Очистка производственных и ливневых сточных вод нпз
.RU

Очистка производственных и ливневых сточных вод нпз


ОЧИСТКА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ И ЛИВНЕВЫХ СТОЧНЫХ ВОД НПЗ

Коваленко Н.А., Неверова И.А., Кочетков А.Ю.

НПО «Катализ», Ангарск, Россия

Усов В.Ю.

Северный Кузбасс, Анжеро-Судженск, Россия

Кочеткова Д.А., Коваленко А.А.

Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова; Москва, Россия


В Кемеровской области осуществлен пуск нового нефтеперерабатывающего завода. В районе строительства ООО «НПЗ Северный Кузбасс» канализационные сети и сооружения отсутствовали. Для очистки ливневых, промливневых и производственных стоков компанией «Катализ» были разработаны локальные очистные сооружения (ЛОС) с достижением качества очистки стоков, предъявляемым к сбросам в водоемы рыбохозяйственного назначения:

- нефтепродукты – 0,05 мг/л;

- взвешенные вещества – 3,0 мг/л;

- БПК – 3,0 мг/л;

- ХПК – 30,0 мг/л.

В соответствии с «Технологическим регламентом» расчетная производительность ЛОС принята 360м3/сут. и включает в себя:

- производственно-ливневые стоки, образующиеся при атмосферных осадках и стекающие с обвалованных территорий резервуарных парков, содержащие подтоварные воды, а также дождевые стоки с бетонных площадок автоналивных и железнодорожных эстакад, отбортованных территорий технологических установок;

- производственные стоки от мытья поверхностей железнодорожных и автоналивных эстакад, отбортованных территорий насосных, от мытья посуды, оборудования лаборатории, от установки обессоливания и промывок-пропарок оборудования ЭЛОУ-АТ;

- ливневые стоки, образующиеся при атмосферных осадках, стекающих с газонов и незастроенных территорий, кровель и асфальтобетонных поверхностей, щебёночных покрытий.

При этом исходные концентрации ингредиентов составляют по взвешенным веществам-320 мг/л, БПК-100 мг/л, нефтепродуктам-40 мг/л, неионогенным ПАВ-10 мг/л.

Принципиальная технологическая схема очистки сточных вод ООО «НПЗ» «Северный Кузбасс» представлена на рис.1.




Рис. 1: Технологическая схема очистки производственных и ливневых сточных вод НПЗ


Сточные воды ООО «НПЗ «Северный Кузбасс» подвергаются предварительной очистке от крупных механических загрязнений на существующих отстойниках и песколовке. Для обеспечения гарантии отсутствия возможных загрязнений на всасывающем патрубке подающего насоса поз.Н-1, Н-2 предусматривается патронный фильтр поз.ПФ с нержавеющей сеткой с размером ячеек 80 мкм.

Кроме того, предварительная очистка сточных вод подразумевает наличие стадии флотационной очистки. Установка напорной флотации поз.ФЛ предназначена для очистки сточных вод от взвешенных веществ, нефтепродуктов и ПАВ. Далее предварительно очищенные сточные воды поступают в промежуточную емкость поз. Е-1 для предотвращения попадания воздуха в насосы поз.Н-3, Н-4.

В качестве основного аппарата для обезвреживания сточных вод используется электрокаталитический аппарат поз.ЭКА.

В электрокаталитическом аппарате благодаря совмещению ряда процессов: электрокоагуляции, электрофлотации, электрокаталитическому, окислению происходят процессы глубокого окисления органических веществ (в том числе и нефтепродуктов), снижения концентраций мелкодисперсных взвешенных частиц, удаления неионогенных ПАВ, а также осуществляется обеззараживание воды.

Электрокаталитическая обработка сточных вод состоит из трех, одновременно протекающих, процессов: электрокаталитического окисления, электрофлотации и электрокоагуляции. Для характеристики электрокаталитической обработки требуются параметры, описывающие эти процессы.

Параметром, описывающим каталитический процесс, является время контакта: фиктивное и истинное. К параметрам, описывающим электроосаждение, относятся: плотность тока, концентрация генерируемого железа, выход по току генерируемого железа.

Фиктивное время контакта – это отношение объема слоя катализатора к расходу сточной воды:

ф = V/w (1)

где:

ф – фиктивное время контакта

V - объем слоя катализатора

w - расход сточной воды или отношение высоты слоя катализатора к линейной

скорости воды

ф = h/u (2)

где:

h – высота слоя катализатора

u - линейная скорость воды

Истинное время контакта – это время, за которое вода проходит слой катализатора. Оно равно фиктивному времени контакта, умноженному на порозность слоя:

 = ф (3)

где:

 - истинное время контакта

 - порозность

В данной работе в основном будет использоваться истинное время контакта. Однако применение этого параметра становится затруднительным, когда катализатор занимает часть реакционного пространства или вообще отсутствует. В этом случае придется прибегать к фиктивному времени контакта.

К параметрам, описывающим электроосаждение, относятся: плотность тока, концентрация генерируемого железа, выход по току генерируемого железа.

Концентрация генерируемого железа – это та концентрация, которую следует создать в сточной воде, чтобы была достигнута требуемая глубина очистки при данных исходных концентрациях примесей.

При малых плотностях тока частицы гидроксида железа могут получиться настолько мелкими, что для их оседания требуется заметный промежуток времени. Это приводит к появлению еще одного параметра – времени отстаивания.

Плотность тока характеризует интенсивность электрохимических процессов, протекающих на электродах. Она определяется как отношение силы тока к поверхности электрода. Так как в данном случае основным электрохимическим процессом является растворение железа, которое протекает на аноде, будем оценивать плотность анодного тока:

i = I/S (4)

где:

i – плотность тока

I – сила тока

S – поверхность электрода

Выход по току характеризует эффективность использования тока. Он равен отношению силы тока, которая требуется для достижения определенной степени очистки от данного загрязнения, к общей силе тока:

(5)

где:

96500 – число Фарадея

С – концентрация генерируемого железа в гидроксиде,

Э – эквивалентная масса железа (для железа Э=28).

Электрокаталитическая очистка сточных вод от соответствующих загрязнений отрабатывалась на модельных растворах.

На рис. 2. представлена зависимость степени очистки сточных вод по БПКполн, нефтепродуктам и взвешенным веществам от времени контакта при плотности тока 10 а/м2.

Из рис.2. следует, что электрокаталитическую обработку сточных вод целесообразно проводить при времени контакта 2,5 мин. С увеличением времени контакта (выше 3 мин) степень очистки от вышеуказанных загрязнений не изменяется.

На рис. 3. представлена зависимость степени очистки сточных вод по вышеуказанным ингредиентам от плотности тока при их различной концентрации.

Из рис. 3. следует, что при увеличении плотности тока до 10 а/м2 глубина очистки от нефтепродуктов и взвешенных веществ возрастает, после чего практически не меняется. Глубина очистки по БПКполн незначительно меняется.




Рис. 2. Зависимость степени очистки сточных вод по БПК, нефтепродуктам, ПАВ и взвешенным веществам от времени контакта

1 – нефтепродукты; 2 – БПК; 3 – ПАВ; 4 – взвешенные вещества.




Рис. 3. Зависимость степени очистки сточных вод по БПК, нефтепродуктам, ПАВ и взвешенным веществам от плотности тока (время контакта 2,5 мин)

1 – нефтепродукты; 2 – БПК; 3 – ПАВ; 4 – взвешенные вещества.


Параметры процесса электрокаталитической обработки сточной воды представлены в таблице 1.


Таблица 1



Параметры

Значения

1

Время контакта воды в аппарате, мин

2,5

2

Материал электродов

Fe - Fe

3

Расход электрокоагулянта, г/м3

10,0

4

Плотность тока, А/м2

10

5

Сила тока, а

168,9

6

Напряжение, в

24

7

Мощность аппарата, квт

4,05

8

Затраты электроэнергии, квтчас/м3

0,27



В электрокаталитическом аппарате используются растворимые железные электроды и специально разработанный адсорбент-катализатор серии АК на керамическом носителе, размещаемый в межэлектродном пространстве. Для интенсивности процесса окисления и взрыхления катализатора в аппарат подается сжатый воздух от компрессоров поз.К-1, К-2, в количестве 102 м3/ч.

После электрокаталитического аппарата вода поступает в отстойник поз.ОТ, где очищенный сток освобождается от взвешенных частиц, и происходит завершение процессов коагуляции.

Для интенсификации процессов осаждения из емкости приготовления реагента поз.Е-5 в трубопровод пред отстойником насосами дозаторами поз.Н-11, Н-12 дозируется рабочий раствор алюмокремниевого флокулянта-коагулянта (АКФК). Для приготовления рабочего раствора реагента в емкость поз.Е-5 насосами поз.Н-13, Н-14 подается концентрат АКФК и насосами поз.Е-7, Е-8 очищенная вода из резервуаров очищенного стока поз.Е-3.

После отстойника поток очищаемой воды поступает в промежуточную емкость поз.Е-2 для предотвращения попадания воздуха в насосы поз.Н-5, Н-6.

Электрокаталитически обработанная вода из промежуточной ёмкости поз.Е-2 насосами поз.Н-5, Н-6 подается в фильтры адсорбционно-каталитической доочистки I-ой ступени поз.Ф-1 и II-ой ступени поз.Ф-2, где происходит доокисление органических веществ (в т.ч. и нефтепродуктов), удаление взвешенных веществ, ПАВ и обеззараживание очищаемой воды.

Для процесса адсорбционно-каталитической доочистки сточных вод было изготовлено несколько серий опытных образцов адсорбентов-катализаторов с разным составом активной основы, включающей оксиды металлов переменной валентности и модифицирующие добавки, а также с разной технологией изготовления: условия помола и смешения, условия формовки гранул катализатора, режим прокаливания и др.

Проведены испытания активности опытных образцов на лабораторной установке. В таблице 2. представлены результаты испытаний серии наиболее активных образцов АК-П, АК-Ц, АК-ЦМ, АК-Ф, АК-В, АК-О, АК-А.

Наибольшую окислительную (степень окисления по БПК – 65-66 %, по нефтепродуктам – 70-79 %), задерживающую (степень очистки по взвешенным веществам – 74-76 %, по неионогенным ПАВ – 10-16%) способность показали образцы АК-П (фильтр адсорбционно-каталитической доочистки I ступени), АК-Ц (фильтр адсорбционно-каталитической доочистки II ступени), которые признаны оптимальными.


Таблица 2

Подбор оптимальных образцов адсорбентов – катализаторов

фильтрах адсорбционно-каталитической доочистки I и II ступени

Наименование

образцов

Взвешенные в-ва,

мг/л вх/вых

БПКп,

мгО/л

вх/вых

Нефте-продукты,

мг/лвх/вых

Неионогенные ПАВ,мг/л

вх/вых

1. Ад-кат.фильтр

1 – ступени, АК – Ф

30,2/9,51

68,5%

16,7/6,13

63,3%

0,53/0,30

43,4%

0,15/0,14

6,6%

2. Ад-кат. фильтр 2- ступени, АК - ЦМ

9,51/3,07

67,7%

6,13/3,21

47,6%

0,3/0,09

70,0%

0,14/0,13

7,1%




1. Ад-кат. фильтр

1 – ступени, АК – О

32,2/9,95

69,1%

16,1/6,2

61,5%

0,45/0,20

55,6%

0,14/0,13

7,1%

2. Ад-кат. фильтр

2- ступени, АК - А

9,95/3,67

63,2%

6,2/3,05

50,8%

0,20/0,06

70,0%

0,13/0,13

-
















1.Ад-кат. фильтр

1 – ступени,АК – П

31,6/8,60

72,8%

17,2/6,19

64,0%

0,43/0,17

60,5%

0,13/0,11

15,4%

2. Ад-кат. фильтр

2- ступени, АК - Ц

8,60/2,61

69,8%

6,19/2,82

54,5%

0,17/0,05

70,6%

0,11/0,10

9,1%



В каждом конкретном случае при определенной технологии изготовления катализаторной массы и определенных условиях формирования активной поверхности катализаторов экспериментально оценили влияние величины фракции на каталитическую активность исследуемых катализаторов. Этот фактор очень важен для выбора промышленной формы катализаторной насадки и для оценки гидродинамической характеристики процесса. Оптимальной принята фракция адсорбента-катализатора диаметром 2,5 мм.

Испытания показывают, что разработанные адсорбенты-катализаторы существенно превосходят лучшие из известных фильтрующих материалов, как по задерживающей, так и по окислительной способности и физико-химическим показателям (табл.3.).

Таблица 3

Сравнительная характеристика различных фильтрующих материалов

по физико-химическим показателям

Фильтрующий

материал

Насыпная

плотность, кг/дм3

Водопоглощение, %

Кислотостойкость, %

Механическая

прочность, кг/мм2

1.Нефтяной кокс

0,5 — 0,9

12,5

94,0

0,9 — 1,2

2. Керамзит

0,7 — 0,9

25 — 28

93,5

1,8 — 2,1

3.Адсорбент-катализатор

1,1 — 1,3

6,0

98,7

4,3 — 5,6



В промышленных фильтрах предлагается использовать катализаторы АК-П, АК-Ц с размером частиц 2,5-5,0 мм. Условия очистки сточных вод в фильтрах производительностью 360 м3/сутки представлены в таблице 4.


Таблица 4

Условия адсорбционно-каталитического фильтрования сточных вод

на фильтрах производительностью 360 м3/сутки.



Показатель

Значение

1

Количество катализатора, т

36

3

Высота слоя катализатора, м

1,5

4

Скорость фильтрования, м/час

9,75

5

Время контакта, мин

18,6

6

Продолжительность фильтроцикла, час

36

7

Продолжительность промывки водой, мин

10

8

Интенсивность промывки водой, дм3/см2

8-10

9

Продолжительность промывки воздухом, мин

10

10

Интенсивность промывки воздухом, дм3/см2

18-20



После прохождения фильтров очищенная вода направляется на установку обеззараживания поз.УО для дополнительного постобеззараживания УФ-облучением.

Очищенная и обеззараженная вода направляется в существующие резервуары очищенного стока поз.Е-3.

Из резервуара очищенного стока насосами поз.Н-7, Н-8 очищенная вода откачивается в р.Тутуюл.

По окончании фильтроцикла для аппарата электрокаталитической обработки и фильтров адсорбционно-каталитической доочистки осуществляется регенерация адсорбента-катализатора водо-воздушной промывкой. Сжатый воздух на регенерацию поступает от компрессоров поз.К-1, К-2, отработанный воздух выбрасывается в атмосферу.

Для водяной промывки предусмотрена подача воды из резервуаров очищенной воды поз.Е-3 в электрокаталитический аппарат и фильтры насосами поз Н-7, Н-8.

Осадок из отстойника, а также флотационная пена от флотатора и электрокаталитического аппарата подвергаются обработке на устройстве обезвоживания осадка поз.OZK. Осветленная вода и вода после промывки фильтров и электрокаталитического аппарата поступает в промежуточную емкость поз.Е-4 и далее насосами поз.Н-9, Н-10 подается в существующий резервуар-отстойник РВС 400. Осадок вывозится на утилизацию.

Разработанная схема может быть успешно применена и на других нефтеперерабатывающих предприятиях.

ohrana-prav-organizacij-efirnogo-veshaniya-prodolzhenie-postoyannij-komitet-po-avtorskomu-pravu-i-smezhnim-pravam.html
ohrana-prirodi-uchebnoe-posobie-prednaznacheno-dlya-trenerov-pedagogov-dopolnitelnogo-obrazovaniya-uchitelej-studentov.html
ohrana-prirodi.html
ohrana-truda-agropromishlennij-kompleks-kontrolnaya-rabota-normativnaya-baza-planirovaniya.html
ohrana-truda-godovoj-otchet-oaomrsk-severo-zapada-po-itogam-raboti-za-2011-god.html
ohrana-truda-i-zdorovya-rabotnikov-odno-iz-prioritetnih-napravlenij-gosudarstvennoj-politiki-dostatochno-skazat-chto-st-210-trudovogo-kodeksa-zakrepila-osno.html
  • thesis.bystrickaya.ru/programma-1-den-6-dekabrya-200-stranica-6.html
  • thescience.bystrickaya.ru/ivanovskij-leonid-igorevich.html
  • uchenik.bystrickaya.ru/chasti-tela-i-ih-funkcii-sootnositelno-s-zonami-vliyaniya-kachestv-istochnik-s-kotorogo-bil-otskanirovan-tekst-neizvesten.html
  • literatura.bystrickaya.ru/resheniem-pedagogicheskogo-soveta.html
  • education.bystrickaya.ru/126-urovni-upravleniya-uchebno-metodicheskij-kompleks-informacionnie-resursi-disciplini-uchebnoe-posobie-sankt-peterburg.html
  • notebook.bystrickaya.ru/httpkp-uadaily23070849117.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/rabota-s-pedagogicheskim-kollektivom-rezultati-uchastiya-uchashihsya-v-olimpiadah-i-konkursah-34.html
  • uchitel.bystrickaya.ru/rabochaya-programma-specialnost-svyazi-s-obshestvennostyu-status-disciplini-opd.html
  • credit.bystrickaya.ru/partment-of-the-university-did-you-take-preparatory-courses-in-englishrussian-history-of-science.html
  • klass.bystrickaya.ru/averyanov-l-ya-iskusstvo-zadavat-voprosi-m-1987.html
  • literatura.bystrickaya.ru/skazka-o-prigune-i-skolzyashem-26-stranica-7.html
  • zanyatie.bystrickaya.ru/regionalnie-programmi-11-vologda-11-vyacheslav-pozgalyov-slishat-lyudej-odno-iz-glavnih-umenij-vlasti-vsyo35-11-rostovskaya-oblast-12.html
  • literatura.bystrickaya.ru/slovo-21-o-raznih-predmetah-v-voprosah-i-otvetah-prepodobnij-isaak-sirin.html
  • college.bystrickaya.ru/3-rodoslovnaya-dvuh-iisus-otrokov-antroposofiya-i-bibliya.html
  • ucheba.bystrickaya.ru/problema-perevoda-biblii-v-perepiske-avgustina-i-ieronima.html
  • nauka.bystrickaya.ru/vhod-dlya-polzovatelej-konspekt-lekcij-pomozhet-v-podgotovke-i-uspeshnoj-sdache-ekzamenov-lekciya-krizisi-v-tendenciyah.html
  • exam.bystrickaya.ru/vedushij-spasibo-tak-igor-evgenevich-pozhalujsta-levitin-ie-as-takoe-meropriyatie-vpervie-provoditsya-opita.html
  • lesson.bystrickaya.ru/nazvanie-stati-ustojchivoe-ocenivanie-odnovremennogo-trenda-srednego-i-dispersii-sluchajnogo-signala.html
  • assessments.bystrickaya.ru/doklad-na-oblastnom-seminare-soveshanii-sohranenie-zhizni-i-zdorovya-rabotnikov-nasha-obshaya-zadacha.html
  • writing.bystrickaya.ru/crimonology-essay-research-paper-if-you-look.html
  • letter.bystrickaya.ru/nauchnihrabo-t-stranica-9.html
  • thescience.bystrickaya.ru/iz-opita-raboti-uchitelya-istorii-i-obshestvoznaniya-novoberezovskoj-sosh-letyaginoj-tamari-vladimirovni.html
  • teacher.bystrickaya.ru/glava-8-gabriel-garsiya-markes-izvestie-o-pohishenii.html
  • desk.bystrickaya.ru/otchet-o-samoobsledovanii-osnovnoj-obrazovatelnoj-programmi-po-specialnosti-napravleniyu-060108-farmaciya-stranica-3.html
  • notebook.bystrickaya.ru/gosudarstvennij-standart-soyuza-ssr.html
  • education.bystrickaya.ru/232-kreditnaya-istoriya-emitenta-305044-rossiya-g-kursk-krasnoznamyonnaya-22-korp-a-informaciya-soderzhashayasya.html
  • textbook.bystrickaya.ru/kakie-sushestvuyut-standarti-pravila-i-soglasheniya-v-oblasti-postroeniya-vichislitelnih-setej.html
  • control.bystrickaya.ru/bogi-vladimira-kniga-prodolzhenie-monografii-b-a-ribakova-yazichestvo-drevnih-slavyan.html
  • diploma.bystrickaya.ru/zhenskaya-prestupnost-ee-osobennosti-i-preduprezhdenie-chast-5.html
  • exchangerate.bystrickaya.ru/glava-iv-gosudarstvennij-kommunizm-mihail-ivanovich-tugan-baranovskij.html
  • tests.bystrickaya.ru/kursovaya-rabota-tema-razrabotka-i-prodvizhenie-tura-dlya-shkolnikov.html
  • learn.bystrickaya.ru/fenomen-igri-v-proze-germana-gesse.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/pravo-na-zabastovku-organizaciya-i-procedura-eyo-provedeniya-v-rf-chast-2.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/tema-30-prestupleniya-protiv-zdorovya-naseleniya-i-obshestvennoj-nravstvennosti.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/spravochnikt-e-prednaznachen-za-lekari-zbolekari-farmacevti-i-studenti.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.