Автор: Пользователь скрыл имя, 24 Ноября 2011 в 09:29, реферат
Существование человечества без пресной воды невозможно. Поэтому в последние годы вопрос о чистоте воды и воздуха ставится на многих всемирных форумах. Эта проблема возникла в связи с огромными масштабами промышленного, сельскохозяйственного и коммунального использования вод. В настоящее время во многих районах земного шара ощущается острый водный голод. Использование пресной воды в таких огромных масштабах приводит к изменению физико-химического состава воды. Для уменьшения вредного влияния промышленного и сельскохозяйственного использования воды на экологию земного шара необходима более глубокая очистка сточных вод.
Введение 3
Характеристика загрязненности воды нефтью 5
Выбор способа очистки нефтесодержащих сточных вод 6
Методы очистки промышленных сточных вод от нефтепродуктов 8
Механическая очистка 8
Песколовки 9
3.1.2 Отстойники 10
3.1.2.1 Статические отстойники 10
3.1.2.2 Динамические отстойники 11
3.1.2.3 Тонкослойные отстойники 12
3.1.3 Гидроциклоны 14
3.1.3.1 Напорные гидроциклоны 14
3.1.3.2 Безнапорные гидроциклоны 14
3.1.3.3 Центрифуги 16
3.1.4 Фильтры 16
3.1.4.1 Микрофильтры 16
3.1.4.2 Каркасные фильтры 17
3.1.4.3 Фильтры с эластичной загрузкой 18
3.2 Физико-химическая очистка 18
3.2.1 Коагуляция 18
3.2.2 Флотация 20
3.2.3 Сорбция 21
3.3 Химическая очистка 22
3.3.1 Хлорирование 23
3.3.2 Озонирование 23
3.4 Биологическая очистка 24
4 Очистка сточных вод нефтебаз 26
4.1 Особенности состава сточных вод нефтебаз 26
4.2 Технология очистки сточных вод нефтебаз 27
4.3 Очистка от тетраэтилсвинца 28
5 Установка доочистки сточных вод от нефтепродуктов 29
6 Новые технологии очистки от нефтяных загрязнений 31
Заключение 33
Приложение А (справочное). Библиографический список 34
Общий недостаток тонкослойных отстойников - необходимость создания емкости для предварительного отделения легко отделимых нефтяных частиц и больших сгустков нефти, окалины, песка и др. Сгустки имеют нулевую плавучесть, их диаметр может достигать 10-15 см при глубине в несколько сантиметров. Такие сгустки очень быстро выводят из строя тонкослойные отстойники. Если часть пластин или труб будет забита подобными сгустками, то в остальных повысится расход жидкости. Такое положение приведет к ухудшению работы отстойника.
Принципиальные
схемы отстойников приведены на рисунке
3.
3.1.3
Гидроциклоны
Осаждение взвешенных частиц под действием центробежной силы проводят в гидроциклонах и центрифугах.
Для очистки сточных вод используют напорные и открытые (безнапорные) гидроциклоны.
При
вращении жидкости в гидроциклонах на
частицы действуют центробежные силы,
отбрасывающие тяжелые частицы к периферии
потока, силы сопротивления движущегося
потока, гравитационные силы и силы инерции.
Силы инерции незначительны и ими можно
пренебречь. При высоких скоростях вращения
центробежные силы значительно больше
сил тяжести.
3.1.3.1
Напорные гидроциклоны
В
напорные гидроциклоны вода подается
через тангенциально
Промышленность выпускает напорные гидроциклоны нескольких типоразмеров. Для грубой очистки применяют гидроциклоны больших диаметров. Эффективность гидроциклонов находится на уровне 70%.
Гидроциклоны
малого диаметра объединяют в общий
агрегат, в котором они работают
параллельно (рисунок 4б).
3.1.3.2
Безнапорные гидроциклоны
Одним из технических приспособлений для сбора нефтяной пленки с поверхности воды является безнапорный гидроциклон.
Если в предыдущих конструкциях для вращения жидкости в гидроциклоне применяли подачу воды в гидроциклон по патрубку, расположенному по касательной в цилиндрической части, то в данном случае проводят отсос воды из гидроциклона по патрубку, расположенному по касательной внизу конической части гидроциклона. Такое расположение патрубка дает возможность образовывать внутри гидроциклона вращение жидкости, причем поступление воды из водоема происходит в верхней части гидроциклона.
Собранная с поверхности воды пленка нефтепродуктов, попадая в гидроциклон как более легкая, собирается в центре гидроциклона. По мере увеличения количества нефтепродуктов в гидроциклоне внутри него образуется конус из нефтепродуктов, который, увеличиваясь в размере, достигает нефтяного отборного патрубка, расположенного в центре гидроциклона. Нефтепродукты по этому патрубку сбрасываются в специальные емкости на берегу водоема.
Рисунок 4 – Гидроциклоны.
3.1.3.3
Центрифуги
Для удаления осадков из сточных вод могут быть использованы фильтрующие или отстойные центрифуги.
Центробежное фильтрование достигается вращением суспензии в перфорированном барабане, обтянутом сеткой или фильтровальной тканью. Осадок остается на стенках барабана. Его удаляют вручную или ножевым съемом. Такое фильтрование наиболее эффективно, когда надо получать продукт наименьшей влажностью и требуется промывка осадка.
Центрифуги
могут быть периодического или непрерывного
действия; горизонтальными, вертикальными
или наклонными; различаются по расположению
вала в пространстве; по способу выгрузки
осадка из ротора (с ручной, с ножевой,
поршневой или центробежной выгрузкой).
Они могут быть в герметизированном и
негерметизированном исполнении.
3.1.4
Фильтры
Метод фильтрования приобретает все большее значение в связи с повышением требований к качеству очищенной воды. Фильтрование применяют после очистки сточных вод в отстойниках или после биологической очистки. Процесс основан на прилипании грубодисперсных частиц нефти и нефтепродуктов к поверхности фильтрующего материала. Фильтры по виду фильтрующей среды делятся на тканевые или сетчатые, каркасные или намывные, зернистые или мембранные.
Фильтрование через различные сетки и ткани обычно применяют для удаления грубо дисперсных частиц. Более глубокую очистку нефтесодержащей воды можно осуществлять на каркасных фильтрах. Пленочные фильтры очищают воду на молекулярном уровне.
Микрофильтры представляют собой фильтровальные аппараты, в качестве фильтрующего элемента использующие металлические сетки, ткани и полимерные материалы. Микрофильтры обычно выпускают в виде вращающихся барабанов, на которых неподвижно закреплены или прижаты к барабану фильтрующие материалы. Барабаны выпускают диаметром 1,5-3 м и устанавливают горизонтально. Очищаемая вода поступает внутрь барабана и фильтруется через фильтр наружу. Микрофильтры широко используют для осветления природных вод.
В промышленности применяют микрофильтры различных конструкций. Процесс фильтрации происходит только за счет разности уровней воды внутри и снаружи барабана. Полотно сетки не закреплено, а лишь охватывает барабан в виде бесконечной ленты, натягиваемой с помощью натяжных роликов.
Микросетки изготовляют из различных материалов: капрона, латуни, никеля, нержавеющей стали, фосфористой бронзы, нейлона и др.
Фильтровальные процессы на каркасных фильтрах можно разделить на три большие группы:
Два первых метода близки по основным технологическим принципам, лежащим в основе процесса изъятия нефтепродуктов из воды, и отличаются нефтеемкостью, регенерацией фильтрующей загрузки и конструктивным оформлением. По мере насыщения загрузки нефтепродуктами их фронт перемещается в глубь слоя к его нижней границе, и концентрация нефтепродуктов в фильтрате возрастает. При этом фильтр отключается и производится регенерация загрузочного материала. Имеются конструкции фильтров с непрерывной регенерацией загрузки.
Третий метод принципиально отличается от рассмотренных. Период фильтроцикла, характерный для первых двух методов, завершает этап «зарядки» коалесцирующего фильтра. После этого пленка нефтепродуктов отрывается от поверхности фильтрующего слоя в виде капель с диаметром несколько миллиметров. Капли быстро всплывают и легко отделяются от воды.
До недавнего времени в основном применяли каркасные фильтры с засыпкой из пористых материалов.
В качестве фильтрующего материала используют гравий, песок, дробленый антрацит, кварц, мрамор, керамическую крошку, хворост, древесный уголь, синтетические и полимерные материалы.
Фильтры разделяются по скорости движения воды в них на фильтры с постоянной и переменной скоростью.
При переменной скорости фильтрования (постоянной разности давления до и после фильтра) по мере увеличения объема фильтрата, т.е. продолжительности фильтрования, скорость фильтрования уменьшается.
При постоянной скорости фильтрования разность давления до и после фильтра увеличивается.
В
нефтяной и нефтехимической
3.1.4.3
Фильтры с эластичной загрузкой
Для
очистки нефтесодержащих
Технология работы фильтров следующая. Сточная вода по трубопроводу поступает в емкость фильтра, заполненную измельченным пенополиуретаном размером 15-20 мм. Пройдя через слой загрузки, сточные воды освобождаются от нефтепродуктов и механических примесей и через сетчатое днище отводятся по трубопроводу из установки. В процессе фильтрования загрузка насыщается нефтепродуктами и периодически цепным ковшовым элеватором подается на отжимные барабаны для регенерации. Отрегенерированная загрузка вновь поступает в емкость фильтра, а отжатые загрязнения по сборному желобу отводятся в разделочную емкость.
Такие
фильтры целесообразно
Общим недостатком всех рассмотренных фильтров (кроме пенополиуретановых) является то, что в результате их регенерации образуются высокоэмульгированные и весьма стойкие эмульсии, существенно затрудняющие утилизацию выделенных нефтепродуктов.
Кроме вышеупомянутых фильтров, существуют и другие типы;
- открытые - вода, прошедшая через этот фильтр, должна быть прозрачной, а концентрация нефтепродуктов в ней не должна превышать 10-15 мг/л;
-
с плавающей загрузкой - в связи
с высокой адгезионной
- коалесцирующие - укрупнение мелких эмульгированных капель нефтепродуктов в более крупные.
Основные
типы фильтров изображены на рисунке 5.
3.2
Физико-химическая очистка
К
физико-химическим методам очистки
сточных вод от нефтепродуктов относят
коагуляцию, флотацию и сорбцию.
3.2.1
Коагуляция
Это процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия и объединения в агрегаты. В очистке вод ее применяют для ускорения процесса осаждения тонкодисперсных примесей и эмульгированных веществ. Коагуляция
Рисунок
5 – Фильтры.
наиболее
эффективна для удаления из воды коллоидно-дисперсных
частиц, то есть частиц размером 1-100 мкм.
Коагуляция может происходить