Доочистка сточных вод
Экологическое законодательство Российской федерации предусматривает жесткие требования к качеству сточных вод, попадающих в природные экосистемы. Это влечет необходимость при проектировании и строительстве новых очистных комплексов предусматривать добавочные стадии очистки — так называемую доочистку. В отечественной практике применяют разнообразные методы доочистки сточных вод:
- дополнительная биологическая очистка;
- фильтрование через активированный уголь или другие сорбенты;
- уф-обеззараживание и проч.
Биологические пруды
Разновидность биологической очистки, максимально приближенная к естественным процессам самоочищения в природных водоемах. На нефтеперерабатывающих предприятиях может применяться как метод доочистки сточных вод.
На биологическом пруду может осуществляться естественная или искусственная (принудительная) аэрация. Пруд подразделяется на три последовательные ступенчатые секции, каждая из которых осуществляет свою стадию очистки:
- отстойник;
- основной окислитель;
- стабилизатор.
Естественные процессы самоочищения в биологических прудах идут медленно, что сказывается на времени пребывания в них воды — от нескольких дней до года.
Недостаток прудов с естественной аэрацией — необходимость занимать большую площадь (при глубине пруда 2-3 метра). Искусственная аэрация снимает необходимость большой площади биологического пруда, повышает эффективность биологических процессов, наполовину уменьшает время пребывания сточной воды на очистке.
Недостатки очистки в биологических прудах:
- Невысокая мощность биологического окисления.
- Сезонный характер работы (до замерзания).
- Колебания по качеству очистки.
- Необходимость отчуждать значительные площади под пруды.
- Неуправляемость процесса.
- Затруднения в процессе очистки.
Биологические пруды не способны обеспечить бесперебойную очистку сточных вод с сохранением ее качества.
Если требования к качеству очищенной воды жесткие, то после биологической очистки сточные воды необходимо отправлять на доочистку фильтрованием или флотацией. Флотацию ведут с использованием катионных коагулянтов.
Сорбционные методы
Фильтрование через сорбционные материалы наиболее эффективно для очистки сточных вод НПЗ от нефтепродуктов в эмульгированном или растворенном состоянии.
В настоящее время для очистки нефтесодержащих стоков применяют разнообразные сорбенты:
- активированный уголь,
- торф,
- керамзит,
- перлит,
- силикагель,
- цеолиты,
- опилки,
- сапропель,
- сланцы,
- полимерные сорбенты (полипропилен, полиуретан, тефлон).
Активированный уголь в гранулах — самый распространенный фильтрующий материал в практике очистки нефтесодержащих стоков.
Высокоактивные активированные угли промышленного назначения стоят дорого, поэтому их подвергают регенерации и повторному использованию.
Различают три метода регенерации активированных углей — химический, низкотемпературный, термический.
Методы регенерации сорбентов относят к энергозатратным и дорогостоящим процессам, которые требуют специального оборудования. А сорбенты с пористым строением, кроме того, малопрочные, и теряют свою массу при многократных промывках.
В настоящее время осуществляется поиск новых эффективных сорбентов, лишенных недостатков классических фильтровальных материалов. Опыты ведутся с отходами целлюлозно-бумажных, нефтяных и нефтехимических производств.
Мембранное фильтрование
Процесс мембранного разделения ведется через тонкую фильтрующую перегородку толщиной в десятые доли миллиметра. Мембрана отличается высокой пористостью и, по сути, является полупроницаемой.
Через мембрану разделяются частицы размером от 0,0001 до 10 мкм.
Мембрана является полупроницаемым барьером, который избирательно пропускает одни растворенные частицы и задерживает другие. В зависимости от свойств и характеристик методы фильтрующей мембраны подразделяют на
- микрофильтрацию,
- ультрафильтрацию,
- нанофильтрацию,
- обратный осмос,
- диализ и
- электродиализ.
Обратный осмос — финишный этап любой водоочистки. При очистке сточных вод химических и нефтехимических производств этот метод позволяет извлекать из раствора ионы растворенных солей.
Финальная доочистка сточных вод с нефтепродуктами в эмульгированном состоянии ведется при помощи метода ультрафильтрации.
Ультрафильтрационные мембраны могут входить в состав мембранного биореактора (МБР) или быть частью систем очистки высокого давления. Метод ультрафильтрации удаляет из воды взвешенные вещества и коллоиды, тяжелые металлы, растворенные органические вещества, бактерии и даже вирусы.
Сточная вода нефтеперерабатывающего производства, прошедшая дополнительную очистку методом ультрафильтрации, приобретает высочайшие показатели качества, полностью устраняется мутность и факторы микробиологического загрязнения.
Достоинства метода ультрафильтрации:
- Компактные, несложные по конструкции установки.
- Высокая эффективность очистки по заявленным веществам, бактериям и вирусам.
- Простота в обслуживании.
- Установки могут работать полностью в автоматическом режиме.
- Нет необходимости в реагентах и реагентном хозяйстве.
- Относительно невысокое энергопотребление.
- Минеральный состав очищаемой воды не меняется в процессе очистки, концентрации солей не возрастают.
Внедрение мембранных технологий очистки воды в область промышленной экологии идет быстрыми темпами. Этому способствует регулярное появление новых видов мембран и все более и более совершенных технологий очистки. Можно с уверенностью утверждать, что за технологиями мембранной фильтрации большое будущее в сфере очистки сточных вод.
