Современные технологии очистки промливневых сточных вод

Загрязняющие вещества, содержащиеся в промышленно-ливневых водах (нефтепродукты, взвешенные вещества, тяжелые металлы и пр.), находятся в виде грубодисперсных суспензий и эмульсий, в коллоидном и растворенном состоянии.

Для каждой из групп веществ существуют свои достаточно эффективные методы очистки. Однако для выполнения всех требований, предъявляемых к очищенным стокам для выпуска в водоем, требуется применение целого комплекса методов.

 

1. Напорная флотация – один из наиболее перспективных методов очистки вод, область применения которого непрерывно расширяется.

Высокая эффективность напорной флотации обеспечивается использованием мелких пузырьков, обра­зующихся в пересыщенной воздухом сточной или рециркулирующей очи­щенной воде (рабочей жидкости) по­сле снижения давления с избыточного до атмосферного. Крупность пузырь­ков, выделяющихся при оптимальных условиях осуществления процесса, не превышает 200 мкм. Для сравнения: размер пузырьков при пневматиче­ской и безнапорной флотации дости­гает 800 мкм, а при импеллерной - мо­жет превышать 1500 мкм.

Технологическая схема очистки поверхностного стока при помощи напорной флотации выглядит так^[1]:

Аккумулятор поверхностного стока

Коагуляция

Напорный флотатор

Скорый фильтр

Адсорбционный фильтр

 

 

2. Для очистки сточных вод предлага­ются следующие основные методы: ме­ханическая очистка на решётке и песко­ловке, отстаивание, удаление плавающих нефтепродуктов с применением скимеров; обработка воды коагулянтом и флокулянтом; очистка способом напорной флотации; механическая фильтрация; ад­сорбция; обработка осадка флокулянтом и механическое обезвоживание^[2].

Рис.1. Принципиальная блок-схема очистки нефтесодержащих СВ

 

Для обезвоживания осадков при­меняются центробежные сепараторы как отечественного, так и иностран­ного производства. Для повышения эффективности работы центрифуги предусматривается ввод флокулянта.

 

3. Данная высокоэффективная технология позволяет достичь требуемого качества очистки при минимальных затратах и компактности размещения оборудования^[3].

Рис.2. Схема очистки стоков и внешний вид установки

 

Созданная в ходе научных исследова­ний и конструкторской проработки техно­логия очистки включает (рис.2):

- подачу потока сточных вод в распреде­лительную камеру;

- распределение и равномерную подачу на установку очистки только необходимо­го количества сточных вод;

- удаление крупного мусора и грубоди­сперсных частиц;

- реагентную обработку исходного по­тока;

- последовательное прохождение сточ­ных вод через слои комбинированной фильтрующей и сорбирующей загрузки для постадийного удаления взвешенных веществ и нефтепродуктов.

Приёмный колодец, из которого осу­ществляется подача стоков на установку, исполняет роль песколовки и являетсяпервой ступенью очистки стоков.

Сток, превышающий расчётный, от­водится по байпасной линии и смешива­ется с очищенной водой. Разработанный в ЗАО «БМТ» узел дозирования флокулянта, размещённый в распределительной камере под корзиной для сбора крупного мусора, позволяет осуществлять пропор­циональное дозирование реагента без ис­пользования дозировочного насоса и элек­троэнергии.

Скомбинированная в едином блоке очистки (БО) высокоэффектив­ная мультислойная загрузка обеспе­чивает постадийное удаление взве­шенных веществ, эмульгированных и растворённых нефтепродуктов.

Слой полимерной загрузки, предназначенный для удаления эмульгированных и части раство­рённых нефтепродуктов, обладает высокой динамической сорбцион­ной ёмкостью (6 г нефтепродуктов на 1 г сорбента), а слой загрузки для финишной доочистки стоков харак­теризуется способностью к саморегенерации в период простоя установки между дождями за счёт введения в структуру сорбента специальных не­фтеокисляющих бактерий.

При сбросе очищенных стоков в водоём установка комплектуется пла­вающим дозатором с дезинфицирую­щим реагентом для обеззараживания поступающих сточных вод. При этом дехлорирование воды происходит в слое активированного угля комбини­рованной загрузки блока очистки.

Установка изготавливается из высокопрочного полимера, исклю­чающего коррозию оборудования, и размешается подземно, работает в ав­тономном режиме и не требует посто­янного присутствия обслуживающего персонала.

Неоспоримым её преимуще­ством является исключение импульс­ной, периодической подачи стоков, которая крайне негативно сказыва­ется на работе любого фильтра. Вода поступает на очистку самотёком, а в случае невозможности самотёчной подачи (глубокое залегание подво­дящего коллектора) установка ком­плектуется КНС с преобразователем частоты, который регулирует произ­водительность насоса в зависимости от интенсивности дождя.

Новая разработка является вы­годным решением для очистки по­верхностных (ливневых и талых) сточных вод селитебных (городских) территорий и промышленных пло­щадок (в том числе автостоянок, га­ражей, автозаправочных станций, не­фтебаз и др.) от взвешенных веществ и нефтепродуктов

 

4. Очистка сточных вод, загрязнённых нефтью и нефтепродуктами^[4].

Для решения задачи очистки от тонкоди­спергированных и растворённых не­фтепродуктов может быть использован электрофлотокоагуляционный метод, который позволяет достичь значения кон­центраций нефтепродуктов в очищенной воде в пределах 0,01-0,5 мг/л. Очищенные с помощью электрофлотокоагуляцион­ной обработки сточные воды могут по­вторно использоваться на установках не­фтеперерабатывающих заводов, что при­водит к сокращению потребления свежей воды на 70-75%. Достоинством этого мето­да помимо сохранения ресурсов пресной воды можно считать возможность выделе­ния ценных примесей, в частности нефти и различных масел, для дальнейшего их использования в различных отраслях про­мышленности. Эффективность извлече­ния нефтепродуктов - более 96-99%. Не­фтесодержащие осадки после обработки могут быть использованы в производстве строительных материалов.

На основе электрохимического спо­соба предлагается высокоэффективная и экологически чистая технология для очистки сточных вод, загрязнённых не­фтепродуктами. Электрохимическая очистка имеет ряд преимуществ, к кото­рым относятся снижение антропогенного воздействия сточных вод на окружающую среду; упрощение технологической схе­мы и эксплуатации технологических уста­новок; уменьшение производственных площадей, необходимых для размещения очистных сооружений; возможность об­работки вод без предварительного раз­бавления.

Существует очистка промышлен­ных и ливневых сточных вод от нефте­продуктов методом коалесценции. Для этого используется коалесцирующий фильтр с эластичной пенополиуретано­вой загрузкой. Эластичный пенополиу­ретан характеризуется высокой пористо­стью, химической стойкостью и гидрофоб­ными свойствами. Длительность фильтроцикла при максимальной нагрузке по сточным водам, равной 20 м²/ч, составляет 153 ч. Регенерация происходит путём сжа­тия эластичной разгрузки верхней секции с помощью кривошипно-шатунного меха­низма. При сходной концентрации нефте­продуктов 50 г/м⁵ степень очистки воды от них составляет 99,3%. Очищенную таким образом воду можно использовать для тех­нического водоснабжения.

На базе искусственно гидрофобизированного сорбента (комплексного продукта) можно осуществить высоко­эффективную очистку сточных вод от нефтепродуктов. Сорбент произво­дят нанесением на минеральную основу органической пленки, в результате чего он приобретает необходимые характери­стики: олеофильность, гидрофобность, стабильность до температуры 280°С, не­чувствительность к действию температур при нормальных условиях, стабильность во времени, отсутствие слеживаемости, устойчивости к воздействию кислот и щелочей в интервале pH 5-8,5. Продукт сочетает в себе достоинства неорганиче­ских и органических сорбентов; низкую стоимость производства, обусловленную в первую очередь уникальностью техно­логического процесса, высокое качество очистки от нефти и нефтепродуктов, ши­рокий диапазон применения в различных температурных режимах.

Еще один способ очистки нефтесодержащих сточных вод - удалении нефти по­ливинилхлоридом. При этом удаление про­исходит за счёт абсорбционного обме­на между сточной водой и полимерным материалом типа поливинилхлорида. Определены факторы, влияющие на сте­пень удаления нефти, в том числе темпе­ратура, продолжительность обработки и количество поливинилхлорида. Экспери­ментальные результаты показывают, что степень удаления нефти может быть выше 60%, когда поливинилхлорид используют при температуре сточной воды 60°С, про­должительности обработки 10 мин, кон­центрации поливинилхлорида в сточной воде 0,6 г/ мл.

Представляет интерес исследование по очистке сточных вод природным цео­литом. При использовании цеолитной технологии улучшаются параметры работы очистной установки, а очищенная вода может быть использована в цехе пер­вичной подготовки для обессоливания. Внедрение усовершенствованного техно­логического процесса цеолитной очист­ки сточных вод от нефтепродуктов не требует реконструкции существующей технологической схемы и оборудования и не связано с большими капитальными затратами.

На базе модифицированного диа­томита, полученного при обработке диатомитового порошка раствором сульфата алюминия с последующей термообработкой, можно обеспечить степень очистки от нефтепродуктов, равную 99,4%. Опти­мальные условия процесса химического модифицирования исходного материала достигаются при обработке порошка 0,5%-ным раствором сульфата алюминия, осаж­дением гидроксида алюминия при pH 7-8 и термообработке при 200°С в течение 2 ч. Модифицированный адсорбент обладает адсорбционной ёмкостью по нефтепро­дуктам - 250 мг на 1 г адсорбента и позво­ляет снижать концентрацию нефтепро­дуктов в сточных водах с 50 до 0,5-1 мг/л.

Перспективной с точки зрения эко­логической безопасности может оказаться очистка нефтесодержащих сточных вод на основе природного сорбента – торфа. По результатам экспериментальных исследований сделаны выводы о целесо­образности его применения для очистки нефтесодержащих стоков.

Сообщается об использовании струй­ной аэрации в процессах флотационной очистки сточных вод от нефтезагрязнений. Установлено что струйная подача входного потока во флотационные маши­ны различного типа приводит к повыше­нию степени аэрации на 10-30%. При этом повышение эффективности очистки сточ­ных вод в большей степени проявляется в колонных флотационных аппаратах. По­ложительный эффект от использования струйной аэрации проявляется также в насыщении воды кислородом.

Предлагается также электролитиче­ская очистка сточных вод, содержащих эмульгированные и коллоидно-дисперги­рованные загрязнения, что может быть внедрено на предприятиях нефтяной про­мышленности. Устройство, реализую­щее этот способ, включает корпус, патруб­ки подвода и отвода воды, источник посто­янного тока и электроды, расположенные таким образом, что последовательно уста­новленные по ходу воды два или более пористых катода образуют между собой анодные камеры. При этом первый катод имеет потенциал более отрицательный, чем второй, и так далее, первый анод име­ет потенциал более положительный, чем второй, и так далее.

В настоящее время наиболее эффек­тивны для удаления седиментированных нефтепродуктов нефтеулавливающие скиммеры. Схема работы этих устройств проста, надёжна и основывается на принци­пе адгезии нефтепродуктов и жиров к олеофильному коллектору, выполненному в виде закольцованной гибкой трубы. Кол­лектор имеет положительную плавучесть в воде, благодаря чему, постоянно двигаясь по её поверхности в зоне большей концен­трации седиментированных нефтепродук­тов, собирает максимально возможное коли­чество нефтепродуктов в ёмкость, установ­ленную около скиммера.

Вывод: согласно [10] подстанция относится к первой группе предприятий, поэтому предлагаю очистку разбить на 4 стадии:

1. Накопление (усреднение) поверхностного стока в аккумулирующей емкости, т.к. сток является неравномерным и расчет сооружений должен вестись на средний расход;

2. Предварительная очистка в тонкослойным отстойнике, т.к. имеются взвешенные вещества, концентрации которых выше нормируемых и отстойник имеет компактные размеры, которые на подстанции приветствуются;

3. В качестве основного сооружения очистки принимаю флотатор;

Сорбционный фильтр

Зернистый фильтр

4. Доочистка в сорбционном фильтре, т.к. требуется глубокая очистка СВ от трансформаторного масла.

Резервуар-усреднитель

Отстойник-нефтеловушка

Флотатор

>

Шламосборник

Резервуар промывной воды

Песколовка