Способ очистки промывочных и подсланевых вод на нефтеналивных судах

 

Изобретение относится к технологии эксплуатации судов и нефтехранилищ на берегу. Способ очистки промывочных и подсланевых вод на судах включает отмывку танка судна водой или водой с реагентами и сброс очищенных вод. Промывочные и подсланевые воды собирают, выдерживают в течение 0,5-5 ч и нейтрализуют в рабочей зоне установки активации процессов, в присутствии реагентов-окислителей для перевода растворенных и плавающих нефтепродуктов в нерастворимые в воде соединения, обладающие большим удельным весом по сравнению с водой. Эти соединения оседают с высокой скоростью с образованием инактивного шлама, образующего четкую границу раздела вода - шлам. Воду и шлам выдерживают в течение 0,1-5 ч, сбрасывают очищенную воду, а затем смешивают инактивный шлам с нефтепродуктами и полученную смесь обрабатывают в установке активации процессов до получения печного топлива. В качестве реагента-окислителя могут быть использованы NaClO или CaOCl₂. До обработки вод для их сбора и отстоя может быть использован свободный танк судна. Технический результат реализации изобретения заключается в очистке промывочных и подсланевых вод от нефтепродуктов с их улавливанием и нейтрализацией и в получении печного топлива, например, для котельных, на основе переработки продуктов, уловленных на судне. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области обслуживания судов нефтеналивного флота, но может использоваться для обслуживания судов любого назначения и нефтехранилищ на берегу.

В настоящее время нефтеналивные суда при промывке опорожненных танков испытывают трудности, так как промывочные воды, содержащие большие количества нефтепродуктов (нефти) сбрасывать в акватории портов категорически запрещено, а в городские очистные сооружения их принимают неохотно, да и переработка на берегу стоит дорого. В результате приходится сбрасывать нефтесодержащие промывочные воды вдалеке от портов, что с точки зрения экологии крайне не желательно.

Применяют осаждение разлитой нефти и нефтяной пленки с помощью химической очистки (активным хлором, хлорной известью и др.) (Химическая энциклопедия: В 5 т.: Т. 3: Мед - Пол / Редкол.: Кнунянц И.Л. (гл. ред.) и др. - М.: Большая Российская энцикл., 1992, с.434-435). Этот метод особенно опасен и может применяться только в экстренных случаях, так как полностью губит всю придонную флору и фауну моря.

В настоящее время почти нет сведений о применении активных способов нейтрализации промывочных вод, формирующихся на судах нефтеналивного флота, и особо насыщенных нефтепродуктами подсланевых вод.

Известен способ очистки подсланевых вод SU 220074, В 63 В 57/00, 14.06.1968, заключающийся в применении системы фильтров грубой и тонкой очистки, осаждения подсланевых вод, их испарение и последующее сжигание остатков нефти и шлама в танке судна.

Огневой метод имеет существенные недостатки.

1. Требуется большой расход топлива (250÷300 кг условного топлива на 1 т стоков) на испарение воды и полное сгорание токсичных примесей.

2. Для ведения процессов необходимы как очень низкие, так и очень высокие температуры.

3. Трудности в утилизации, так как требуется специальное производство, оснащенное сложным оборудованием.

Известен способ очистки судовых топливных танков, RU 99111617, В 63 В 57/00, 27.04.2001, заключающийся в последовательной промывке танков судна моющим составом, содержащим обводненное нефтяное топливо с поверхностно-активным веществом, сбором отстоя моющего состава в отстойнике и многократной домывки танков. Данный способ наиболее близок к заявленному изобретению, но имеет ряд существенных недостатков. Для реализации способа требуется большое количество воды, которую в последствии также необходимо очищать, способ трудоемок и требуется много времени; невозможность очистки подсланевых вод судов.

Задачей изобретения является полная очистка промывных вод от нефтепродуктов, их улавливание и нейтрализация; очистка подсланевых вод судов, переработка на судне же уловленных продуктов и получение на их основе промышленного печного топлива, пригодного для использования, например, в котельных.

Технический результат достигается следующим образом.

Способ очистки промывочных и подсланевых вод на нефтеналивных судах, включает отмывку танка судна водой или водой с реагентами и сброс очищенных вод. Промывочные и подсланевые воды собирают и выдерживают в течение 0,5-5 ч, нейтрализуют в рабочей зоне установки активации процессов в присутствии реагентов-окислителей для перевода растворенных и плавающих нефтепродуктов в нерастворимые в воде соединения, обладающие большим удельным весом по сравнению с водой и оседающие с высокой скоростью с образованием инактивного шлама, образующего четкую границу раздела вода - шлам. Затем выдерживают 0,1-5 ч и сбрасывают очищенную воду. После этого смешивают инактивный шлам с нефтепродуктами и полученную смесь обрабатывают в установке активации процессов для получения печного топлива.

В качестве реагента-окислителя используют NaClO или СаОСl₂.

Для сбора и отстоя промывочных и подсланевых вод до их обработки используют свободный танк судна.

Для отстоя и сбора шлама используют второй свободный танк судна.

После отмывки танков судна воды, загрязненные нефтепродуктами, собирают в одном из танков, выдерживают 0,5-5 ч, что достаточно для отделения основной части нефтепродуктов, а затем нейтрализуют в установке активации процессов с добавкой гипохлоритов кальция CaOCl₂ или натрия NaClO. В данном случае NaClO предпочтительнее, так как в результате реакций нейтрализации в шламе оказывается только связанные нефтепродукты, а в растворе соединения натрия и хлора, что не влияет на состав морской воды. Причем откачка загрязненной воды ведется насосом снизу. При этом слой нефтепродуктов плавно опускается вниз, почти не смешиваясь с водой. После окончания откачки загрязненной воды слой нефти со дна танка этим же насосом перекачивают в бак-сборник.

В рабочей зоне аппарата активации процессов происходит быстрая и полная нейтрализация промывочных и подсланевых вод, при этом свободные и растворенные нефтепродукты переходят в нерастворимые соединения. Полученная суспензия приобретает способность разделяться с очень высокой скоростью. Так за 5-15 мин оседает более 95% от общей массы твердой фазы. После выдержки в 3-5 ч вода приобретает полную прозрачность и поступает в другой свободный танк, где производится отделение шлама.

После заданной выдержки осветленную воду сбрасывают за борт, а шлам перекачивают в тот же сборник, куда собирали отстоянную нефть, где они хорошо перемешиваются. После некоторой выдержки, а можно и без нее, смесь пропускают через установку активации процессов и возвращают в этот же бак-сборник. В результате формируется высококачественное топливо, которое можно реализовать.

Таким же путем могут быть нейтрализованы подсланевые воды, которые, как известно, сильно загрязнены. Лучше их очищать во время очередных промывок танков. Для организации промывок не требуется никаких переделок, и могут использоваться имеющиеся насосы. Дополнительным оборудованием являются 1 или 2 установки активации процессов (УАП), бачок-сборник и 2-3 бачка для реагентов.

Размеры УАП, бака-сборника и бачков для реагентов невелики, и они могут быть установлены без затруднений на палубе или любом подходящем помещении.

Таким образом, судно-танкер может промывать танки от нефтепродуктов, не покидая акватории порта и не теряя времени и энергоресурсов на переходы.

На чертеже представлена схема размещения оборудования для реализации данного способа.

Для проведения нейтрализации потребуется два любых освободившихся танка. Задействованы машинное отделение 1, в котором накапливаются подсланевые воды 2 с насосом 3 для перекачки вод, танк 4, в который сливают промывочные воды. После отстоя в верхней части танка 4 накапливается слой нефти 5. При перекачке промывных вод этот слой снижается и откачивается в последнюю очередь и занимает положение 6. В танке 7 производят отстаивание обработанных вод, осадок 8 выпадает на дно. Танк 9 свободен.

Система обезвреживания состоит из насоса 10, бака-сборника отстоянной нефти 11, бачков для реагентов 12 и 13, установки активации процессов 14, насоса 15.

Процесс идет следующим образом. В танк 4 закачиваются промывные воды со всех танков, и производится выдержка в течение заданного времени. Основная часть нефти (нефтепродуктов) отстаивается и занимает положение 5. Отбор загрязненной воды производят со дна танка насосом 10, которую обрабатывают в УАП 14, добавляя в случае необходимости реагенты из баков 12 и 13.

Обработанную воду сбрасывают в танк 7 для отстоя. Шлам оседает и занимает положение 8. После выдержки заданное время отстой в виде шлама перекачивают насосом 15 в сборник 11, а осветленную воду сбрасывают за борт. По мере накопления в баке 11 отходов нефтепродуктов и шлама (шлам тоже представляет собой нефтепродукты) они отстаиваются, а воды во время очередной промывки сбрасывают в танк 4. При наполнении бака 11 полученную смесь воды и нефтепродуктов пропускают через УАП 14 1-2 раза и получают высококачественное печное топливо, не уступающее по теплотворной способности мазуту.

Подсланевые воды 3 насосом 2 подают в рабочую зону УАП 14, где их обрабатывают с добавкой реагентов из бачков 12 и 13 и сбрасывают в танк 7 для отстоя. Указанную операцию проделывают во время очередной промывки.

Пример Для нейтрализации нефтесодержащих вод были использованы воды морского порта Туапсе, которые отправляются на нейтрализацию в городские сооружения.

Исходное содержание нефтепродуктов в воде составляло 8 мг/л. Нейтрализацию проводили следующим образом. Воды отстаивали в баке в течение 30 мин. На поверхности образовалась тонкая пленка нефтепродуктов. Поскольку нефтепродуктов оказалось мало, то пленку не приняли во внимание и все воды направили в УАП непрерывным потоком. Перед аппаратом в воду ввели раствор NaClO из расчета теоретически необходимого количества для обработки нефтепродуктов.

После обработки полученную суспензию отстаивали 1 ч. За первые 5 мин выпало около 95% от всей массы твердой фазы. После 1 ч вода стала прозрачной. Содержание нефтепродуктов после нейтрализации составило 0,8 мг/л, что ниже ПДК.

Для работы использовали аппарат УАП-3.

В зависимости от водоизмещения судна и соответственно объема промывных вод потребуется 1-3 аппарата УАП различной производительности. В настоящее время имеется несколько типов аппаратов типа УАП.

Установлено, что аппараты активации процессов с одинаковым успехом нейтрализуют воды с любым содержанием нефтепродуктов.

Формула изобретения

1. Способ очистки промывочных и подсланевых вод на нефтеналивных судах, включающий отмывку танка судна водой или водой с реагентами и сброс очищенных вод, отличающийся тем, что промывочные и подсланевые воды собирают и выдерживают в течение 0,5-5 ч, нейтрализуют в рабочей зоне установки активации процессов в присутствии реагентов-окислителей для перевода растворенных и плавающих нефтепродуктов в нерастворимые в воде соединения, обладающие большим удельным весом по сравнению с водой и оседающие с высокой скоростью с образованием инактивного шлама, образующего четкую границу раздела вода - шлам, выдерживают 0,1-5 ч, сбрасывают очищенную воду, а затем смешивают инактивный шлам с нефтепродуктами и полученную смесь обрабатывают в установке активации процессов до получения печного топлива.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве реагента-окислителя используют NaClO или СаОСl₂.

3. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что для сбора и отстоя промывочных и подсланевых вод до их обработки используют свободный танк судна.

4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что для отстоя и сбора шлама используют второй свободный танк судна.

РИСУНКИ

Рисунок 1