Очистка стоков от нефтепродуктов

Классические способы заключительной очистки сточных вод от нефтепродуктов — фильтрование с применением насыпных фильтров, загруженных кварцевым песком, пенополистиролом или керамзитом. Недостатки этих установок: низкая грязеёмкость, длительный период фильтрации, необходимость частой регенерации загрузочного материала с большим расходом промывочной воды.

Фильтр с загрузкой из пенополиуретана

Более эффективным и экономичным в этом случае является фильтр с загрузкой из пенополиуретана (ППУ). Предложенный способ позволяет достичь степени очистки воды от масло- и нефтепродуктов до эффективности 99,1-99,8%. Для сравнения — традиционные фильтры дают лишь 80-86% очистки от нефтепродуктов. В качестве загрузки фильтра может использоваться листовой или кусковой ППУ (в виде кубиков 25-40 мм), и даже отходы этого материала в виде обрезков.

Пенополиуретан по своим физическим свойствам— эластичный и пористый материал, легко поддающийся сжатию. Олеофильные свойства пенополиуретана — причина того, что при пропускании через слой ППУ сточной воды масло- и нефтепродукты сорбируются на внутренней поверхности его гранул и на поверхности каналов в загрузке. Для выделения из воды 500 г нефтепродуктов достаточно одного кубического дециметра (1 дм3) пенополиуретана.

Для регенерации фильтровального материала обычно достаточно механического отжима пенополиуретана. Расход промывочной воды, по сравнению с традиционными фильтровальными материалами, снижается с 2% до 0,05-0,2 % от объема отфильтрованной жидкости.

Экспериментальные исследования показали, что для достижения максимальной эффективности очистки и определения оптимального времени фильтрации необходимо правильно подобрать скорость фильтрования и плотность набивки загрузочного пенополиуретана.

• При недостаточно плотной загрузке фильтровального материала процесс сорбции идет преимущественно в каналах между гранулами и почти не реализуется во внутренних порах гранул ППУ. Если плотность набивки пенополиуретана, напротив, слишком велика, резко сокращается общая сорбирующая поверхность и эффективность фильтрации от нефтепродуктов падает. Кроме того, плотная набивка увеличивает гидравлическое сопротивление в системе.
• Подбор оптимальной скорости фильтрования не менее важен: при низких скоростях снижается общая производительность системы; а при высокой скорости фильтрования жидкость проходит через слой загрузки лишь по каналам с наименьшим гидравлическим сопротивлением, что не обеспечивает эффективной сорбции во всем объеме фильтровального материала. При высоких скоростях может быть значительный проскок загрязнений через слой фильтровального материала, снижается грязеёмкость загрузки, удлиняется период фильтроцикла.

Для регенерации загрузочного материала применяются разные способы. Хорошо проявил себя на практике способ двойного отжима фильтровального материала с промежуточной промывкой небольшим количеством очищенной воды. В зависимости от исходного содержания масло- и нефтепродуктов и очищаемой воде длительность фильтроцикла составляет от 6 до 12 месяцев.

За счет своей эластичности загрузка из пенополиуретана выдерживает 10-15 циклов работы без ухудшения рабочих свойств.

Подготовка гранул ППУ к загрузке не требует особых сложностей. Специально сконструированные фильтрующие кассеты дают возможность загружать даже отходы мебельного производства. Эксперименты доказали, что геометрическая форма гранул ППУ не влияет на длительность фильтроцикла и эффективность очистки от нефтепродуктов.

Конструктивно фильтр может быть оформлен двумя способами:

• со сменными регенируемыми кассетами, в которых отработанный фильтр периодически удаляется на регенерацию и заменяется кассетой с чистым фильтром;
• с незаменяемой загрузкой, в которых ППУ периодически подвергается механическому отжиму и промывке без выгрузки материала из корпуса фильтра.

Выбор конструкции фильтра ведется с учетом расходов загрязненной воды и содержания масло- и нефтепродуктов.

1. Фильтры с загрузкой из ППУ при исходной концентрации нефтепродуктов = 250 мг/л после очистки обеспечивают остаточную концентрацию в воде 23 мг/л. Эта величина соответствует растворимости нефтепродуктов в воде, и свидетельствует о том, что эмульгированная нефть из сточной воды полностью удаляется.
2. Сточные воды с содержанием нефтепродуктов > 250 мг/л также могут быть очищены в фильтрах с загрузкой из ППУ. Однако в этом случае длительность фильтроцикла сокращается.
3. Если исходная концентрация нефтепродуктов > 1 г/л, необходимо обеспечить предварительную очистку сточной воды в отстойнике-нефтеловушке. Фильтр с ППУ в этом случае может эксплуатироваться как вторая стадия очистки.