Механическая очистка стоков
Предварительный этап очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов — механическая очистка. На этом этапе из стоков отделяются крупные примеси и взвеси, а также некоторая часть содержащихся нефтепродуктов.
Оборудование для первичной механической очистки сточных вод НПЗ:
- отстойники,
- песколовки,
- нефтеловушки,
- механические фильтры,
- центрифуги,
- гидроциклоны.
Песколовки
Песколовки — устройства для улавливания из стоков взвешенных веществ минеральной природы и крупных частиц нефти.
Для сточных вод НПЗ характерно невысокое содержание минеральных примесей, поэтому подбор и расчет оборудования ведется из необходимой доли задержания нефтепродуктов. Размеры песколовок принимаются из объема воды, который будет содержаться в них в течение пяти минут. Песколовки выполняют две функции — собирают пленку всплывающей нефти и улавливают минеральный осадок.
Эффективность очистки нефтепродуктов в песколовках — 75%, удаление минеральных взвесей — до 25%.
Нефтеловушки
Нефтеловушки предназначаются для более глубокой очистки сточной воды нефтеперерабатывающего завода от нефтепродуктов и мелкодисперсных взвесей.
Перспективна конструкция тонкослойных нефтеловушек, в которых процессы осаждения и отстаивания происходят в отдельных зонах, разделенных наклонными перегородками. Уменьшение высоты слоя воды увеличивает эффективность данного метода очистки. Тонкослойные отстойники оптимальны для очистки так называемых «светлых» стоков НПЗ, не содержащих высоковязких нефтяных фракций (гудрона, битума).
Тонкослойные отстойники не подвержены нежелательному влиянию процессов конвекции и переноса плотности, поэтому процесс отстаивания идет более равномерно по всей длине сооружения. Коэффициент использования объема у тонкослойного отстойника составляет 80-85%.
Стоит отметить, что тонкослойные сооружения для очистки стоков занимают в несколько раз меньшие объемы. Однако у них повышенные требования к отведению уловленных нефтепродуктов, поскольку удалённые из воды загрязнения быстро накапливаются.
Применение тонкослойных нефтеловушек за счет их высокой эффективности дает возможность отказаться от дополнительных механических способов очистки сточных вод для нефтеперерабатывающих предприятий. Очищенные стоки с невысокой остаточной концентрацией нефтепродуктов (порядка 50 мг/л) сразу направляются на физико-химическую очистку.
Современные методы очистки позволяют совмещать песколовки и нефтеловушки в одном сооружении. Установлено, что загрязняющие вещества в обоих случаях при отстаивании ведут себя схожим образом и отличаются только размерами частиц. Комплексное улавливание загрязнителей в одном устройстве экономит занимаемые производственные площади. Чтобы отделить песок от мелкодисперсных глинистых частиц, для отстаивания которых требуется больше времени, в нефтеловушках предусматриваются приямки в два ряда по направлению тока воды.
Эффективность очистки стоков нефтеловушками характеризует остаточная концентрация нефтепродуктов, составляющая 100-150 мг/л, и остаточная концентрация взвешенных веществ —85-90 мг/л. Степень улавливания нефтепродуктов — 90-95%, взвешенных веществ — 50-70%.
Степень очистки стоков НПЗ от нефтепродуктов зависит от объемов сточных вод, поступающих на очистку, а также от дисперсного состава содержащихся нефтепродуктов. При проектировании очистных сооружений размеры нефтеловушек принимаются из расчета двухчасового пребывания стоков.
Гидроциклоны
Гидроциклоны — механические устройства для очистки сточных вод НПЗ от нефтепродуктов и взвешенных минеральных частиц.
Назначение гидроциклонов аналогично назначению песколовок и нефтеловушек. Отделение примесей происходит под воздействием центробежных сил внутри корпуса цилиндрического аппарата с конусообразной нижней частью. Преимущества циклонов — увеличение скорости отделения примесей, небольшой объем устройств по сравнению с размерами отстойников.
Диаметр цилиндрической части (D) напорных гидроциклонов составляет от 150 до 1000 мм, внутри них создаются условия для бурного проявления центробежных сил. Безнапорные циклоны имеют диаметры цилиндрической части от 2 до 10 м, проявления центробежных сил в них незначительные, однако вращание потока жидкости создает условия для агломерации и интенсивному выпадению взвесей. Спиральное движение потока жидкости позволяет эффективно использовать весь объем гидроциклона.
Открытые безнапорные гидроциклоны по объему меньше, чем аналогичные по производительности отстойники; выдерживают значительные гидравлические нагрузки; сокращают площади, занимаемые очистными сооружениями.
Преимущества гидроциклонов:
- компактные размеры;
- высокая производительность по воде;
- несложная конструкция, простота в обслуживании;
- энергонезависимость;
- относительно невысокая цена;
- нет необходимости в расходных материалах, фильтрах и сорбентах (для большинства моделей);
- техническое обслуживание не представляет сложностей и не требует высокой квалификации персонала.
Эффективность очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов от нефтепродуктов и взвесей в гидроциклоне не превышает 30-40%. Однако при сочетании гидроциклона с химической реагентной очисткой эффективность возрастает в несколько раз.
