Метод утилизации нефтесодержащих вод как способ повышения экологической безопасности
METHOD FOR UTILIZATION OF OIL-CONTAINING WATER AS METHOD FOR INCREASING ENVIRONMENTAL SAFETY

Изобретение относится к экологии, а именно к комбинированным методам утилизации нефтесодержащих вод и заключается в линейно-комплексной интеграции способов и технических средств для обработки нефтесодержащих вод и может быть использовано в судостроении, машиностроении, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, а также в строительстве, на транспорте, энергетике и других отраслях промышленности, где происходит образование промывных, ливневых и технологических загрязненных вод, содержащих нефтепродукты наряду с другими растворенными и механическими примесями с целью снижения негативного воздействия на окружающую среду.
В настоящее время разработано большое количество технологических схем, обеспечивающих достаточно эффективную очистку вод от нефтепродуктов.
(RU 2359919, RU 2344999, RU 2092448).
Ужесточение требований по защите окружающей среды привело к созданию более совершенных способов очистки и к созданию многоступенчатых очистительных схем (RU 24193, RU 2156740, RU 113263, RU 141342).
Известны способы обработки водных сред, содержащих органические примеси с применением УФО (пат. RU 2142915, - 1999, RU 113263, 2010).
Аналогов комплексно использующих для утилизации нефтесодержащих вод рекуперацию с фотохимической деструкцией и опреснением, для достижения обезвреживания, не выявлено.
Наиболее близким аналогом является способ утилизации нефтесодержащих вод, включающий линейно-комплексную обработку в сепарационной установке «ПеПеМатик» шведской фирмы «Сален и Викандер», включающую ступенчатую очистку воды, согласно которой вначале нефтесодержащие воды подают в сепаратор гравитационного типа (первая ступень), в котором отделение частиц нефти происходит за счет разности плотности воды и нефтепродукта, при этом насос устанавливается после сепаратора, благодаря чему гравитационный сепаратор работает под вакуумом. Затем частично очищенную воду подают в фильтр (вторая ступень) содержащий гранулированный полимерный материал, и частички нефтепродукта задерживаются на поверхности фильтрующего материала с выходом более чистой воды. (Средства очистки жидкостей на судах. Справочник под ред. И.А. Иванова. - Л., Судостроение. - 1984, описание к сепарационной установки «ПеПеМатик» шведской фирмы «Сален и Викандер»)
Задачей изобретения является разработка метода утилизации нефтесодержащих вод с целью снижения негативного воздействия на окружающую среду и рационального использования природных водных ресурсов.
Технический результат заключается в обезвреживании нефтесодержащих вод.
Технический результат достигается тем, что в методе утилизации нефтесодержащих вод, включающем линейно-комплексную обработку воды посредством рекуперации в высокоскоростном сепараторе гравитационного типа под вакуумом и фильтрующем блоке с полимерными материалами, при обработке воды в фильтрующем блоке используют обработанный полимерный материал для утилизации эмульгированных и частично растворенных нефтепродуктов, а после рекуперации осуществляют фотохимическую деструкцию в реакторе под воздействием ультрафиолетового облучения с последующим опреснением воды.
Технический результат достигается также тем, что для обработки полимерного материала в фильтрующем блоке используют химические вещества (поверхностно-активные вещества - ПАВ, присадки) для воздействия на кинетику фазовых переходов взаимодействия нефтепродуктов и полимерных материалов.
Особенностью метода является то, что в отличие от большинства существующих систем утилизации нефтесодержащих вод, предлагаемое техническое решение позволяет провести обезвреживание и дает возможность эксплуатировать промышленные и транспортные объекты не только в режиме «нулевого сброса», но и с наиболее рациональным использованием природных водных ресурсов и характеризуется тем, что впервые для утилизации нефтесодержащих вод комплексно используется рекуперация с фотохимической деструкцией с последующим опреснением.
Данное техническое решение особенно актуально при современном уровне антропогенного воздействия на окружающую среду.
На чертеже показана схематично система для осуществления метода утилизации нефтесодержащих вод, которая состоит из двух узлов обработки:
- I узел, содержащий высокоскоростной центробежный сепаратор 1 и фильтроблок 2, снабженный полимерными материалами,
- II узел, содержащий реактор фотохимической деструкции УФО 3 с блоком опреснения 4.
Метод утилизации нефтесодержащих вод осуществляется следующим образом. Нефтесодержащие воды подают в узел I, для удаления грубодисперсных примесей и нефтепродуктов методом гравитации в высокоскоростном сепараторе, в котором отделение частиц нефти происходит за счет разности плотности воды и нефтепродукта. Для повышения качества обработки и исключения диспергирующего воздействия подающего насоса, на частицы нефтепродукта, предусмотрена работа сепаратора под вакуумом, с установкой подающего насоса после сепаратора. Утилизация эмульгированных и частично растворенных нефтепродуктов происходит посредством обработанных различными способами полимерных материалов фильтроблока. Воздействовать на кинетику фазовых переходов взаимодействия нефтепродуктов и полимерных материалов можно химическими веществами (поверхностно-активными веществами - ПАВ, присадками и т.д.). В фотохимическом реакторе узла II под действием ультрафиолетового облучения происходит фотохимическая деструкция органических соединений, т.к. в результате такого вмешательства изменяется радиус ядра и толщина адсорбционно-сольватной оболочки сложной структурной единицы, которая является элементом нефтяной дисперсной системы. С целью наиболее рационального использования водных ресурсов и утилизации нефтесодержащих вод в узле II осуществляется опреснение с применением различных способов (дистилляции, обратно-осмотического, частотно-резонансного).
Для испытания заявленного метода использовались нефтесодержащие воды с объектов водного транспорта Амурского пароходства.
Результаты промежуточной стадии опытной проверки заявляемого метода утилизации нефтесодержащих вод представлены в таблице.
Данные химико-аналитического контроля. таблица
Плавающие примеси и пленка в пробах не обнаружены.
Анализ полученных результатов лабораторного исследования подтверждает достижение обезвреживания нефтесодержащих вод применением заявленного метода, т.к. происходит значительное снижение массы вредных веществ уже на промежуточной стадии обработки.
Результаты опытной обработки нефтесодержащих вод подтвердили возможность наиболее рационального использования водных ресурсов даже в областях требующих наличия особо чистых пресных вод, например для использования в качестве добавочной котловой воды при производстве пара как в промышленности так и на транспорте (водный транспорт).