Емкостные отстойники нефтеловушки
В качестве предварительной очистки от нефтепродуктов в традиционной системе используются ёмкостные отстойники-нефтеловушки. Недостатками этих установок является низкая эффективность и громоздкая конструкция. Для того чтобы сточные воды в необходимой степени очистились от взвеси нефтепродуктов, время пребывания воды в отстойнике должно составлять несколько часов. Для эффективной очистки должны быть значительными и габариты маслобензоотделителя.
Эффективность очистки от масло- и нефтепродуктов в ёмкостных отстойниках-нефтеловушках не превышает 50%. Невысокая степень эффективности является следствием морально устаревшей конструкции отстойника, в котором возможны турбулентные потоки из-за перепадов температур и неравномерного распределения концентраций загрязняющих веществ в толще очищаемой воды. Эффективность очистки в ёмкостном отстойнике — непостоянная величина, зависящая от расхода очищаемой воды, содержания загрязняющих частиц и температуры воды. Поэтому можно утверждать, что работа ёмкостного отстойника отличается большой нестабильностью.
Ёмкостные отстойники имеют такую особенность конструкции как значительная вертикальная глубина сооружения, что удлиняет путь всплывающих из толщи воды частиц нефтепродуктов. Этот недостаток устранен в маслобензоотделителях с тонкослойным потоком очищаемой воды. Снижение вертикальной высоты отстаивания частиц уменьшает время очистки и снижает вероятность возникновения перемешивающих конвекционных потоков.
Тонкослойное отстаивание в нефтеловушках
Тонкослойное отстаивание реализовано в установках многоярусных отстойников — полочных (ламельных) масло- нефтеловушках. Рабочий объем ламельных нефтеловушек разделяется наклонными перегородками на несколько зон отстаивания. Загрязняющие частицы и капли эмульсии в условиях тонкослойного отстаивания проходят в десятки раз меньший путь движения, поэтому эффективность очистки повышается. Кроме того, тонкослойные масло- нефтеловушки в сравнении с классическими отстойниками более компактны и размещаются на меньшей площади.
Разделительные пластины в живом сечении тонкослойного отстойника дают возможность сразу равномерно направить поток очищаемой жидкости и сохранить оптимальные параметры потока по всей длине очистного сооружения. Коэффициент использования объема сооружения в отстойниках этого типа выше, чем в традиционных нефтеловушках (маслобензоуловителях).
Конструкционные особенности тонкослойных нефтеловушек:
- ярусы глубиной 40-100 мм, разделенные наклонными пластинами;
- разделительные перегородки наклонены на 45-60°;
- осадок с пластин самотеком сползает в осадкоуплотнитель, а нефтепродукты поднимаются на поверхность воды;
- ярусы обеспечивают равномерный поток жидкости и предупреждают возникновение турбулентностей.
Результаты испытаний обычной и тонкослойной нефтеловушки (равный объем сооружений, начальная концентрация маслопродуктов 90-98 мг/л).
- Конечная концентрация нефтепродуктов после очистки: в обычном маслобензоуловителе – 40-45 мг/л, в тонкослойном — 13-20 мг/л.
- Эффективность первой ступени очистки от масло- и нефтепродуктов: в обычном маслобензоуловителе 50-60%, в тонкослойном — 78-87%.
Принципы работы и выгоды использования тонкослойных нефтеловушек были описаны еще в публикациях 40-х годов прошлого века. Но в то время в нашей стране они не получили распространения. Уже в пятидесятых годах тонкослойные отстойники стали внедряться за рубежом — в Голландии, Венгрии, США и других странах.
В России в настоящее время ведутся разработки в этом направлении несколькими исследовательскими организациями, но пока представлены только эмпирические расчеты подобных маслобензоотделителей и нет четких рекомендаций по проектированию тонкослойных отстойников.
Кафедра оптимизации химической и биотехнологической аппаратуры (ОХБА) Санкт-Петербургского государственного технологического института представила обоснованный метод расчета тонкослойных нефтеловушек. Предложенный метод очистки сточных вод от масло- и нефтепродуктов учитывает дисперсный состав нефтяных капель и распределение скоростей между пластинами, что позволяет конструировать отстойники с высокой степенью очистки воды от нефтяных эмульсий.
В рамках метода предложены способы реконструкции существующих ёмкостных маслобензоуловителей или устройство тонкослойных нефтеловушек из переоборудованных пустых ёмкостей. Такой подход позволяет существенно повысить эффективность первой ступени очистки от нефтепродуктов при сравнительно небольших капитальных затратах.
