточных вод. Несмотря на то, что эффективность очистки сточных вод I и II систем нефтеловушками составляет 99,4 и 96,0 % соответственно, очевидно, что нефтеловушки работают недостаточно эффективно, и нефтепродукты попадают со стоками на радиальные отстойники. Этим и объясняется малая эффективность очистки радиальных отстойников I и II системы (9,0 % и 17,9 % соответственно), где контроль концентрации сточных вод осуществляется по нефтепродукту.

С целью повышения эффективности существующих очистных сооружений возникает необходимость модернизации механической очистки очистных сооружений нефтеперерабатывающего завода.

Возможная схема механической очистки сточных вод НПЗ в результате модернизации представлена на рис. 2.

Рис. 2. Модернизированная схема механической очистки очистных сооружений нефтеперерабатывающего предприятия

Решетки в данной системе позволят задержать крупнодисперсные примеси в поступающей на очистку воде (мусор, камни и прочие загрязнения, смытые с поверхности территории завода).

Предлагаемая конструкция открытого гидроциклона имеет ряд достоинств: возможность автоматизации процесса; улавливание основной массы нефти; совмещение функций песколовки и нефтеловушки одновременно; низкое содержание воды (до10 %) и инертных загрязнений (пыли) в отводимых нефтепродуктах [1]. Устройство открытого гидроциклона представлена на рис. 3.

Рис. 3. Схема открытого гидроциклона: 1 — цилиндрическая часть; 2 — кольцевой лоток; 3 — шламовый насадок; 5 — коническая диафрагма

В его конструкции внутренний цилиндр обеспечивает возникновение замкнутого циркуляционного потока, который транспортирует выделенную в восходящем потоке взвесь в коническую часть. Диафрагмы направлены вершиной вверх, а верхняя диафрагма оканчивается люком. В этом случае выделенные нефтепродукты накапливаются в объеме под люком и отводятся самотеком при открытии запорного устройства на отводящем нефтепроводе. Такое решение узла нефтеудаления позволяет автоматизировать этот процесс.

При этом в отводимых нефтепродуктах следует ожидать низкое содержание воды (до 10 %) и инертных загрязнений (пыли), поэтому они будут более пригодны для утилизации. Так как в нашем случае открытые гидроциклоны будут использоваться в качестве песколовок, они должны быть рассчитаны на выделение нефтепродуктов гидравлической крупностью 5мм/с.

Следующим узлом механической очистки предлагается герметичная нефтеловушка-нефтеотделитель, устройство которой приведено на рис. 4.

Рис. 4. Герметичная нефтеловушка — нефтеотделитель: 1 — впускной патрубок, 2 — струенаправляющий щит, 3 — распределительная перегородка, 4 — патрубок, отводящий уловленные нефтепродукты, 5 — монтажный люк, 6 — тонкослойные блоки, 7 — перегородки, 8 — полупогруженная перегородка, 9 — патрубок, отводящий очищенную воду, 10, 11 — система гидросмыва нефтешлама, 12 — патрубок, отводящий нефтешлам, 13 — люк

Читайте также:  Масло штиль для бензопилы разбавлять

Корпус нефтеловушки имеет вид прямоугольного параллелепипеда с осадочной частью в виде косой призмы. Верхняя часть, где накапливаются выделенные нефтепродукты, имеет вид двух усеченных сопряженных пирамид.

Нефтесодержащая вода подается через один (два) выпускных патрубка (1) в передней торцевой стенке и струенаправляющим щитком (2) распределяется по ширине сооружения. Из аванкамеры вода поступает в тонкослойные блоки через дырчатую перегородку (3). Площадь перфорации в перегородке (3) позволяет распределить воду по живому сечению тонкослойного пространства на 75–80 %. Особенность тонкослойного объема (6) заключается в решении узла стыковки пластин соседних блоков соответствующих ярусов. Пройдя объем тонкослойного отслаивания, вода через перфорированную перегородку, объединенную с полупогруженной стенкой (8), поступает в объем, из которого через один (два) выпуска (9) удаляетсяиз сооружения. Нефтешлам, выделенный в ярусах, сползает к зоне между рядом стоящими блоками, в которой осаждается в шламовую часть сооружения. Удаление нефтешлама производится через шламоотводящий патрубок (12), к которому он транспортируется с помощью гидротранспорта. Гидротранспорт обеспечивается направленными в сторону выпуска струями воды из сопел (11), присоединенными через патрубки к трубам, расположенными наружи вдоль корпуса нефтеловушки. Выгрузка шлама производится периодически после опорожнения сооружения до уровня шлама.

Нефтепродукты, выделенные в ярусах, всплывают по наклонным пластинам вверх и накапливаются под крышкой монтажного люка (5), откуда через патрубок (4) при открытии запорного устройства под напором или самотеком удаляются из сооружения [1].

Достоинствами герметичной нефтеловушки — нефтеотделителя являются низкое содержание нефтепродукта на выходе (не более 10–12мг/дм3); выделение частиц загрязнений гидравлической крупностью 0,3–0,2мм/с; возможности эксплуатации в самотечном и напорном режиме.

Модернизация очистных сооружений с совместным применением открытых гидроциклонов и герметичных нефтеловушек-нефтеотделителей позволит значительно сократить загазованность территории, упростить эксплуатацию, исключить использование дополнительных отстойников, использовать отмытый от нефтепродуктов песок, сэкономить объем шламонакопителя при подаче в него песчаной пульпы, повысить степень очистки сточных вод тем самым нормализовать работу последующих ступеней очистки.

  1. Пономарев В. Г., Иоакимис Э. Г. Образование и очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов. — М.: Союз Дизайн, 2009. — 352с.

Цель практического занятия: сформировать представление о структуре и составе сточных вод промышленных предприятий; познакомиться с основными принципами очистки сточных вод и основными примерами их конструктивной реализации; научиться рассчитывать эффективность очистки сточных вод по различным загрязняющим веществам.

Теоретическая часть

Очистка сточных вод – обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них определенных веществ. Одно из важных мероприятий охраны природы и окружающей среды от загрязнения. Производится разными способами: механическим (отстаивание, фильтрация, флотация), физико-химическими (коагуляцией, нейтрализацией, обработка хлором и т.д.) и биологическими (на полях орошения, в биофильтрах и т.д.). Выбор метода и соответствующего оборудования определяется характеристиками загрязнений, их концентрацией, физическими и химическими свойствами, а также требованиями эффективности очистки сбросов.

Глубина очистки сточных вод очистными сооружениями и вынос примесей в водные объекты устанавливаются на основе нормативов предельно допустимых сбросов (ПДС) и временно согласованных сбросов (ВСС).

Методика выполнения работы

Показателями качества воды – несущей среды сбросов – являются значения концентраций в ней вредных веществ сi. Необходимая эффективность очистки ηi сточных вод от i-го загрязняющего вещества определяется по формуле:

где Сст – концентрация вещества в сточной воде поступающей на очистку, мг/л;

Соч – концентрация загрязняющего вещества на выходе из устройства, разрешенный к сбросу в водный объект, мг/л.

где r — разрешенное увеличение содержания загрязняющего вещества в воде водного объекта в расчетном створе;

Q – расход водотока, м 3 /с;

q – расход сточных вод, м 3 /с;

γ – коэффициент смешения для рассматриваемого участка водоема;

Сф  концентрация веществ в воде водного объекта до сброса сточных вод, мг/л.

Эффективность очистки имеет, по существу, смысл коэффициента полезного действия (КПД) соответствующего устройства. Вследствие большого разнообразия свойств примесей (например, их фазового состояния, фракционного состава, температуры и др.) в потоке сточных вод решить задачу приемлемой очистки в каком-либо одном устройстве практически невозможно. Отмеченное, определяет необходимость применения системы n последовательно соединенных аппаратов, которая дает общую эффективность по i-й примеси:

Читайте также:  Платяной шкаф глубиной 50 см

где ηij – эффективность очистки от i-й примеси в j-м устройстве.

Конструктивные решения устройств очистки весьма разнообразны, однако, заложенных в них принципов вывода загрязняющих веществ немного: гравитационное осаждение (отстаивание), фильтрование, флотация, инерционное разделение, биологическая очистка и ряд других. В данной работе рассмотрим технические устройства, действие которых основано на реализации фильтрации, флотации, инерционного разделения, биологической очистке. В сложных системах очистки сточных вод эти устройства могут выступать в качестве отдельных элементов.

Задание

1. Произвести расчет необходимой эффективности очистки сточных вод от загрязняющих веществ (представленных в таблице №13) сбрасываемых предприятием в водные объекты, учитывая его назначение.

2. На основе произведенных расчетов для каждого вещества предложить очистное сооружение из представленных в таблице №14, либо их комбинацию обеспечивающих необходимую степень очистки.

РАЗРАБОТАНА НИИ коммунального водоснабжения и очистки воды Академии коммунального хозяйства им. К.Д.Памфилова (Л.И.Гюнтер, Э.С.Разумовский, Н.А.Масленников, Е.В.Гребеневич, Л.Л.Гольдфарб), Главводоохраной Минводхоза СССР (Ю.П.Беличенко), ВНИИВО (В.Н.Ладыженский, В.Н.Кенс, В.М.Шевченко), трестом Росводоканалналадка (Н.Н.Карзухин, А.Л.Фролова) при участии Мосводоканалниипроекта (Ю.Ф.Эль).

УТВЕРЖДЕНА Главным управлением по охране вод Министерства мелиорации и водного хозяйства СССР и приказом Минжилкомхоза РСФСР от 7 апреля 1983 г. N 174

Позволяет оценить технологическую эффективность работы городских очистных сооружений в сложившихся условиях эксплуатации при фактическом режиме водоотведения.

Приведены в графической и табличной форме зависимости, позволяющие с учетом местных условий определить степень очистки сточных вод как на станции очистки, так и на каждом ее сооружении.

Для инженерно-технических работников производственных управлений водопроводно-канализационного хозяйства и органов Государственного водного надзора.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Методика предназначена для оценки технологической эффективности, степени использования технических возможностей городских очистных сооружений и эффективности их работы при фактическом расходе и составе поступающей воды.

Методика распространяется на очистные сооружения, в которых процессы биологической очистки сточных вод осуществляются в аэротенках и биофильтрах.

1.2. Технологическая эффективность городских очистных сооружений определяется сопоставлением проектных показателей степени очистки сточных вод с фактическими. При отсутствии проектных данных, а также при отклонении расхода и состава поступающих на очистку сточных вод от проектных параметров органы жилищно-коммунального хозяйства (Производственные управления водопроводно-канализационного хозяйства) определяют нормативные показатели работы очистных сооружений, которые включаются в ходатайство для получения разрешения на специальное водоиспользование. Порядок согласования производится в соответствии с "Инструкцией о порядке согласования и выдачи разрешения на специальное водоиспользование".

1.3. Эффективно работающими очистными сооружениями являются сооружения, численные значения показателей качества очистки которых не превышают проектных или нормативных показателей*.
________________
* Эффективно работающие очистные сооружения по глубине очистки сточных вод могут не отвечать требованиям, установленным органами по регулированию использования и охраны вод, в соответствии с "Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами". В этих случаях оценивается также достаточность очистки сточных вод с точки зрения соблюдения указанных правил.

1.4. Расчетные значения основных нормативных показателей: биологической потребности в кислороде ( ) и взвешенных веществ и очищенной воде — определяются по пп.2.12-2.24 настоящей Методики. Фактические значения указанных показателей определяются по "Методике технологического контроля работы очистных сооружений городской канализации" (М., Стройиздат, 1977).

Расчетные значения специфических показателей качества очищенных сточных вод, обусловленных сбросом в канализацию производственных сточных вод, определяются по "Правилам приема производственных сточных вод в системы канализации населенных пунктов" (М., ОНТИ Академии коммунального хозяйства им. К.Д.Памфилова, 1985) с учетом их концентрации и эффективности удаления на очистных сооружениях. Перечень специфических показателей согласовывается с местными органами по регулированию использования и охране вод по представлению владельца очистных сооружений в соответствии с установленным порядком о согласовании и выдаче разрешения на специальное водопользование.

1.5. Показатели работы очистных сооружений определяются на основании анализа представленных (среднесуточных) проб сточных вод. Отбор проб производится в соответствии с главой 2 Методики технологического контроля работы очистных сооружений городской канализации. График отбора проб согласовывается с органами государственного надзора. Пробы рекомендуется отбирать автоматическими пробоотборниками.

1.6. Если численные значения показателей качества очистки сточных вод выше проектных или нормативных, необходимо произвести оценку эффективности работы каждого отдельного сооружения, входящего в состав городских очистных сооружений, с целью установления причин отклонения показателей от проектных или нормативных.

Читайте также:  Крылышки в глазури в духовке

1.7. При превышении численных значений показателей фактического качества очистки сточных вод над проектными или нормативными величинами контролируемых показателей, а также в случаях, когда сброс очищенных сточных вод, показатели которых соответствуют требованиям п.1.3, но из-за перегрузки очистных сооружений не обеспечивают соблюдение требований "Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами", владельцы очистных сооружений должны разработать план мероприятий по обеспечению эффективной очистки сточных вод, реализация которого должна обеспечить соблюдение этих требований.

В разрабатываемый план мероприятий в соответствии с местными условиями включается перечень водоохранных мероприятий, в том числе проектирование сооружений при расширении станции, их строительство, реконструкция действующих сооружений, сроки их реализации (ввода в эксплуатацию), объемы финансирования и нормативные показатели качества очистки сточных вод в настоящий период до осуществления мероприятий и достигаемые за счет ввода в действие водоохранных мероприятий, предусмотренных планом. Указанный план мероприятий согласовывается с органами государственного надзора, утверждается исполкомами (городскими или областными) Советов народных депутатов и включается в план экономического и социального развития отрасли.

1.8. При обнаружении поступления на очистные сооружения токсичных промышленных стоков, вследствие чего может произойти нарушение режима работы очистных сооружений или при проведении аварийно-восстановительных работ, повлекших за собой сброс неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод в водные объекты, владельцы очистных сооружений должны немедленно информировать органы по регулированию использования и охране вод.

1.9. При превышении численных значений фактических показателей качества очистки сточных вод над проектными или нормативными и несоблюдении требований "Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами" органы по регулированию использования и охране вод вправе применять санкции в соответствии с "Методическими указаниями о порядке привлечения к ответственности лиц, виновных в нарушении водного законодательства", утвержденными Минводхозом СССР 10 июня 1981 года.

1.10. Методика составлена в соответствии с главой СНиП 2.04.03-85 "Строительные нормы и правила. Канализация, наружные сети и сооружения" и "Правилами технической эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения населенных мест " (М., Стройиздат, 1979).

2. ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ГОРОДСКИХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

2.1. Решетки предназначены для задержания крупных загрязняющих веществ сточных вод, в основном органического происхождения (текстиль, бумага, кухонные отходы и др.), что обеспечивает нормальные условия эксплуатации последующих сооружений.

2.2. Отбросы, снятые с решеток, следует направить на технологическую обработку на последующих сооружениях, либо вывезти на обработку за пределы станции по согласованию с органами СЭС. В первом случае отбросы должны быть измельчены на специальных дробилках.

2.3. Песколовки предназначены для задержания крупных загрязняющих веществ сточных вод в основном неорганического происхождения (главным образом песок размером 0,25 мм и более), что необходимо для обеспечения нормальной работы насосных станций и сооружений обработки осадков.

2.4. Технологическая эффективность работы песколовок определяется количеством задержанного песка, а также содержанием в песке частиц фракциями 0,25 мм и более, зольности песка (осадка песколовок), наличием песка в осадке первичных отстойников.

2.5. При технологически эффективной работе песколовок процент задержания песка фракциями 0,25 мм и более должен составлять не менее 70%, зольность песка — не менее 70%, а содержание песка в осадке первичных отстойников не должно превышать 8%.

2.6. Дополнительно технологическую эффективность работы песколовок определяют сравнением процентного содержания песка в осадке песколовок и его зональностью. Чем меньше отличаются эти показатели друг от друга (в среднем на 5-7%), тем эффективнее работает песколовка по качеству задерживаемого осадка.

2.7. В случае перегрузки песколовок большим количеством поступающей воды эффективность задержания песка фракциями 0,25 мм и более (Э, %) горизонтальной песколовкой определяется по формуле

где — поверхностная нагрузка, мм/с; — рабочая глубина песколовки, мм; — время пребывания сточной жидкости в песколовке, с; — длина песколовки, м; — скорость движения сточных вод, м/с; — расход сточных вод, м /с; — площадь живого сечения песколовки, м ; — гидравлическая крупность песка, мм/с.

Значения для частиц песка размером 0,25 мм и более приведены в табл.1.

Ссылка на основную публикацию
Этажерка в спальню фото
Как известно, мир развивается по спирали, и вот вновь настала эпоха ренессанса для этажерок. В тяжелые послевоенные годы одним из...
Электромагнитный замок на распашные ворота
Купить замок для распашных ворот Locinox – значит выбрать превосходное качество продукции, быструю и легкую установку, надежность, эстетичный вид и...
Электромагнитный замок с герконом
На сайте продавца доступен "Онлайн консультант".Для перехода на сайт нажмите "В магазин" На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.Для перехода...
Этажерка из металла своими руками
Этажерка своими руками – это не только просто, но и экономично. Если вам раньше не доводилось мастерить что-то своими руками,...
Adblock detector