СООРУЖЕНИЕ ДЛЯ ОЧИСТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ВОД

Полезная модель относится к области очистки сточных вод и может быть использована для очистки сточных вод нефтехимических производств.
Известно сооружение, содержащее последовательно соединенные гидроциклон, блок фильтров и наклонный отстойник, гидроциклон с фильтрующе-коалесцирующей загрузкой из стружки нержавеющего металла. Фильтр содержит корпус с коаксиально расположенным в нем цилиндром с фильтрующе-коалесцирующей загрузкой и размещенный в кольцевом пространстве между корпусом и цилиндром слой мелкозернистой фильтрующей загрузки (Патент RU №2158232).
Недостатком сооружения является недостаточно высокий эффект очистки сточных вод от растворенных трудноокисляемых органических веществ и ПАВ.
Существует сооружение, в котором по ходу технологического процесса осуществляют первичное фильтрование исходной воды до полного удаления взвешенных веществ, электрохимическую обработку воды, многоступенчатую седиментацию в модуле седиментации, повторное фильтрование воды, окончательную очистку воды, а также финишное сорбционное фильтрование (Патент RU №2219135).
Недостатком сооружения является недостаточно высокий эффект очистки сточных вод от растворенных трудноокисляемых органических веществ и ПАВ.
Наиболее близким к предлагаемому сооружению по технической сущности и достигаемому результату является сооружение для очистки нефтесодержащих сточных вод, включающее последовательную обработку путем отстоя в накопителе-усреднителе, затем в трехпродуктовом гидроциклоне с выделением концентрата нефтепродуктов и концентратов взвешенных веществ, фильтрацию в фильтре, загруженном пенополиуретаном в качестве полимерной загрузки. Последующую доочистку в электрохимическом фильтре осуществляют пропусканием воды сверху вниз сквозь смесь гранул алюминия и железа, силицированный кальцит в качестве минерального зернистого фильтрующего материала и уголь марки АГ-3 в качестве углесодержащего материала. Окончательную очистку воды осуществляют в сорбционном фильтре, загруженном активированным углем (Патент RU №2156740).
Недостатком сооружения является недостаточно высокий эффект очистки сточных вод от растворенных трудноокисляемых органических веществ и ПАВ.
Задачей полезной модели является повышение эффекта очистки сточных вод от синтетических ПАВ и трудноокисляемых природных или техногенных органических веществ.
Поставленная задача решается тем, что сооружение очистки нефтесодержащих сточных вод, включающее накопитель-усреднитель, трехпродуктовый гидроциклон, электрохимический фильтр, сорбционный фильтр, гидрофобный фильтр и иловые площадки согласно полезной модели содержит электрофлотатор с каталитическим блоком, отделенным от камеры флотации вертикальной перегородкой, а анодная камера расположена у дна электрофлотатора и отделена от камеры флотации горизонтальной перегородкой, причем выход флотационной камеры и анодной камеры соединен со входом каталитического блока. Каталитический блок загружен гранулами алюмомарганцевого каталитического материала АОК-75-41 фракции 2-5 мм.
На фиг.1 показана технологическая схема очистки нефтесодержащих вод, на фиг.2 - электрофлотатор с каталитическим блоком.
Технологическая схема включает последовательно соединенные накопитель - усреднитель 1, насосную станцию 2, трехпродуктовый гидроциклон 3, электрофлотатор с каталитическим блоком 4, электрохимический фильтр 5, сорбционный фильтр 6, резервуар чистой воды 7. Патрубки отвода извлеченных нефтепродуктов гидроциклоном 3 и электрофлотатором 4 соединены с гидрофобным фильтром 8, который в свою очередь соединен с накопителем нефти 9.
Система промывки фильтров 5 и 6 содержит промывной насос 10 и отстойник промывных вод 11. Осадок сточных вод извлекается из накопителя-усреднителя 1, гидроциклона 3, отстойника промывных вод 11 и поступает на иловые площадки 12, оборудованные дренажной системой. Дренажная вода откачивается дренажным насосом 13 в “голову” сооружений.
Электрофлотатор с каталитическим блоком 4 содержит камеру флотации 14, отделенную вертикальной перегородкой 15 от каталитического блока 16, и отделенную горизонтальной перегородкой 17 от анодной камеры 18. Сетчатый катод электофлотатора 19 расположен в камере флотации 14, графитовый анод 20 расположен в анодной камере 18. В камере флотации находится пеносборное устройство 21. Электроды 19 и 20 подключены к источнику постоянного тока 22.
Сооружение очистки нефтесодержащих сточных вод работает следующим образом. Сточные воды поступают в накопитель-усреднитель 1, в котором осаждаются крупные взвешенные вещества и удаляются на иловые площадки 12. Из накопителя-усреднителя 1 вода забирается насосной станцией 2 и подается на трехпродуктовый гидроциклон 3, в котором от воды отделяются эмульгированные нефтепродукты и взвешенные вещества. Взвешенные вещества удаляются на иловые площадки 12, а обводненные нефтепродукты поступают на гидрофобный фильтр 8, в котором концентрируются и подаются в накопитель 9, а извлеченная вода поступает в “голову” сооружений. Далее сточные воды подлежат тонкой очистке на электрофлотаторе 4. Очистка воды от взвешенных веществ и нефтепродуктов происходит в камере флотации 14 пузырьками водорода, образующимися за счет электролиза воды. В вершинах пирамид пеносборного устройства 21 образуется пена, содержащая извлеченные загрязняющие вещества, называемая флотошламом. Флотошлам подается в гидрофобный фильтр 8 для концентрирования нефтепродуктов.
Очищенная от диспергированных загрязнений вода в камере флотации вода поступает в каталитический блок 16, загруженный зернистым материалом фракции 2-5 мм, обладающим каталитическим свойством. В качестве каталитического материала использован алюмомарганцевый катализатор АОК-75-41.
В этот же каталитический блок поступает вода из анодной камеры 18, содержащая газообразный кислород, образующийся за счет электролиза воды на аноде 20, выполненном из графита. Кислород окисляет органические вещества, растворенные в воде, причем его окислительная мощность существенно увеличивается за счет каталитической активности катализатора, размещенного в каталитическом блоке 16. Продуктами окисления являются углекислота и вода, а также водорастворимые альдегиды, кетоны и нерастворимые органические вещества в виде коллоидных частиц.
Дальнейшая глубокая очистка воды от коллоидных частиц и растворенных трудно-окисляемых органических веществ происходит в электрохимическом фильтре 5 и сорбционном фильтре 6, при этом снижается значение химического потребления кислорода (ХПК), нормируемое при сбросе сточных вод в водные объекты, и концентрация нефтепродуктов.
Регенерация фильтров 5 и 6 производится обратной промывкой чистой водой, забираемой из резервуара чистой воды 7 промывным насосом 10. Промывная вода отстаивается в отстойнике 11, после чего возвращается в “голову” сооржений, а осадок обезвоживается на иловых площадках 12, оборудованных дренажной системой. Дренажная вода откачивается дренажным насосом 13 в “голову” сооружений.
Пример. Очистке подвергали производственную сточную воду нефтехимического производства, содержащую нефтепродукты, взвешенные вещества, органические кислоты, анионоактивные ПАВ. Результаты химического анализа исходной воды до и после очистки приведены в таблице.
Таблица
Загрязняющее вещество
Концентрация, мг/л
По прототипу
По полезной модели
исходная
конечная
эффект, %
исходная
конечная
эффект,%
Нефтепродукты
180
0,05
99,97
180
0,03
99,98
Взвешенные вещества
965
12
98,7
965
8
99,2
Анионоактивные ПАВ
36
26
27,8
36
0,2
99,4
ХПК
534
38
92,9
534
12
97,8
Из приведенных результатов следует, что эффект очистки сточных вод от нефтепродуктов и взвешенных веществ по прототипу и полезной модели примерно одинаков, однако по поверхностно активным трудноокисляемым веществам и по ХПК эффект очистки по полезной модели существенно выше.