Биофильтры  представляют собой железобетонные или кирпичные резервуары, заполненные фильтрующим материалом, который укладывается на дырчатое днище и орошается сточными водами. Для загрузки биофильтров применяют шлак, щебень, пластмассу и др. Очистка сточных вод в биофильтрах происходит под воздействием микроорганизмов, заселяющих поверхность загрузки и образующих биологическую пленку. При контакте сточной жидкости с этой пленкой микроорганизмы извлекают из воды органические вещества, в результате чего сточная вода очищается.

      Аэротенки представляют собой железобетонные резервуары длиной 30-100 м и более, шириной 3-10 м и глубиной 3-5 м. Очистка  сточных вод в аэротенках происходит под воздействием скоплений микроорганизмов (активного ила). Для нормальной их жизнедеятельности в аэротенки подают воздух и питательные вещества.

      Преимущества  биологического метода очистки - возможность  удалять из сточных вод разнообразные  органические соединения, в том числе токсичные, простота конструкции аппаратуры, относительно невысокая эксплуатационная стоимость. К недостаткам следует отнести высокие капитальные затраты, необходимость строгого соблюдения технологического режима очистки, токсичное действие на микроорганизмы некоторых органических соединений и необходимость разбавления сточных вод в случае высокой концентрации примесей.

 

4 Очистка сточных вод нефтебаз

 

      Нефтебазы предназначены для приема, хранения и выдачи потребителям различных  нефтепродуктов и представляют собой комплекс технологических, энергетических и вспомогательных сооружений.

      По  назначению они могут быть перевалочными, распределительными, перевалочно-распределительными и базами хранения. Идентичные названия присвоены и станциям очистки  сточных вод, расположенным на территориях этих баз.

      Перевалочные  нефтебазы являются промежуточным  звеном при транспортировке нефти  и нефтепродуктов различными видами транспорта (водным, морским, железнодорожным, трубопроводным). Распределительные  базы предназначены для снабжения непосредственных потребителей нефти и нефтепродуктов, находящихся в районе расположения этих баз. Перевалочно-распределительные нефтебазы выполняют функции перевалочных и распределительных одновременно.

      Все базы представляют собой источник повышенной опасности с точки зрения загрязнения окружающей среды.

 

4.1 Особенности  состава сточных вод нефтебаз 

 

      В воде основная часть нефтепродуктов находится в грубодисперсном (капельном) состоянии, образуя плавающую пленку или слой. Меньшая часть находится в тонкодисперсном состоянии, образуя эмульсию «нефть в воде». Эта эмульсия весьма устойчива, она не разрушается в течение длительного времени.

      Согласно  С.Л. Захарову нефтесодержащие сточные  воды включают:

• отстойные (из продуктовых резервуаров, в которых они образовывались в результате отстаивания обводненных нефтепродуктов);
• обмывочные (после мытья бочек и цистерн подвижного состава, закрытых производственных площадей и сливоналивных эстакад);
• загрязненный конденсат (от паронагревательных устройств для темных нефтепродуктов);
• воду, использованную для уплотнения сальников и охлаждения подшипников нефтяных насосов.

    Объем отстойных вод зависит от степени  обводненности нефтепродуктов, которая  определяется условиями их транспортировки  и хранения. Вода просачивается в емкости через образовавшиеся неплотности во время дождей и при транспортировке в нефтеналивных судах, конденсируется из воздуха в период хранения, попадает при пропарочной промывке подвижного состава, разогреве острым паром темных нефтепродуктов.

    Обводненность нефтепродуктов при доставке по воде в наливных судах составляет 1-6%, железнодорожным транспортом или  по трубопроводам 0,25-6%.

    Отстойные воды из резервуаров сбрасываются периодически объемом 10-25 м³ один раз в 10-20 суток. Содержание нефтепродуктов (кроме мазутов) в отстойных водах составляет до 8000, взвешенных частиц до 20, БПК до 80 мг/л, в мазутных водах соответственно до 10000, 100 и 200 мг/л.

    Обмывочные  сточные воды образуются в количестве 0,5-1 м³ на 1000 т грузооборота нефтебазы. Объем сточных вод от мытья (пропарки) бочек составляет ~ 0,2 м³ на бочку.

    Объем сточных вод от пропарки железнодорожных  цистерн пропорционален пропариваемым  площадям. Содержание нефтепродуктов в обмывочных водах составляет до 1000, взвешенных веществ до 600, БПК до 200 мг/л. В сточных водах после пропарки цистерн содержание нефтепродуктов иногда достигает 12000, взвешенных веществ 50, БПК 200 мг/л.

    При зачистке резервуаров от нефти и  нефтепродуктов образуются высококонцентрированные  сточные воды в количестве 0,4-0,6 м³ на 1000 т грузооборота. Эти воды отводят в шламонакопители, из которых отстоенная вода подается в гравийные фильтры для предварительной очистки перед поступлением на стадию высоконапорного баромембранного разделения.

    Загрязненный  конденсат поступает от пароногревательных устройств при нарушении плотности трубных коммуникаций. При качественном монтаже и высоком уровне эксплуатации этот вид загрязненных вод можно свести к минимуму. Загрязненность конденсата нефтепродуктами, в основном мазутом, колеблется от 0-20 мг/л до 50-100 мг/л.

    Вода, используемая для  уплотнения сальников  и охлаждения подшипников  нефтяных насосов, содержит примеси нефтепродуктов в количестве 10-50 мг/л. Таких вод образуется 10-20 м³ на 1000 т грузооборота.

    Среднегодовой суммарный объем производственных сточных вод (на  1000 т грузооборота) на нефтебазах и перекачивающих станциях нефтепродуктов приведен в таблице 2. 

    Таблица 2 - Среднегодовой суммарный объем  производственных сточных вод (на  1000 т грузооборота). 

 

      Особым  видом нефтезагрязненных вод  были балластные воды, которые поступали  на нефтебазы при перевозке нефти и нефтепродуктов наливными судами (танкерами). Содержание нефтепордуктов в этих водах достигало 5000 мг/л. 

      4.2 Технология очистки сточных вод  нефтебаз 

      Для очистки сточных вод от нефтепродуктов на нефтебазах применяются все методы, рассмотренные выше.

      Существуют  различные схемы очистки вод. Для глубокой очистки от трудно удаляемых  загрязняющих веществ можно применить  схемы изображенные на рисунке 1. 

      4.3 Очистка от тетраэтилсвинца 

      Известно, что для улучшения антидетонационных  и физико-химических свойств топлив в них добавляют парафиновые и ароматические углеводороды, кислородосодержащие соединения. Например, в целях повышения эксплуатационных свойств бензинов в них вводят до 2% присадок.

      Из  примесей, входящих  в состав товарных нефтепродуктов и попадающих в сточные воды нефтебаз является тетраэтилсвинец. При хранении этилированного бензина в течении длительного времени в осадок выпадает до 15% окислившегося тетраэтилсвинца, который при зачистке резервуаров попадает в сточные воды. Его содержание составляет 1-2 мг/л.

      Для очистки этилированных сточных  вод на нефтебазах и частных предприятиях создаются специальные узлы (станции). Первичным элементом этих узлов  являются отстойники – бензоловушки. В таких же ловушках задерживаются  нерастворимые примеси. Затем  сточные воды с оставшимися тонкоэмульгированными и растворенными примесями этилированного бензина направляются на очистку физико-химическими и химическими методами. Для очистки от таких примесей С.Л. Захаров предлагает использовать установку высоконапорного баромембранного разделения.

      Сточные воды, содержащие 7-410 мг/л нефтепродуктов и различные вещества во взвешенном состоянии, после очистки таким  способом соответствуют требованиям, предъявляемым к сточным водам, сбрасываенмым в канализацию  крупных городов Ивановской области.

      Данный  анализ, методика и прогнозы были опубликованы в /7, стр.35-37/.

 

5 Установка доочистки сточных  вод от нефтепродуктов 

      Установка доочистки сточных вод от нефтепродуктов и тонкодисперсных взвешенных частиц, в которой в качестве фильтрующего и сорбционного материала используется шунгитовая порода, обеспечивает качество очищенной воды в соответствии с требованиями ПДК для рыбохозяйственных водоемов.

      Среди физико-химических методов доочистки  сточных вод от нефтепродуктов лучший эффект дает сорбция на углях. Наиболее широкое распространение получили дорогостоящие и дефицитные активированные и активные угли.

      Одной из приоритетных современных задач  по защите окружающей среды является замена используемых для очистки  воды дорогостоящих синтетических веществ дешевыми природными материалами.

      Во  Всероссийском научно-исследовательском  институте минерального сырья им. Н.М. Федоровского была разработана  установка блока доочистки (БДО) сточных вод, прошедших предварительную  очистку от взвешенных веществ и нефтепродуктов на типовых очистных сооружениях. Особенностью этого блока является использование в качестве фильтрующего и сорбционного природного материала – шунгитовой породы (ШП), содержащей 25-30% углерода, менее 55% оксида кремния, 4% оксида алюминия и различные примесные соединения.

      ШП, широко распространенные в Карелии, привлекательны сочетанием свойств  минеральных и синтетических  сорбентов и могут использоваться для очистки без предварительной  обработки.

      Лабораторные  исследования свойств ШП при очистке растворов, содержащих различные концентрации нефтепродуктов (дизельное топливо, отработанное машинное масло, керосин), показали, что этот материал можно использовать в фильтрах двойного назначения: как фильтрационную загрузку в насыпном фильтре, заменяющую кварцевый песок на последнем этапе предварительной очистки воды от свободно плавающих нефтепродуктов и тонкодисперсных взвешенных веществ (размер частиц >3 мкм), и как сорбент для извлечения истинно-растворенных нефтепродуктов.

      Возможность применения фильтра с ШП на завершающем этапе первой стадии очистки определяется наличием алюмосиликатного каркаса и относительно высоким удельным весом породы. Сорбционные свойства ШП связаны с наличием на поверхности слоя сорбционно-активного углерода в форме шунгита. Высокие сорбционные характеристики ШП, не уступающие аналогичным показателям сорбции на активных углях, обеспечивают эффективность глубокой доочистки низкоконцентрированных растворов нефтепродуктов.

      На  рисунке 6 показана принципиальная схема единичного блока доочистки, включающего два основных узла: фильтрационно-адсорбционную колонну и гидроаккумулятор чистой воды, которые могут работать независимо друг от друга или одновременно для обеспечения очищенной водой различных участков производства (например, автомойки).

      Очищенная вода подается на доочистку с помощью  электронасоса и последовательно  проходит четыре царги. Первая из царг (Ф1) – песчано-гравийный фильтр, три следующие (Ф2-Ф4) загружены ШП. Очищенная вода собирается в гидроаккумуляторе, откуда с помощью насоса поступает потребителю.