Способ очистки сточных вод от нефтепродуктов

Изобретение предназначено для очистки промышленных сточных вод от нефтепродуктов и может быть использовано на предприятиях нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газоперерабатывающей промышленности. Способ очистки сточных вод от нефтепродуктов включает флотацию, биологическую интенсивную аэрацию, биологическую доочистку и тонкую доочистку. На стадиях биологической интенсивной аэрации и биологической доочистки в качестве насадки для биоценоза используют нетканый материал из полипропилена - геосинтетик - с размером пор 80-230 мкм, толщиной полотна 0,30-0,55 мм, его количество должно составлять 0,45-1,43 г/л очищаемой воды. Избыточную биомассу подвергают анаэробному сбраживанию и 1/3 часть ее используют при флотации, а 2/3 - отправляют на биологическую очистку нефтешлама. Технический результат: снижение количества стадий очистки, капитальных и эксплуатационных затрат, а также скорости очистки. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

 

Изобретение предназначено для очистки промышленных сточных вод от нефтепродуктов и может быть использовано на предприятиях нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газоперерабатывающей промышленности.

Известен способ очистки сточных вод (авторское свидетельство СССР №833582, кл. С 02 F 3/00, 1981 г.), включающий отстаивание, предварительную аэрацию с избыточным активным илом, флотацию, биологическую очистку в аэротенке-смесителе, отделение активного ила от воды во вторичном отстойнике, биологическую очистку на биофильтре, смешение очищенной сточной воды с реагентом и отделение воды от активного ила в третичном отстойнике, возврат осадка из третичного отстойника на флотацию. Избыточный активный ил после биологической очистки в аэротенке-смесителе подают на стадию предварительной аэрации, а циркулирующий активный ил после регенерации возвращают в аэротенк.

Недостатком способа являются низкая степень очистки (БПК5 7 г О23; ХПК 48 г О23; содержание общего азота 218 г/м3; содержание взвешенных веществ 6 г/м3), большое количество образующихся в процессе отходов и низкая скорость очистки (0,4 м3/ч). Кроме того, требуется обеззараживание очищенной воды.

Наиболее близким по технической сущности является способ очистки сточных вод (патент РФ №2057086, кл. С 02 F 3/32, 1996 г.) пятью стадиями в следующей последовательности.

На первой стадии (анаэробной) очищаемую воду пропускают в течение 1,5-2 ч через загрузку с иммобилизованными микроорганизмами анаэробными бактериями, такими как сульфатредукторы, денитрификаторы, метаногены, железовосстанавливающие бактерии, артробактерии, при этом загрузка представляет собой стеклянные, или базальтовые, или синтетические волокна в виде ершей или насадки «Вия», а в качестве источника биогенных элементов используют третью часть избыточной биомассы первой и третьей стадий после ее сбраживания в анаэробных условиях.

На второй стадии осуществляют флотацию нерастворимых веществ, при этом в качестве флоккулирующего агента используют две трети сброженной биомассы первой и третьей стадий. На третьей (интенсивно-аэробной) стадии очищаемую воду в течение 2-3 ч пропускают через аэротенк с загрузкой, выполненной из синтетических волокон в виде нитей или насадки «Вия», на которой иммобилизованы артро- и железобактерии. На четвертой стадии (микроаэрофильной) воду пропускают в течение 4-6 ч через аэротенк с простейшими, коловратками и ракообразными, иммобилизованными на загрузке, выполненной из синтетического и/или минерального волокна в виде прошивного полотна или в виде насадки «Вия». На пятой стадии очищаемую воду направляют в пруд с фильтраторами, высшими водными растениями и водорослями, где в течение 6-8 ч проводят доочистку и обеззараживание воды.

Недостатками данного способа очистки являются большое количество стадий очистки, и, как следствие, высокие капитальные и эксплуатационные затраты и низкая скорость очистки (250-300 м3/ч).

Эти недостатки можно устранить, используя предлагаемый способ очистки сточных вод от нефтепродуктов, включающий флотацию, биологическую интенсивную аэрацию, биологическую доочистку и тонкую доочистку, причем на стадиях биологической интенсивной аэрации и биологической доочистки в качестве насадки для биоценоза используют нетканый материал из полипропилена - геосинтетик - с размером пор 80-230 мкм, толщиной полотна 0,30-0,55 мм, его количество должно составлять 0,45-1,43 г/л очищаемой воды, а избыточную биомассу подвергают анаэробному сбраживанию и 1/3 часть ее используют при флотации, а 2/3 отправляют на биологическую очистку нефтешлама. Использование геосинтетика в качестве наполнителя для биоценоза позволяет не только исключить анаэробную стадию очистки сточной воды, но и увеличить скорость пропускания воды через биофильтры и, следовательно, объем очищаемой воды.

Способ осуществляют следующим образом. Исходные сточные воды после механической очистки поступают во флотатор, куда подают 1/3 часть сброженной биомассы в качестве флоккулирующего реагента. Шлам из флотатора подают на установку переработки донных отложений, а осветленную воду - на стадию биологической интенсивной аэрации, где происходит интенсивное окисление органических примесей с помощью биоценоза, закрепленного на геосинтетике. Избыточную биомассу подают на анаэробное сбраживание, а вода поступает на биологическую доочистку с помощью биоценоза, закрепленного на геосинтетике. Избыточная биомасса на этой стадии поедается различными гидробионтами. Необходимое количество кислорода обеспечивают эжекционным рециркулированием части очищенной воды после стадии биологической доочистки на входе этой же стадии. Далее воду подают на тонкую доочистку в пруд с высшими водными растениями и водорослями, которые снижают общее микробное число. Осуществление способа иллюстрируют следующие примеры. Для очистки использовали сточные воды Туапсинского НПЗ с показателями качества:

Таблица 1
ПоказателиВеличина
Содержание взвешенных веществ, г/м348
БПК5, мг/дм360
ХПК мг/дм3250
Азот аммонийный, г/м35
Фосфор, г/м32
Нефтепродукты, г/м314,8
Фенолы, г/м32,5
Нафтеновые кислоты, г/м35,5
Эфирорастворимые вещества, г/м352

Опыты проводили на лабораторной установке, в состав которой входят первичный отстойник, флотатор, два последовательно расположенных аэротенка-смесителя емкостью 4 л, биореактор емкостью 8 л, аквариум емкостью 16 л и сосуд для анаэробного сбраживания избыточной биомассы. Аэротенки-смесители снабжены системой аэрации и насадкой для иммобилизации нефтеокисляющих микроорганизмов. В качестве биоценоза использовали активный ил, который содержал такие микроорганизмы, как артробактерии, например, Arthrobakter siderocapsulatus, Arthrobakter tumescens, железобактерии, например, рода Leptothrix и другие.

Пример 1

На установку подают сточную воду, прошедшую очистку на решетках и песколовках, нефтеловушках. Осаждение более крупных взвесей происходит в первичном отстойнике, после чего вода поступает во флотатор. В качестве флоккулянта используют анаэробно-сброженную биомассу. Осветленную воду после флотатора подают в два последовательно расположенных аэротенка на биологическую интенсивную аэрацию со скорость 500 м3/час. Аэротенки оборудованы насадкой из геосинтетика с размером пор 135 мкм, толщиной 0,43 мм в количестве 0,94 г/л очищаемой воды. Для обеспечения жизнедеятельности биоценоза необходимо подавать питательные добавки в виде аммофоса при соотношении БПК:К:Р, равном 100:5:1. Очистку осуществляют при температуре 28°С и расходе воздуха 2,9 м3 воздуха/м3 воды. Далее вода со скоростью 500 м3/час поступает на биологическую доочистку, снабженную насадкой с теми же характеристиками, что и на предыдущей стадии. Очистку осуществляют при температуре 28°С. Кислород, необходимый для жизнедеятельности биоценоза на этой стадии, подают путем эжектирования очищенной на этой стадии воды на вход в биореактор. Коэффициент рециркуляции - 0,3. Избыточная биомасса после стадий биологической очистки поступает в емкость для анаэробного сбраживания, откуда 1/3 часть ее подают флотацию, а 2/3 части используют для очистки донных отложений.

Далее вода при температуре 28°С поступает в аквариум на тонкую доочистку высшими водными растениями в течение 7 часов.

Характеристика используемой насадки и качество сточной воды по стадиям очистки представлены в таблицах 2 и 3.

Пример 2

Способ осуществляют по примеру 1 с той разницей, что в качестве насадки используют геосинтетик с размером пор 80 мкм, толщиной 0,55 мм в количестве 1,43 г/л, скорость подачи воды - 450 м3/час, температура очистки 25°С, расход воздуха на стадии биологической интенсивной аэрации 3,0 м3 возд./м3 воды, а тонкая доочистка длилась 6 часов. Характеристика насадки и качество очищенной воды представлены в таблицах 2 и 3.

Пример 3

Способ осуществляют по примеру 1 с той разницей, что в качестве насадки используют геосинтетик с размером пор 230 мкм, толщиной 0,3 мм в количестве 0,45 г/л, скорость подачи воды 600 м3/час, температура доочистки 30°С, а тонкая доочистка длилась 8 часов. Характеристика насадки и качество очищенной воды представлены в таблицах 2 и 3.

Пример 4 (сравнительный)

Способ осуществляют по примеру 1 с той разницей, что в качестве насадки используют геосинтетик с размером пор 70 мкм, толщиной 0,59 мм в количестве 0,61 г/л, скорость подачи воды 450 м3/час, а количество подаваемой биомассы во флотатор составляет 1/2 часть от избыточной биомассы. Характеристика насадки и качество очищенной воды представлены в таблицах 2 и 3.

Пример 5 (сравнительный)

Способ осуществляют по примеру 1 с той разницей, что в качестве насадки используют геосинтетик с размером пор 230 мкм, толщиной 0,25 мм в количестве 0,45 г/л, скорость подачи воды 450 м3/час, а количество подаваемой биомассы во флотатор составляет 1/4 часть от избыточной биомассы.

Характеристика насадки и качество очищенной воды представлены в таблицах 2 и 3.

Пример 6 (сравнительный).

Способ осуществляют по примеру 1 с той разницей, что в качестве насадки используют геосинтетик в количестве 0,4 г/л, а скорость подачи воды составляет 450 м3/час. Характеристика насадки и качество очищенной воды представлены в таблице 2 и 3.

Пример 7 (сравнительный).

Способ осуществляют по примеру 1 с той разницей, что в качестве насадки используют геосинтетик в количестве 1,55 г/л, а скорость подачи воды составляет 450 м3/час. Характеристика насадки и качество очищенной воды представлены в таблицах 2 и 3.

Пример 8 (по прототипу).

Способ осуществляют на лабораторной установке, включающей первичный отстойник, анаэробный реактор емкостью 5 л, флотатор, аэротенк-смеситель емкостью 4 л, биореактор емкостью 8 л, аквариум емкостью 16 л и сосуд для анаэробного сбраживания избыточной биомассы.

На установку подают сточную воду, прошедшую очистку на решетках и песколовках, нефтеловушках. Осаждение более крупных взвесей происходит в первичном отстойнике в течение 0,5 ч, после чего вода поступает в анаэробный реактор, где при постоянном перемешивании контактирует с расположенными там бактериями в течение 2 ч, при температуре 20°С и рН 7,5. Для иммобилизации бактерий используют стекловолокно, выполненное в виде ерша. Избыточная биомасса анаэробной стадии поступает в сосуд анаэробного сбраживания на 48 ч, а вода поступает во флотатор. Осветленная вода после флотатора поступает в аэротенк интенсивной аэробной очистки, оборудованный насадкой из капроновой текстурированной нити в виде «Вии» в количестве 1:100 по объему. Аэрацию осуществляют барботированием воздухом в течение 2,5 ч. Избыточная биомасса после встряхивания нитей поступает в сосуд анаэробного сбраживания, откуда 1/3 возвращается в анаэробный реактор, 2/3 во флотатор в качестве флотореагента. Вода после интенсивной аэробной очистки поступает в биореактор с эжекционной рециркуляцией воды, оборудованный насадкой из капронового волокна в виде «Вии», где в течение 5 часов происходит доочистка воды от взвешенного органического вещества (бактерий). Кислород, необходимый для жизнедеятельности биоценоза этой стадии, обеспечивают эжектированной рециркуляцией воды после этой стадии на вход в биореактор. Коэффициент рециркуляции 0,3.Вода после четвертой стадии поступает в аквариум на тонкую доочистку высшими водными растениями в течение 7 ч. Скорость подачи воды составляет 250 м3/час. Характеристика насадки и качество очищенной воды представлены в таблицах 2 и 3.

Пример 9 (по прототипу)

Способ осуществляют по примеру 8 с той разницей, что скорость подачи воды - 450 м3/час.

Характеристика насадки и качество очищенной воды представлены в таблицах 2 и 3.

Как видно из представленных результатов, предложенный способ очистки сточных вод от нефтепродуктов позволяет сократить стадию анаэробной очистки, осуществлять очистку при более высоких скоростях и, следовательно, в большем объеме (пример 1-3). Однако эти результаты достижимы только в заявленных пределах характеристики используемой насадки для биоценоза, ее количестве на один литр очищаемой воды и количестве анаэробной биомассы, подаваемой на флотацию.

Так, например, уменьшение размера пор геосинтетика и увеличение его толщины (пример 4) не обеспечивают высокой степени очистки воды. Использование геосинтетика с толщиной ниже заявленной (пример 5) и снижение количества насадки (пример 6) приводят к снижению показателей очистки воды на всех стадиях. Увеличение количества насадки выше заявленного (пример 7) не приводит к дальнейшему улучшению очистки воды. Количество биомассы, подаваемой на флотацию, выше и ниже заявленного (пример 4 и 5) ухудшает качество очистки воды.

Пример 9, проведенный в условиях способа-прототипа, но со скоростью подачи воды по предлагаемому способу, показывает низкую степень очистки.

Таблица 2

Характеристика используемой насадки
Пример №Показатели насадкиСкорость прохождения воды, м3/часКоличество биомассы, подаваемой на флотацию, часть
наименованиеколичество насадки, г/лпористость, мкмтолщина, мм
1.Геосинтетик0,941350,435001/3
2.-//-1,43800,554501/3
3.-//-0,452300,306001/3
4. ср.-//-0,61700,594501/2
5. ср.-//-0,452300,254501/4
6. ср.-//-0,401350,434501/3
7. ср.-//-1,551350,434501/3
8. пр.Капроновая текстурированная нить в виде ВИИ---2502/3
9. пр.-//---4502/3

Таблица 3

Качество очищаемой воды
№ ппПоказателизначение показателей по примерам
после флотациипосле биологической интенсивной аэрации
123456789123456789
1.Содержание взвешенного вещества, г/м330303138,239,339,6303038,88,58,78,528,228,628,88,52529
2.БПК, мг/дм3404142454748414044232322293134232538
3.ХПК, мг/дм3168171170180184189170170171787878858789788088
4.Азот аммонийный, г/м34,64,74,66,26,2674,64,55,80,30,30,32,12,32,40,322,8
5.Азот нитратов, г/м3отс.отс.отс.0,010,010,01отс.отс.отс.отс.отс.отс.отс.отс.отс.отс.отс.0,01
6.Азот нитритов, г/м3отс.отс.отс.отс.отс.отс.отс.отс.отс.отс.отс.отс.отс.отс.отс.отс.отс.отс.
7.Фосфор, г/м31,61,61,61,81,81,81,60,21,60,150,150,150,50,60,60,150,20,6
8.Нефтепродукты, г/м31010,810,513,213,813,910,6910,80,80,80,95,65,85,80,812,8
9.Фенолы, г/м31,71,81,822,12,11,712,10,010,010,010,80,80,80,010,010,9
10.Нафтеновые кислоты, г/м33,53,83,54,14,54,53,624,20,40,40,41,21,21,20,40,51,1
11.Эфирорастворимые вещества, г/м33535,235,138,242,242,6353036,822222329,13536222531
12.Общее микробное число, кл/л
13.Эффективность очистки, %
по взвешенным веществам
по БПК
по ХПК
по нефтепродуктам

Продолжение Таблицы 3
№ ппПоказателиЗначение показателей по примерам
после биологической доочисткипосле тонкой доочистки
123456789123456789
1.Содержание взвешенного вещества, г/м36,26,36,517,118,618,86,41519,243,5466,863,856,5
2.БПК, мг/дм310,510,410,516,617,517,610,5121821,523,23,53,51,823,8
3.ХПК, мг/дм354,254,654,267,568,269,154,34862,2302930384042293239
4.Азот аммонийный, г/м30,20,20,21,51,51,70,20,51,2отс.отс.отс.0,70,70,7отс.0,30,8
5.Азот нитратов, г/м30,50,50,51,21,21,20,511,40,30,30,30,50,50,50,30,50,6
6.Азот нитритов, г/м3сл.сл.сл.сл.сл.сл.сл.отс.сл.отс.отс.отс.отс.отс.отс.отс.отс.отс.
7.Фосфор, г/м30,10,10,10,20,20,20,10,20,20,050,050,050,10,10,10,050,10,1
8.Нефтепродукты, г/м30,050,050,052,83,13,30,050,053,2отс.отс.отс.2,12,52,4отс.отс.2,8
9.Фенолы, г/м30,0010,0010,0010,30,30,30,0010,0010,3отс.отс.отс.0,050,050,05отс.отс.0,06
10.Нафтеновые кислоты, г/м30,10,10,10,70,80,90,10,50,8отс.отс.отс.0,20,20,2отс.0,10,3
11.Эфирорастворимые вещества, г/м31413,91416,718,619, 2141517,288913151881014
12.Общее микробное число, кл/л333,15,15,55,5346
13.Эффективность очистки, %
по взвешенным веществам91,692,691,689,585,889,592,19089
по БПК96,697,596,694,694,194,69796,689,1
по ХПК8888,48884,88484,888,487,284,4
по нефтепродуктам10010010085,983,185,910010081,1

1. Способ очистки сточных вод от нефтепродуктов, включающий флотацию, биологическую интенсивную аэрацию, биологическую доочистку и тонкую доочистку, отличающийся тем, что на стадиях биологической интенсивной аэрации и биологической доочистки в качестве насадки для биоценоза используют нетканый материал из полипропилена - геосинтетик с размером пор 80-230 мкм, толщиной полотна 0,30-0,55 мм, его количество должно составлять 0,45-1,43 г/л, а избыточную биомассу подвергают анаэробному сбраживанию и 1/3 часть ее используют при флотации, а 2/3 отправляют на биологическую очистку нефтешлама.

2. Способ очистки сточных вод от нефтепродуктов по п.1, отличающийся тем, что биологическую интенсивную аэрацию осуществляют при температуре 25-30°С, расходе воздуха 2,9-3,0 м3 воздуха/м3 воды и расходе стоков 450-600 м3/ч и тонкую доочистку в течение 6-8 ч при температуре 25-30°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для очистки бытовых и близких к ним по составу промышленных сточных вод, а также ландшафтных сточных вод и может быть использовано в коммунальном хозяйстве сел, поселков, туристских комплексов, крупных баз отдыха, при очистке ландшафтных стоков, например, с территории зверохозяйств, обезьяньих питомников, предприятий пищевой промышленности, например рыбозаводов, хозяйств рыборазведения и т.п.
Изобретение относится к биотехнологии, в частности к очистке промышленных сточных вод, и может быть использовано в химической и нефтехимической отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройствам для биологической очистки сточных вод. .

Изобретение относится к технике фильтрования при микробной безреагентной подготовке воды для питьевых нужд из водоемов в условиях хранения на подводных и надводных судах длительного плавания, экипажей космических кораблей и орбитальных станций.

Изобретение относится к способам очистки загрязненных подземных вод антропогенными загрязнителями, а также после подземного выщелачивания. .

Изобретение относится к области очистки воды, а именно к области безреагентной водоподготовки, и может быть использовано для снабжения питьевой водой потребителей, расположенных в местах временного пребывания людей, или в объектах малого градостроительства, или при отключении потребителей от сети водоснабжения.
Изобретение относится к области очистки вод в гидролизной, целлюлозно-бумажной, машиностроительной и в других отраслях промышленности, образующих сточные воды, загрязненные нефтепродуктами, органическими и взвешенными веществами.

Изобретение относится к методам очистки сточных вод и может быть использовано на небольших предприятиях, перерабатывающих мясо и мясопродукты. .

Изобретение относится к области глубокой биологической очистки воды от трудноокисляемых органических соединений. .

Изобретение относится к способам комплексной переработки природного газа и воздуха с одновременным получением воды питьевого и сельскохозяйственного назначения, высокооктановых компонентов бензина и газов

Изобретение относится к устройствам для глубокой биологической очистки бытовых сточных вод активным илом во взвешенном состоянии, используемых как в отдельно стоящих коттеджах, приусадебных домах, так и в гостиничных комплексах, школах, спортивных клубах, поселках, предприятиях общественного питания и т

Изобретение относится к биологическим методам очистки воды с помощью перифитонной фильтрации, позволяющий удалять нутриенты из входящего потока воды

Изобретение относится к области очистки воды от токсичных соединений, микроорганизмов и других загрязняющих веществ водного происхождения с использованием озона

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод от взвешенных и растворенных органических веществ с применением микрофлоры и может быть использовано в сельском и коммунальном хозяйствах при очистке бытовых сточных вод

Изобретение относится к методам очистки бытовых и промышленных сточных вод от органических и минеральных примесей и может быть использовано на очистных станциях небольшой и средней производительностей

Изобретение относится к способам комбинированной: биологической и физико-химической очистки воды и может быть использовано для водоподготовки воды бассейнов для содержания или выращивания рыбы, а также морских животных, например дельфинов

Изобретение относится к очистке воды, получаемой в ходе синтеза Фишера-Тропша
Наверх