УСТАНОВКА ОЧИСТКИ СУЛЬФИДНО-ЩЕЛОЧНЫХ СТОКОВ

Полезная модель относится к области очистки сульфидно-щелочных стоков (СЩС), образующихся на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях.
3
3
3
3
3
Сульфидно-щелочные стоки являются наиболее загрязненными стоками, т.к. содержат в своем составе фенолы, нейтральные углеводороды, сульфиды, аммиак, взвешенные примеси. Наличие на предприятии большого количества технологических процессов, в результате деятельности которых образуются стоки, значительно различающиеся по качественному и количественному составу, обуславливает большой диапазон изменения концентрации загрязнителей в суммарном стоке. Типичным содержанием в стоке являются сульфиды - 2800-20000 мг/дм, азот аммонийный - 750-5000 мг/дм, фенолы - 200-1000 мг/дм, нефтепродукты - 200-3000 мг/дм, взвешенные вещества - 100-350 мг/дм.
Известна биохимическая очистка от фенолсодержащих соединений с помощью штамма Pseudomonas aeruginosa XP-25, иммобилизованного на сорбенте (патент на изобретение RU №2270807, дата подачи заявки: 07.04.2004). Но непосредственная биологическая очистка СЩС невозможна из-за высокой концентрации сероводорода, губительно действующего на штамм микроорганизмов.
Известна установка очистки сульфидно-щелочных стоков карбонизацией (Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов / Я.А.Карелин [и др.]. - М.: Стройиздат, 1982). Установка включает реактор-колонну, оборудованную маточником для подачи углекислого газа. На тарелках реактора-колонны СЩС реагирует с углекислым газом, с выделением сероводорода, фенола. Недостаток установки заключается в сбросе отдуваемых газов на дожигание в печь, что вызывает загрязнение атмосферы оксидами серы. Наличие значительного количества непрореагировавшего углекислого газа в отдуваемых газах (80-95% объемных) и низкая концентрация сероводорода (5-15% объемных) исключает возможность утилизации сероводорода в печах Клауса.
Наиболее близким по технической сущности является установка очистки сернисто-щелочных стоков производств олефинов пиролизом углеводородов (патент на полезную модель RU №13797, дата подачи заявки: 20.10.1999). Установка включает узел очистки, где из СЩС экстракцией извлекают органические соединения, затем отделенные от экстрагента и очищенные от органики (масла, полимеры, фенол) СЩС подают в узел отпарки, а отпаренные СЩС поступают в узел окисления, где соединения, содержащие серу, окисляются воздухом в присутствии катализатора. Недостаток установки заключается в наличии сброса отпаренных газов на факел, окисление воздухом не приводит к непосредственному удалению соединений серы из стоков, меняется только их тип.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является:
- расширение арсенала технических средств для осуществления очистки сульфидно-щелочных стоков от сульфидов, аммиака, фенолов, нейтральных углеводородов.
- осуществление очистки СЩС с одновременным получением потока газа, содержащего не менее 60% масс сероводорода и подходящего в качестве компонента сырья для установок получения элементарной серы методом Клауса.
Технический результат достигается на установке очистки сульфидно-щелочных стоков включающей последовательно соединенные:
- блок предварительной очистки от нефтепродуктов и взвешенных примесей;
- блок очистки от сероводорода и аммиака, содержащий узел смешения для подкисления СЩС и колонну отпарки сероводорода и аммиака путем подачи водяного пара в низ колоны. На выходе паров из колоны установлены конденсатор-холодильник и сепаратор, обеспечивающие конденсацию водяного пара с возвратом в колонну отпарки и получение потока, увлажненного сероводородсодержащего газа с примесью аммиака, отводящегося с установки.
- блок биологической очистки сточных вод с помощью штамма микроорганизмов, имеющего фенолразрушающую активность.
Полезная модель поясняется фигурой чертежа, где изображена схема установки очистки сульфидно-щелочных стоков.
Установка включает:
1 - блок предварительной очистки от нефтепродуктов и взвешенных примесей;
2 - блок очистки от сероводорода и аммиака;
3 - блок биологической очистки;
4 - узел смешения для подкисления СЩС;
5 - отпарная колонна;
6 - конденсатор-холодильник;
7 - сепаратор.
3
3
Установка работает следующим образом: Сульфидно-щелочной сток 7 поступает на блок 1 предварительной очистки от нефтепродуктов и взвешенных примесей. Блок 1 может включать устройства физико-химической и/или механической очистки нефтесодержащих сточных вод, например флотаторы, смесители и камеры хлопьеобразования процессов коагуляции и флокуляции, отстойники. Из блока 1 выходит очищенный СЩС, с содержанием нефтепродуктов не более 50 мг/дм и взвешенных веществ не более 25 мг/дм. Наличие нефтепродуктов в СЩС снижает эффективность очистки от фенола и фенолсодержащих соединений на стадии биологической очистки 3. Таким образом, наличие данной стадии способствует достижению заявленного технического результата.
СЩС после очистки от нефтепродуктов поступают на блок 2 очистки от сероводорода и аммиака. В узле смешения 4 осуществляется понижение рН СЩС путем смешения СЩС с кислым потоком, например с углекислым газом и/или серной кислотой. После чего СЩС поступают на верх отпарной колонны 5. В низ колонны 5 подведен пар, с помощью которого осуществляется отпарка сероводорода и аммиака. Пары головного погона из колонны 5 частично конденсируются в конденсаторе-холодильнике 6. Далее в сепараторе 7 происходит отделение сероводородного газового потока 8 от жидкостного потока, 9 возвращаемого в колонну 5. Поток 8 содержащий сероводород - 70,4% масс, аммиак - 17,5% масс, воду - 12,1% масс и отвечающий требованиям, предъявляемым к сырью установок получения элементарной серы методом Клауса, может быть направлен на установку получения серы методом Клауса.
3
3
Поток отпаренного СЩС с низа колонны 5, с содержанием сульфидов не более 15 мг/дм и аммонийного азота не более 25 мг/дм, направляется на блок 3 биологической очистки. Проведенная очистка от сероводорода и аммиака предотвращает гибель микроорганизмов в блоке 3.
Очистка на блоке 3 биологической очистки сточных вод осуществляется с помощью штамма микроорганизмов, имеющего фенолразрушающую активность. Используется стандартное оборудование для биологических методов очистки, например реакторы с иммобилизованными на сорбенте микроорганизмами, аэротенки.
Очистка может осуществляться с помощью следующих штаммов и методов:
- Pseudomonas aeruginosa ХР-25 ВКПМ В-8613 (патенты на изобретение RU №2270805, 2270806, 2270807);
- Rhodococcus opacus BKM Ac-2546D (патент на изобретение RU №2405036);
- Aureobacterium saperdae 6-204 (патент на изобретение RU №2201446);
3
- Rsodococcus sp (патент на изобретение RU №2107665). Биологическая очистка позволяет обеспечить содержание фенола не более 0,5 мг/дм, в очищенном стоке 10.
Состав потоков представлен в таблице
Компонент
Исходный СЩС (поток 7)
Очищенный СЩС (поток 10)
Сульфиды, мг/дм<sup>3</sup>
2800-20000
не более 15
Азот аммонийный, мг/дм<sup>3</sup>
750-5000
не более 25
Фенолы, мг/дм<sup>3</sup>
200-1000
0,5
Нефтепродукты, мг/дм<sup>3</sup>
200-3000
50
Взвешенные вещества, мг/дм<sup>3</sup>
100-350
не более 25
рН
7,8-11,9
6,9-9
Сероводородный газ (поток 8) включает: сероводород - 70,4% масс., аммиак - 17,5% масс., вода - 12,1% масс.
Таким образом, установка позволяет очистить сульфидно-щелочные стоки от сульфидов, аммиака, фенолов, нейтральных углеводородов, с одновременным получением потока газа, содержащего более 60% сероводорода и подходящего в качестве компонента сырья для установок получения элементарной серы методом Клауса.