Очистка сточной воды от нефтепродуктов: от заявки (технического задания) до проекта
Разработке проекта очистных сооружений всегда должен предшествовать этап лабораторных работ, результатом которого является технологическая схема очистки.
Под названием нефтепродукты практически всегда подразумевается смесь веществ, имеющих общее происхождение и сходные физико-химические свойства (гидрофобные жидкости с плотностью ниже плотности воды – неполярные и малополярные алифатические, ароматические, алициклические углеводороды). Нефтепродукты в воде – это остатки нефти, поступающие при нефтедобыче, и продукты ее переработки – топлива и смазочные материалы, загрязняющие сточную воду транспортных и промышленных предприятий. В машиностроении и обработке металлов также широко применяют масла для защиты от коррозии и смазочно-охлаждающие жидкости. Нефтепродукты (далее НП) являются вредными для биологических организмов (3 класс опасности), поэтому их содержание нормируется во всех типах вод (питьевой, водоемов культурно-бытового и рыбохозяйственного назначения, канализации и оборотных систем производства).
Определимся с понятием «технология»
В области водоочистки химическая технология – это совокупность физических, химических, технологических процессов обработки сточной воды как сырья для получения продукта – очищенной сточной воды с установленными показателями качества (нормированным содержанием примесей), предназначенного для возврата в природную среду или в производство.
На сегодняшний день введено понятие «наилучшая доступная технология» (НДТ) и составлены справочники НДТ. Хозяйствующий объект может внедрить любую технологию, описанную в справочнике НТД. По очистки от нефтепродуктов в справочник ИТС 8-2015 внесены следующие технологии:
- НДТ В-3. Очистка сточных вод от нефтепродуктов, минеральных масел и жиров.
- НДТ В-11. Сокращение массы осадка, образующегося на очистных сооружениях.
Выбор вышеуказанных процессов не является разработкой технологии очистки сточной воды, на нем нельзя построить проектирование. Эти процессы могут стать основой технологической схемы, но для качественного проекта требуется выполнение значительного комплекса лабораторных работ.
В общем случае может быть применена следующая схема обработки, соответствующая НДТ (рис. 1).
Рис. 1. «Стандартная» схема удаления НП из сточной воды
В зависимости от концентрации НП в сточной и очищенной воде некоторые стадии могут быть удалены из схемы.
Выбор технологии основан на изучении сточной воды объекта в динамике и установлении нормативов очистки (в соответствии с нормативно-правовыми актами, регулирующими водоотведение на объекте). В рамках предпроектных работ изучалось содержание нефтепродуктов в сточной воде трех объектов: участка мойки деталей цеха металлообработки, ремонтного цеха локомотивного депо и ливневой канализации. Количественное определение нефтепродуктов проводилось по ПНД Ф 14.1:2:4.128-98, взвешенных веществ – по ПНД Ф 14.1:2.110, выполнено также микроскопирование проб с увеличением 100-400 для определения размеров частиц.
Частицы масла во всех пробах сточной воды имеют размер от 2 до 40 мкм, однако состояние этих капель отличается: они находятся в свободном стабилизированном состоянии в виде шариков (рис. 2) или адсорбированы на поверхности взвешенных частиц (рис. 3).
Рис. 2. Масло в виде капель стабилизированной эмульсии размером 1–20 мкм в сточной воде мойки деталей (увеличение 100)
Рис. 3. Капли масла 5–20 мкм сорбированы на взвешенных частицах (70–150 мкм) в сточной воде локомотивного депо (увеличение 100)
В таблице 1 приведены характеристики сточной воды изученных объектов, нормативы очистки и эффективность разных методов обработки.
Следует отметить наличие «свободного» масла в пробах участка мойки и локомотивного депо до 35 и 20 г/дм3 соответственно. Для удаления масла в обоих случаях применяется скиммер, но на участке мойки его применение неэффективно, а из сточной воды локомотивного депо скиммером удаляется практически все масло. Причина – высокое содержание в отработанном моющем растворе поверхностно-активных веществ, являющихся стабилизаторами эмульсии и препятствующих выделению слоя масла при отстаивании.
Таблица 1. Результаты лабораторных экспериментов
При исследованиях коагуляции (дозы коагулянтов Аквааурат и РАС-02 19-150 г/м3) выявлены следующие закономерности:
- размер хлопьев зависит от концентрации коагулянта: при низкой – крупные, при высокой – мелкие, плотные;
- при высоких концентрациях наблюдается хорошее уплотнение осадка, быстрое удаление хлопьев из объема, но повышается расход реагентов и возникает необходимость контроля (корректировки) рН, объем осадка зависит от дозы коагулянта;
- для обеспечения концентрации НП в сточной воде после коагуляции 5-10 мг/дм3 на коагуляцию должна поступать вода, не содержащая свободного масла и с содержанием НП не более 200-300 мг/дм3;
- после коагуляции в воде остаются растворенные и мелкодисперсные нефтепродукты, что объясняет выявленную неэффективность повторной коагуляции (при дозировке коагулянта 25-50 г/м3 концентрация НП снизилась от 0,47 до 0,4-0,45 мг/дм3).
Применение коагулянтов в концентрации 450 г/м3 по Al2O3 (Аквааурат, РАС-02) для очистки моющих растворов, содержащих триэтаноламин, трибутилфосфат, мочевину, мыла, снижает ХПК раствора от 3600-3900 до 1000-1400 мг/дм3, но осадок составляет 56-58% объема. Для уплотнения осадка показали свою эффективность флокулянты в дозе 5 г/м3 Praestol 2530, 2500 и Magnaflok LT-30 (сгущение осадка до 35-40% от исходного).
Результаты по опробованию сорбентов (волокно Рro-oil, угли МАУ-2А и БАУ-А):
- достижение установленного норматива концентрации нефтепродуктов в сточной воде ливневой канализации обеспечивается углем БАУ-А (эффективность 74-95%), применение песчаной загрузки и сорбирующего волокна Рro-oil малоэффективно и может быть предусмотрено как предварительная стадия;
- модифицированный азотсодержащий активированный уголь МАУ-2А (НПП «Полихим», Санкт-Петербург) и уголь активный древесный дробленый БАУ-А (АО «Сорбент»,Пермь) показали одинаковую эффективность: при скорости фильтрования 5 м/ч в предварительно очищенной коагуляцией сточной воде локомотивного депо концентрация НП снижалась от 0,27 до 0,09 мг/дм3, а при скорости 2 м/ч до 0,05 мг/дм3.
Лабораторный эксперимент на реальной сточной воде изучаемого объекта позволяет выявить особенности химических реакций, определить продолжительность обработки физическими методами, дозы коагулянтов и реагентов для удаления загрязняющего вещества из воды, массу осадков и другие необходимые для проектирования и подбора оборудования показатели.
Таким образом, основная задача проектно-технологической лаборатории – создать конечный результат лабораторного этапа – технологическую схему, по которой начинаются проектные и конструкторские работы.
АО «ИЭМЗ «Купол» проводит полный комплекс работ по реконструкции очистных сооружений, начиная с обследования предприятия-заказчика, подготовки технического задания, разработки проектной документации, и заканчивая пусконаладочными работами, гарантийным и постгарантийным обслуживанием.
Статья в формате pdf →
- 426033, Ижевск,
- ул. Песочная, д. 3
- ☎ +7 (3412) 72-22-09
- iemz@kupol.ru
- kupol.ru
