Механическое обезвоживание нефтесодержащих осадков и жидких нефтеотходов из очистных сооружений
С целью уменьшения объема при складировании и повышения эффективности сжигания механическое обезвоживание нефтесодержащих загрязнений, уловленных на локальных очистных сооружениях промышленных и автотранспортных предприятий, может осуществляться экстенсивными и интенсивными методами. Экстенсивные методы применяют при обезвоживании в различного рода уплотнителях и разделочных резервуарах, интенсивное же сгущение и обезвоживание производится при помощи фильтрования, гидроциклонирования, центрифугирования и т.п. Процессы, происходящие при обезвоживании этими методами, кратко описаны в гл. 2. Проведенные в МосводоканалНИИпроекте исследования кинетики уплотнения и отстаивания показали, что осадки и жидкие нефтеотходы I категории хорошо отстаиваются и уплотняются (рис. 75). За 1 ч объем осадка уменьшается почти до 65 %, а влажность жидких нефтеотходов может быть уменьшена с 55 до 25 %; в бункере-уплотнителе за счет сочетания уплотнения и дренирования, объем осадка, содержащего, в основном, песок, может быть уменьшен до 40 %. Растворители отстаиваются за 30--40 мин. 96 % всех механических частиц осаждается со скоростью не менее 0,22 мм/с.
Рис. 75. Кинетика уплотнения осадков из очистных сооружений
Данные качественных характеристик отстоенной воды и осадков после уплотнения в течение 1 ч приведены в табл. 4.2. В отстоенной воде остается до 0,06—0,7 % органических примесей и мелкодисперсной взвеси, которые нельзя выделить полностью механическими способами. Жидкие нефтеотходы, собранные с поверхностей традиционных отстойников из установок типа "Кристалл", "Полимер" и др. за 6—12 ч отстаивания обезвоживаются почти до возможного при данном способе предела. Их влажность снижается с 55 до 20—25 % (рис. 76), причем подогрев до 60— 65°С повышает эффективность отстаивания более чем на 40 %. Подогрев до более высоких температур нецелесообразен из-за возникновения конвективных потоков, ведущих к перемешиванию разделенных сред. Из-за разной плотности ЛВЖ, нерастворимых в воде, и воды их разделение происходит в течение нескольких минут. В основном продукте практически не содержится воды.
4.2. Качественная характеристика воды и осадка, г/л, после 60-минутного уплотнения
Рис. 76. Кинетика отстаивания жидких нефтеотходов
В то же время из приведенных графиков следует, что целый ряд осадков и жидких нефтеотходов II и IV категорий таких, как флотоконцентрат, эмульсии, осадки реагентной обработки гравитационными методами обезвоживаются плохо или совсем не обезвоживаются и требуют средств интенсивной обработки. Осредненные значения удельного сопротивления фильтрации различных нефтесодержащих осадков в сравнении с активным илом станции аэрации показаны на рис. 77. Следует отметить, что низкое удельное сопротивление осадков I категории относится к пробам, взятым в первой половине отстойников (на впуске сточных вод), т.е. там, где осаждается основная масса осадка, состоящая, в основном, из песчаных частиц. Выпадающие в конце отстойника тонкие глинистые частицы, обволоченные нефтепродуктами, иногда имеют удельное сопротивление фильтрации (г х 1010) > 1500. Это часто обусловливает плохую работу бункеров-уплотнителей осадка, поскольку над основной массой слежавшегося песчаного осадка откладывается тонкий слой уплотненной нефтегрязи, которая препятствует дренированию воды из следующей порции извлекаемого осадка. Методы фильтрации с добавкой коагулянтов следует, в основном, применять при обезвоживании нефтесодержащих осадков II категории. Так, после коагуляции (на примере осадка из очистных сооружений ЗИЛа) с дозой извести (по СаО) 10 г/л и FeCl3 — 1 г/л удельное сопротивление фильтрации осадка ( г х 1010) снижается до 15—25, производительность вакуум-фильтра достигает 40 кг/м2ч, влажность осадка составляет 68--75 %. Изменение вида реагентов H2SО4 + СаО, А12(SO4)3 + СаО мало влияет на водоотдающие свойства осадка [28]. Интерес представляет разработанная австрийской фирмой "Машиненфабрик АНДРИЦ" технология обезвреживания труднофильтруемых шламов НПЗ с высоким содержанием нефтепродуктов на ленточных прессах. Состав шлама (%): твердая фаза — 5,5; вода -- 71,5; нефтепродукты -- 23; (плотность 1 т/м3). На первой технологической ступени осуществляется интенсивное перемешивание шламов различного состава с целью усреднения .
Рис. 77. Осредненные значения удельного сопротивления фильтрации различных исследованных осадков А -- уплотненный осадок ЛСА; Б - осадок из очистных сооружений ЗИЛ; В - осадок из кустовых очистных сооружений "Угрешский ручей"; Г - осадок моечных вод автотранспортных предприятий; Д - осадок дождевых и моечных вод; Е - осадок дождевых вод
Далее в шлам для улучшения его структурных свойств добавляют летучую золу или угольный порошок. После перемешивания в массу шлама вводят полиэлектролиты и реагенты, в результате чего удельное сопротивление фильтрации шлама снижается до минимума, и он направляется для обезвоживания на ленточный фильтр-пресс. Кек имеет влажность около 30 %. Фильтрат направляется в разделочный резервуар, откуда нефть идет на переработку, а вода -- на очистку. Для кондиционирования шлама требуется: летучей золы 100 кг/м3 (плотность 2,98 т/м3); полиэлектролита — 0,22 кг/м3; 40 %-ного раствора хлорида железа --7,5 л/м3. Поскольку в обезвоженном плотном осадке еще содержится до 13 % нефти, а также при использовании второго варианта присадки -- угольного порошка, то осадок можно сжигать в смеси с твердым топливом. Для сгущения осадков из очистных сооружений автотранспортных и им подобных предприятий, осадков ливневых вод широко применяют гидроциклоны, в большинстве случаев соединенные с бункерами-уплотнителями. В гидроциклонах сгущают осадки, бункеры служат для обезвоживания сгущенного продукта методами уплотнения и дренирования. Недостатком одноступенчатого гидроциклонирования является большой (до 50 унос твердой фазы в фугате. Эта легкая взвесь, возвращаясь в голову очистных сооружений, постепенно накапливается в них, несмотря на процесс агрегатирования взвесей при их сопрокосновении с нефтепродуктами. Накапливание мелкой взвеси в отстойнике отрицательно влияет на качество разделения стоков и требует периодической очистки отстойников илососами. МосводоканалНИИпроектом совместно с НИИХиммаш были проведены работы по центробежному обезвоживанию осадка и осветлению моечных вод таксомоторного парка с выбором оптимальной технологической схемы этого процесса. В процессе работы исследовались центрифуги ОМД-802К-4, ОГШ-151К-6, зависимость эффекта осаждения от фактора разделения и длительности центрифугирования. Исследования показали, что осадки моечных вод без применения флокулянтов при факторах разделения от 370 до 2300 практически мгновенно разделяются в центробежном поле, фугат имеет качество, приближающееся к качеству очищенной воды (содержание твердой фазы в фугате не более 0,01 %). Конечная влажность осадка может быть до 24 % (рис. 78). Контрольные опыты с нефтесодержащими осадками очистных сооружений ЗИЛа, где применяются реагенты и состав взвеси сложнее, чем в стоках автотранспортных предприятий, показали, что эти осадки обезвоживаются хуже, но тоже достаточно эффективно, влажность их достигает 50—60 %, фугат содержит большое количество взвешенных веществ и требует дополнительной очистки. Серия экспериментов, выполненных на центрифуге ОГШ-151К6, подтвердила возможность эффективного обезвоживания осадков. При индексе производительности (произведение фактора разделения на площадь внутренней поверхности ротора) 97 м2 производительность центрифуги достигает 0,55 м3/ч по суспензии. Учитывая абразивный износ деталей центрифуг типа ОГШ, сложность их конструкции и дефицитность, на основе предварительных результатов экспериментов, проведенных в лабораторных и полупромышленных условиях, была испытана установка промышленных размеров с использованием более простой и не подверженной абразивному износу центрифуги периодического действия ОДМ-802К-4, серийно выпускаемой ПО "Курганармхиммаш". Диаметр ротора 800 мм, фактор разделения - 700. В ротор центрифуги подавались осадки влажностью 97—98 %, длительность цикла центробежного разделения принималась 1,3,5,10 и 20 мин. Анализ результатов экспериментов показал, что даже при длительности цикла 2 мин. содержание твердой фазы в фугате не превышает 25 мг/л, производительность центрифуги достигает 3-4 м3/^, влажность осадка 24-38 % (табл.4.3).
Рис. 78. Содержание твердой фазы в фугате в зависимости от длительности центрифугирования и фактора разделения: I - осадок из очистных сооружений автотранспортных предприятий; II - осадок из очистных сооружений автозавода ЗИЛ
Одним из недостатков центрифуг типа ОМД являются значительные затраты ручного труда при выгрузке осадка, однако этот недостаток может быть устранен введением поворотного скребка в ротор центрифуги. Ввиду большого количества малых и средних локальных очистных сооружений промышленных стоков и ливневых вод, исчисляемых в Москве, например, сотнями, представляется проблематичным установка на каждом из них сложных обезвоживающих устройств типа центрифуги, вакуум-фильтра или фильтр-пресса. Для этих предприятий целесообразно создание одного или нескольких видов передвижных обезвоживающих устройств на шасси автомобилей или прицепов, которые могли бы по заранее разработанному графику обслуживать несколько предприятий. Обезвоженный до 35—40 % влажности осадок можно затем в удобное время вывезти на последующее обезвоживание автотранспортом предприятия. Такие передвижные установки с износоустойчивым ротором достаточно широко распространены в странах Запада.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Механическое обезвоживание нефтесодержащих осадков и жидких нефтеотходов из очистных сооружений» з дисципліни «Утилізація промислових відходів»
унос твердой фазы в фугате. Эта легкая взвесь, возвращаясь в голову очистных сооружений, постепенно накапливается в них, несмотря на процесс агрегатирования взвесей при их сопрокосновении с нефтепродуктами. Накапливание мелкой взвеси в отстойнике отрицательно влияет на качество разделения стоков и требует периодической очистки отстойников илососами. 
