Способ нейтрализации промышленных стоков, содержащих нефтепродукты и органические компоненты

Способ нейтрализации промышленных стоков, содержащих нефтепродукты и органические компоненты

Реферат

 

Изобретение относится к способам нейтрализации промышленных стоков нефтегазовой промышленности и предприятий, использующих нефтепродукты. Способ нейтрализации промышленных стоков, содержащих нефтепродукты и органические компоненты, включает флотацию, добавление флокулянтов или коагулянтов и отстаивание продуктов нейтрализации. Нейтрализацию проводят в рабочей зоне аппарата с вращающимся электромагнитным полем. Флокулянты или коагулянты добавляют в промышленные стоки после их выхода из аппарата с вращающимся электромагнитным полем. В полученный шлам после отстоя добавляют отработанные масла или другие нефтепродукты с таким расчетом, чтобы содержание воды в полученной смеси составляло от 5 до 30%. Полученную смесь перерабатывают в жидкое печное топливо в рабочей зоне аппарата с вращающимся электромагнитным полем. Технический результат: перевод многоступенчатой технологической линии в одноступенчатую, значительное сокращение материало-, энерго- и трудозатрат и сокращение производственных площадей. 2 табл., 2 ил.

Изобретение относится к способам нейтрализации промышленных стоков нефтегазовой промышленности и предприятий, использующих нефтепродукты.

Известен способ нейтрализации промышленных стоков, содержащих нефтепродукты и органические компоненты (нефть, нефтепродукты, полимеры и т.п.), включающий добавку флокулянтов или коагулянтов, флотацию и отстаивание продуктов нейтрализации.

Существенным недостатком технологий является многоступенчатость линий нейтрализации, а также сложное, громоздкое и дорогостоящее оборудование. Кроме того, далеко не всегда достигается полнота очистки, особенно на малых предприятиях. Полученные при нейтрализации осадки сжигают вне предприятия или вывозят на свалки.

Медленный ход процессов нейтрализации и соответственно большие габариты оборудования определяются диффузионным типом переноса вещества.

Наиболее близкой по существу изобретения является технология нефтеперерабатывающего завода в Пети-Куроне (Франция) компании Societe Des Petroles Shell [l], включающая добавку флокулянтов или коагулянтов, флотацию и отстаивание продуктов нейтрализации.

Основная схема обработки стоков представлена на фиг.1.

Сточные воды, содержащие нефтепродукты (I-IV), обезжиривают в блоках 103, 104 и собирают в резервуаре 106, где они усредняются. Из резервуара 106 воду флокулируют хлор сульфатом железа, а затем флотируют во флотаторе 108, и далее воды поступают в пленочный биофильтр 109, а в конце линии - в отстойник 110 и идут на сброс (VII). Одновременно во флотатор 108 вводят катионный полиэлектролит (VI). Содержание примесей после очистки остается весьма высоким (табл.1). Причем не указаны исходные параметры сточных вод, которые относительно невелики за счет большого разбавления.

Приведенные данные свидетельствуют о сравнительно малой глубине очистки.

Образующийся шлам сжигают вне завода. Собранные масла образуют с водой плохо разделимые эмульсии, которых набирается 2000-3000 тонн в год. Об использовании данной эмульсии сведений не имеется. По аналогии с другими заводами Франции ее, по-видимому, тоже сжигают.

Рассматриваемая технология имеет ряд недостатков.

1. Многоступенчатая система нейтрализации.

2. Высокие материало-, энерго- и трудозатраты.

3. Непроизводительное уничтожение шламов.

4. Большая производственная площадь.

5. Содержание примесей после очистки только относительно малозагрязненных вод близко к ПДК, а по БПК₅ даже выше.

Указанные недостатки означают, что очистные сооружения завода работают на пределе своих технических возможностей.

Задачей изобретения является создание способа (технологической линии) для надежной нейтрализации промышленных стоков, содержащих нефтепродукты, утилизацию образующихся шламов, перевод многоступенчатой технологической линии в одноступенчатую, значительное сокращение материало-, энерго- и трудозатрат и сокращение производственных площадей.

Задача нейтрализации промышленных стоков решается следующим образом. В известном способе нейтрализации промышленных стоков, содержащих нефтепродукты и органические компоненты, включающем добавку флокулянтов или коагулянтов, флотацию и отстаивание продуктов нейтрализации, новым является то, что нейтрализацию интенсифицируют за счет перевода диффузионного типа переноса вещества на кинетический и ее проводят в рабочей зоне аппарата с вращающимся электромагнитным полем. Флокулянты или коагулянты добавляют в стоки после их выхода из аппарата с вращающимся электромагнитным полем. В полученный шлам после отстоя добавляют отработанные масла или другие нефтепродукты с таким расчетом, чтобы содержание воды в полученной смеси составляло от 5 до 30%, и полученную смесь перерабатывают в жидкое печное топливо в рабочей зоне аппарата с вращающимся электромагнитным полем.

Наличие воды в смеси необходимо для сохранения ею необходимой текучести, для ее последующего пропускания через рабочую зону аппарата с вращающимся электромагнитным полем. Экспериментальным путем было получено оптимальное содержание воды - от 5 до 30 мас.%.

При очень высоком содержании в стоках нефтепродуктов (900 мг/л и выше) не удается за один проход достигнуть уровня ПДК. Для достижения необходимой степени очистки проводят повторную очистку вод без изменения технологии или разбавляют сильно загрязненные стоки до приемлемого содержания нефтепродукта.

Аппаратурно-технологическая схема очистки представлена фиг.2.

Система содержит бак-смеситель 1, насосы 2 для перекачки промышленных стоков в аппараты с вращающимся электромагнитным полем - установки активации процессов (УАП) 3 и 4, сблокированные параллельно. Перед УАП 3, 4 расположены баки для добавок 5, 6, 7 с дозаторами 8. В обработанные стоки вводят из бака 9 коагулянт или флокулянт. Далее стоки проходят через песколовку 10. Очищенная от песка суспензия поступает в активные отстойники 11, 12, работающие попеременно. Очищенная вода собирается в сборнике 13. Отмытый песок собирается в сборнике песка 14, а легкий шлам из отстойников 11 и 12 - в шламосборнике 15. Шлам из сборника 15 насосом 16 перекачивают в УАП 17. Перед УАП 17 вводят жидкие нефтепродукты из бака 18. Готовое печное топливо поступает в сборник 19. Для повторной (при необходимости) очистки воду из сборника 13 по обводному трубопроводу 20 насосом 21 подают в УАП 3 и 4 и далее она очищается в песколовке 10 и осветляется в активных отстойниках 11, 12. Компрессор 22 подает воздух непосредственно в УАП 3 и 4.

Система очистки работает следующим образом.

Одновременно включают насос 2, подачу добавки из одного из баков, например 5 или 6, подачу воздуха от компрессора 22 и один (или оба) УАП 3, 4. Промышленные сточные воды поступают в рабочую зону УАП 3, 4 совместно с добавками и воздухом. После выхода из УАП в полученную суспензию вводят флокулянт или коагулянт из бака 9 и далее направляют в песколовку 10, где оседает тяжелый песок, который затем опускается в сборник 14. Суспензия, содержащая твердую фазу, выделившуюся из раствора, поступает в активные отстойники 11 или 12. Длительность полного отстоя обычно не превышает 5-8 часов, причем 90-95% твердой фазы выпадает в первые 5-10 минут. Осветленную воду сбрасывают в сборник 13 или потребителям вне завода. Шлам собирают из отстойников 11 и 12 и накапливают в сборнике 15. Полужидкую массу шлама вместе с добавленными жидкими отработанными маслами направляют насосом 16 в УАП 17. Содержание воды в шламе может достигать 75-85%. При добавке жидких углеводородов, например отработанных масел от дизельных моторов из расчета получения от 5 до 30% воды, после обработки в УАП удается получить не расслаивающееся жидкое печное топливо с удовлетворительной теплотворной способностью. Данное топливо можно также использовать для пропитки железнодорожных шпал и при изготовлении дорожных покрытий в качестве связующего материала.

Пример.

Использовали промышленные сточные воды, сформировавшиеся в Сальском (Ростовская область) железнодорожном депо с очень высоким содержанием нефтепродуктов, а именно 962 мг/л. Добавки: 10% раствор хлорной извести, 10% раствор сернокислого алюминия, жидкие отходы индустриального масла и дизельного топлива из цеха ремонта тепловозов и компрессорный воздух.

Первую партию стоков нейтрализовали в лаборатории ООО "Экотехника", оснащенной: аппаратами УАП-1В-2 и В-100К-02 производительностью до 12 и 10 м³/ч по воде соответственно, тремя активными отстойниками объемом по 1,5 м³ и компрессором.

Сточная вода была доставлена бензовозом вместимостью 3 м³. Предварительное отстаивание сточной воды не производили.

Нейтрализацию и утилизацию проводили следующим образом. Включили насос бензовоза и подавали воду в УАП-1В-2 из расчета 4,0-4,5 м³/ч. Одновременно в рабочую зону вводили раствор хлорной извести и компрессорный воздух. После аппарата вводили раствор сернокислого алюминия. Процесс продолжался около 12 минут. После опорожнения бензовоза его насос и аппарат были выключены. Обработанный продукт был перекачан в два отстойника для отстоя. В песколовке оказалось заметное количество металлической стружки, немного песка и соединений кальция. Выдержку проводили в течение 4-х часов.

Показатели процесса приведены в табл. 2.

Количество шлама из отстойников составило около 85 л. Шлам был спущен в отдельную емкость.

Осветленные воды были вновь переработаны по описанному режиму. Добавки хлорной извести и сернокислого алюминия были уменьшены в 10 раз.

Стоки были перекачаны в свободный отстойник, а остатки - обратно в бензовоз. Отстаивание продолжалось 4 часа.

Отмечено, что основная масса шлама (90-95%) оседает за 3-5 минут, а последняя муть - примерно через 4 часа.

После объединения шламов после первого и второго этапов произведена выдержка в течение 24-х часов. Шлам сильно осел и над ним образовался слой чистой воды, вязкость его возросла, а объем заметно уменьшился. После слива части воды было добавлено около 200 л грязного дизельного топлива от промывок деталей двигателей в смеси с отработанным маслом. Затем смесь была пропущена через рабочую зону аппарата типа В-100К-02 без добавок примерно за 3,0-3,5 минуты. В результате получена гомогенная темная и жидкоподвижная масса, которая не проявила тенденции к расслоению после выдержки в течение 24 суток.

Вторую партию промстоков (подсланиевых вод с судов) нейтрализовали непосредственно на судне-сборщике подсланиевых вод в Ростовском речном порту. Использовали также аппарат УАП-1В-2. Нейтрализация выполнена за один этап. Данные по второй партии промстоков приведены в табл. 2.

Показано, что применение данной технологии позволяет нейтрализовать сточные воды с очень высоким содержанием нефтепродуктов и получить очищенную воду, отвечающую требованиям ПДК. В литературе отсутствуют сведения о нейтрализации таких вод без предварительного отстаивания.

Показано, что выпавший осадок - продукт нейтрализации может быть превращен в печное топливо.

Таким образом, не только нейтрализуются сточные воды, сильно загрязненные нефтепродуктами, но также отпадают трудности в утилизации шламов и сильно загрязненных и отработанных масел всех видов.

Источники информации 1. Берне Ф., Кардонье Ж. Водоочистка. Пер. с франц. М.: Химия, 1997. С. 213-216.

2. Логвиненко Д.Д., Шеляков О.П. Интенсификация технологических процессов в аппаратах с вихревым слоем. Киев: Техника, 1976. - 144 с.: ил.

Формула изобретения

Способ нейтрализации промышленных стоков, содержащих нефтепродукты и органические компоненты, включающий добавку флокулянтов или коагулянтов, флотацию и отстаивание продуктов нейтрализации, отличающийся тем, что нейтрализацию проводят в рабочей зоне аппарата с вращающимся электромагнитным полем, флокулянты или коагулянты добавляют в промышленные стоки после их выхода из аппарата с вращающимся электрическим полем, в полученный шлам после отстоя добавляют отработанные масла или другие нефтепродукты с таким расчетом, чтобы содержание воды в полученной смеси составляло от 5 до 30 %, и полученную смесь перерабатывают в жидкое печное топливо в рабочей зоне аппарата с вращающимся электромагнитным полем.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4