Обработка, складирование и использование осадков сточных вод.

 

По схеме очистных сооружений имеются следующие виды осад­ков:

1. Ловушечный продукт (нефтепродукты с водой) уловленный в нефтеотделителях оборотной системы и нефтеловушках мехочистки.

2. Пенный слой нефтепродуктов от флотаторов.

3. Ил от радиальных отстойников хоз-фекальной канализации (сырой осадок).

4. Избыточный активный ил аэротенков. Каждый из видов осадков имеет свою схему переработки.

Уловленный нефтепродукт с водой от нефтеотделителей направляется в узел разделения ловушечного продукта. В нефтеотделителях оборотных систем собирается 10 м³/ч, в нефтеловушках и прудах дополнительного отстоя - 60 м³/ч. Влажность (обводненность) смеси 80 %.Разделение на нефть и воду производится разделочных резервуарах за счет наг­рева паром. Всплывший нефтепродукт направляется на переработку в технологию завода. Отстоянная вода отводится в сеть стоков ЭЛОУ и направляется на очистку.

В разделочные резервуары поступает откачиваемый нефтепродукт из подземных линз, образовавшихся в результате порывов трубопроводов. Скважины оборудованы системой откачки, обеспечивающей откачку только нефтепродукта. Поэтому обводненность откачиваемого нефтепродукта не превышает 2%. Содержание мехпримесей в откачиваемом нефтепродукте отсутствует. Объем отстоянной воды в разделочных резервуарах от обезвоживания нефтепродуктов от санации почвы составляет ориентировочно 600-700 м³/год.

Образующийся нефтешламовый осадок в разделочных резервуарах выгружается периодически 1 раз в 2 года. Объем нефтесодержащих осадков от разделочных резервуаров 700 м³/год

Объем донных нефтешламовых осадков из радиальных нефтеловушек и усреднителей составляет 1700 м³/год.

Нефтешлам зачистки нефтяных и продуктовых резервуаров составляет 550 м³/год.

При флотационной очистки нефтесодержащих стоков на флота­торах собирается всплывший пенный слой с нефтепродуктами для повы­шения эффективности очистки в воду подается коагулянт - сернокислый алюминий.

Таким образом, всплывший осадок на флотаторах содержит нефте­продукты, взвешенные вещества и продукты реакции коагулянта.

В соответствии с нормами проектирования водоснабжения и ка­нализации нефтеперерабатывающих заводов ВУВИК - 88 г. Объем осад­ков определяется по формуле.

W=24 x A x Q x П / Y x (100-Z) x 10³

где: А=50 мг/л- количество взвешенных веществ поступающих на флотатор;

Q=1115 м³/ч - расход сточных вод;

П=40% - процент осаждения;

Y=2,0 т/м³ - объемный вес осадка;

Z=95 % - влажность осадка.

W=5.35 м³/сут.

Осадки в количестве 5,35 м³/сут направляется в шламонакопитель (сооружение для разделения и уплотнения осадка).

Осадок (пена) имеет влажность 95 %.В процессе гравитацион­ного уплотнения происходит отделение воды с нефтепродуктом.

Образовавшийся на поверхности слой нефтепродукта с водой направляется для переработки в разделочные резервуары.

Осадок взвешенных веществ подвергается гравитационному уплот­нению до влажности 80%.

Объем накопления осадка за год с учетом уплотнения:

Wупл = (5,35 х 365) х (100-95):(100-80)=78 м³/год

Мехдоочистка оборудована двумя шламонакопителями №1 W=5500м³ и №2 W=2000м³.

Шламонакопитель №1 заполнен полностью и выключен из работы. Шламонакопитель №2 заполнен осадком на 60%.

Сырой осадок от радиальных отстойников хоз-фекальной канали­зации и избыточный активный ил биологической очистки направляются для переработки в буферный пруд.

Буферный пруд был запроектирован в 1959 г., как отстойное сооружение для нефтесодержащих сточных вод, прошедших первичную очистку в нефтеловушках. В период с 1960 г. по 1969 г. принимал сточные воды завода, прошедшие предочистку. Уловленный нефтепродукт перекачивался на переработку. Очищенные сточные воды по каскаду дополнительных прудов-отстойников отводились в р. Волга. После ввода в эксплуатацию флотационной мехдоочистки (в 1964 г.) и биологических очистных сооружений (в 1969 г.) была исключена основная функция буферного пруда как отстойного сооружения для неочищенных сточных вод.

Буферный пруд в настоящее время имеет две технологические функции:

1. приемник сточных вод с содержанием нефтепродукта более 50 мг/л в случае нарушения режима работы флотационной мехдоочистки.

2. Илоуплотнитель и биохимический окислитель для избыточного активного ила биологической очистки, осадков прудов дополнительного отстаивания мехдоочистки и шламов от зачистки нефтяных прудов и продуктовых резервуаров.

Выпуск стоков из буферного пруда в р. Волга отсутствует.

Отстоянная вода откачивается на биологические очистные сооружения.

Буферный пруд по конструкции земляной, плотина и дно выполнены из суглинка. Размеры пруда 235 х 385 х 10 м (Н) с полезным объемом около 600000 м³.

В соответствии с требованием нормативных положений по охране природы в 1996 г. были пробурены 4 наблюдательных скважины.

Анализ по наблюдательным скважинам показал отсутствие фильтрации сточной воды из буферного пруда в подземные горизонты. Результаты анализов см. в приложении 12.

В 1998 г. по заданию НК ЮКОС № Ю-4-01/1649 от 17.11.97 г. ЗАО «АИР» были проведены исследования состава и процессов, протекающих в осадке буферного пруда.

Ниже приводится краткая аннотации результатов исследований.

Буферный пруд-накопитель осадков очистных сооружений Куйбышевского НПЗ имеет ту особенность, что в него, кроме осадков, образующихся в результате очистки сточных вод, поступают осадки со значительным содержанием нефтепродуктов в результате зачистки технологических емкостей. В силу этого, поверхность пруда закрыта постоянно слоем нефтепродукта, следовательно, проникновение кислорода из атмосферы совершенно исключено. Это обстоятельство дает основание констатировать факт, что все процессы биохимического порядка, протекающие в толще пруда, только анаэробные.

Имея ввиду, что емкость пруда 600000 м³, из которых примерно 150000 м³ уже накопленных осадков, проточная емкость пруда составляет около 450000 м³, при среднегодовом притоке осадков около 60000 м³. Отсюда, время пребывания воды в свободном пространстве пруда составит 450000/60000=7,5 лет.

Даже при крайне медленном течении процессов деструкции органических веществ в воде и осадках, связанных с низкими температурами (порядка 15-16°С), по выполненным анализам они хорошо прослеживаются.

Вероятнее всего, имеют место следующие процессы деструкции органических веществ.

Жиры, представляющие из себя сплошные эфиры, распадаются на углеводную часть и жирные кислоты, в дальнейшем углеводы перерабатываются с образованием альдо-кетоновых соединений, а жирные кислоты расщепляются на более мелкие молекулы с получением низкомолекулярных летучих жирных кислот. Этот процесс присутствует при любом анаэробном процессе деструкции этого класса органических соединений, он наблюдается и здесь, так как концентрация летучих жирных кислот в сливной воде возрастает.

Углеводы: как и любые органические вещества, содержащие углеводородную цепочку, они также утилизируются, входя в цикл фосфатного перемещения электронов.

Белки: достаточно сложный путь их переработки в анаэробных условиях, но, тем не менее, выделение в воду азота аммонийного свидетельствует, что в илах и надиловой воде процессы деструкции протекают успешно, поскольку в этих условиях конечные продукты распада – аммонийный азот и сероводород (сульфиды + гидросульфиды) значительно возрастают в концентрациях.

По данным анализов прослеживается снижение содержания нефтепродукта по глубине за счет биологических процессов. Так же отмечено уменьшение влажности осадка с глубиной. Минимальная влажность 54% отмечена на глубине 6,0 м.

Рассматривая величину зольности в зависимости от времени отложения осадков следует считать, что осадки с зольностью около 20% относятся, по всей вероятности, к отложениям 20-25-летней давности, то есть осадки 1970-1975 г. г. Осадки зольностью от 5-10% относятся к средним отложениям и по времени можно отнести к 1975-1980 г. г. Осадки с зольностью до 5% относятся к периоду поздней эксплуатации, т. е. 1980-1990 г. г. И, наконец, осадки с зольностью до 2% следует относить к последним годам 1990-1998 г. г.

Если рассматривать осадки с точки зрения деструкции органического вещества по времени, то можно произвести примерный расчет скорости разложения органического вещества.

Принимаем количество осадка [Q_ос], поданного в пруд, равным 2164030 м³ за 26 лет эксплуатации. Количество сухого вещества суммарное [SM_С.В.] в нем определим, исходя из средней влажности [W].

Среднюю влажность W, % определим, исходя из влажности подаваемых осадков: сырой осадок – 95,5% и избыточный ил – 99,9%. По объему сырой остаток составляет 30%, избыточный ил – 70%.

W = (99,9х70 + 95,5х30) / 100 = 98,6 (%)

SM_С.В. = Q_осх (100-W) / 100 = 2164030х(100-98,6) = 30296,4 (т).

 

Согласно замеров в пруду-накопителе образовалось 150 тыс. м3 осадка со средней влажностью 80,0%. Отсюда, суммарная масса сухого вещества в оставшемся осадке составит:

SM_С.В. = Q_осх (100-W) / 100 = 150000х(100-80,0) = 30000 (т).

 

Следовательно, за 26 лет накопления осадков произошла их переработка в количестве:

30296,4 – 30000,0 = 296,4 (т).

 

Ежегодное уменьшение массы осадков составляет примерно:

296,4 / 26 = 11,4 (т/год).

 

Иначе говоря, интенсивность распада органического вещества I_о.в. в пруду-накопителе ОАО КНПЗ среднегодовая за 26 лет эксплуатации, до образования летучих и растворимых минеральных соединений составляет:

I_о.в. = 11,4 т/год.

 

Что касается обеззараживания осадков, то следует отметить, что хоз-фекальный сток составляет около 30% от всего притока сточной воды, следовательно, общая санитарная загрязненность будет низкой. Отсюда, ожидать, что в осадках будет скапливаться значительное количество микрофлоры, не следует.

Как указывает И.С. Туровский, при нахождении осадка в анаэробных условиях основная часть микрофлоры погибает с завершением процессов стабилизации, т. е. окончания брожения. Яйца гельминтов могут сохраняться в осадке до 5-6 лет.

Учитывая, что осадок скапливался более 20 лет, дополнительной санации, по-видимому, не требуется.

Буферный пруд обеспечивает анаэробную деструкцию органического вещества, гравитационное уплотнение продуктов распада и их надежное хранение.