РГР - Разработка системы удаления и очистки сточных вод нефтебазы - файл n1.docx

РГР - Разработка системы удаления и очистки сточных вод нефтебазы
скачать (428.1 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx429kb.20.11.2012 09:04скачать

n1.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ФГБОУВПО «АмГУ»)

Факультет инженерно-физический

Кафедра безопасность жизнедеятельности

Специальность 280101 ‒ Безопасность жизнедеятельности в техносфере


КУРСОВАЯ РАБОТА


на тему: Разработка системы удаления и очистки сточных вод нефтебазы


по дисциплине «Система защиты среды обитания»


Благовещенск 2011

РЕФЕРАТ

Курсовая работа содержит 27 с., 3 таблицы, 5 рисунков, 11 источников, 2 приложения.

НЕФТЕБАЗА, СТОЧНЫЕ ВОДЫ, НЕФТЬ, НЕФТЕПРОДУКТЫ, ПЕСКОЛОВКА, БУФЕРНЫЙ РЕЗЕРВУАР, НЕФТЕЛОВУШКА, ФЛОТАЦИОННАЯ УСТАНОВКА, ШЛАМОНАКОПИТЕЛЬ

В курсовой работе представлена система удаления и очистки сточных вод образующихся в процессе эксплуатации нефтебазы. Изучены технологические процессы распределительной нефтебазы. Рассмотрены виды сточных вод нефтебазы. Подробно рассмотрены элементы схемы очистки сточных вод, такие как песколовка, буферный резервуар, нефтеловушка, флотационная установка, шламонакопитель.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 4

1 Нефтебаза 5

1.1 Общая характеристика нефтебазы 5

1.2 Источники загрязнения сточных вод 6

2 Расчет элементов системы очистки сточных вод на нефтебазе 9

2.1 Расчет объема сточных вод 9

2.2 Система водоотведения нефтебазы 11

3 Проект очистного сооружения нефтебазы 14

3.1 Выбор технологической схемы очистки сточных вод 14

3.2 Буферные резервуары 14

3.3 Песколовка 15

3.4 Нефтеловушка 18

3.5 Флотационная установка 20

3.6 Шламонакопитель 24

Заключение 25

Библиографический список 27

Приложение А Схема нефтебазы 28

Приложение Б Схема устройства выпуска сточных вод из обвалования 29

ВВЕДЕНИЕ

Основными источниками загрязнений нефтью и нефтепродуктами являются добывающие предприятия, системы перекачки и транспортировки, нефтяные терминалы и нефтебазы, хранилища нефтепродуктов, железнодорожный транспорт, речные и морские нефтеналивные танкеры, автозаправочные комплексы и станции. Объемы отходов нефтепродуктов и нефтезагрязнений, скопившиеся на отдельных объектах, составляют десятки и сотни тысяч кубометров.

К источникам загрязнения окружающей среды нефтесодержащими сточными водами наряду с другими производственными объектами относятся предприятия хранения нефтепродуктов. Наиболее многочисленными из них являются склады нефти и нефтепродуктов – нефтебазы. На крупных нефтебазах образуется до 1000 м3 нефтесодержащих сточных и балластных вод в сутки, а на небольших, но весьма многочисленных нефтебазах от 5 до 100 м3 в сутки.

В настоящее время защита окружающей среды от нефтесодержащих сточных вод - одна из главных задач. Мероприятия, направленные на очистку воды от нефти, помогут сберечь определенные количества нефти и сохранить чистым воздушный и водный бассейны. На земном шаре много воды, но чистой пресной воды очень мало. Круговорот воды в природе создает необходимые условия для существования человечества на земле.

Целью работы является разработка системы удаления и очистки сточных вод на нефтебазе. При этом необходимо решить ряд задач:

- рассмотреть структуру и технологические процессы на нефтебазе;

- определить основные источники загрязнения ОС;

- подобрать оптимальную систему отведения сточных вод к системе очистки;

- привести схему очистки сточных вод способной очистить сточные воды загрязненные нефтепродуктами до допустимых, для сброса в систему городского водоотведения.

1 НЕФТЕБАЗА

1.1 Общая характеристика нефтебазы

Нефтебаза имеет площадь 7 га, на котором размещена его промплощадка. План-схема приведена в приложении А. Сведения о типах резервуаров, марках и количестве топлива приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Сведения о резервуарах нефтебазы

Номер
резервуара

Тип резервуара

Объем, м3

Нефтепродукт

Количество топлива, т

осенне-зимний
период

весенне-летний период

1

вертикальный

2000

дизельное
топливо

7500

10000

2

вертикальный

5000

дизельное
топливо

20000

28000

3

вертикальный

3000

АИ-95

10500

17200

4

вертикальный

3000

АИ-98

10000

15000

5

вертикальный

2000

АИ-92

7500

12000

6

горизонтальный

60

Масло

106

140

Нефтебаза является распределительной. Распределительные нефтебазы снабжают непосредственно предприятия, а также отпускают нефтепродукты в мелкой таре. Формально они делятся на областные, районные, железнодорожные, водно-железнодорожные, водные, трубопроводные и глубинные[1]. Нефтебазы этого типа имеют ограниченный район действия, ёмкость резервуарного парка их сравнительно небольшая.

Нефтебаза относится к группе II, поскольку грузооборот составляет 137946 т/год. Общая вместимость нефтебазы 15060 тонн, следовательно, категория нефтебазы IIIa[2].

На территории нефтебазы помимо резервуаров для хранения нефтепродуктов расположены:

1. Административный корпус;

2. Механическая мастерская;

3. Гараж;

4. Склад;

5. Автоматическая станция налива цистерн;

6. Эстакада слива-налива железнодорожных цистерн.

По периметру нефтехранилище обнесено бетонным забором высотой 2,5 м. На территории нефтебазы имеется железнодорожный выезд.

К основным операциям, проводимым на нефтебазе, относятся:

- прием нефтепродуктов, доставляемых на нефтебазу в железнодорожных вагонах;

- хранение нефтепродуктов в резервуарах и в тарных хранилищах;

- отгрузка нефтепродуктов по железной дороге и автомобильным транспортом;

- компаундирование нефтепродуктов;

- ремонт технологического оборудования, зданий и сооружений.

1.2 Источники загрязнения сточных вод

В процессе эксплуатации на нефтебазе образуются сточные воды, которые подразделяются на производственные, бытовые и дождевые.

Производственные сточные воды включают в себя разновидности нефтесодержащих вод[3]:

1) Отстойные (подтоварные) – из продуктов резервуаров, где они образуются в результате отстаивания обводненных нефтепродуктов;

2) Обмывочные – после мытья из-под нефтепродуктов, закрытых производственных площадей и сливно-наливных эстакад;

3) Загрязненный конденсат – от пароподогревательных устройств для темных нефтепродуктов;

4) Вода от уплотнения сальников и охлаждения подшипников.

Нефтебаза должна иметь производственно-бытовую и дождевую канализации. Устройство бытовой канализации обязательно при числе рабочих и служащих 25 человек и более в смену[4].

В производственно-дождевую канализацию надлежит выпускать сточные воды:

- подтоварные, образующиеся в следствие обводненности нефтепродуктов;

- обмывочные – от промывки резервуаров, сливных и наливных эстакад и другого оборудования;

- производственные, поступающие от насосных станций, лабораторий, котельных, гаражей, механических мастерских, с технологических площадок от смыва пролитых нефтепродуктов и различные утечка воды и нефтепродуктов из технологического оборудования;

- атмосферные – с территорий резервуарных парков, сливных и наливных эстакад.

Сточные воды нефтебазы загрязнены механическими примесями в пределах от 100 до 500 мг/л, нефтепродуктами в пределах от 0,5 до 15 г/л, минеральными солями от 200 до 450 мг/л, БПК от 40 до 50 мг/л[5, с. 434].

Объем отстойных вод зависит от степени обводненности нефтепродуктов, которая определяется условиями их транспортировки и хранения. Источниками поступления влаги в нефтепродукты являются просачивание воды через неплотности емкостей при выпадении осадков и транспортировке, конденсация влаги из воздуха в период хранения, разогрев паром темных нефтепродуктов.

Содержание нефтепродуктов в отстойных водах до 8000 мг/л, взвешенных частиц до 20 мг/л, БПК 80 мг/л. В мазутных водах содержание нефтепродуктов до 10000 мг/л, взвешенных частиц до 100 мг/л, БПК 200 мг/л[3, с. 10].

Содержание нефтепродуктов в обмывочных водах до 1000 мг/л, взвешенных веществ до 600 мг/л, БПК до 200 мг/л[3, с. 11].

Вода, используемая для уплотнения сальников и охлаждения подшипников нефтяных насосов, может содержать примеси нефтепродуктов на уровне от 10 до 50 мг/л.

Дождевые сточные воды на нефтебазах образуются на нефтебазах при выпадении дождя. К этой же категории относятся талые воды. Та часть дождевых вод, которая поступает с загрязненных поверхностей, помимо обычных механических примесей содержит нефтепродукты и поэтому подлежит отведению и очистке совместно с производственными водами. Сюда относятся сточные воды с обвалованных участков резервуарных парков, а также сливно-наливных эстакад. С незагрязненной части территории нефтебазы дождевые и талые воды отводятся самостоятельно и сбрасываются без очистки.

При зачистке резервуаров от нефти и нефтепродуктов образуются высококонцентрированные сточные воды в объеме от 0,4 до 0,6 м3 на 1000 тонн грузооборота. Зачистка резервуаров производится не реже чем 2 раза в год. Загрязненность концентрата нефтепродуктами колеблется от 20 до 100000 мг/л.

Товарные сорта моторных горючих представляют собой смеси из нескольких составных частей. Та часть, которая входит в состав топлива в наибольшем количестве называется базовым топливом. Для улучшения антидетонационных и физико-химических свойств к ним в качестве компонентов от 5 % до 40 % добавляют парафиновые углеводороды, ароматические углеводороды, кислородосодержащие соединения. Повышение эксплуатационных свойств топлив осуществляют введением присадок до 2 %.

2 РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД НА НЕФТЕБАЗЕ

2.1 Расчет объема сточных вод

Дождевых стоков определяется, в соответствии с СНиП 2.04.03-85[6], методом предельных интенсивностей по формуле (1):

, л/с (1)

где ‒ среднее значение коэффициента, характеризующего поверхность бассейна;

‒ расчетная площадь стока, га;

‒ расчетная продолжительность дождя, равная продолжительности протекания поверхностных вод по поверхности и трубам до расчетного участка, мин.

Параметры A и n определяются по формуле (2):

, (2)

где ‒ интенсивность дождя, л/с на 1 га, для данной местности продолжительности 20 минут при P = 1год;

‒ показатель степени;

‒ среднее количество дождей за год;

P – период однократного превышения расчетной интенсивности дождя.

.

Общая поверхность территории, с которой необходимо рассчитать сток составляет 2,8 га. z для кровли и асфальта 0,32.

Расход дождевой воды в период выпадения осадков составит:

л/с.

Расход атмосферных вод с территорий резервуарных парков, сливных и наливных эстакад составляет 158,1 л/с.

Отстойные воды из продуктовых резервуаров сбрасываются периодически, примерно 1 раз в 10 – 20 суток в объеме от 10 до 25 м3. Их выпуск регулируется сифонными кранами. Расчетные расходы обычно принимаются в зависимости от вместимости резервуара. Значения расходов приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Расход отстойных вод от резервуаров

Номер резервуара

Объем резервуара, м3

Расход отстойных вод, л/с

1

2000

10

2

5000

10

3

3000

10

4

3000

10

5

2000

10

6

60

5

Общая величина расхода от резервуаров

55

Расход отстойных (подтоварных) вод составляет 55 л/с.

Обмывочные сточные воды образуются в количестве от 0,5 до 1,0 м3 на 1000 т грузооборота нефтебазы. Расчетный расход этих вод принимается 4 л/с.

Расход вод, используемых для уплотнения сальников и охлаждения подшипников нефтяных насосов, определяется паспортной характеристикой насосов и обычно находится в пределах от 1,5 до 5,0 м3/ч.

Для выполнения технологических операций по зачистке резервуаров возможно применение оборудования, систем и устройств, сертифицированные в установленном порядке. При применении оборудования расход промывочных вод составляет 600 л/с[7]. Такие воды должны сначала отводиться сборно-разборными трубопроводами в шламонакопители, из которых отстоянная вода может быть сброшена в производственную канализацию.

Таким образом, общий расход сточных вод с территории нефтебазы будет складываться из расходов подтоварных (55 л/с), обмывочных (4 л/с), производственных (1,4 л/с) и атмосферных (158,1 л/с) вод. Общий расход составляет 218, 5 л/с.

2.2 Система водоотведения нефтебазы

Система водоотведения нефтебазы состоит из нескольких самостоятельных систем:

- бытовой;

- производственно-дождевой;

- дождевой.

Схема водоотведения приведена на рисунке 1.

Бытовые сточные воды

Водоем

Станция очистки
сточных вод от
нефтепродуктов

Местные
очистные
сооружения

Очисные
сооружения
населенного
пункта

Дождевые сточные воды с чистых поверхностей

Производственные сточные воды загрязненные нефтепродуктами

Отстойные

Обмывочные

Производственные

Дождевые сточные воды с грязных поверхностей


Рисунок 1 – Схема отведения нефтебазы

Сброс нефтесодержащих сточных вод в городскую канализацию регламентируется СНиП 2.04.03-85, в которых содержание нефтепродуктов в воде, поступающих на биологическую очистку, ограничивается 25 мг/л.

Для сточных вод поступающих непосредственно в водоем установлены предельно-допустимые концентрации нефтепродуктов:

1) Для водоемов питьевого и культурно-бытового использования – 0,1 мг/л;

2) Для водоемов рыбохозяйственного использования – 0,05 мг/л.

Отведение бытовых и чистых дождевых вод нефтебаз производится в соответствии с положениями установленными для водоотведения населенных мест.

Системы производственно-бытового водоотведения нефтебазы включает в себя: приемки сточных вод в местах их образования, канализационные сети для транспортировки сточных вод к очистным сооружениям, очистные станции и выпуски очищенных сточных вод.

Приемниками сточных вод на нефтебазах являются трапы в производственных помещениях, дождеприемные колодцы, сборные лотки, специально спланированные площадки на открытых сооружениях.

Производственно-дождевая сеть предусматривается, как правило, подземной. На площадках железнодорожных эстакад (вдоль сливно-наливных устройств) следует предусматривать открытые лотки с уклоном к дождеприемникам.

Режим движения воды в трубах принимается самотечным со скоростью, близкой к самоочищающейся, для предотвращения накопления нефтепродуктов. Регуляция скорости обеспечивается величиной уклона. Минимальный диаметр труб самотечной сети 200 мм. Расчетное наполнение труб принимается полным.

На выпусках с обвалованных территорий резервуарных парков дождеприемники оборудуются специальными запорными устройствами – хлопушками, которые обычно находятся в закрытом положении. Устройство выпуска из обвалования приведено в приложение Б.

Для предотвращения распространения огня по канализационной сети на нефтебазах предусматривается устройство колодцев с гидравлическим затвором. Высота гидравлического затвора должна быть не менее 250 мм. Они устанавливаются на выпусках из производственных зданий, из обваловки резервуаров, с эстакад и сливно-наливных площадок. На магистральных производственно-дождевых сетях устанавливаются через каждые 400 м, на канализационной сети до и после нефтеловушек на расстоянии не менее 10 м.

3 ПРОЕКТ ОЧИСТНОГО СООРУЖЕНИЯ НЕФТЕБАЗЫ

3.1 Выбор технологической схемы очистки сточных вод

Для очистки сточных вод нефтебаз в настоящее время применяются механические, физико-химические, химические и биологические методы. Ввиду сложности состава очищаемых нефтесодержащих вод и высоких требований к степени очистки в технологических схемах очистных станций используются комбинации различных методов.

На распределительных нефтебазах в качестве сооружений для отстаивания воды чаще всего применяются нефтеловушки, а также отстойные пруды. Схема канализационных очистных сооружений нефтебазы приведена на рисунке 2.

рисунок 2.png

1 – производственно-дождевые сточные воды; 2 – песколовка; 3 – нефтеловушка; 4 – приемный резервуар; 5 – насосная станция для сточных вод и нефтепродуктов; 6 – флотационная установка; 7 – приемный резервуар нефтепродуктов; 8 – разделочные резервуары; 9 – шламонакопитель; 10 – возврат уловленных нефтепродуктов

Рисунок 2 – Схема очистки сточных вод распределительной нефтебазы

3.2 Буферные резервуары

Если стоки поступают от разных объектов неравномерно и отличаются по составу, то выравнивание подачи их на очистные сооружения и усреднение состава можно осуществлять с помощью буферных резервуаров.

Буферные резервуары представляют собой типовые стальные резервуары, дополнительно оборудованные водораспределительными устройствами.

Расчет буферных резервуаров заключается в определении их объема, который зависит от режима работы резервуаров. При помощи буферных резервуаров можно регулировать скорость подачи сточных вод на очистные сооружения. Режим работы резервуаров может быть динамическим и статическим.

При динамическом режиме работы резервуара наполнение и опорожнение его происходит одновременно. В таком случае минимальное число резервуаров ровно одному. При статическом режиме работы резервуары работают по трем циклам: наполнение, отстаивание, опорожнение. В этом случае минимальное число резервуаров должно быть равно трем[10, с. 62].

Рассчитаем вместимость буферного резервуара при динамическом режиме работы в течение 24 часов по формуле (3).

Vp = q ∙ t (3)

где q – расход сточных вод, м3/ч;

t – время поступления сточных вод, ч.

Vp = 60,7 ∙ 24 = 1456,8 м3.

Вместимость буферного резервуара при динамическом режиме работы в течение 24 часов составляет 1456,8 м3.

3.3 Песколовка

Песколовка — сооружение для механической очистки сточных вод, служит для выделения мелких тяжёлых минеральных частиц (песок, шлак, бой стекла т. п.) путём осаждения. Песколовки подготавливают сточную жидкость к дальнейшей очистке[8].

Песколовки устанавливают на очистных сооружениях для задержания минеральных частиц крупностью свыше 0,25 мм при пропускной способности очистных станций более 100 м3/сут. Наибольшее применение находят песколовки с горизонтальным прямолинейным движением воды, горизонтальные с круговым движением воды, тангенциальные круглой формы с подводом воды по касательной, аэрируемые. Число песколовок или отделений песколовок принимают не менее двух, причем все песколовки или отделения должны быть рабочими. При механическом сгребании песка кроме рабочих песколовок предусматривают и резервную[5, с. 92].

Горизонтальные песколовки рассчитываются на улавливание песка диаметром от 0,2 до 0,25 мм. При этом общее количество уловленного песка достигает от 65 % до 70 %. Длину песколовки вычисляют по формуле (4):

L = r ∙ 1000 ∙ Hp ∙ v / u0 (4)

где Hp – максимальная глубина проточной части песколовки, Hp = 1 м;

u0 – гидравлическая крупность песка расчетного диаметра, u0 = 18,7 мм/с;

v – скорость течения сточных вод, при минимальном притоке v = 0,15 м/с;

r – коэффициент, учитывающий влияние турбулентности и неравномерность распределения скоростей движения воды по высоте и ширине сооружения, К = 1,7.

Продолжительность протекания сточных вод при максимальном притоке должна быть не менее 30 с.

L = 1000 ∙ 1,7 ∙ 0,5 ∙ 0,15 / 18,7 = 6,8 м ,

Необходимая площадь поверхности песколовки определяется по формуле (5):

F = qmax / u0, (5)

где qmax – максимальный приток сточных вод, м3/с.

F = 218,5 / 18,7 = 11,7 м.

Общая ширина песколовки вычисляется по формуле (6):

B = F / L, (6)

B = 11,7 / 6,8 = 1,7 м.

Для стока необходимо установить песколовку длиной 6,8 метров, с двумя секциями шириной 0,85 метров каждая. Схема горизонтальной песколовки приведена на рисунке 3.

рис 3.png

1 – решетка; 2 – шибер; 3 – гидроэлеватор; 4 – пульпопровод; 5 - напорный трубопровод рабочей воды

Рисунок 3 – Горизонтальная песколовка

3.4 Нефтеловушка

Нефтеловушка – очистное сооружение в системах промышленной канализации для выделения нефти и нефтепродуктов из сточных вод.

Основная масса нефтепродуктов в грубодеспергированном (капельном) и некоторая часть в эмульгированном состоянии из сточных вод удаляются в отстойных сооружениях, называемых нефтеловушками. Они применяются при содержании нефтепродуктов в сточных водах белее 100 мг/л. По конструктивному исполнению нефтеловушки являются горизонтальными, вертикальными и радиальными отстойниками, дополнительно оборудованными для сбора и удаления всплывающих нефтепродуктов.

Горизонтальная нефтеловушка представляет собой прямоугольный резервуар, в котором из медленно движущегося потока сточных вод выделяются всплывающие нефтепродукты и оседающие механические примеси. Для удаления всплывающего слоя предусматриваются нефтесборные целевые поворотные трубы, а для сбора осадка – прямоток в начале сооружения и уклон днища по всей длине. В целях облегчения удаления всплывающего слоя нефтепродуктов в зимнее время по периметру нефтеловушки предусматривается обогрев при помощи паровых или водяных змеевиков, расположенных на глубине 0,2 м от поверхности воды.

В таблице 3 приведены основные параметры по типовым проектам нефтеловушек[5, с. 116].

Таблица 3 – Основные параметры по типовым проектам горизонтальных нефтеловушек

Номер типового проекта

Глубина проточной части, м

Строительные размеры секций, м

Число секций

Пропускная способность, м3

Разработчик

ширина

длина

высота

902-2-157

1,2

2

12

2,4 и 3,6

1

18

Гипротрубопровод

902-2-158

1,2

2

12

2

36

902-2-159

1,25

3

18

2

72

902-2-160

1,5

3

24

2

108

902-2-161

2

3

30

2

162

Схема горизонтальной нефтеловушки приведена на рисунке 4.

рис 4.png

1 – подводящий трубопровод; 2 – входная камера; 3 – распределительная сетка; 4 – прямой осадок; 5 – скребковый механизм; 6 – нефтесборная щелевая поворотная труба; 7 – нефтеудерживающая сетка; 8 – отводящий трубопровод; 9 трубопровод

Рисунок 4 – Схема горизонтальной нефтеловушки

Для обеспечения очистки необходимого расхода сточных вод 60,7 м3/ч принимаем проект 902-2-159 с пропускной способностью 72 м3/ч.

Нефтеловушка имеет две секции. Скорость движения воды в нефтеловушке принимаем 10 мм/с, толщина всплывших нефтепродуктов 0,1 м, площадь щелей в распределительной перегородке 7 % ее общей поверхности, общие потери напора в нефтеловушке 0,4 м.

Скорость всплывания частиц можно определить по формуле Стокса (7)

u0 = d2 ∙ g(?в - ?нп) / (18 ∙ ?), (7)

где d – диаметр частиц эмульсии, м;

g – ускорение свободного падения, м/с2;

?в – плотность воды, кг/м3;

?нп – плотность нефтепродукта, кг/м3;

? – динамический коэффициент вязкости воды, кг/(м ∙ с).

u0 = (50 ∙ 10-6) 2 ∙ 9,8(998 - 850) / (18 ∙ 0,00101) = 0,2 мм/с.

Продолжительность отстаивания воды 2 часа. Степень задержания нефтепродуктов при этом составляет 70 %.

3.5 Флотационная установка

Флотационные установки применяют для удаления из сточных вод масел, жиров, нефтепродуктов, латексов, смол, гидроокисей, продуктов органического синтеза, поверхностно-активных веществ, тонкодиспергированных взвешенных веществ, имеющих гидравлическую крупность до 0,01 мм/с и менее, некоторых эмульгнрозанных жидкостей, гидроокисей тяжелых металлов, полимеров и т. д., а также для разделения иловых смесей.

При оптимальных условиях эффект очистки достигает 95 %. Флотация частиц к поверхности осуществляется пузырьками тонкодиспергированного в воде воздуха или газа. Частицы прилипают к поверхности газовых (или воздушных) пузырьков, образуя аэрофлокулы. Этот процесс зависит от размеров и смачиваемости поверхности частиц, частоты столкновения и сил взаимного притяжения и оп ал кивания частиц и пузырьков.

Процесс образования аэрофлокул может быть интенсифицирован за счет применения различных реагентов собирателей, пенообразователей, регуляторов, которые способствуют гидрофобизации поверхности частиц, повышению дисперсности и устойчивости газовых пузырьков, активации процесса флотации. При флотационной очистке применяют следующие реагенты: соли железа и алюминия, флокулянты марок ВПК-101, ПЭИ, ППС, ПАА, а также для корректирования рН—едкий натр, известь или кислоту. Промышленный выпуск флокулянта ВПК-101 намечен в ближайшие годы.

Наиболее эффективное удаление загрязнений достигается при соизмеримых размерах пузырьков воздуха и извлекаемых частиц и равномерном распределении пузырьков воздуха во всем объеме жидкости, а также достаточной стабильности аэрофлокул. Расход воздуха и размер пузырьков зависит от технологической схемы флотации и способов насыщения сточной воды воздухом.

Различают компрессионный (напорный), механический (импеллерный), барботажный биологический, электрически и, химический и вакуумный способы флотации. Размер образующихся пузырьков зависит от физико-химических свойств сточной воды, способов их образования и колеблется в пределах от нескольких сантиметров при барботажном способе до 80 — 20 мкм при напорной флотации и электрофлотации.

При механической флотации пузырьки образуются за счет механического взаимодействия струй воздуха и потоков воды в импеллерных флотационных машинах. Устройство одного из распространенных типов механических флотационных машин разработанного ВНИИ Механобр представлено на рисунке 5.

рис 5.png

а – поперечный разрез; б – продольный разрез; 1 – электродвигатель; 2 – отверстия в статоре для внутренней циркуляции; 3 – флотационная камера; 4 – слой пены; 5 – лопастной пеносниматель; 6 – лоток для приема и отвода пены; 7 – воздушная труба; 8 – отбойники; 9 – статор; 10 – импеллер; 11 – сальниковое уплотнение; 12 – впускной карман; 13 – выпускной карман

Рисунок 5 – Механическая флотационная машина

Механическая флотационная машина состоит флотационной камеры, ц дна которой расположена турбинка насосного типа (импеллер) со статором. В центре статора имеется воздушная труба, соединенная с атмосферой. Сточная вода поступает в камеру через выпускной карман. При быстром вращении импеллера в центральной части камеры создается зона пониженного давления и через отверстия в верхней части статора на импеллер поступает сточная жидкость, которая затем выбрасывается лопастями турбинки через направляющие щели отбойника. Одновременно происходит засасывание воздуха через трубу.

Образующиеся в машине пузырьки размером от 0,5 до 5 мм сталкиваются со взвешенными частицами во флотационной камере и при наличии благоприятных условий для взаимного закрепления увлекают их наверх, где образуется слой всплывшей пенной массы. Всплывшая масса непрерывно удаляется пеноснимателями и отводится в лоток.

Расчет механической флотационной установки сводится к определению объема и размеров флотационных камер и назначению основных параметров работы импеллера.

Объем флотационной камеры определяется по формуле (8).

Vф = 1,4 ∙ Q ∙ t (8)

где Q – расход сточных вод, м3/ч;

t – продолжительность пребывания воды во флотационной камере.

Vф = 1,4 ∙ 60,7 ∙ 0,33 = 30,35 м3.

Полезная поверхность зеркала воды флотационных камер рассчитывается по формуле (9):

F = Vф / h, (9)

где h – рабочая глубина камеры, м.

F = 30,35 / 2 = 15,18 м.

Полезная поверхность флотационной камеры зависит от площади действия одного импеллера. Импеллер имеет диаметр от 400 мм. Камеры делаются квадратными со стороной, равной 6 диаметрам импеллера. Площадь, обслуживаемая одним импеллером, равна 5,6 м2.

Механическая флотационная машина рассматривается при расчете как центробежный насос, находящийся под заливом, в котором импеллер представляет собой рабочее колесо, а камера – корпус насоса и напорный трубопровод. Количество воздуха засасываемого импеллером рассчитывается по формуле (10).

qвоз = 0,278 ∙ qуд ∙ f, (10)

где qуд – удельный расход воздуха на единицу площади флотационной камеры;

f – площадь действия одного импеллера.

qвоз = 0,278 ∙ 50 ∙ 5,6 = 77,84 м3.

Количество воды, засасываемой одним импеллером, определяется по формуле (11).

qвод = ? ∙ ? ?(2 ∙ g ∙ h), (11)

где ? – коэффициент расхода;

? – площадь живого сечения отверстий.

qвод = 0,65 ∙ 0,01 ?(2 ∙ 9,8 ∙ 2) = 0,041 м3

Общее время пребывания во флотаторе-отстойнике — 20 мин; эффект задержания взвешенных веществ от 73 % до 86 %.

3.6 Шламонакопитель

Нефтесодержащий шлам отводится от сооружений производственных систем водоснабжения и канализации, а также от технологических резервуаров завода. Транспортировать шлам от резервуаров по канализационным трубопроводам не разрешается.

Количество нефтяного шлама, направляемого на складирование или переработку, определяется применительно к сооружениям, от которых он отводится.

При проектировании накопителей для нефтяного шлама учитывается рельеф местности. Накопители, сооружаемые на ровной площадке, представляют собой обвалованные земляные емкости. Высота валов от 2,5 до 3 м, их ширина по верху 1,5 м, высота валов наращивается по мере накопления осадка. Число секций накопителя 4. Площадь зеркала воды в каждой секции не более 4200 м2. Ширина одной из сторон до 42 м, разрывы между секциями, в соответствии с противопожарными требованиями, должны быть не менее 10 м.

Устройство накопителей для нефтяного шлама следует рассматривать как временное решение, поскольку оно связано с использованием значительных площадей и созданием неблагоприятных санитарно-гигиенических условий вблизи предприятий. Шлам рекомендуется накапливать не более двух лет. Усредненный состав шлама в накопителях должен быть следующим:

- взвешенные вещества 15 %;

- нефтепродукты от 20 % до 25 %;

- вода от 60 % до 65 %.

Поскольку шлам содержит горючие продукты, наиболее целесообразным решением является его сжигание. Сжигание шлама происходит в печах при температуре 1100 ̊С. Теплотворная способность 1 кг шлама среднего состава достигает 9200 кДж.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сточные воды нефтебаз образуются в основном при мойке резервуаров и сливно-наливных эстакад, а также в следствие обводненности нефтепродукта при хранении. Количество сточных вод зависит от типа нефтебазы и величины грузооборота нефтепродуктов. В связи с разнообразием состава, свойств и расходов сточных вод промышленных предприятий необходимо применение специфических методов, а также сооружений по локальной, предварительной и полной очистке этих вод.

В работе представлена возможная система отведения сточных вод. Места образования сточных вод оборудуются дождеприемными колодцами, сборными лотками, в производственных помещениях устанавливаются трапы. Канализационная сеть для отведения сточных вод применяется подземная. Режим течения применяется самотечным, со скоростью близкой к самоочищающейся. Наполнение труб полное. Для предотвращения распространения огня и испарения загрязняющих веществ применяются гидравлические затворы.

Представлена система очистки сточных вод. Подробно представлены схема и принцип работы песколовки, буферного резервуара, нефтеуловителей, флотационной установки и шламонакопителя. Применяется горизонтальная песколовка с двумя камерами, скоростью движения сточных вод 0,15 мм/с, эффект очистки достигает 70 %. Буферный резервуар динамического режима работы вместимостью 1456,8 м2 применяется для накопления сточных вод, а также регуляции скорости подачи сточных вод на нефтеловушку. Нефтеловушка применяется для очистки сточных вод от нефтепродуктов, для достижения эффекта очистки до 70 % необходима скорость движения воды 10 мм/с, время нахождения 2 часа. Затем сточные воды подаются на флотатор объемом 30,35 м3, время нахождения в нем 20 минут, эффект очистки достигает 86 %.

Шлам после очистки подается в шламонакопители. Накопление в них может происходить не более 2 лет. Затем шлам либо перерабатывают на специализированных заводах, либо использую как топливо для сжигания в печах. Теплотворная способность шлама 9200 кДж/кг.

Применение такой схемы позволяет достичь необходимой степени очистки сточных вод для их последующего сброса их в систему городского водоотведения. Предельно-допустимая концентрация нефтепродуктов в воде ограничивается 25 мг/л, в соответствии с СНиП 2.04.03-85. Содержание нефтепродуктов в сточной воде составляет после буферных резервуаров от 50 до 100 мг/л, после нефтеловушек от 20 до 25 мг/л, после флотаторов от 10 до 15 мг/л.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 Проектирование нефтебаз, объектов перевалки нефтепродуктов [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://www.osoboekb.ru/neftebaza.htm – 25.11.2011.

2 Правила технической эксплуатации нефтебаз

3 Стахов, Е.А. Очистка нефтесодержащих сточных вод предприятий хранения и транспорта нефтепродуктов / Е. А. Стахов. – Ленинград : Недра, 1983. – 263 с.

4 Инструкция по эксплуатации очистных сооружений нефтебаз, наливных пунктов, перекачивающих и автозаправочных станций [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://www.gosthelp.ru/text/InstpukciyaInstrukciya-poe6.html – 25.11.2011.

5 Канализация населенных мест и промышленных предприятий / Н. И. Лихачев [и др.]. – М. : Стройиздат, 1981. – 639 с.

6 СНиП 2.04.03–85. Канализация. Наружные сети и сооружения. – Взамен СНиП II-32-74 ; введ. 1986–01–01. М. : Госстрой РФ, ГУП ЦПП, 1996. – 233 с.

7 Инструкция по зачистке резервуаров от остатков нефтепродуктов

8 Песколовка [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://ru.wikipedia.org/wiki/%CF%E5%F1%EA%EE%EB%EE%E2%EA%E0 – 27.11.2011.

9 Нефтеловушка [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc3p/212138 – 28.11.2011.

10 Коробков, Г.Е. Типовые расчеты канализационных сетей и очистных сооружений нефтебаз и газонефтеперерабатывающих станций : учебное пособие / Г. Е. Коробков. – Уфа : Уфим. нефт. ин-т, 1990. – 94 с.

11 Физико-химические свойства нефтяных эмульсий [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://aisteco.ru/neftyanye_emulsii_i_ih_svoistva/4_fiziko-himicheskie_svoistva_neftyanyh_emulsii.html – 28.11.2011.
ПРИЛОЖЕНИЕ А

Схема нефтебазы

фрагмент.jpg

1 – 6 резервуары для хранения нефтепродуктов; 7 – склад; 8 – автоматическая станция налива автоцистерн; 9 – эстакада слива-налива ж/д цистерн; 10 - гараж; 11 – механическая мастерская; 12 – административный корпус

Рисунок А1 – Схема нефтебазы

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Схема устройства выпуска сточных вод из обвалования

приложение 2.png

1 – хлопушка; 2 – дождеприемный колодец; 3 – бетонный лоток; 4 – металлическая решетка; 5 – трос; 6 – стойка с блоком; 7 – обвалование из грунта; 8 – выпускная труба; 9 – колодец с гидравлическим затвором

Рисунок Б1 – Устройство выпуска из обвалования

Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации