Правила очистки сточных вод

Правило 1. Сохранение экологии гидросферы Земли - необходи­мое условие жизни и устойчивого развития человека.

Правило 2. Полностью очистить сточные воды до Н₂О технически возможно, но экономически дорого.

Правило 3. Очистку сточных вод проводят, исходя из паритета экологических и экономических ценностей.

Общие требования, предъявляемые к стокам:

1) Стоки, сбрасываемые в водоемы, не должны нарушать природ­ную систему самоочищения воды и изменять температуру, рН, про­зрачность, цвет, запах, содержание взвешенных частиц.

2) Стоки не должны проявлять токсичность в отношении флоры и
фауны водоемов и удовлетворять эколого-токсикологическим и санитарно-гигиеническим требованиям.

Методы очистки сточных вод.

1. Для очистки вод от нефти, нефтепродуктов, органических ве­ществ, продуктов нефте- и газохимии, в том числе высокомолекуляр­ных соединений и СПАВ, используют экстракцию, абсорбцию, ад­сорбцию, окисление, озонирование, хлорирование, термическое
разложение.

2. Для удаления дисперсных и взвешенных частиц, механических
примесей используют отстаивание, флотацию, фильтрацию, центрифугирование, коагуляцию.

3. Для очистки от кислот, щелочей, солей, неорганических ве­ществ, металлов используют нейтрализацию, ионный обмен, охлаж­дение, выпаривание, дистилляцию, реагентное осаждение.

4. Для очистки от газов и паров используют нагрев, отдув, вакуумирование.

5. Уничтожение стоков сбросом их в Мировой океан - демпинг-
(от англ. dатреп - демпфировать, сглаживать, затухать) - за счет разбавления стоков морской водой.

Применяемые водоочистные сооружения на предприятиях нефтегазового сектора экономики включают сбор, очистку, контроль качества, возврат очищенной воды в водооборотный цикл и сброс отходов на переработку. Существуют разнообразные технологии водоочистки, одна из принципиальных схем которой приведена на рис.7.

Например, на КиришиНОС в 1998г. на 1 т переработанной нефти расходовали 0,03 м³ свежей воды, а доля оборотной воды достигала 99,7%. Средний показатель расхода свежей воды по другим российским НПЗ составляет 1,84±0,39 м³/т.

		Внешний источник воды

Очищенная вода

		Технологические процессы НПЗ

Рис.7. Схема водоснабжения и водоочистки на НПЗ

Краткая характеристика некоторых методов

Очистки сточных вод

Флотация – физико-химический процесс, заключающийся в создание комплекса частица-пузырек воздуха или газа (пены), всплытия ее и удаление пенного слоя.

В зависимости от способа получения пузырьков существуют следующие виды флотации пузырьками, образующимися за счет:

- механическое дробление воздуха турбиной, форсункой, пористой перегородкой;

- вакуумирование раствора;

- электрофлотации.

Процесс образование комплекса частица-пузырек состоит из трех стадий: сближения, взаимодействия и всплытия. Основным фактором, обеспечивающим связь частицы с пузырьком, является адгезия (прилижание).

Озонирование – очистка стоков азоном (О₃), в результате которой органические ЗВ, растворенные в воде окисляются и превращаются в менее токсичные. Озонирование сопровождается обесцвечиванием воды, дезодорированием (устранение запаха), обезвреживанием и стерилизацией (озон вызывает гибель микрофлоры и микрофауны). Поскольку озон является токсичным веществом, то вместо него для окислительной очистки воды все чаще используют перекись водорода (Н₂О₂).

Хлорирование – очистка стоков хлором (Cl₂), в результате которойорганические ЗВ, растворенные в воде, хлорируются и окисляются с образованием часто более токсичных хлорсодержащих органических соединений (например, диоксинов). Хлорированию также как озонированию сопутствует обесцвечивание, обезвреживание и стерилизация. Хлорированная вода в отличие от озонированной приобретает специфический запах, хорошо известный москвичам по запаху водопроводной воды весной. В основе обеззараживающего действия хлора лежит реакция образования хлорноватистой кислоты (HClO)

Cl₂ + H₂O => HCl + HClO.

В случае присутствия в воде аммиака непосредственно в процессе очистки наблюдается образование хлорамина (NH₂Cl) - стерилизующего и обеззараживающего вещества

Cl₂ + NH3 → NH₂Cl + HCl.

Коагуляция- процесс агрегации дисперсных частиц, присутствую­щих в воде, продуктами гидролиза коагулянта. В качестве коагулян­та используют сульфат алюминия - АI₂(SО₄)₃ , хлорид железа –FeCl₃ . При добавлении к сточной воде коагулянта А1₂(SО₄)₃ врезультате его гидролиза происходит образование хлопьев гидроксида алюми­ния А1(ОН)₃, обладающих развитой поверхностью, которые адсор­бируя дисперсные частицы 3В, агрегируются и осаждаются

Al₂(SO₄)₃ + ЗН₂О → 2А1(ОН)₃↓ + ЗН₂SО₄..

Флокуляция - процесс агрегации дисперсных частиц, присутст­вующих в воде флокулянтами. В качестве флокулянтов использу­ют высокомолекулярные соединения: поликремневую кислоту (хSiO₂-уН₂О), полиакриламид [-СН₂-СН(СОНН₂)-]_п.

При добавлении к сточной воде флокулянта его макромолекулы, адсорбируя дисперсные частицы, осаждаются. Наибольшая степень очистки сточной воды достигается при использовании смеси коагу­лянта и флокулянта.

Мировой океан служит резервуаром, в котором перерабатывают­ся различные отходы антропогенного происхождения. За счет физи­ко-химических процессов, протекающих в морской воде и воздейст­вия океанической флоры и фауны происходит рассеивание, раство­рение, осаждение и превращение 3В, включая ассимиляцию 3В рас­тениями и живыми организмами. Демпинг как метод уничтожения стоков, содержащих неорганические и органические соединения, ра­диоактивные отходы и другие 3В, по-прежнему актуален для стран, имеющих выход к морю. В основе демпинга лежит спорный тезис об очень большой емкости Мирового океана к ассимиляции 3В. Однако для 1/10 всех наиболее опасных 3В географические координаты мест их захоронения приходятся на воду и дно Мирового океана. На­ибольшее воздействие от 3В при демпинге испытывают морская фло­ра и фауна. В качестве иллюстрации в табл. 8 приведена токсич­ность некоторых металлов для морской фауны.

Таблица 8