Сооружения биохимической очистки и доочистки стоков

Размещено на http://www.allbest.ru/

Минобрнауки России

Нижнекамский химико-технологический институт (филиал)

Федерального бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

"Казанский национальный исследовательский технологический университет"

Факультет: ФНО

Кафедра: химической технологии органических веществ

Направление: 18.03.01

Отчет по учебной практике

Сооружения биохимической очистки и доочистки стоков

Выполнил:

Хакимов Р.

Проверил

руководитель от кафедры:

Мифтахова Н.И.

Нижнекамск 2014

Содержание

сток нефтеперерабатывающий биохимической очистка

Введение

1. Очистные сооружения

2. Сооружения биохимической очистки и доочистки стоков

3. Сокращение образования активного ила на сооружениях биохимической очистки

Заключение

Список литературы

Введение

Проблема охраны окружающей среды требует ускоренного внедрения высокоэффективных систем защиты водоемов от загрязнений.

Основным источником загрязнения водоемов, приводящим к ухудшению качества воды и нарушению нормальных условий жизнедеятельности гидробионтов, являются сбросы промышленных сточных вод. В настоящее время многие водоемы мира из-за загрязнения утратили свое значение как источники рыбохозяйственного и санитарно-бытового водопользования.

Проблема очистки промышленных стоков и подготовки воды для технических и хозяйственно-питьевых целей с каждым годом приобретает все большее значение. Сложности очистки сказана с чрезвычайным разнообразием примеси в стоках, количество и состав которых постоянно изменяется вследствие появления новых производств и изменение технологии существующих.

В настоящее время метод очистки сточных вод активным илом является наиболее универсальным и широко применяемым при обработке стоков. Использование технического кислорода, высокоактивных симбиотических иловых культур, стимуляторов биохимического окисления, различного рода усовершенствованных конструкций аэротенков, аэрационного оборудования и систем отделения активного ила позволило в несколько раз повысить производительность метода биологической очистки. Значительные резервы скрыты также в области интенсификации массообмена.

Проблема биохимической очистки стоков приобретает возрастающее народнохозяйственное значение.

Каждый город и промышленное предприятие имеют комплекс подземных трубопроводов, очистных сооружений, с помощью которых осуществляется отвод использованных и отработавших вод, очистка и обеззараживание их, а также обработка и обезвреживание образующихся при этом осадков с одновременной утилизацией ценных веществ.

Сточные воды образуются при использовании природной или водопроводной воды для бытовых целей и технологических процессов промышленных предприятий. Также относятся атмосферные осадки, подземные воды.

Сточные воды являются источником различных заболеваний и распространения эпидемий. Они являются источником загрязнения окружающей природной среды. Поэтому очень важно все сточные воды целенаправленно отводить, а главное очищать, чтобы устранить все негативные последствия от воздействия сточных вод.

1. Очистные сооружения

Сточные воды, содержащие органические вещества (фенол, крезол, фурфурол, бензол, дихлорэтан, дихлорметан, метанол, метилэтилкетон и др.), обычно не нуждаются в предварительной очистке на локальных очистных сооружениях, так как концентрации этих веществ находятся в пределах, допустимых нормами для подачи на сооружение биохимической очистки. Однако на установках, где органические вещества могут попасть в сточные воды в превышающих нормы количествах (например, на установках фенольной очистки масел), предусматриваются сборники, из которых стоки либо направляются в производство, либо равномерно сбрасываются в канализацию, причем время сброса определяется исходя из условия недопустимости превышения нормативного содержания сбрасываемого соединения в общем стоке. На выпусках стоков с установок предусматриваются задвижки.

На нефтеперерабатывающих заводах предусматриваются следующие комплексы очистных сооружений.

1. Комплекс сооружений полной механической, биохимической очистки и доочистки стоков первой системы канализации, которые после доочистки в полном объеме возвращаются на завод для использования в системе производственного водоснабжения.

2. Комплекс сооружений полной механической, биохимической очистки и доочистки смеси стоков второй системы канализации, которые после доочистки в полном объеме сбрасываются в водоем.

3. Сооружения локальной очистки:

- стоков ЭЛОУ;

- сернисто-щелочных стоков, если в составе завода не предусмотрена утилизация сернистых щелоков;

- стоков от промывки нефтепродуктов после защелачивания, если сброс этих стоков в первую систему канализации может привести к эмульсации стоков первой системы;

- ливневых стоков, которые в аварийных ситуациях на заводе могут быть загрязнены нефтепродуктами.

Ливневые стоки. Поступающие с незастроенных территорий, дорог и крыш отдельно стоящих зданий ливневые стоки отводятся наикратчайшими путями за пределы территории завода поступают в отстойные резервуары (пруды), из которых перекачиваются на очистные сооружения. В зависимости от рельефа площадки может быть несколько выпусков ливневой канализации с территории завода, а значит, и несколько прудов. Объем каждого пруда должен обеспечивать отстаивание и зарегулирование максимального ливня с обслуживаемой им территории. Пруды оборудуются нефтесборными устройствами.

Хозяйственно - фекальные стоки поступают на очистные сооружения двумя потоками. Необходимость этого вызвана тем, что хозяйственно - фекальные стоки завода могут загрязняться нефтепродуктами в недопустимых пределах.

Стоки первого и второго потока подвергаются очистке на раздельных блоках очистных сооружений. Стоки первого потока включают хозяйственно - фекальные стоки завода и всех связанных с ним близко расположенных промышленных объектов, а стоки второго потока - хозяйственно - фекальные стоки жилого района (поселка, города).

Расход стоков первого патока значительно ниже расхода второго патока.

Для очистки стоков первого патока используются решетки - дробилки, песколовки и первичные радиальные отстойники.

В обоих случаях блоки набираются из типовых железобетонных сооружений различной производительности. При каждом блоке имеется насосная станция для откачивания выпадающих осадков и подачи воды на гидроэлеваторы песколовок. Насосные могут быть сблокированы в одно здание, но насосы первого патока должны располагаться во взрывозащищенном, а насосы второго патока - в нормальных помещениях.

С учетом того, что в большинстве случаев песколовки и отстойники располагаются в обваловании, обслуживающие их насосные следует размещать на нулевых отметках, исключая заглубление машинного зала.

После механической очистки производственные стоки первой и второй систем, а также хозяйственно-фекальные стоки двух потоков направляются на сооружения биохимической очистки.

2. Сооружения биохимической очистки и доочистки стоков

Практика эксплуатации показала, что только введение биохимической очистки стоков первой и второй систем канализации завода позволяет полностью использовать очищенные стоки первой системы канализации в системе производственного водоснабжения завода и сбросить очищенные стоки второй системы в водоем, не нанося ущерба его флоре и фауне.

В связи этим в настоящее время для всех вновь строящихся и реконструируемых заводов наряду с механической предусматривается биохимическая очистка производственных сточных вод. При этом, исходя из специфики загрязнения и дальнейшего направления очищенных стоков, необходимо использовать следующие раздельные блоки биохимической очистки.

1. Блок биохимический очистки производственных стоков первой системы - производственно - дневных и прошедших локальную очистку, стоков от промывки нефтепродуктов после защелачивания, технологических конденсатов от установок первичной переработки, когда на этих установках перерабатывается малосернистая или сернистая нефть.

2. Блок биохимический очистки производственных стоков второй системы сернисто-щелочных стоков, стоков, содержащих неорганические кислоты и синтетические жирные кислоты после нейтрализации, а также другие солесодержащие стоки после локальной очистки.

Подаваемые на биохимическую очистку стоки второй системы смешиваются с прошедшими механическую очистку хозяйственно- фекальными стоками завода и связанных с ним объектов.

3. Блок биохимической очистки хозяйственно-фекальных стоков жилрайона.

Биохимическая очистка стоков первой системы на ряде действующих заводов показала, что производственно - ливневые стоки заводов успешно подвергаются полной биохимической очистке в одноступенчатых аэротенках без разбавления их другими стоками, но при введении необходимых биогенных фосфорсодержащих добавок.

Стоки второй системы очищаются обычно в смеси с хозяйственно-фекальными стоками завода и связанных с ним объектов. При этом оптимальное соотношение производственных и хозяйственно - фекальных стоков равно 1:1, а минимально допустимое - 1:0,3.

При недостаче хозяйственно - фекальных стоков завода на совместную очистку со стоками второй системы подается часть стоков жилрайона.

В состав сооружений биохимической очистки стоков первой системы включаются градирни, смеситель, аэротенки, вторичные отстойники, иловая насосная, фильтры для доочистки стоков, емкость регулятор расхода, насосная возврата очищенных стоков на завод.

В состав сооружений биохимической очистки стоков второй системы при одноступенчатой очистке входят тё же сооружения, что и для биохимической очистки стоков первой системы.

Сооружения, включаемые в состав всех комплексов биохимической очистки, как правило, выбираются по типовым проектам и имеют следующие назначение.

Градирни используются для охлаждения подаваемого а аэротенки стока, если его температура превышает 35єС. Градирни принимаются вентиляторными, железобетонными (по аналогии с используемыми в оборотном водоснабжении).

Смесители служат для смешения различных стоков с вводимыми биогенными добавками. Смесители принимаются железобетонными, прямоугольными, объемом, обеспечивающим пребывание в них стоков в течение 5-7 мин. В смеситель предусматривается подача воздуха для перемешивания.

Аэротенки - смесители (вытеснители) являются основным сооружением биохимической очистки. В них происходит разложение и окисление органических загрязнений сточных вод кислородом воздуха. Используются типовые железобетонные аэротенки с подачей воздуха через фильтросные пластины или трубы.

Очистка промышленных и бытовых сточных вод осуществляется на станциях аэрации.

Используют активный ил из сооружений биохимической очистки, например городских для очистки бытовых сточных вод, с предварительной регенерацией его. Последняя состоит в том, что ил аэрируют с добавлением лишь питательных солей в это время окисляются все загрязнения, адсорбированные илом. Затем начинают постепенно (увеличивать подачу промышленных сточных вод. После физико-химической очистки сточные воды направляются на комплекс сооружений биохимической очистки. Предусмотрена совместная двухступенчатая биохимическая очистка сточных вод первой и второй систем канализации в смеси с хозбытовыми сточными водами предприятия и города, прошедшими механическую очистку. Очищенные сточные воды сбрасываются в водоем. Сточные воды предприятий шинной промышленности содержат технический углерод, тальк, мельчайшие частицы резины, ткани, масла, а также органические вещества, находящиеся в растворенном или коллоидном состоянии. Их очищают обычно на сооружениях биохимической очистки совместно с бытовыми стоками населенных пунктов. Большими возможностями для глубокой очистки сточных вод, в основном от растворенных нефтепродуктов, обладает биохимический метод. Его практическое применение на нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах дает положительные результаты. Однако в системе предприятий для хранения и транспорта нефтепродуктов его еще предстоит внедрять. Для более глубокого понимания сущности и особенностей биохимических процессов при очистке нефтесодержащих сточных вод в книге приведены минимально необходимые научные данные. Практическое применение метода должно опираться на уже сложившийся опыт разработки и использования сооружений биохимической очистки сточных вод вообще. В связи с этим в книге рассмотрены технологические схемы, основные вопросы устройства и проектирования сооружений биохимической очистки сточных вод и обработки осадков в масштабах современных нефтебаз и других аналогичных предприятий.

3. Сокращение образования активного ила на сооружениях биохимической очистки

Биохимическая очистка сточных вод в аэротенках связана с накоплением активного ила, избыток которого нужно периодически удалять во избежание ухудшения сорбционной и окислительной способности ила.

Температура сточных вод, поступающих на сооружения биохимической очистки, должна быть не ниже 6 и не выше 37°С.

Количество взвешенных веществ в сточных водах, поступающих на сооружения биохимической очистки, не должно быть более 100 мг/л для биофильтров и 150 мг/л для аэротенков нефтепродукты и масла должны отсутствовать.

В период пуска в эксплуатацию сооружений биохимической очистки обязательным является постепенное приспособление (адаптация) микроорганизмов активного ила к окислению загрязнений, находящихся в сточных водах.

Обследование сооружений биохимической очистки первой системы канализации показало, что после вторичных отстойников периодически выносятся взвешенные вещества.

Наиболее удобными в эксплуатации, сравнительно легко управляемыми сооружениями биохимической очистки служат аэротенки. Это - железобетонные резервуары (длина 30-100 м, ширина 3-10 м, высота 3-5 м), в которые непрерывно подается воздух. Для диспергирования воздуха служат различные устройства - перфорированные пластины, дырчатые трубки, форсунки, аэраторы со съемными диффузорами из пористого пластика и др. Перемешивание фаз достигается иногда механическими способами при помощи мешалок, а также различным направлением движения и разными местами ввода потоков жидкости. Источником биохимического окисления в аэротенке служит активный ил, т.е. скопление аэробных бактерий в видё хлопьев, образующихся при смешении культуры бактерий с очищаемой сточной водой.

В случае производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод требования к отбору проб возрастают. Это связано с тем, что состав сточных вод изменяется в зависимости от характера эксплуатации производственных установок, сооружений биохимической очистки и систем канализации. Следует также обращать внимание на возможные колебания состава в течение суток и в зависимости от времени года. Однократного взятия пробы бывает недостаточно. Как правило, исследуют не разовые, а средние смешанные пробы, отобранные за более длительные периоды времени (час, смену, сутки) Усредненные пробы составляют таким образом, чтобы они отражали среднее содержание определяемых компонентов в сточной воде. Определяют суточный максимум и минимум количества сточных вод и по мере надобности проводят отбор проб.

В целях улучшения качества последующей очистки сточных вод непосредственно на установках подготовки нефти необходимо оборудовать локальные ловушки, которые позволяли бы уловить основную массу нефтепродуктов, тем самым предотвратив образование стойких эмульсий. Предварительно очищенные сточные воды от установок должны направляться на блок доочистки, состоящий из нефтеловушек, прудов-усреднителей, песчаных фильтров, а затем на сооружения биохимической очистки. Необходимо отметить, что при подготовке высокосериистых нефтей при использовании различных деэмульгаторов.

Биохимическая очистка сточных вод осуществляется в естественных и искусственных условиях. Наиболее простыми и дешевыми являются сооружения биохимической очистки в естественных условиях ноля фильтрации, поля орошения и биологические пруды. На полях фильтрации и полях орошения используется жизнедеятельность почвенных биоценозов, а в биологических пруда и биоценозов пресных водоемов.

Для доочистки нефтесодержащих сточных вод наибольшее применение получили сооружения биохимической очистки сточных вод в искусственных условиях - биологические фильтры (биофильтры) и азротенки. В биофильтрах функционируют биоценозы почвенного типа, в аэротенках - биоценозы, близкие и биоценозам водоемов.

Наиболее существенным вопросом наладки и пуска сооружений биохимической очистки сточных вод является наращивание активного ила в аэротенках или биопленки в биологических фильтрах.

Наличие в производственных сточных водах, поступающих на сооружения биохимической очистки, большого количества растворенных и нерастворенных минеральных примесей затрудняет ход биохимических процессов. Обусловлено это тем, что минеральные загрязнения биохимически не окисляются и являются по существу балластом для очистных сооружений. Нерастворенные минеральные примеси осложняют эксплуатацию отстойников, затрудняя выпуск из них осадка.

Вторичные отстойники служат для выделения из сточных вод, прошедших сооружения биохимической очистки, содержащихся в их активного ила (при очистке в аэротенках) или биопленки (при очистке на биофильтрах). Такое же назначение имеют третичные отстойники при биохимической очистке концентрированных сточных вод по двухступенчатой схеме.

Сточные воды второй системы канализации подвергают биохимической очистке как отдельно, так и в смеси с бытовыми,, химически загрязненными и промливневыми сточными водами, прошедшими механическую или физико-химическую очистку. При биохимической очистке на одной площадке городских и нефтесодержащих сточных вод следует предусматривать две параллельные технологические линии очистных сооружений первую -- для нефтесодержащих сточных вод или их смеси с бытовыми сточными?водами в соотношении не более 1, вторую -- только для бытовых сточных вод. Подобные решения позволяют предохранить комплекс сооружений биохимической очистки бытовых сточных вод в случае нарушения их работы по очистке нефтесодержащих сточных вод, а также снизить количество нефтепродуктов, сбрасываемых со сточными водами в водоем. Кроме того, снимается проблема обработки и последующего использования осадка и избыточного активного ила, образующихся при совместной очистке сточных вод, города и заводов.

При эксплуатации сооружений биохимической очистки сточных вод заводов следует руководствоваться рекомендациями. Независимо от того, будут ли сооружения работать в одну или две ступени, содержание истинных нефтепродуктов в поступающих на биохимическую очистку сточных водах не должно превышать 25 мг/л.?

Заключение

Сооружения очистки стоков на современных на нефтеперерабатывающих заводах занимают значительные площади - до 10-15% от, общей площади завода.

Открытость всех сооружений нефтеулавливания при большом зеркале воды и подача большого количества воздуха во флотаторы и аэротенки, имеющие также открытую поверхность большей площади, приводят к тому, что, очищая стоки, сами очистные сооружения являются значительным источником загрязнения атмосферы углеводородами. Отсюда стремление сократить до минимума площадь, занимаемую под все сооружения, к площадь единичного сооружения.

Именно с этой целью простые нефтеловушки заменяются пластинчатыми,а пруды дополнительного отстоя отстойниками того же назначения, устраиваются блоки аэротенков - отстойников, вместо воздуха используется технический кислород.

С этим же связано создание новых сооружений биохимической очистки, биоконтакторов, усовершенствование окситенков, и др.

Список литературы

1. Булатов М.А. Комплексная переработка многокомпонентных жидких систем. Теория и техника управления образованием осадков. М.: Мир, 2004. - 304 с., ил.

2. Булатов М.А., Бондарева Т.И., Кутепов А.М. Химические производства с замкнутым водооборотным циклом. Учебное пособие. М.: МИХМ - 1991. - 80с.

3. Рудин М.Г., Арсеньев Г.А., Васильев А.В., Общезаводское хозяйство нефтеперерабатывающего завода. Издательство "Химия".

4. Соркин Я.Г. Особенности переработки сернистой нефти и охрана окружающей среды. М., Химия.

5. http://chem21.info

Размещено на Allbest.ru