Особенности малозагрязн промливн вод газовой отрасли

Исследование
особенностей
малозагрязнённых
промышленноливневых сточных вод, образующихся на предприятиях нефтегазовой
отрасли. Рекомендуемые методы очистки стоков.
1. Исследование состава и фазово-дисперсных состояний
загрязняющих веществ, содержащихся в исходной воде.
В настоящем документе устанавливается фазово-дисперсное
состояние веществ, содержащихся в исходной воде, поступающей
с площадок предприятий нефтегазовой отрасли, а так же
определяются методы очистки данных сточных вод.
Рассматриваемая
малозагрязнённых
показателями:
сточная
стоков
вода
относится
к
и
характеризуются
категории
следующими
1.1. Взвешенные вещества (50 мг/л).
Концентрация мелкодисперсных взвешенных веществ II группы,
находящихся
в
ультравзвешенном
состоянии
(мутность),
как
правило, составляет не более 100 (мг/л). Остальная же взвесь
укрупняется за счет эффекта естественной коагуляции и поэтому
достаточно
эффективно
отделяется
методом
гравитационного
осаждения в отстойниках или контактным осветлением на зернистых
загрузках.
В
нашем
случае,
взвешенные
вещества,
как
правило,
проникают в исходный поток за счёт их смыва с отбортованной
территории. Исходная вода первоначально поступает в приёмноаварийную ёмкость, поэтому на установку попадают, в основном,
мелкодисперсные частицы, прочая же взвесь, которая относится к
I группе, отделяется в приёмно-аварийной ёмкости. ПДК для
остаточных взвешенных веществ соответствует значению 15(мг/л),
то есть остаточная взвесь присутствует в очищенной воде в виде
мелкодисперсных частиц.
1.2. Нефтепродукты (50 мг/л).
Нефтепродукты в воде могут содержаться в следующих фазоводисперсных состояниях: грубодисперсные пленки (I группа),
эмульсии (II группа), микроэмульсии (III группа) и молекулярные
растворы
(V
группа).
Соотношение
между
концентрациями
грубодисперсных пленок, легко отделяемых в нефтеловушках и
отстойниках, и эмульсий с микроэмульсиями зависит от степени
турбулизации исходной воды. При естественном поступлении стоков
(самотек)
в
приемную
емкость
концентрации
эмульсий
и
микроэмульсий не превышают 5-10 (мг/л). В случае принудительной
подачи
исходной
воды
с
помощью
центробежных
насосов
концентрации названных загрязнений могут возрастать до 50-100
(мг/л). Концентрация молекулярно растворенных нефтепродуктов (V
группа) не превышает величину 0,3 (мг/л) [Предел растворимости
нефти в воде]. Если время контакта нефтепродуктов и воды
превышает
один
месяц,
то
предел
растворимости
данного
загрязнения составляет до 5 (мг/л), причем названные примеси
относятся к IV группе. При этом в процессе длительного хранения
отделенных
нефтепродуктов,
они
подвергаются
естественному
биологическому окислению, в результате чего приобретают IV
класс опасности.
В нашем случае ПДК для нефтепродуктов соответствует
значению 15(мг/л), то есть остаточные нефтепродукты могут
присутствовать в очищенной воде в виде микроэмульсий и
молекулярных растворов.
1.3. рН (до 6,5 – 8,5).
Величина водородного показателя соответствует нейтральной
среде.
Однако,
в
промстоках
газовой
отрасли
зачастую
наблюдается высокая концентрация растворенного углекислого газа
(СО2), в результате чего сточные воды периодически могут
приобретать кислотные свойства. В этом случае рекомендуется
удаление СО2 из воды путем ее аэрации (отдувки). Реагентной
нейтрализации сточной воды в данном случае не требуется.
1.4. Железо двухвалентное (менее 3 мг/л).
В данном случае обезжелезивания стоков не требуется,
поскольку ПДК для железа соответствует 3 (мг/л).
1.5. Хлориды (- мг/л), сульфаты (- мг/л), нитраты,
нитриты, карбонаты (бикарбонаты) и силикаты -(не
нормируются).
SO42-
Названные примеси находятся в виде ионных растворов
NO3-, NO2-, CO32-(HCO3-), SiO32- (VII группа).
1.6. Кальций (- мг/л), магний (- мг/л).
Cl-,
Данные вещества находятся в виде ионных растворов Са2+, Mg2+
(VII группа).
1.7. Спирты: метанол
(до 40000 мг/л).
Названное вещество находится в виде высокомолекулярного
раствора (постколлоидное состояние – IV группа). Температура
кипения указанной примеси ниже, чем температура кипения воды,
поэтому возможно ее удаление из жидкой фазы методами пенной
обработки (флотация, пенная сепарация, отдувка). ПДК для
метанола в очищенной воде соответствует 40 (г/л).
1.8. Общая минерализация
(-).
Солевой состав сточных вод, в основном, определяется
катионами Na+, К+, Са2+, Mg2+ , Fe2+, Fe3+ и анионами Cl-, SO42-,
NO3- . При закачке воды в пласт уровень ее минерализации
нормированию не подлежит.
2. Рекомендуемая технологическая схема очистки сточных
вод, образующихся на площадках предприятий нефтегазовой
отрасли.
2.1. Определение возможностей комплекса очистных
устройств, собранных в единую систему.
Эффективность очистного устройства (Э) определяется по
формуле:
Э = С0 – Спр. / С0 • 100 (%), где
С0 – заданная концентрация загрязнения воды, очищаемой с помощью
данного устройства;
Спр. – минимально возможная остаточная концентрация загрязнения
в воде, очищенной с помощью данного устройства.
Общая
эффективность
комплекса
очистных
устройств,
объединенных
в
определенную
последовательность
(ЭΣ),
устанавливается из соотношения:
ЭΣ = [1 –[(Э1/100)•(Э2/100)•… (Эп/100)]] • 100 (%), где
Э1 … Эп – эффективности очистки конкретных очистных устройств,
используемых в данной системе.
Концентрация остаточного загрязнения в воде, очищенной на
комплексе очистных устройств (СоΣ), рассчитывается следующим
образом:
СоΣ = (100 –Э) Сисх. / 100, где
Сисх. – концентрация загрязнения в исходной воде.
Удаление взвешенных веществ из данного стока наиболее
целесообразно осуществлять методом циклонирования. Однако, в
связи с тем, что в исходной воде присутствует, в основном
мелкодисперсная взвесь (см. п.1.1. настоящего документа),
эффективность очистки посредством циклонов не превышает 70%.
Удаление
нефтепродуктов
из
данного
стока
наиболее
целесообразно производить методом пенной обработки (пенная
сепарация (отдувка) с элементами флотации). В связи с тем, что
в исходной воде присутствуют, в том числе и нефтяные эмульсии
(см. п. 1.2. настоящего документа), эффективность очистки
посредством пенных сепараторов (флотаторов) не превышает 70%.
Для предотвращения возможных проскоков взвешенных веществ
в чистовую емкость, особенно в момент взмучивания осадка, на
выходе очистной системы целесообразно использовать фильтр
мешочного типа. Данное устройство отличается тем, что после
удаления взвешенных веществ из потока воды возможно их
последующее
гравитационное
обезвоживание
на
поверхности
пористого
нетканого
материала
внутри
того
же
мешочного
элемента. После чего остаточное влагосодержание отделенных
веществ составляет не более 75 - 85%.
Последовательность
удаления
компонентов
исходного
загрязнения, а также результаты расчетов общей эффективности
очистки и концентрации остаточных веществ, представлены в
таблице.
Отдувка
(флотация)
Фильтрация на
поверхности
пористого
нетканого
материала
Общая
эффективность
очистки
Концентрация
остаточного
загрязнения
Взвешенные
вещества
Нефтепродукты
Циклонирование
Таблица
Наименование
+
-
+
> 70%
< 15
-
+
+
> 70%
< 15
Вывод: Последовательная обработка сточных вод на
гидроциклоне, пенном сепараторе с элементом флотации и
фильтре мешочного типа, собранных в единую систему,
обеспечивает качество очистки соответствующее нормам воды,
предназначенной для закачки в поглощающие горизонты (в
пласт).