Очищення від біогенних елементів 1

Очищення стічних вод

Основні питання захисту навколишнього середовища необхідно розв'язувати на основі наступних принципів:

форма і масштаби людської діяльності повинні бути порівнянні з запасами невідновлюваних природних ресурсів;

неминучі відходи виробництва повинні потрапити в навколишнє середовище в формі та концентрації, нешкідливих для життя. Особливо це відноситься до водних ресурсах.

Природна вода - не тільки джерело водопостачання і транспортний засіб, але і середовище проживання тварин і рослин. Кругообіг води в природі створює необхідні умови для життя людства на Землі.

Походження води на землі пов'язане з походженням самої Землі. Існує дві гіпотези утворення води на Землі. У першому випадку це існування готових молекул води в газопиловій хмарі, з якого сталася Земля і яке спостерігається в кометах і метеоритах сьогодні. У другому випадку вода утворилася з водню та кисню після конденсації газопилової хмари в планету Земля. Згодом у разі підвищення температури надрах Землі і їх дегазації, а також в процесі міграції водню і кисню з центральної частини планети до периферії і хімічних реакцій утворилися молекули води.

Походження води, її первинна освіта як розчинника і її міграція є одним цілим у вивченні природної води.

Одним з природних ресурсів, які є нафта, яка в процесі видобутку, транспорту, переробки і споживання постійно стикається з навколишнім середовищем і забруднює її, особливо воду.

В даний час захист навколишнього середовища від нафтовмісних стічних вод - одне з головних завдань. Заходи, спрямовані на очищення води від нафти допоможуть зберегти визначені кількості нафти і зберегти чистим повітряний і водний басейни. На земній кулі багато води, але чистої прісної води дуже мало. Кругообіг води у природі створює необхідні умови для існування людства на землі.

Для правильного підходу до вирішення актуальних завдань в галузі навколишнього середовища необхідні певні знання в цій галузі. Навчальні програми, розроблені в багатьох університетах та інститутах можна розбити на дві великі групи:

вирішення екологічних питань в політичному, юридичному, економічному та інших гуманітарних напрямках;

вирішення екологічних питань в технічному аспекті, де вирішуються загальнотехнічні завдання або приватні завдання окремої або близьких галузей промисловості.

Характеристика забрудненості води нафтою

Методи очищення стічних вод вибирають в залежності від їх виду: побутові, промислові та дощові.

Стічні води нафтової та нафтохімічної промисловості містять нафту, нафтопродукти і різні хімічні речовини (тетраетилсвинець, феноли та ін.). Ці стічні води можна класифікувати наступним чином:

Таблиця 1. Класифікація стічних вод

Технологічні процеси, пов'язані з отриманням стічних вод

Методи вторинного використання вод та витяг з них корисних речовин

Дисперсний склад забруднювача

вільні і пов'язані, води що містяться в сировині і вихідних продуктах

Два перших напрямки класифікації не дозволяють систематизувати домішки стічних вод для подальшої розробки принципів вибору ефективних систем очищення. Третій напрям класифікації, запропоноване Л.А. Кульської з цієї точки зору є більш підходящим. Його сутність полягає в тому, що всі стічні води діляться по дисперсионному складу забруднюючих речовин на чотири групи.

Класифікація третьої групи дозволяє для кожної з вище перерахованих груп запропонувати певні методи очищення води.

На нафтотранспортних підприємствах застосовують всі види очищення стічних вод: механічну, фізико-хімічну і біологічну. Для вибору того чи іншого типу споруд з вище перерахованих класифікацій стічних вод найбільше підходить класифікація Л.А. Кульського.

До недавнього часу кількість розчиненої нафти в воді практично не розглядали. Поставлені в Новополоцькому політехнічному інституті дослідження дають можливість судити про розчинність різних нафтопродуктів у воді в залежності від різних факторів.

При нетривалість контакту нафтопродуктів з водою без перемішування останніх кількість нафтопродуктів, які перейшли в воду, зі збільшенням часу зростає. Зі збільшенням контакту від 2 до 120 ч кількість нафти в воді зростає від 0,2 до 1,4 мг / л, дизельного палива - від 0,2 до 0,8 мг / л, а розчинність бензинів залежить не тільки від часу, але і від метильних і метиленових груп вуглеводнів, що входять до складу бензину. Для метильних і метиленових груп концентрація бензину А-76 у воді при контакті від 2 до 120 ч збільшується від 1,4 до 11,9 мг / л, а для ароматичних вуглеводнів при тих же параметрах в бензині А-76 - від 2,6 до 34 мг / л.

Як випливає з попередніх прикладів кількість розчинених нафтопродуктів у воді досить значно.

На нафтотранспортних підприємствах збір стічних вод і їх очищення ведуть в залежності від нафтохімічних домішок і способів їх очищення. У стічних водах нафтотранспортних підприємств знаходяться нафти і нафтопродукти, які після відділення від води можна використовувати в народному господарстві. Хімічні домішки, як, наприклад, тетраетилсвинець, відокремлюють спеціальними хімічними методами. У цьому випадку доцільно застосовувати роздільне збирання стічних вод і комбіновану систему очистки.

При виборі системи збору та очистки стічних вод керуються такими основними положеннями:

необхідністю максимального зменшення кількості стічних вод і зниження вмісту в них домішок;

можливістю вилучення з стічних вод цінних домішок і їх подальшої утилізації;

повторним використанням стічних вод (вихідних і очищених) в технологічних процесах і системах оборотного водопостачання.

Запропоновану В.А. Проськуряковим та Л.І. Шмідтом класифікацію основних методів очищення стічних вод на хімічних підприємствах можна використовувати і на нафтотранспортних.

Ця класифікація розроблена на основі класифікації стічних вод по фазово-дисперсним і хімічними характеристиками домішок. Маючи дані по витратах стічних вод, їх детальну характеристику, в тому числі і за змістом домішок, а також вимоги до очищеної води, за схемою можна відібрати для перевірки кілька методів. На підставі експериментальних досліджень з урахуванням техніко-економічних показників вибирають оптимальний метод очищення стічних вод.

Вибір методу очищення стічних вод нафтотранспортних підприємств залежить від багатьох факторів: кількість стічних вод різних видів, їх витрати, можливість та економічна доцільність вилучення домішок з стічних вод, вимоги до якості очищеної води при її використанні для повторного і оборотного водопостачання і скидання у водоймище, потужність водойми, наявність районних чи міських очисних споруд. Очистка стічних вод повинна забезпечувати:

максимальне вилучення цінних домішок від використання їх за призначенням;

застосування очищених стічних вод в технічних процесах;

мінімальний скидання стічних вод у водойму.

Для очищення стічних вод використовують очисні споруди трьох основних типів: локальні, загальні та районні або міські.

На нафтобазах і насосних станціях трубопроводів застосовують очисні споруди загального типу, а в разі потрапляння в стічні води особливо шкідливих хімічних речовин - очисні споруди локального типу. Залежно від ступеня очищення стічних вод на очисних спорудах локального або загального типу і характеристики водойми стічні води або направляють на районні або міські очисні споруди, або скидають у водойму.

Очисні споруди локального типу призначені для знешкодження стічних вод безпосередньо після технологічних цехів, що мають шкідливі хімічні речовини, наприклад після резервуарного парку технологічних комунікацій, насосних станцій, що зберігають і перекачувальних етиловий бензин. Застосування таких установок дає можливість уникнути необхідності пропускати стічні води підприємства через установки для вилучення з води певних хімічних речовин.

Очисні споруди загального типу призначені для очищення всіх нефтесодержащих вод нафтотранспортного підприємства. Зазвичай ці очисні споруди включають механічну, фізико-хімічну і біологічну очищення. До спорудам механічного очищення ставляться пісколовки, нефтеловушки, відстійники, флотаційні і фільтраційні установки й ін. На цих спорудах видаляють Грубодисперсні домішки. До споруд фізико-хімічної очистки відносяться флотаційні установки із застосуванням хімічних реагентів, установки із застосуванням коагулянтів для колоїдних домішок. До споруд біологічного очищення ставляться аеротенки, біофільтри, біологічні ставки і ін.

Для очищення стічних вод застосовують реагентні методи: коагуляцію, флокуляцію, осадження домішок, фільтрування, флотацію, адсорбцію, іонний обмін, зворотний осмос та ін.

Очисні споруди районного або міського типу призначені в основному для механічної, фізико-хімічної і біологічної очистки стічних вод. Якщо на ці очисні споруди направляють виробничі стічні води, то в них не повинно бути домішок, які можуть порушити нормальний ритм роботи каналізації та очисних споруд.

Ці виробничі води не повинні містити:

зважених і спливаючих речовин в кількості більше 500 мг / л;

речовин, здатних засмічувати труби каналізаційної мережі або відкладатися на стінках труб;

речовин, що надають руйнівну дію на матеріал труб і елементи споруд каналізації;

горючих домішок і розчинених газоподібних речовин, здатних утворювати вибухонебезпечні суміші в каналізаційних мережах і спорудах;

шкідливих речовин в концентраціях, що перешкоджають біологічному очищенню стічних вод або скидання в водойму (з урахуванням ефекту очищення).

Температура цих вод не повинна перевищувати 40 ° С. Не допускаються залпові скиди сільноконцентрірованних стічних вод.

Методи очищення промислових стічних вод

Методи, що застосовуються для очищення стічних вод, може бути можуть бути розділені на три групи:

Механічну очистку стічних вод застосовують переважно як попередню. Механічне очищення забезпечує видалення зважених речовин з побутових стічних вод, на 60-65%, а з деяких виробничих стічних вод, на 90-95%. Завдання механічного очищення полягають в підготовці води до фізико-хімічної і біологічної очищенням. Механічне очищення стічних вод є до певної міри найдешевшим методом їх очищення, а тому завжди доцільна найбільш глибоке очищення стічних вод механічними методами.

В даний час до очищення пред'являють великі вимоги. Це призводить до створення високоефективних методів фізико-хімічної очищення та інтенсифікації процесів біологічної очистки, розробці технологічних схем з поєднанням механічних, фізико-хімічних і біологічних способів очищення і повторним використанням очищених вод в технологічних процесах.

Механічну очистку проводять для виділення зі стічної води знаходяться в ній нерозчинених грубодисперсних домішок шляхом проціджування, відстоювання і фільтрування.

Для затримання крупних забруднень і частково зважених речовин застосовують проціджування води через різні решітки та сита. Для виділення зі стічної води зважених речовин, що мають більшу чи меншу щільність по відношенню до щільності води, використовують відстоювання. При цьому важкі частки осідають, а легкі спливають.

Споруди, в яких при відстоюванні стічних вод випадають важкі частинки, називаються песколовками.

Споруди, в яких при відстоюванні забруднених промислових вод спливають легші частинки, називаються в залежності від спливаючих речовин жироловками, маслоуловітель, нефтеловушками і ін.

Фільтрування застосовують для затримання дрібніших частинок. У фільтрах для цих цілей використовують фільтрувальні матеріали у вигляді тканин (сіток), шару зернистого матеріалу або хімічних матеріалів, що мають певну пористість. При проходженні стічних вод через фільтруючий матеріал на його поверхні або в поровом просторі затримується виділена зі стічної води суспензія.

Механічну очистку як самостійний метод застосовують тоді, коли освітлена вода після цього способу очищення може бути використана в технологічних процесах виробництва чи спущено в водойми без порушення їх екологічного стану. У всіх інших випадках механічна очистка служить першим щаблем очищення стічних вод.

Фізико-хімічне очищення полягає в тому, що в очищається введення вводять яку-небудь речовину-реагент (коагулянт або флокулянт). Вступаючи в хімічну реакцію з розташованими в воді домішками, ця речовина сприяє більш повному виділенню нерозчинних домішок, колоїдів та частини розчинних з'єднань.

При цьому зменшується концентрація шкідливих речовин в стічних водах, розчинні сполуки переходять в нерозчинні або розчинні, але нешкідливі, змінюється реакція стічних вод (відбувається їх нейтралізація), забезпечується пофарбована вода. Фізико-хімічне очищення дає можливість різко інтенсифікувати механічну очистку стічних вод. Залежно від необхідного ступеня очистки стічних вод фізико-хімічне очищення може бути остаточної або другим ступенем очищення перед біологічної.

Біологічне очищення заснована на життєдіяльності мікроорганізмів, які сприяють окисленню або відновленню органічних речовин, що знаходяться в стічних водах у вигляді тонких суспензій, колоїдів, в розчині і є для мікроорганізмів джерелом живлення, в результаті чого і відбувається очищення стічних вод від забруднення.

Очисні споруди біологічної очистки можна розділити на два основних типи:

споруди, в яких очищення відбувається в умовах, близьких до природних;

споруди, в яких очищення відбувається в штучно створених умовах.

До першого типу відносяться споруди, в яких відбувається фільтрування стічних вод, через грунт (поля зрошення і поля фільтрації) і споруди, що представляють собою водойми (біологічні ставки) з проточною водою. У таких спорудах дихання мікроорганізмів киснем відбувається з допомогою безпосереднього поглинання його з повітря. У спорудах другого типу мікроорганізми дихають киснем головним чином за рахунок диффундирования його через поверхню води (реаерація) або за рахунок механічної аерації.

У штучних умовах біологічну очистку застосовують в аеротенках, біофільтрах і аерофільтрах. У цих умовах процес очищення відбувається більш інтенсивно, тому що створюються кращі умови для розвитку активної життєдіяльності мікроорганізмів.

При підвищених вимогах до очищення біологічно очищену воду очищають додатково. Найбільш широке поширення в якості споруд для додаткового очищення отримали піщані фільтри, головним чином двох-і багатошарові, а також контактні освітлювачі (мікрофільтри застосовують рідше).

Зниження концентрації трудноокісляемимі речовин можливо методом сорбції, наприклад активованим вугіллям і хімічним окисленням або шляхом озонування. Концентрацію солей можна знижувати методами знесолення.

Очищення від біогенних елементів

Біологічно очищена вода містить амонійні азот і фосфор в значній концентрації. Ці речовини сприяють посиленому розвитку водної рослинності, подальше неодмінна відмирання якої призводить до вторинного забруднення водойми. Азот видаляють фізико-хімічними та біологічними методами, а фосфор тільки хімічним - осадженням солями заліза, алюмінію і вапном.