СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД НЕФТЕПЕРЕГОННОГО ЗАВОДА ГОРОДА АКТОБЕ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра Водные ресурсы и мелиорация
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД НЕФТЕПЕРЕГОННОГО ЗАВОДА ГОРОДА АКТОБЕ
Специальность 5В080500 - Водные ресурсы и водопользование
Алматы, 2018 год
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ
КАЗАХСТАН
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет
Кафедра Водные ресурсы и мелиорация
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
на тему:
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД НЕФТЕПЕРЕГОННОГО ЗАВОДА ГОРОДА АКТОБЕ
Объем, стр. ______________
Количество чертежей и
иллюстрационных материалов____
Приложений_____________
Выполнила:
Допущена к защите __________________2018 г.
Заведующий кафедрой __________________
Руководитель_______________________ ____
Консультанты:
Основы технологии очистки вод______________
Водоснабжение. Наружные сети и канализация________________________ ___
Нормоконтроль______________________ _________
Рецензент__________________________ ________________________________
Алматы, 2018 год
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет
Специальность 5В080500 Водные ресурсы и водопользование
Кафедра Водные ресурсы и мелиорация
ЗАДАНИЕ
на выполнение дипломного проекта
Студенту
Тема проекта: Совершенствование технологии очистки сточных вод нефтеперерабатывающего завода города Актобе
утверждена приказом по университету №___ от ___ __________ 2018 г
Срок сдачи оконченного работы ___________________ 2018 г
Исходные данные к работе:
Природно-климатические условия Актюбинской области
История Актюбинского НПЗ АО CNPC-Актобемунайгаз
Генплан завода
Схема технологической очистки сточных вод завода
Перечень подлежащих разработке в дипломной работе вопросов:
1. Природно-климатические условия Актюбинской области
2. Настоящее состояниеположение НПЗ города Актобе
3. Организация, технология, проектирование, достижения НПЗ
4. Очистка сточных вод на НПЗ
5. Безопасность и охрана труда
Перечень графического материала (при необходимости):
Генплан завода
Технологическая схема очистки
Генплан очистных сооружений
Рекомендуемая основная литература
1. Пономарев В.Г., Иоакимис Э.Г, Монгайт И.Л. Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов. М.: Химия
2. Сартбаев М.Г. Очистка сточных вод от нефтепродуктов . Алматы, 2004
3. Ласков, Ю. М. Примеры расчетов канализационных сооружений : учеб. пособие для вузов Ю. М. Ласков, Ю. В. Воронов, В. И. Калицун. - М. : Стройиздат, 1987
Консультанты по специальным разделам работы
Раздел
Консультант
Сроки
Подпись
Основы технологии очистки вод
к.т.н., ст.пр. Мустафанова Г. К.
Водоснабжение. Наружные сети и канализация
к.т.н., ст.пр. Мустафанова Г. К.
Заведующий кафедрой_____________________
Руководитель дипломного
проекта _________________________________
Задание принял к исполнению,
студент ___________________________________ ___________
_________________2018 г.
Выполнение дипломной работы
ГРАФИК
№ пп
Перечень разделов
и разрабатываемых вопросов
Сроки представления руководителю
Примечание
1
Природно-климатические условия Актюбинской области
2
Водоснабжение на НПЗ при удовлетворительном качестве воды
3
Очистка сточных вод на НПЗ
4
Организация и технология НПЗ
5
Расчетная часть
6
Охрана окружающей среды
7
Технико-экономическая часть
СОДЕРЖАНИЕ
Нормативные ссылки
7
Термины и определения
8
Введение
11
1.
Современная экологическая ситуация очистки сточных вод НПЗ
14
1.1
Климатическое и географическое положение Западного Казахстана
14
1.2
Методы очистки сточных вод
16
1.2.1
Механический метод очистки сточных вод
17
1.2.2
Физико-химический метод очистки сточных вод
20
1.2.3
Биохимический метод очистки сточных вод
26
1.3
История Актюбинского НПЗ АО CNPC-Актобемунайгаз
32
2.
Описание технологического процесса и технологической характеристики
44
2.1
Оценка качества воды на НПЗ
44
2.2
Описание канализации и выпускаемых из них сточных вод НПЗ
45
2.3
Технологическая характеристика очистки сточных вод зарубежных НПЗ
56
2.3.1
Проектирование, строение и обслуживание очистных сооружений НПЗ и нефтехимического предприятия
56
2.3.2
Технологическая схема очистки сточных вод НПЗ
56
2.3.3
Очистка сточных вод в зарубежных странах
58
3.
Расчетная часть
61
3.1
Расчет материального баланса очистных установок нефтеперерабатывающей промышленности
61
4.
Технико-экономические расчеты
72
4.1
Целесообразность описания формы и совершенствования эксплуатации системы
72
4.2
Расчет производственной мощности
73
4.3
Расчет инвестиционных издержек на реконструкцию строения
73
4.4
Расчет изменения издержек годовой эксплуатации
75
4.4.1
Расчет изменения расходов, потраченных на электроэнергию
75
4.4.2
Расчет изменений расходов, потраченных на эксплуатацию, содержание и ремонт оборудования
76
4.5
Расчет основных технико-экономических показателей проекта
76
5.
Охрана окружающей среды
78
Заключение
81
Список использованной литературы
82
6
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В данной дипломной работе использованы методические указания соответствующие нормативным документам РК и ссылки на справочно-информационные материалы.
1. Водный кодекс РК от 9 июля 2003 года № 481-II
2. Кодекс экологии РК от 9 января 2007 года № 212-III
3. Программа модернизации жилищно-коммунального хозяйства Республики Казахстан на 2011-2020 годы Постановление Правительства Республики Казахстан от 30 апреля 2011 года № 473
4. Постановление Правительства Республики Казахстан от 5 июня 2009 года № 832. Об утверждении Правил пользования системами водоснабжения и водоотведения населенных пунктов
5. ПРИКАЗ И.О. МИНИСТРА СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН от 19 июня 2009 года №360
Об утверждении Правил технической эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения населенных пунктов
6. СНиП 2.04.04.03-85 "Канализация. Наружные сети и сооружения".
7. РНД 01.01.03-94 Правила охраны поверхностных вод Республики Казахстан Министр экологии и биоресурсов С. А. Медведев 27 июня 1994 г.
8. Инструкции по контролю за работой очистных сооружений и отведением сточных вод Министр экологии и биоресурсов 1994 г.
9. Правила согласования программ производственного экологического контроля и требований к отчетности по результатам производственного экологического контроля Приказ Министра охраны окружающей среды Республики Казахстан от 24 апреля 2007 года № 123-п.
10. Об утверждении Правил приема сточных вод в системы водоотведения населенных пунктов
Постановление Правительства Республики Казахстан от 28 мая 2009 года № 788
11. СТ РК ГОСТ Р 51592-2003 Вода. Общие требования к отбору проб
12. Укурупненные нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленностиСЭВ, ВНИИ ВОДГЕО. - 2-е ид., перераб. - М.: Стройиздат, 1982. -528с.
7
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В данной дипломной работе использованы следующие основные термины и определения:
Анаэробы -- организмы, получающие энергию при отсутствии доступа кислорода путем субстратного фосфорилирования, конечные продукты неполного окисления субстрата при этом могут быть окислены с получением большего количества энергии в виде АТФ в присутствии конечного акцептора протонов организмами, осуществляющими окислительное фосфорилирование.
Антропогенная (техногенная) нагрузка - объекты, процессы и явления, связанные с деятельностью человека и определяющие изменение и саморазвитие природных систем.
Аэроб - организмы, которые нуждаются в свободном молекулярном кислороде для процессов синтеза энергии, в отличие от анаэробов.
Аэробная стабилизация - длительная (в течение неск.сут) аэрация избыточного активного ила, смеси его с осадком сточных вод из первичных отстойников и др. нетоксичными осадками в сооружениях, аналогичных аэротенкам.
Ил - тонкозернистая мягкая горная порода из смеси минеральных и органических веществ, отлагающаяся на дне водотоков и водоёмов.
Биогенные вещества - это осадочные породы, состоящие из продуктов жизнедеятельности живых организмов или представляющие собой их разложившиеся остатки (известняки, ракушечные породы, горючие сланцы, ископаемые угли, нефть и др.).
Бихроматная окисляемость (химическое потребление кислорода -- ХПК) - методика, основанная на окислении веществ, присутствующих в сточных водах, 0,25% раствором бихромата калия при кипячении в течение 2 ч в 50% растворе (по объему) серной кислоты. С целью повышения полноты окисления органических веществ применяется катализатор -- сульфат серебра.
Денитрификация (восстановление нитрата) -- сумма микробиологических процессов восстановления нитратов до нитритов и далее до газообразных оксидов и молекулярного азота. В результате их азот возвращается в атмосферу и становится недоступным большинству организмов.
Локальные очистные сооружения (ЛОС) - это комплекс очистных сооружений для приема и очистки бытовых стоков, ливневых (дождевых) стоков и промышленных сточных вод от объектов, не имеющих доступа к общегородским канализационным сетям.
Метантенк -- устройство для анаэробного брожения жидких органических отходов с получением метана.
Минерализация -- показатель количества содержащихся в воде растворенных веществ (неорганические соли, органические вещества).
Нитрификация -- микробиологический процесс окисления аммиака до
азотистой кислоты или её самой далее до азотной кислоты, что связано либо с
8
получением энергии (хемосинтез, автотрофная нитрификация), либо с защитой от активных форм кислорода, образующихся при разложении пероксида водорода (гетеротрофная нитрификация).
Биологическое потребление кислорода (БПК) -- количество кислорода, израсходованное на аэробное биохимическое окисление под действием микроорганизмов и разложение нестойких органических соединений, содержащихся в исследуемой воде.
Химическое потребление кислорода (ХПК) - количество кислорода, потребляемое при химическом окислении содержащихся в воде органических и неорганических веществ под действием различных окислителей.
Рециркуляция - возврат на начальный этап процесса (возврат в аэротенк ила, сточных вод и др.).
Отстаивание воды - процесс выделения из нее под действием гравитационных сил взвешенных веществ; при этом частицы с плотностью, большей плотности воды, движутся вниз, с меньшей -- вверх. Сооружения, в которых осуществляется этот процесс, называют отстойниками.
Сорбция - это процесс поглощения одного вещества из окружающей среды другим веществом, твердым телом или жидкостью.
Контроль качества воды - проверка соответствия показателей качества воды установленным нормам и требованиям.
Загрязняющее вещество - вещество или смесь веществ, количество иили концентрация которых:
- превышают нормативы, установленные для химических и иных веществ, а также для микроорганизмов;
- оказывают негативное воздействие на окружающую среду.
Водоподготовка -- обработка воды, поступающей из природного водоисточника, для приведения её качества в соответствие с требованиями технологических потребителей.
Цвете́ние воды́ -- развитие фитопланктона, вызывающее изменение цвета воды. Вызывается быстрым размножением водорослей в водоёме. Может произойти и в пресной, и в морской воде, но в основном наблюдается в пресных стоячих водах.
Повторное загрязнение - загрязнение, вызванное повторным выносом загрязняющих средств вследствие первичного загрязнения.
Жёсткость воды -- совокупность химических и физических свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния.
Химический состав воды - совокупность находящихся в воде веществ в различных химических и физических состояниях.
Самоочищение водоёмов - способность водоема противостоять нарушению естественного равновесия и освобождаться от вносимых загрязнений.
Токсичность -- токсикометрический показатель, вычисляемый как величина,
обратная средней смертельной дозе или средней смертельной концентрации токсичного вещества.
9
Биологическая очистка сточных вод - этап очистки, на котором происходит минерализация сточных вод, удаление органического азота и фосфора, главной целью является снижение БПК (Биохимическое потребление кислорода).
Искусственная биологическая очистка сточных вод - очистка, при которой применяют биологические фильтры и аэротенки. Биофильтры - сооружения с фильтрующим слоем из шлака, щебня или кокса, в которых более интенсивно, чем на полях орошения и полях фильтрации, происходит процесс биологической очистки сточной жидкости. Аэротенки - резервуары, через которые протекает осветленная сточная жидкость с подмешанным активным илом - хлопьями, содержащими много микроорганизмов - минерализаторов.
Дезинфекция сточных вод - уничтожение болезнетворных бактерий обеззараживанием сточных вод. Сточные воды обеззараживают различными способами: хлорированием, электролизом, бактерицидными лучами и др.
Механическая очистка сточных вод - метод очистки, когд из сточных вод путем отстаивания и фильтрации или флотации удаляются твердые примеси.
Очистка сточных вод - это обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них загрязняющих веществ. В ходе процесса очистки образуется очищенная вода и отход, содержащий загрязняющие вещества в высоких концентрациях. Как правило, это уже твердый отход пригодный для захоронения или утилизации.
Септик - простейшее проточные сооружения для механической очистки сточных вод и накопления осадка. Применяются перед сооружениями биологической очистки для улавливания взвешенных веществ и нерастворимых загрязнений.
Стерилизация - физический или химический процесс, который уменьшает число микроорганизмов до необходимого уровня. Она может быть достигнута посредством рутинного проведения нагрева, гамма-облучения, обработки этиленоксидом и, в некоторых случаях, специальной фильтрации.
Метод очистки сточных вод - один из важнейших мер по защите окружающей среды и природы от загрязнений. Методы очистки сточных вод можно разделить на механические методы (отстойники, фильтрация, флотация), физико-химические методы (коагуляция, флокуляция, окисление, сорбция, ионообменный метод, электролиз) и биологические методы (биофильтры, биологические пруды и аэротенки и метанреакторы).
Отстаивание - процесс, применяемый для выделения из сточных вод твердых или жидких гетерогенных примесей под действием гравитационных сил. Для этого применяют различные сооружения: песколовки, отстойники, нефтеловушки, осветлители со слоем взвешенного осадка, илоуплотнители и др.
10
ВВЕДЕНИЕ
Переход к экологически безопасному и устойчивому развитию в настоящее время становится одним из существенных приоритетов стратегии
развития Казахстана, одним из направлений которого является охрана окружающей среды.
В этих целях, изучена информация о состоянии атмосферного воздуха
городов и промышленных центров, водных источников, отходов производства и потребления, а также государственного регулирования природопользования и охраны окружающей среды (ООС) в Казахстане.
Анализ состояния окружающей среды страны проведен с использованием результатов контрольных мероприятий Счетного комитета по контролю за исполнением республиканского бюджета Республики Казахстан, по результатам которых изложены основные выводы и разработаны рекомендации по улучшению состояния окружающей среды и обеспечению экологической безопасности.
Основные параметры по достижению качества окружающей среды и благоприятного уровня экологически устойчивого развития общества предусматривались в Концепциях экологической безопасности Республики
Казахстан на 2004 - 2015 годы (Указ Президента Республики Казахстан от 3 декабря 2003 года) и перехода Республики Казахстан к устойчивому развитию на 2007 - 2024 годы (Указ Президента Республики Казахстан от 27 сентября 2007 года). Необходимо отметить, что данные Концепции утратили силу, в соответствии с Указом Президента РК от 13 апреля 2011 года № 47.
В настоящее время вопросы обеспечения экологической безопасности и охраны окружающей среды предусмотрены в отраслевой программе Жасыл даму на 2010-2014 годы, утвержденной постановлением Правительства Республики Казахстан от 10 сентября 2010 года № 924.
Следует отметить, что Концепцией экологической безопасности Республики Казахстан на 2004 - 2015 годы планировалась реализация следующих программ:
* развития государственной системы предупреждения и ликвидации
чрезвычайных ситуаций на 2004-2010 годы;
* по снижению выбросов парниковых газов в Республике Казахстан до
2015 года;
* по водосбережению;
* действий по борьбе с опустыниванием;
внутренней миграции населения и хозяйственного использования
* территорий зон экологического бедствия;
* по ликвидации исторических загрязнений;
* по совершенствованию управления промышленными и бытовыми
отходами;
* по мониторингу экологического состояния территорий полигонов
11
военно-космического и испытательного комплексов.
Реализация Программы осуществляется в два этапа.
На первом этапе (2010-2012 годы) предусматриваются работы и органи- зационные мероприятия по снижению уровня загрязнения природной среды
путем оптимизации системы управления ее качеством, создания механизмов экологически устойчивого развития, разработки руководства и плана по переходу на нормирование на основе наилучших доступных технологий для крупных промышленных предприятий - загрязнителей окружающей среды и рационального использования животного мира, особо охраняемых природных территорий, защита и воспроизводство лесов.
На втором этапе (2013-2014 годы) предусматривается улучшение управления качеством природной среды, проведение работ по усовершенствованию и реализации механизмов устойчивого развития, внедрению наилучших имеющихся технологий, достижению целевых показателей качества окружающей среды и благоприятного уровня экологически устойчивого развития общества. [1]
Предприятиями и организациями на охрану окружающей среды затрачиваются огромные финансовые средства республиканского и местных бюджетов, включая затраты на капитальный ремонт основных фондов. Несмотря на это, отрицательное воздействие загрязнения окружающей среды на экологические системы и здоровье населения в Казахстане все еще сохраняются. Сохраняются определенные проблемы, приводящие к:
- высокому уровню выбросов загрязняющих веществ в атмосферу;
- высокому уровню сбросов загрязняющих веществ в водные источники;
- низкому объему переработки и утилизации отходов, приводящие к
образованию больших завалов отходов в регионах;
- ухудшению здоровья населения, особенно в экологически неблагоприятных регионах.
В последнее время в республике обострилась проблема сточных вод
крупных городов и промышленных центров.
В этой связи применение мембранных методов разделения, являющегося универсальным, экологически чистым и высокоэффективным, весьма перспективно, т. к. данная технология обладает рядом преимуществ.
За последние десятилетия мембранные методы разделения интенсивно развиваются и реализуются в самых различных сферах деятельности человека. Особенно широко эти методы используются для опреснения соленых и очистки сточных вод. Так, в 1980 году более половины всей опресненной воды на земле получали мембранными методами, причем производительность некоторых мембранных установок достигала нескольких десятков тысяч кубических метров опресненной воды в сутки.
12
В химической и нефтехимической промышленности мембранные методы применяют для разделения азеотропных смесей, очистки и концентрирования растворов, очистки или выделения высокомолекулярных соединений из растворов, содержащих низкомолекулярные компоненты, и т.п.; в биотехнологии и медицинской промышленности - для выделения и очистки биологически активных веществ, вакцин, ферментов и т.п.; в пищевой промышленности - для концентрирования фруктовых и овощных соков, молока, получения высококачественного сахара и т. п. Наиболее широкое применение мембранные процессы находят при обработке воды и водных растворов, очистке сточных вод. [2]
Положение на сегодняшний день. До сегодняшнего дня технологией мембранного разделения пользовались для очистки сточных вод НПЗ в центрах научного исследования в ближних зарубежных странах и на практико-промышленных базах России, и пользуются до сих пор. Теорию, технологию и технику мембранного процесса сегодня можно увидеть в различных переводах на другие языки, в научных трудах, а также в материалах интернет сайта международной конференции посвященной теме мембраны. Если говорить о Республике Казахстан, то на сегодняшний день очистка сточных вод НПЗ мембранным разделением не осуществлялась.
Цель работы. Составление с точки зрения экологии рентабельного плана совершенствования технологии очистки сточных вод нефтеперерабатывающего завода в городе Актобе. Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:
- литературные патенты применяемые для традиционных методов на сегодняшний день в нефтеперерабатывабщей производстве;
- изложить возможность применения мембранного разделения сточных вод НПЗ, также подготовка технологии глубокой мембранной очистки и возможность повторного использования;
- обосновать экологическую и экономическую уместность предоставленной технологии.
Практическая часть. Экологическая степень данной мембранной технологии глубокой очистки сточных вод НПЗ очень высока, поэтому хорошо очищенная часть глубокой очистки сточных вод может быть повторно использована или отведена на полив растительности. Так, очищенной сточной водой можно воспользоваться повторно. В результате прекращения сбрасывания загрязненных вод в галереи подземных вод и водоемы и одновременно в процессе переработки нефти главной задачей является экологическая и экономическая эффективность.
13
1 СОВРЕМЕННАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ЗАВОДОВ
1.1 Климатическое и географическое положение Актюбинской области
Актюбинская область -- область в западной части Казахстана. Вторая в стране область по площади территории, после Карагандинской. Граничит с шестью областями Казахстана, одной республикой Узбекистана и одной областью России:
на севере -- с Оренбургской областью Российской Федерации;
на северо-востоке -- с Костанайской областью Казахстана;
на юго-востоке -- с Карагандинской и Кызылординской областями Казахстана;
на юге -- с Республикой Каракалпакстан Узбекистана;
на юго-западе -- с Мангистауской областью Казахстана;
на западе -- с Атырауской областью Казахстана;
на северо-западе -- с Западно- Казахстанской областью Казахстана.
Административный центр - город Актобе. Дата образования - 10 марта 1932 года. Аким области - Архимед Бегежанович Мухамбетов. Население (2013) - 807 900 (4,7 %, 7-е место). Плотность - 2,62 чел.км² (14-е место). Площадь - 300 629 км² (11 %, 2-е место). В область входят: 12 административных районов, 8 городов: Актобе, Алга, Жем, Кандыагаш, Темир, Хромтау, Шалкар, Эмба, 4 посёлка городского типа.
История. Административным центром Актюбинской области является город Актобе. Город Актобе возник на месте древних поселений и был основан 28 мая 1869 года как военное укрепление. В 1932 году в связи с образованием Актюбинской области получает статус областного центра. Современный Актобе является одним из процветающих центров Республики Казахстан с огромным культурным и экономическим потенциалом.
География. Актюбинская область находится на территории Европы и Азии, границей которых являются южные отроги Урала -- небольшие горы Мугоджары. Область расположена на Прикаспийской низменности на западе, плато Устюрт -- на юге, Туранской низменности -- на юго-востоке и Мугоджарах -- по центру с севера к югу. Большая часть области -- равнина (высота 100 -- 200 м), расчленённая долинами рек; в средней части простираются горы Мугоджары (высшая точка гора Большой Бактыбай, 657 м). Западная часть Актюбинской области занята Подуральским плато, переходящим на юго-западе в Прикаспийскую низменность; на юго-востоке -- массивы бугристых песков -- Приаральские Каракумы и Большие и Малые Барсуки. На северо-востоке в Актюбинской области заходит Тургайское плато, изрезанное оврагами.
Климат. Резко континентальный, засушливый с жарким и сухим летом и холодной зимой. Летом часты суховеи и пыльные бури, зимой -- метели. Средняя температура июля на северо-западе 22,5 °C, на юго-востоке 25 °C, января соответственно −16 °C и −15,5 °C. Количество осадков на северо-
14
западе около 300, в центре и на юге -- 125 -- 200 мм в год. Вегетационный период от 175 дней на северо-западе до 190 дней на юго-востоке.
Полезные ископаемые. Актюбинская область обладает уникальной минерально-сырьевой базой. В области имеются золото, нефть, газ, уголь, хромиты, фосфориты, алюминиевые и никелевые руды; редкие металлы титан, цирконий, огромные запасы строительных материалов: мрамор, габро, каолин, мел, цементное сырье и другие.
Природная зона, растениеводство и животноводство. Северо-западная часть области занята ковыльно-разнотравной и полынно-злаковой степью на чернозёмных и темно-каштановых почвах с пятнами солонцов; по долинам рек -- луговая растительность, рощи из тополя, осины, берёзы, заросли кустарников. Средняя и северо-восточная части заняты злаково-полынной сухой степью на светло-каштановых и серозёмных слабосолонцеватых почвах. На юге расположены полынно-солянковые полупустыни и пустыни на бурых солонцеватых почвах с массивами песков и солончаков. Много грызунов (степные пеструшки, суслики, тушканчики), хищных (волк, корсак); сохранились антилопы сайга и джейран.
В Актюбинской области имеются крупные эксплуатируемые и неэксплуатируемые месторождения нефти и газа, фосфоритов. [3]
Гидрография. Все реки Актюбинской области принадлежат к бессточным бассейнам Каспийского моря и небольших озёр. Крупнейшие реки -- Эмба, притоки Урала -- Орь, Илек, а также Иргиз, Уил, Тургай и Сагиз. Многие реки маловодны, летом пересыхают или распадаются на плёсы. Много озёр (более 150), главным образом мелких и средних солёных (например Айке); некоторые из них, пересыхая, образуют солончаки (например, Шалкартениз, заполняющееся водой только весной). Маловодные реки и солёные озёра почти не пригодны для хозяйственных целей. В связи с этим широко используются пресные подземные воды.
Промышленность. Актюбинская область является одним из крупных промышленно-развитых регионов Казахстана. Область является мощной базой горнометаллургической, химической, нефтяной промышленности и приборостроения. В промышленном производстве задействовано более 900 предприятий. Компании Актюбинской области, занимающиеся разработкой нефтяных и газовых месторождений, а также переработкой, транспортировкой и реализацией нефтепродуктов, природного и сжиженного углеводородного (СУГ) газа: СНПС-АКТОБЕМУНАЙГАЗ АО; ВЕРНАЛ ОЙЛ КАЗАХСТАН ТОО; БАТЫС ЖЕР ТОО; АКТОБЕ НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА ТОО. Компании Актюбинской области, занимающиеся производством различных видов химической продукции:
специальной химии для горноперерабатывающей, автомобильной, текстильной промышленности, сырья для производства различных строительных материалов: HENKEL BAUTECHNIK KAZAKHSTAN филиал
TOO; MINING CHEMICAL (МАЙНИНГ КЕМИКЭЛ) ТОО; КАЗЦКУБ
НИТРОХИМ ТОО; МЕЧЕЛ-СЕРВИС КАЗАХСТАН ТОО. [4]
15
Сельское хозяйство. На территории области расположены 316 сельскохозяйственных предприятий, 4657 крестьянских (фермерских) хозяйств, более 87 тысяч личных подсобных хозяйств населения. Они дают около 4% общереспубликанского объема валовой сельскохозяйственной продукции, произведенной в 2009 году.
Валовой сбор зерна в 2010 году составил 64,4 тысяч тонн или 16,3% к уровню 2009 года. В общем, объеме валового сбора зерновых культур преобладает пшеница - 92,7%. Наибольший удельный вес в производстве зерновых культур занимают хозяйства Айтекебийского - 23,6 тысяч тонн (36,7% от всего объема по области), Каргалинского - 18,1 тысяч тонн (28,1%) и Хромтауского - 13,3 тысяч тонн (20,7%) районов.
Валовой сбор овощей увеличился по сравнению с уровнем 2009 года на 14,8%, бахчевых культур - на 36,5%, картофеля - на 7,5%. Увеличение валового сбора овощных культур и картофеля произошло в основном за счет увеличения в текущем году посевных площадей.
Поголовье крупного рогатого скота на 1 января 2011 г. в хозяйствах всех категорий достигло 468,1тыс. голов (на 2,3% больше по сравнению с аналогичной датой предыдущего года), поголовье свиней составило 78,3 тыс. голов (на 12,2%), овец и коз - 1 149,4 тыс. голов (на 4,2%), лошадей - 73,6 тыс. голов (на 3,7%) и птицы - 1 401,5 тыс. голов (на 4,8%).
В январе-декабре 2010г. во всех категориях хозяйств, производство мяса увеличилось по сравнению с предыдущим годом на 6,2%, молока - на 2,4%, яиц - на 25,8%, шерсти - на 8,2%.
1.2 Методы очистки сточных вод
В различных процессах и явлениях живой и неживой природы, среди жизненно важных вещей важное место занимает вода. Вода, считая ледники и болота занимает 77,5% земной поверхности. К водным ресурсам относятся: океаны, моря, озера, реки, подземные воды, ледники, атмосферная влага.
Вода попадая в организм человека или животного напрямую участвует в обмене веществ и энергии. Многие процессы могут протекать только в водной среде. Белок полезен только в воде и расщепляется в ней, а белок является основой живой клетки. На Земле 43% продуктов и более 50% кислорода мы получаем от океанов и морей.
Водные ресурсы - богатство народа, к сожалению, запасов пресных вод
на земле очень мало. Запасы пресных вод озер и рек не составляет даже одного процента ресурсов гидросферы. Запасы пресных вод распределены на суше неравномерно. Например, на Аляске на 1 человека 2млн м[3], а Казахстан
по запасам пресных вод пополняет ряд скудных государств. В Казахстане в 1987 году общий коэффициент выделенной на народное хозяйство воды достиг 38 км[3].
Пользование пресной водой человечества на планете с каждым годом возрастает. А соленые воды океанов, морей, хоть и незначительно, применяются в хозяйстве. В нашей стране опреснительная станция есть только
16
в Актау. Если раньше, на одного человека использовалось 12-18литров воды в сутки, то сейчас в странах с развитой культурой эта цифра превышает 200-400литров. В процессах оборота системы водных ресурсов "океан-атмосфера-земля-океан" есть одна прекрасная особенность - способность восстанавливаться. Поэтому одной из очень важных задач охраны природы является по возможности максимально сохранить эту особенность природных вод.
Основную роль в физических факторах, влияющих на процессы самоочищения играют разводнение, таяние и смешение загрязняющих веществ.
В настоящее время в возможном пользовании человеческой деятельности 3000км3 пресной воды. Большим водопользованием отличается сельское хозяйство. 34 воды, используемой сельским хозяйством не возвращается. Например, чтобы вырастить 1 тонну зерна, потребуется на весь вегетационный период - 7000тонн, для получения хлопка - 100000тонн воды.
Применяемые в сельском хозяйстве химикаты, отделяясь от песка попадают в воду. Образовавшиеся в скотоводстве органические и неогранические вещества (навоз, сгнившие вещества, мочевина) попадая в воду, значительно влияют на её состав.
Органические вещества в воде быстро размножая имеющиеся там сине-зеленые, коричневые водоросли и высшие растения, умирают, в результате этого масса органических веществ в воде уменьшается, поэтому в воде возрастает нехватка кислорода. Вследствие этого жизнь в воде непригодна, поэтому в ней начинают происходить анаэробные процессы.
Очистка сточных вод от загрязнений это очень сложный процесс. Этот процесс делится на механический, химический и биологический. [5]
1.2.1 Механический метод очистки сточных вод
Механический метод - отстаивание воды и очистка находящихся в ней механических частиц методом фильтрации. В зависимости от частиц различной крупности воду фильтрируют разными конструкциями сетей, а соединения - масло, смола нефтеуловителями.
Основные сооружения используемые для очистки сточных вод механическим способом.
Отстойники - сооружения предназначенные для выделения из сточных вод грубодисперсных примесей. которые под действием гравитационной силы оседают на дно отстойника или всплывают на его поверхность (рисунок 1). В зависимости от требуемой степени очистки сточных вод отстаивание применяется или в целях предварительной их обработки перед очисткой на других, более сложных сооружениях, или как способ окончательной очистки, если по местным условиям требуется выделить из сточных вод только нерастворенные (осаждающиеся или всплывающие) примеси. В зависимости от назначения отстойников в технологической схеме очистной станции они подразделяются на первичные и вторичные. Первичными называются
17
отстойники перед сооружениями для биологической очистки сточных вод; вторичными -- отстойники, устраиваемые для осветления сточных вод, прошедших биологическую очистку. По направлению движения основного потока воды различают вертикальные, диагональные, горизонтальные и радиальные отстойники. Вертикальные и диагональные отстойники применяют на очистных сооружениях производительностью до 10000 м3сут. Горизонтальные отстойники применяются на очистных сооружениях с расходом сточных вод 10000-15000 м3сут. Радиальные отстойники чаще всего используются при расходах сточных вод более 20000 м3сут.
Рисунок 1. Отстойник
Сточные воды нефтепроизводства попадая на землю вместе с нефтью считаются высокоминеральными водами. Они должны вновь возвращать продукт в горизонт. Давление отстойников таких вод свыше 0,4-0,7 МПа, что отличается от давления атмосферы в покое. Вместительность напорных отстойников 100 и 200м[3], безнапорных - 100-10000м[3]. Воды, загрязненные нефтью и механическими соединениями, отправляются в отстойники, затем очищенная вода снова пускается в производство, и снова внедряется в производство.
Классификация отстойников. В зависимости от назначения отстойников в технологической схеме очистной станции они подразделяются на первичные и вторичные.
Первичными называются отстойники перед сооружениями для биологической очистки сточных вод.
Вторичными -- отстойники, устраиваемые для осветления сточных вод, прошедших биологическую очистку.
По режиму работы различают отстойники периодического действия, или контактные, в которые сточная вода поступает периодически, причем отстаивание ее происходит в покое, и отстойники непрерывного действия, или
18
проточные, в которых отстаивание происходит при медленном движении жидкости.
По направлению движения основного потока воды в отстойниках они делятся на два основных типа: горизонтальные и вертикальные; разновидностью горизонтальных являются радиальные отстойники. В горизонтальных отстойниках сточная вода движется горизонтально, в вертикальных -- снизу вверх, а в радиальных -- от центра к периферии.
К числу отстойников относят и так называемые осветлители. Одновременно с отстаиванием в этих сооружениях происходит фильтрация сточных вод через слой взвешенных веществ.
Отстаивание воды - процесс выделения из нее под действием гравитационных сил взвешенных веществ. При этом частицы с плотностью, большей плотности воды, движутся вниз, с меньшей -- вверх(масло, нефть, бензин). Процесс отстаивания загрязненной воды это очень сложный процесс. Так как вязкость частиц и веществ в составе воды разная.
Отстаивание - метод разделения. Разделение различных элементов и один из самых старых способов отстаивания среди методов разделения. С помощью этого метода были открыты многие элементы периодической таблицы.
Осадок плохорастворимых соединений в процессе отстаивания - образует твердую фазу. Согласно правилу произведения растворимости определенные компоненты делятся на фазы. После отстаивания допустимость компонента не должен превышать 0,1%, а осадок разделенного элемента не должно быть больше 0,1%.
Для разделения двух компонентов методом отстаивания есть два способа:
-разделяя выводит из раствора компонент, составляющий осадок;
-если оба элемента в твердой фазе, тогда один из них растворяя, проходит через раствор.
Также применяется метод совмещения: оба компонента держат в растворе, оба отстаиваются, затем один из них проходит через раствор, второй остается в осадке.
Если имеется несколько препятствующих компонентов, то применяют один из ниже перечисленных способов:
-с помощью селекционных отстойников отделяют определенный компонент, а препятствующий компонент остается в растворе;
-выбирают групповой отстойник, он дает возможность отделить все препятствующие компоненты, определимый остается в растворе.
-все элементы отстаиваются вместе, затем определимый компонент проходит через раствор, препятствующие остаются в осадке.
При сложных соединениях применяются разные варианты и их складывание(сращивание), также подгоняют под другие методы отстаивания. Факторы, влияющие на уровень разделения веществ методом отстаивания:
растворимость отстаиваемого соединения;
19
предельная допустимость отстойника;
рН раствора;
нахождение составителя комплекса.
На ряду с этим нужно сохранить рациональную ситуацию методики работы.
Повторное отстаивание - способ концентрации.
В данной ситуации сам остаток ионов, которые сами по себе не могут выпасть в осадок называем адсорбцией. Во время адсорбции разделение между раствором и образовавшимся осадком полезно, здесь одновременно осуществляется проход осадков микро- и макроэлементов в твердую фазу. Известны следующие механизмы прибавочного отстаивания: адсорбция, образование смешанного или изоморфно смешанного кристалла, смешанное отстаивание(окклюзия) механической удержкой.
Во время прибавочного отстаивания нужно учитывать число образовавшихся в осадке фаз. Прибавочное отстаивание проводят только при одном компоненте, а на опыте встречаются многокомпонентные отстаивания. Если во время прибавочного отстаивания в равенстве "раствор-отстаивание" участвует только коллектор, в прибавочном отстаивании участвует только одна твердая фаза. Вследствие этого в прибавочном отстаивании осуществляется физико-химический и процесс перераспределения микрокомпонентов.
Если в прибавочном отстаивании участвуют несколько твердых фаз, при внедрении коллектора в первоначальную систему, происходит химический процесс, что приводит к нескольким фазам, их разделяют из коллектора.
Отстойники второй степени предназначены для остановки активного ила, выходящей вместе с водой, очищаемой аэротенками, или же биологического пуха выходящих из биологического фильтра.
Отстойники второй степени бывают вертикальные, горизонтальные и радиальные. Вертикальные отстойники второй степени используются на станциях с малой возможностью проходимости, а горизонтальные и радиальные - на станциях с большой и средней возможностью проходимости. Конструкция вертикального отстойника второй степени схожа с отстойниками первой степени, только высота пониже будет.
Влажность активного ила отстаиваемой в отстойнике второй степени составляет 99,2-99,5%. Основная часть этого ила попав под регенерацию снова попадает в аэротенк - этот ил называется рециркуляционным илом. В результате помощи микроорганизмов масса активного ила больше непрерывного умножения активного ила полезна. Его отделяют от рециркуляционного ила и отправляют в следующее сооружение (в метатенк, в установку обезвоживания и для использования в сельском хозяйстве). [6]
1.2.2 Физико-химический метод очистки сточных вод
Очистка сточных вод физико-химическим способом - очистка стоков от загрязнений физико-химическим методом. К ним относятся реагентное или электролитное укрупнение, нейтрация кислотами и щёлочью, сорбция,
20
переработка воды ультразвуком, электрохимическое окисление и др.
Очистка сточных вод химическим способом - ликвидирование загрязнений используя физико-химические особенности веществ и с помощью химических агентов. К химическим очисткам вод относятся: очистка с помощью укрепнения от плавающих и коллоидных веществ, фосфора и ликвидирование от живых организмов - обеззараживание воды, а именно хлорация.
Очистка воды проводится в зависимости от степени загрязнения и вида вещества. Нам уже известно, что очистка может производится отстаиванием растворенных соединений или фильтрацией. Растворенные соединения очищают с помощью перегона воды.
В химическом методе очистки воды применяются такие химические реагенты как хлор, хлорная известь.
Хлор прекрасно и действенно страхует воду от опасно бактериологических загрязнений. Однако по аргументам ученых известная в последнее время хлорированная питьевая вода порождает такие заболевания как болезнь печени, мочевого пузыря, опухоль желудка, аллергические болезни. Также хлор оказывает отрицательное воздействие на кожу и волосы, и разрушает белки нашего организма. Летом в период интенсивного, быстрого увеличения микроорганизмов, вода хлорируется больше, в это время усиливается опасность здоровью человека.
В отдельном потреблении воды самый эффективный способ избавиться от хлора - использовать очиститель воды (фильтр). Если нет фильтра, тогда воду отстаивают несколько часов, и хлор улетучивается.
Самый распространенный способ очистки сточных вод химическим методом - нейтрализация. В производстве для нейтрализации грязных вод, разделяя от разных кислот применяются магнезит, доломит, известь.
Так как нельзя выбрасывать использованную в производстве неочищенную воду в проточные воды, поставив строгое экологическое ограничение, постоянно проводятся проверки. В последнее время для очистки вод также широко стали применять тоннообменную смолу.
Дистиллированная вода - вода, очищенная с помощью прогона, он по составу близок к дождевой воде. Дистиллированная вода специально применяется в исследовательских работах, производстве медикаментов и изготовлении электролитов для автомобильных аккумуляторов.
В течении жизни человек неожиданно встретив загрязненную воду начинает думать каким способом отфильтровать воду, чтобы её можно было пить. Выход из этой ситуации вода показала сама. У неё есть особенность: при высокой температуре ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра Водные ресурсы и мелиорация
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД НЕФТЕПЕРЕГОННОГО ЗАВОДА ГОРОДА АКТОБЕ
Специальность 5В080500 - Водные ресурсы и водопользование
Алматы, 2018 год
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ
КАЗАХСТАН
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет
Кафедра Водные ресурсы и мелиорация
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
на тему:
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД НЕФТЕПЕРЕГОННОГО ЗАВОДА ГОРОДА АКТОБЕ
Объем, стр. ______________
Количество чертежей и
иллюстрационных материалов____
Приложений_____________
Выполнила:
Допущена к защите __________________2018 г.
Заведующий кафедрой __________________
Руководитель_______________________ ____
Консультанты:
Основы технологии очистки вод______________
Водоснабжение. Наружные сети и канализация________________________ ___
Нормоконтроль______________________ _________
Рецензент__________________________ ________________________________
Алматы, 2018 год
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет
Специальность 5В080500 Водные ресурсы и водопользование
Кафедра Водные ресурсы и мелиорация
ЗАДАНИЕ
на выполнение дипломного проекта
Студенту
Тема проекта: Совершенствование технологии очистки сточных вод нефтеперерабатывающего завода города Актобе
утверждена приказом по университету №___ от ___ __________ 2018 г
Срок сдачи оконченного работы ___________________ 2018 г
Исходные данные к работе:
Природно-климатические условия Актюбинской области
История Актюбинского НПЗ АО CNPC-Актобемунайгаз
Генплан завода
Схема технологической очистки сточных вод завода
Перечень подлежащих разработке в дипломной работе вопросов:
1. Природно-климатические условия Актюбинской области
2. Настоящее состояниеположение НПЗ города Актобе
3. Организация, технология, проектирование, достижения НПЗ
4. Очистка сточных вод на НПЗ
5. Безопасность и охрана труда
Перечень графического материала (при необходимости):
Генплан завода
Технологическая схема очистки
Генплан очистных сооружений
Рекомендуемая основная литература
1. Пономарев В.Г., Иоакимис Э.Г, Монгайт И.Л. Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов. М.: Химия
2. Сартбаев М.Г. Очистка сточных вод от нефтепродуктов . Алматы, 2004
3. Ласков, Ю. М. Примеры расчетов канализационных сооружений : учеб. пособие для вузов Ю. М. Ласков, Ю. В. Воронов, В. И. Калицун. - М. : Стройиздат, 1987
Консультанты по специальным разделам работы
Раздел
Консультант
Сроки
Подпись
Основы технологии очистки вод
к.т.н., ст.пр. Мустафанова Г. К.
Водоснабжение. Наружные сети и канализация
к.т.н., ст.пр. Мустафанова Г. К.
Заведующий кафедрой_____________________
Руководитель дипломного
проекта _________________________________
Задание принял к исполнению,
студент ___________________________________ ___________
_________________2018 г.
Выполнение дипломной работы
ГРАФИК
№ пп
Перечень разделов
и разрабатываемых вопросов
Сроки представления руководителю
Примечание
1
Природно-климатические условия Актюбинской области
2
Водоснабжение на НПЗ при удовлетворительном качестве воды
3
Очистка сточных вод на НПЗ
4
Организация и технология НПЗ
5
Расчетная часть
6
Охрана окружающей среды
7
Технико-экономическая часть
СОДЕРЖАНИЕ
Нормативные ссылки
7
Термины и определения
8
Введение
11
1.
Современная экологическая ситуация очистки сточных вод НПЗ
14
1.1
Климатическое и географическое положение Западного Казахстана
14
1.2
Методы очистки сточных вод
16
1.2.1
Механический метод очистки сточных вод
17
1.2.2
Физико-химический метод очистки сточных вод
20
1.2.3
Биохимический метод очистки сточных вод
26
1.3
История Актюбинского НПЗ АО CNPC-Актобемунайгаз
32
2.
Описание технологического процесса и технологической характеристики
44
2.1
Оценка качества воды на НПЗ
44
2.2
Описание канализации и выпускаемых из них сточных вод НПЗ
45
2.3
Технологическая характеристика очистки сточных вод зарубежных НПЗ
56
2.3.1
Проектирование, строение и обслуживание очистных сооружений НПЗ и нефтехимического предприятия
56
2.3.2
Технологическая схема очистки сточных вод НПЗ
56
2.3.3
Очистка сточных вод в зарубежных странах
58
3.
Расчетная часть
61
3.1
Расчет материального баланса очистных установок нефтеперерабатывающей промышленности
61
4.
Технико-экономические расчеты
72
4.1
Целесообразность описания формы и совершенствования эксплуатации системы
72
4.2
Расчет производственной мощности
73
4.3
Расчет инвестиционных издержек на реконструкцию строения
73
4.4
Расчет изменения издержек годовой эксплуатации
75
4.4.1
Расчет изменения расходов, потраченных на электроэнергию
75
4.4.2
Расчет изменений расходов, потраченных на эксплуатацию, содержание и ремонт оборудования
76
4.5
Расчет основных технико-экономических показателей проекта
76
5.
Охрана окружающей среды
78
Заключение
81
Список использованной литературы
82
6
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В данной дипломной работе использованы методические указания соответствующие нормативным документам РК и ссылки на справочно-информационные материалы.
1. Водный кодекс РК от 9 июля 2003 года № 481-II
2. Кодекс экологии РК от 9 января 2007 года № 212-III
3. Программа модернизации жилищно-коммунального хозяйства Республики Казахстан на 2011-2020 годы Постановление Правительства Республики Казахстан от 30 апреля 2011 года № 473
4. Постановление Правительства Республики Казахстан от 5 июня 2009 года № 832. Об утверждении Правил пользования системами водоснабжения и водоотведения населенных пунктов
5. ПРИКАЗ И.О. МИНИСТРА СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН от 19 июня 2009 года №360
Об утверждении Правил технической эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения населенных пунктов
6. СНиП 2.04.04.03-85 "Канализация. Наружные сети и сооружения".
7. РНД 01.01.03-94 Правила охраны поверхностных вод Республики Казахстан Министр экологии и биоресурсов С. А. Медведев 27 июня 1994 г.
8. Инструкции по контролю за работой очистных сооружений и отведением сточных вод Министр экологии и биоресурсов 1994 г.
9. Правила согласования программ производственного экологического контроля и требований к отчетности по результатам производственного экологического контроля Приказ Министра охраны окружающей среды Республики Казахстан от 24 апреля 2007 года № 123-п.
10. Об утверждении Правил приема сточных вод в системы водоотведения населенных пунктов
Постановление Правительства Республики Казахстан от 28 мая 2009 года № 788
11. СТ РК ГОСТ Р 51592-2003 Вода. Общие требования к отбору проб
12. Укурупненные нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленностиСЭВ, ВНИИ ВОДГЕО. - 2-е ид., перераб. - М.: Стройиздат, 1982. -528с.
7
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В данной дипломной работе использованы следующие основные термины и определения:
Анаэробы -- организмы, получающие энергию при отсутствии доступа кислорода путем субстратного фосфорилирования, конечные продукты неполного окисления субстрата при этом могут быть окислены с получением большего количества энергии в виде АТФ в присутствии конечного акцептора протонов организмами, осуществляющими окислительное фосфорилирование.
Антропогенная (техногенная) нагрузка - объекты, процессы и явления, связанные с деятельностью человека и определяющие изменение и саморазвитие природных систем.
Аэроб - организмы, которые нуждаются в свободном молекулярном кислороде для процессов синтеза энергии, в отличие от анаэробов.
Аэробная стабилизация - длительная (в течение неск.сут) аэрация избыточного активного ила, смеси его с осадком сточных вод из первичных отстойников и др. нетоксичными осадками в сооружениях, аналогичных аэротенкам.
Ил - тонкозернистая мягкая горная порода из смеси минеральных и органических веществ, отлагающаяся на дне водотоков и водоёмов.
Биогенные вещества - это осадочные породы, состоящие из продуктов жизнедеятельности живых организмов или представляющие собой их разложившиеся остатки (известняки, ракушечные породы, горючие сланцы, ископаемые угли, нефть и др.).
Бихроматная окисляемость (химическое потребление кислорода -- ХПК) - методика, основанная на окислении веществ, присутствующих в сточных водах, 0,25% раствором бихромата калия при кипячении в течение 2 ч в 50% растворе (по объему) серной кислоты. С целью повышения полноты окисления органических веществ применяется катализатор -- сульфат серебра.
Денитрификация (восстановление нитрата) -- сумма микробиологических процессов восстановления нитратов до нитритов и далее до газообразных оксидов и молекулярного азота. В результате их азот возвращается в атмосферу и становится недоступным большинству организмов.
Локальные очистные сооружения (ЛОС) - это комплекс очистных сооружений для приема и очистки бытовых стоков, ливневых (дождевых) стоков и промышленных сточных вод от объектов, не имеющих доступа к общегородским канализационным сетям.
Метантенк -- устройство для анаэробного брожения жидких органических отходов с получением метана.
Минерализация -- показатель количества содержащихся в воде растворенных веществ (неорганические соли, органические вещества).
Нитрификация -- микробиологический процесс окисления аммиака до
азотистой кислоты или её самой далее до азотной кислоты, что связано либо с
8
получением энергии (хемосинтез, автотрофная нитрификация), либо с защитой от активных форм кислорода, образующихся при разложении пероксида водорода (гетеротрофная нитрификация).
Биологическое потребление кислорода (БПК) -- количество кислорода, израсходованное на аэробное биохимическое окисление под действием микроорганизмов и разложение нестойких органических соединений, содержащихся в исследуемой воде.
Химическое потребление кислорода (ХПК) - количество кислорода, потребляемое при химическом окислении содержащихся в воде органических и неорганических веществ под действием различных окислителей.
Рециркуляция - возврат на начальный этап процесса (возврат в аэротенк ила, сточных вод и др.).
Отстаивание воды - процесс выделения из нее под действием гравитационных сил взвешенных веществ; при этом частицы с плотностью, большей плотности воды, движутся вниз, с меньшей -- вверх. Сооружения, в которых осуществляется этот процесс, называют отстойниками.
Сорбция - это процесс поглощения одного вещества из окружающей среды другим веществом, твердым телом или жидкостью.
Контроль качества воды - проверка соответствия показателей качества воды установленным нормам и требованиям.
Загрязняющее вещество - вещество или смесь веществ, количество иили концентрация которых:
- превышают нормативы, установленные для химических и иных веществ, а также для микроорганизмов;
- оказывают негативное воздействие на окружающую среду.
Водоподготовка -- обработка воды, поступающей из природного водоисточника, для приведения её качества в соответствие с требованиями технологических потребителей.
Цвете́ние воды́ -- развитие фитопланктона, вызывающее изменение цвета воды. Вызывается быстрым размножением водорослей в водоёме. Может произойти и в пресной, и в морской воде, но в основном наблюдается в пресных стоячих водах.
Повторное загрязнение - загрязнение, вызванное повторным выносом загрязняющих средств вследствие первичного загрязнения.
Жёсткость воды -- совокупность химических и физических свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния.
Химический состав воды - совокупность находящихся в воде веществ в различных химических и физических состояниях.
Самоочищение водоёмов - способность водоема противостоять нарушению естественного равновесия и освобождаться от вносимых загрязнений.
Токсичность -- токсикометрический показатель, вычисляемый как величина,
обратная средней смертельной дозе или средней смертельной концентрации токсичного вещества.
9
Биологическая очистка сточных вод - этап очистки, на котором происходит минерализация сточных вод, удаление органического азота и фосфора, главной целью является снижение БПК (Биохимическое потребление кислорода).
Искусственная биологическая очистка сточных вод - очистка, при которой применяют биологические фильтры и аэротенки. Биофильтры - сооружения с фильтрующим слоем из шлака, щебня или кокса, в которых более интенсивно, чем на полях орошения и полях фильтрации, происходит процесс биологической очистки сточной жидкости. Аэротенки - резервуары, через которые протекает осветленная сточная жидкость с подмешанным активным илом - хлопьями, содержащими много микроорганизмов - минерализаторов.
Дезинфекция сточных вод - уничтожение болезнетворных бактерий обеззараживанием сточных вод. Сточные воды обеззараживают различными способами: хлорированием, электролизом, бактерицидными лучами и др.
Механическая очистка сточных вод - метод очистки, когд из сточных вод путем отстаивания и фильтрации или флотации удаляются твердые примеси.
Очистка сточных вод - это обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них загрязняющих веществ. В ходе процесса очистки образуется очищенная вода и отход, содержащий загрязняющие вещества в высоких концентрациях. Как правило, это уже твердый отход пригодный для захоронения или утилизации.
Септик - простейшее проточные сооружения для механической очистки сточных вод и накопления осадка. Применяются перед сооружениями биологической очистки для улавливания взвешенных веществ и нерастворимых загрязнений.
Стерилизация - физический или химический процесс, который уменьшает число микроорганизмов до необходимого уровня. Она может быть достигнута посредством рутинного проведения нагрева, гамма-облучения, обработки этиленоксидом и, в некоторых случаях, специальной фильтрации.
Метод очистки сточных вод - один из важнейших мер по защите окружающей среды и природы от загрязнений. Методы очистки сточных вод можно разделить на механические методы (отстойники, фильтрация, флотация), физико-химические методы (коагуляция, флокуляция, окисление, сорбция, ионообменный метод, электролиз) и биологические методы (биофильтры, биологические пруды и аэротенки и метанреакторы).
Отстаивание - процесс, применяемый для выделения из сточных вод твердых или жидких гетерогенных примесей под действием гравитационных сил. Для этого применяют различные сооружения: песколовки, отстойники, нефтеловушки, осветлители со слоем взвешенного осадка, илоуплотнители и др.
10
ВВЕДЕНИЕ
Переход к экологически безопасному и устойчивому развитию в настоящее время становится одним из существенных приоритетов стратегии
развития Казахстана, одним из направлений которого является охрана окружающей среды.
В этих целях, изучена информация о состоянии атмосферного воздуха
городов и промышленных центров, водных источников, отходов производства и потребления, а также государственного регулирования природопользования и охраны окружающей среды (ООС) в Казахстане.
Анализ состояния окружающей среды страны проведен с использованием результатов контрольных мероприятий Счетного комитета по контролю за исполнением республиканского бюджета Республики Казахстан, по результатам которых изложены основные выводы и разработаны рекомендации по улучшению состояния окружающей среды и обеспечению экологической безопасности.
Основные параметры по достижению качества окружающей среды и благоприятного уровня экологически устойчивого развития общества предусматривались в Концепциях экологической безопасности Республики
Казахстан на 2004 - 2015 годы (Указ Президента Республики Казахстан от 3 декабря 2003 года) и перехода Республики Казахстан к устойчивому развитию на 2007 - 2024 годы (Указ Президента Республики Казахстан от 27 сентября 2007 года). Необходимо отметить, что данные Концепции утратили силу, в соответствии с Указом Президента РК от 13 апреля 2011 года № 47.
В настоящее время вопросы обеспечения экологической безопасности и охраны окружающей среды предусмотрены в отраслевой программе Жасыл даму на 2010-2014 годы, утвержденной постановлением Правительства Республики Казахстан от 10 сентября 2010 года № 924.
Следует отметить, что Концепцией экологической безопасности Республики Казахстан на 2004 - 2015 годы планировалась реализация следующих программ:
* развития государственной системы предупреждения и ликвидации
чрезвычайных ситуаций на 2004-2010 годы;
* по снижению выбросов парниковых газов в Республике Казахстан до
2015 года;
* по водосбережению;
* действий по борьбе с опустыниванием;
внутренней миграции населения и хозяйственного использования
* территорий зон экологического бедствия;
* по ликвидации исторических загрязнений;
* по совершенствованию управления промышленными и бытовыми
отходами;
* по мониторингу экологического состояния территорий полигонов
11
военно-космического и испытательного комплексов.
Реализация Программы осуществляется в два этапа.
На первом этапе (2010-2012 годы) предусматриваются работы и органи- зационные мероприятия по снижению уровня загрязнения природной среды
путем оптимизации системы управления ее качеством, создания механизмов экологически устойчивого развития, разработки руководства и плана по переходу на нормирование на основе наилучших доступных технологий для крупных промышленных предприятий - загрязнителей окружающей среды и рационального использования животного мира, особо охраняемых природных территорий, защита и воспроизводство лесов.
На втором этапе (2013-2014 годы) предусматривается улучшение управления качеством природной среды, проведение работ по усовершенствованию и реализации механизмов устойчивого развития, внедрению наилучших имеющихся технологий, достижению целевых показателей качества окружающей среды и благоприятного уровня экологически устойчивого развития общества. [1]
Предприятиями и организациями на охрану окружающей среды затрачиваются огромные финансовые средства республиканского и местных бюджетов, включая затраты на капитальный ремонт основных фондов. Несмотря на это, отрицательное воздействие загрязнения окружающей среды на экологические системы и здоровье населения в Казахстане все еще сохраняются. Сохраняются определенные проблемы, приводящие к:
- высокому уровню выбросов загрязняющих веществ в атмосферу;
- высокому уровню сбросов загрязняющих веществ в водные источники;
- низкому объему переработки и утилизации отходов, приводящие к
образованию больших завалов отходов в регионах;
- ухудшению здоровья населения, особенно в экологически неблагоприятных регионах.
В последнее время в республике обострилась проблема сточных вод
крупных городов и промышленных центров.
В этой связи применение мембранных методов разделения, являющегося универсальным, экологически чистым и высокоэффективным, весьма перспективно, т. к. данная технология обладает рядом преимуществ.
За последние десятилетия мембранные методы разделения интенсивно развиваются и реализуются в самых различных сферах деятельности человека. Особенно широко эти методы используются для опреснения соленых и очистки сточных вод. Так, в 1980 году более половины всей опресненной воды на земле получали мембранными методами, причем производительность некоторых мембранных установок достигала нескольких десятков тысяч кубических метров опресненной воды в сутки.
12
В химической и нефтехимической промышленности мембранные методы применяют для разделения азеотропных смесей, очистки и концентрирования растворов, очистки или выделения высокомолекулярных соединений из растворов, содержащих низкомолекулярные компоненты, и т.п.; в биотехнологии и медицинской промышленности - для выделения и очистки биологически активных веществ, вакцин, ферментов и т.п.; в пищевой промышленности - для концентрирования фруктовых и овощных соков, молока, получения высококачественного сахара и т. п. Наиболее широкое применение мембранные процессы находят при обработке воды и водных растворов, очистке сточных вод. [2]
Положение на сегодняшний день. До сегодняшнего дня технологией мембранного разделения пользовались для очистки сточных вод НПЗ в центрах научного исследования в ближних зарубежных странах и на практико-промышленных базах России, и пользуются до сих пор. Теорию, технологию и технику мембранного процесса сегодня можно увидеть в различных переводах на другие языки, в научных трудах, а также в материалах интернет сайта международной конференции посвященной теме мембраны. Если говорить о Республике Казахстан, то на сегодняшний день очистка сточных вод НПЗ мембранным разделением не осуществлялась.
Цель работы. Составление с точки зрения экологии рентабельного плана совершенствования технологии очистки сточных вод нефтеперерабатывающего завода в городе Актобе. Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:
- литературные патенты применяемые для традиционных методов на сегодняшний день в нефтеперерабатывабщей производстве;
- изложить возможность применения мембранного разделения сточных вод НПЗ, также подготовка технологии глубокой мембранной очистки и возможность повторного использования;
- обосновать экологическую и экономическую уместность предоставленной технологии.
Практическая часть. Экологическая степень данной мембранной технологии глубокой очистки сточных вод НПЗ очень высока, поэтому хорошо очищенная часть глубокой очистки сточных вод может быть повторно использована или отведена на полив растительности. Так, очищенной сточной водой можно воспользоваться повторно. В результате прекращения сбрасывания загрязненных вод в галереи подземных вод и водоемы и одновременно в процессе переработки нефти главной задачей является экологическая и экономическая эффективность.
13
1 СОВРЕМЕННАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ЗАВОДОВ
1.1 Климатическое и географическое положение Актюбинской области
Актюбинская область -- область в западной части Казахстана. Вторая в стране область по площади территории, после Карагандинской. Граничит с шестью областями Казахстана, одной республикой Узбекистана и одной областью России:
на севере -- с Оренбургской областью Российской Федерации;
на северо-востоке -- с Костанайской областью Казахстана;
на юго-востоке -- с Карагандинской и Кызылординской областями Казахстана;
на юге -- с Республикой Каракалпакстан Узбекистана;
на юго-западе -- с Мангистауской областью Казахстана;
на западе -- с Атырауской областью Казахстана;
на северо-западе -- с Западно- Казахстанской областью Казахстана.
Административный центр - город Актобе. Дата образования - 10 марта 1932 года. Аким области - Архимед Бегежанович Мухамбетов. Население (2013) - 807 900 (4,7 %, 7-е место). Плотность - 2,62 чел.км² (14-е место). Площадь - 300 629 км² (11 %, 2-е место). В область входят: 12 административных районов, 8 городов: Актобе, Алга, Жем, Кандыагаш, Темир, Хромтау, Шалкар, Эмба, 4 посёлка городского типа.
История. Административным центром Актюбинской области является город Актобе. Город Актобе возник на месте древних поселений и был основан 28 мая 1869 года как военное укрепление. В 1932 году в связи с образованием Актюбинской области получает статус областного центра. Современный Актобе является одним из процветающих центров Республики Казахстан с огромным культурным и экономическим потенциалом.
География. Актюбинская область находится на территории Европы и Азии, границей которых являются южные отроги Урала -- небольшие горы Мугоджары. Область расположена на Прикаспийской низменности на западе, плато Устюрт -- на юге, Туранской низменности -- на юго-востоке и Мугоджарах -- по центру с севера к югу. Большая часть области -- равнина (высота 100 -- 200 м), расчленённая долинами рек; в средней части простираются горы Мугоджары (высшая точка гора Большой Бактыбай, 657 м). Западная часть Актюбинской области занята Подуральским плато, переходящим на юго-западе в Прикаспийскую низменность; на юго-востоке -- массивы бугристых песков -- Приаральские Каракумы и Большие и Малые Барсуки. На северо-востоке в Актюбинской области заходит Тургайское плато, изрезанное оврагами.
Климат. Резко континентальный, засушливый с жарким и сухим летом и холодной зимой. Летом часты суховеи и пыльные бури, зимой -- метели. Средняя температура июля на северо-западе 22,5 °C, на юго-востоке 25 °C, января соответственно −16 °C и −15,5 °C. Количество осадков на северо-
14
западе около 300, в центре и на юге -- 125 -- 200 мм в год. Вегетационный период от 175 дней на северо-западе до 190 дней на юго-востоке.
Полезные ископаемые. Актюбинская область обладает уникальной минерально-сырьевой базой. В области имеются золото, нефть, газ, уголь, хромиты, фосфориты, алюминиевые и никелевые руды; редкие металлы титан, цирконий, огромные запасы строительных материалов: мрамор, габро, каолин, мел, цементное сырье и другие.
Природная зона, растениеводство и животноводство. Северо-западная часть области занята ковыльно-разнотравной и полынно-злаковой степью на чернозёмных и темно-каштановых почвах с пятнами солонцов; по долинам рек -- луговая растительность, рощи из тополя, осины, берёзы, заросли кустарников. Средняя и северо-восточная части заняты злаково-полынной сухой степью на светло-каштановых и серозёмных слабосолонцеватых почвах. На юге расположены полынно-солянковые полупустыни и пустыни на бурых солонцеватых почвах с массивами песков и солончаков. Много грызунов (степные пеструшки, суслики, тушканчики), хищных (волк, корсак); сохранились антилопы сайга и джейран.
В Актюбинской области имеются крупные эксплуатируемые и неэксплуатируемые месторождения нефти и газа, фосфоритов. [3]
Гидрография. Все реки Актюбинской области принадлежат к бессточным бассейнам Каспийского моря и небольших озёр. Крупнейшие реки -- Эмба, притоки Урала -- Орь, Илек, а также Иргиз, Уил, Тургай и Сагиз. Многие реки маловодны, летом пересыхают или распадаются на плёсы. Много озёр (более 150), главным образом мелких и средних солёных (например Айке); некоторые из них, пересыхая, образуют солончаки (например, Шалкартениз, заполняющееся водой только весной). Маловодные реки и солёные озёра почти не пригодны для хозяйственных целей. В связи с этим широко используются пресные подземные воды.
Промышленность. Актюбинская область является одним из крупных промышленно-развитых регионов Казахстана. Область является мощной базой горнометаллургической, химической, нефтяной промышленности и приборостроения. В промышленном производстве задействовано более 900 предприятий. Компании Актюбинской области, занимающиеся разработкой нефтяных и газовых месторождений, а также переработкой, транспортировкой и реализацией нефтепродуктов, природного и сжиженного углеводородного (СУГ) газа: СНПС-АКТОБЕМУНАЙГАЗ АО; ВЕРНАЛ ОЙЛ КАЗАХСТАН ТОО; БАТЫС ЖЕР ТОО; АКТОБЕ НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА ТОО. Компании Актюбинской области, занимающиеся производством различных видов химической продукции:
специальной химии для горноперерабатывающей, автомобильной, текстильной промышленности, сырья для производства различных строительных материалов: HENKEL BAUTECHNIK KAZAKHSTAN филиал
TOO; MINING CHEMICAL (МАЙНИНГ КЕМИКЭЛ) ТОО; КАЗЦКУБ
НИТРОХИМ ТОО; МЕЧЕЛ-СЕРВИС КАЗАХСТАН ТОО. [4]
15
Сельское хозяйство. На территории области расположены 316 сельскохозяйственных предприятий, 4657 крестьянских (фермерских) хозяйств, более 87 тысяч личных подсобных хозяйств населения. Они дают около 4% общереспубликанского объема валовой сельскохозяйственной продукции, произведенной в 2009 году.
Валовой сбор зерна в 2010 году составил 64,4 тысяч тонн или 16,3% к уровню 2009 года. В общем, объеме валового сбора зерновых культур преобладает пшеница - 92,7%. Наибольший удельный вес в производстве зерновых культур занимают хозяйства Айтекебийского - 23,6 тысяч тонн (36,7% от всего объема по области), Каргалинского - 18,1 тысяч тонн (28,1%) и Хромтауского - 13,3 тысяч тонн (20,7%) районов.
Валовой сбор овощей увеличился по сравнению с уровнем 2009 года на 14,8%, бахчевых культур - на 36,5%, картофеля - на 7,5%. Увеличение валового сбора овощных культур и картофеля произошло в основном за счет увеличения в текущем году посевных площадей.
Поголовье крупного рогатого скота на 1 января 2011 г. в хозяйствах всех категорий достигло 468,1тыс. голов (на 2,3% больше по сравнению с аналогичной датой предыдущего года), поголовье свиней составило 78,3 тыс. голов (на 12,2%), овец и коз - 1 149,4 тыс. голов (на 4,2%), лошадей - 73,6 тыс. голов (на 3,7%) и птицы - 1 401,5 тыс. голов (на 4,8%).
В январе-декабре 2010г. во всех категориях хозяйств, производство мяса увеличилось по сравнению с предыдущим годом на 6,2%, молока - на 2,4%, яиц - на 25,8%, шерсти - на 8,2%.
1.2 Методы очистки сточных вод
В различных процессах и явлениях живой и неживой природы, среди жизненно важных вещей важное место занимает вода. Вода, считая ледники и болота занимает 77,5% земной поверхности. К водным ресурсам относятся: океаны, моря, озера, реки, подземные воды, ледники, атмосферная влага.
Вода попадая в организм человека или животного напрямую участвует в обмене веществ и энергии. Многие процессы могут протекать только в водной среде. Белок полезен только в воде и расщепляется в ней, а белок является основой живой клетки. На Земле 43% продуктов и более 50% кислорода мы получаем от океанов и морей.
Водные ресурсы - богатство народа, к сожалению, запасов пресных вод
на земле очень мало. Запасы пресных вод озер и рек не составляет даже одного процента ресурсов гидросферы. Запасы пресных вод распределены на суше неравномерно. Например, на Аляске на 1 человека 2млн м[3], а Казахстан
по запасам пресных вод пополняет ряд скудных государств. В Казахстане в 1987 году общий коэффициент выделенной на народное хозяйство воды достиг 38 км[3].
Пользование пресной водой человечества на планете с каждым годом возрастает. А соленые воды океанов, морей, хоть и незначительно, применяются в хозяйстве. В нашей стране опреснительная станция есть только
16
в Актау. Если раньше, на одного человека использовалось 12-18литров воды в сутки, то сейчас в странах с развитой культурой эта цифра превышает 200-400литров. В процессах оборота системы водных ресурсов "океан-атмосфера-земля-океан" есть одна прекрасная особенность - способность восстанавливаться. Поэтому одной из очень важных задач охраны природы является по возможности максимально сохранить эту особенность природных вод.
Основную роль в физических факторах, влияющих на процессы самоочищения играют разводнение, таяние и смешение загрязняющих веществ.
В настоящее время в возможном пользовании человеческой деятельности 3000км3 пресной воды. Большим водопользованием отличается сельское хозяйство. 34 воды, используемой сельским хозяйством не возвращается. Например, чтобы вырастить 1 тонну зерна, потребуется на весь вегетационный период - 7000тонн, для получения хлопка - 100000тонн воды.
Применяемые в сельском хозяйстве химикаты, отделяясь от песка попадают в воду. Образовавшиеся в скотоводстве органические и неогранические вещества (навоз, сгнившие вещества, мочевина) попадая в воду, значительно влияют на её состав.
Органические вещества в воде быстро размножая имеющиеся там сине-зеленые, коричневые водоросли и высшие растения, умирают, в результате этого масса органических веществ в воде уменьшается, поэтому в воде возрастает нехватка кислорода. Вследствие этого жизнь в воде непригодна, поэтому в ней начинают происходить анаэробные процессы.
Очистка сточных вод от загрязнений это очень сложный процесс. Этот процесс делится на механический, химический и биологический. [5]
1.2.1 Механический метод очистки сточных вод
Механический метод - отстаивание воды и очистка находящихся в ней механических частиц методом фильтрации. В зависимости от частиц различной крупности воду фильтрируют разными конструкциями сетей, а соединения - масло, смола нефтеуловителями.
Основные сооружения используемые для очистки сточных вод механическим способом.
Отстойники - сооружения предназначенные для выделения из сточных вод грубодисперсных примесей. которые под действием гравитационной силы оседают на дно отстойника или всплывают на его поверхность (рисунок 1). В зависимости от требуемой степени очистки сточных вод отстаивание применяется или в целях предварительной их обработки перед очисткой на других, более сложных сооружениях, или как способ окончательной очистки, если по местным условиям требуется выделить из сточных вод только нерастворенные (осаждающиеся или всплывающие) примеси. В зависимости от назначения отстойников в технологической схеме очистной станции они подразделяются на первичные и вторичные. Первичными называются
17
отстойники перед сооружениями для биологической очистки сточных вод; вторичными -- отстойники, устраиваемые для осветления сточных вод, прошедших биологическую очистку. По направлению движения основного потока воды различают вертикальные, диагональные, горизонтальные и радиальные отстойники. Вертикальные и диагональные отстойники применяют на очистных сооружениях производительностью до 10000 м3сут. Горизонтальные отстойники применяются на очистных сооружениях с расходом сточных вод 10000-15000 м3сут. Радиальные отстойники чаще всего используются при расходах сточных вод более 20000 м3сут.
Рисунок 1. Отстойник
Сточные воды нефтепроизводства попадая на землю вместе с нефтью считаются высокоминеральными водами. Они должны вновь возвращать продукт в горизонт. Давление отстойников таких вод свыше 0,4-0,7 МПа, что отличается от давления атмосферы в покое. Вместительность напорных отстойников 100 и 200м[3], безнапорных - 100-10000м[3]. Воды, загрязненные нефтью и механическими соединениями, отправляются в отстойники, затем очищенная вода снова пускается в производство, и снова внедряется в производство.
Классификация отстойников. В зависимости от назначения отстойников в технологической схеме очистной станции они подразделяются на первичные и вторичные.
Первичными называются отстойники перед сооружениями для биологической очистки сточных вод.
Вторичными -- отстойники, устраиваемые для осветления сточных вод, прошедших биологическую очистку.
По режиму работы различают отстойники периодического действия, или контактные, в которые сточная вода поступает периодически, причем отстаивание ее происходит в покое, и отстойники непрерывного действия, или
18
проточные, в которых отстаивание происходит при медленном движении жидкости.
По направлению движения основного потока воды в отстойниках они делятся на два основных типа: горизонтальные и вертикальные; разновидностью горизонтальных являются радиальные отстойники. В горизонтальных отстойниках сточная вода движется горизонтально, в вертикальных -- снизу вверх, а в радиальных -- от центра к периферии.
К числу отстойников относят и так называемые осветлители. Одновременно с отстаиванием в этих сооружениях происходит фильтрация сточных вод через слой взвешенных веществ.
Отстаивание воды - процесс выделения из нее под действием гравитационных сил взвешенных веществ. При этом частицы с плотностью, большей плотности воды, движутся вниз, с меньшей -- вверх(масло, нефть, бензин). Процесс отстаивания загрязненной воды это очень сложный процесс. Так как вязкость частиц и веществ в составе воды разная.
Отстаивание - метод разделения. Разделение различных элементов и один из самых старых способов отстаивания среди методов разделения. С помощью этого метода были открыты многие элементы периодической таблицы.
Осадок плохорастворимых соединений в процессе отстаивания - образует твердую фазу. Согласно правилу произведения растворимости определенные компоненты делятся на фазы. После отстаивания допустимость компонента не должен превышать 0,1%, а осадок разделенного элемента не должно быть больше 0,1%.
Для разделения двух компонентов методом отстаивания есть два способа:
-разделяя выводит из раствора компонент, составляющий осадок;
-если оба элемента в твердой фазе, тогда один из них растворяя, проходит через раствор.
Также применяется метод совмещения: оба компонента держат в растворе, оба отстаиваются, затем один из них проходит через раствор, второй остается в осадке.
Если имеется несколько препятствующих компонентов, то применяют один из ниже перечисленных способов:
-с помощью селекционных отстойников отделяют определенный компонент, а препятствующий компонент остается в растворе;
-выбирают групповой отстойник, он дает возможность отделить все препятствующие компоненты, определимый остается в растворе.
-все элементы отстаиваются вместе, затем определимый компонент проходит через раствор, препятствующие остаются в осадке.
При сложных соединениях применяются разные варианты и их складывание(сращивание), также подгоняют под другие методы отстаивания. Факторы, влияющие на уровень разделения веществ методом отстаивания:
растворимость отстаиваемого соединения;
19
предельная допустимость отстойника;
рН раствора;
нахождение составителя комплекса.
На ряду с этим нужно сохранить рациональную ситуацию методики работы.
Повторное отстаивание - способ концентрации.
В данной ситуации сам остаток ионов, которые сами по себе не могут выпасть в осадок называем адсорбцией. Во время адсорбции разделение между раствором и образовавшимся осадком полезно, здесь одновременно осуществляется проход осадков микро- и макроэлементов в твердую фазу. Известны следующие механизмы прибавочного отстаивания: адсорбция, образование смешанного или изоморфно смешанного кристалла, смешанное отстаивание(окклюзия) механической удержкой.
Во время прибавочного отстаивания нужно учитывать число образовавшихся в осадке фаз. Прибавочное отстаивание проводят только при одном компоненте, а на опыте встречаются многокомпонентные отстаивания. Если во время прибавочного отстаивания в равенстве "раствор-отстаивание" участвует только коллектор, в прибавочном отстаивании участвует только одна твердая фаза. Вследствие этого в прибавочном отстаивании осуществляется физико-химический и процесс перераспределения микрокомпонентов.
Если в прибавочном отстаивании участвуют несколько твердых фаз, при внедрении коллектора в первоначальную систему, происходит химический процесс, что приводит к нескольким фазам, их разделяют из коллектора.
Отстойники второй степени предназначены для остановки активного ила, выходящей вместе с водой, очищаемой аэротенками, или же биологического пуха выходящих из биологического фильтра.
Отстойники второй степени бывают вертикальные, горизонтальные и радиальные. Вертикальные отстойники второй степени используются на станциях с малой возможностью проходимости, а горизонтальные и радиальные - на станциях с большой и средней возможностью проходимости. Конструкция вертикального отстойника второй степени схожа с отстойниками первой степени, только высота пониже будет.
Влажность активного ила отстаиваемой в отстойнике второй степени составляет 99,2-99,5%. Основная часть этого ила попав под регенерацию снова попадает в аэротенк - этот ил называется рециркуляционным илом. В результате помощи микроорганизмов масса активного ила больше непрерывного умножения активного ила полезна. Его отделяют от рециркуляционного ила и отправляют в следующее сооружение (в метатенк, в установку обезвоживания и для использования в сельском хозяйстве). [6]
1.2.2 Физико-химический метод очистки сточных вод
Очистка сточных вод физико-химическим способом - очистка стоков от загрязнений физико-химическим методом. К ним относятся реагентное или электролитное укрупнение, нейтрация кислотами и щёлочью, сорбция,
20
переработка воды ультразвуком, электрохимическое окисление и др.
Очистка сточных вод химическим способом - ликвидирование загрязнений используя физико-химические особенности веществ и с помощью химических агентов. К химическим очисткам вод относятся: очистка с помощью укрепнения от плавающих и коллоидных веществ, фосфора и ликвидирование от живых организмов - обеззараживание воды, а именно хлорация.
Очистка воды проводится в зависимости от степени загрязнения и вида вещества. Нам уже известно, что очистка может производится отстаиванием растворенных соединений или фильтрацией. Растворенные соединения очищают с помощью перегона воды.
В химическом методе очистки воды применяются такие химические реагенты как хлор, хлорная известь.
Хлор прекрасно и действенно страхует воду от опасно бактериологических загрязнений. Однако по аргументам ученых известная в последнее время хлорированная питьевая вода порождает такие заболевания как болезнь печени, мочевого пузыря, опухоль желудка, аллергические болезни. Также хлор оказывает отрицательное воздействие на кожу и волосы, и разрушает белки нашего организма. Летом в период интенсивного, быстрого увеличения микроорганизмов, вода хлорируется больше, в это время усиливается опасность здоровью человека.
В отдельном потреблении воды самый эффективный способ избавиться от хлора - использовать очиститель воды (фильтр). Если нет фильтра, тогда воду отстаивают несколько часов, и хлор улетучивается.
Самый распространенный способ очистки сточных вод химическим методом - нейтрализация. В производстве для нейтрализации грязных вод, разделяя от разных кислот применяются магнезит, доломит, известь.
Так как нельзя выбрасывать использованную в производстве неочищенную воду в проточные воды, поставив строгое экологическое ограничение, постоянно проводятся проверки. В последнее время для очистки вод также широко стали применять тоннообменную смолу.
Дистиллированная вода - вода, очищенная с помощью прогона, он по составу близок к дождевой воде. Дистиллированная вода специально применяется в исследовательских работах, производстве медикаментов и изготовлении электролитов для автомобильных аккумуляторов.
В течении жизни человек неожиданно встретив загрязненную воду начинает думать каким способом отфильтровать воду, чтобы её можно было пить. Выход из этой ситуации вода показала сама. У неё есть особенность: при высокой температуре ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Похожие работы
Дисциплины
- Информатика
- Банковское дело
- Оценка бизнеса
- Бухгалтерское дело
- Валеология
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Религия
- Общая история
- Журналистика
- Таможенное дело
- История Казахстана
- Финансы
- Законодательство и Право, Криминалистика
- Маркетинг
- Культурология
- Медицина
- Менеджмент
- Нефть, Газ
- Искуство, музыка
- Педагогика
- Психология
- Страхование
- Налоги
- Политология
- Сертификация, стандартизация
- Социология, Демография
- Статистика
- Туризм
- Физика
- Философия
- Химия
- Делопроизводсто
- Экология, Охрана природы, Природопользование
- Экономика
- Литература
- Биология
- Мясо, молочно, вино-водочные продукты
- Земельный кадастр, Недвижимость
- Математика, Геометрия
- Государственное управление
- Архивное дело
- Полиграфия
- Горное дело
- Языковедение, Филология
- Исторические личности
- Автоматизация, Техника
- Экономическая география
- Международные отношения
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности), Защита труда
