Производственные сточные воды, содержащие примеси с плотностью меньше плотности воды, т.е. всплывающие примеси (нефть, смолы, масло, жиры и другие им подобные), очищают также отстаиванием в нефтеловушках, смоло- и маслоуловителях.
Нефтеловушки сооружают трех типов: горизонтальные, многоярусные и радиальные. Они предназначены для удаления нефти и твердых примесей из сточных вод.
Горизонтальные ловушки представляют собой отстойник, разделенный вертикальными стенками на секции. Сточная вода поступает в каждую секцию. Всплывающая нефть скребковым механизмом передвигается к щелевым поворотным трубам и отводится из нефтеловушек. Осадок твердых частиц сгребается в приямок, из которого удаляется гидроэлеватором.
При расчете горизонтальных нефтеловушек принимают: число секций – не менее двух, ширина секций 2-3 м, глубина слоя воды 1,2-1,5 м, производительность 45 л/с. При больших расходах сточной воды ширину секции принимают равной 6 м, высоту слоя воды 2 м. Длину отстойной части вычисляют по формуле
L = a·h·u/w o, (2.57)
где a – коэффициент, учитывающий турбулентность потока воды; при u/w o = 15 a = 1,65, при u/w o = 10 a = 1,5; h – глубина слоя воды.
При отсутствии данных по кинетике скорость движения воды принимают u = 4-6 мм/с, а скорость всплывания частиц w o = = 0,4-0,6 мм/с. Продолжительность отстаивания τо должна быть не менее 2 ч; продолжительность всплывания частиц нефти τ´ = = h/w о. Необходимым условием является τ ≤ τо.
Толщина слоя всплывших нефтепродуктов 0,1 м. Общие потери напора в нефтеловушке 0,4-0,5 м. Размеры типовых горизонтальных нефтеловушек указаны в табл. 2.12.
Таблица 2.12
Основные размеры типовых горизонтальных нефтеловушек
Глубина проточной части, м | Размер секций, м | Число секций | Производи-тельность, м3/ч | ||
длина | ширина | высота | |||
1,2 1,2 1,25 1,5 2,0 | 2 | 2,4 и 3,6 | |||
2,0 | 2,4 |
Многоярусные (тонкослойные) нефтеловушки (рис. 2.15) имеют меньшие габариты и более экономичны, чем горизонтальные.
Рис 2.15. Многоярусная нефтеловушка:
1 – подвод воды; 2 – водораспределительная труба; 3 – нефтесборные трубы; 4 – полочный блок; 5 – скребковый транспортер; 6 – отвод воды; 7 – гидроэлеватор; 8 – отвод осадка
При расчете этих нефтеловушек принимают число секций не менее двух, ширину секций – равной 2-3 м и глубину слоя отстаиваемой воды – 2,5-5 м. Воду подают в каждую секцию отдельно; гидравлическая крупность частиц нефти u о = 0,15 мм/с; толщина слоя всплывших нефтепродуктов 0,1 м; остаточное содержание нефтепродуктов в сточной воде 100 мг/л; расстояние между полками h п = 50 мм; угол наклона полок 45о; ширина полочного блока 0,65-0,75 м; высота полочного блока 1,5-1,6 м. Продолжительность пребывания воды в полочном пространстве τ´ = h п/ u о. Длина полочного пространства L = 1,3 u τ´.
Общая длина нефтеловушки на 5-6 м больше длины полочного пространства. Потери напора 0,5-0,6 м.
Радиальные нефтеловушки. Удаление нефтепродуктов и осадка из таких нефтеловушек полностью механизированы. Сточная вода подается по трубопроводу, расположенному под днищем нефтеловушки. Внутри нефтеловушки трубопровод заканчивается раструбом. Нефтепродукты удаляются через нефтесборные трубы.
При расчете принимают: число нефтеловушек – не менее трех; продолжительность отстаивания τо = 6 ч; глубина нефтеловушки 3-3,5 м; глубина зоны отстаивания h = 3,6 k τо u о (k – коэффициент объемного использования, равный 0,6); высота зоны осадка 0,3 м; толщина слоя всплывших нефтепродуктов 0,1 м; потери напора 0,6 м.
Типовые нефтеловушки имеют диаметр 24 и 30 м. Матери-ал – сборный железобетон.
Количество задерживаемого осадка в сутки определяется по формуле
, (2.58)
где С – концентрация примесей, г/м3; Q n – количество задержанных осаждающихся примесей (для горизонтальных ловушек 60-70 %; для многоярусных и радиальных – до 75 %); z ос – влажность осадка, %.
Количество нефти в осадке составляет 20 %.
Для очистки сточных вод от нефтепродуктов разработаны фильтры «Полимер» с пенополиуретановой загрузкой (рис. 2.16).
Рис. 2.16. Пенополиуретановый фильтр: 1 – слой пенополиуретана; 2 – элеватор; 3 – направляющие ролики; 4 – лента; 5 – ороситель; 6 – отжимные ролики; 7 – емкость; 8 – решетка |
Материал обладает высокой пористостью, механической и химической прочностью и большой поглотительной способностью. Направление движения воды в фильтре – сверху вниз. Регенерация фильтрующего материала достигается механическим отжимом из него уловленных нефтепродуктов. Основные расчетные параметры приведены в табл. 2.13.
Таблица 2.13
Параметры фильтра «Полимер»
Параметры | Рекомендуемые значения |
Крупность загрузки, мм | 15-20 |
Плотность загрузки, кг/м3 | |
Высота слоя, м | |
Концентрация в сточной воде, мг/л: | |
масел и нефтепродуктов | до 150 |
взвешенных веществ | до 150 |
Концентрация в очищенной воде, мг/л: | |
масел и нефтепродуктов | до 10 |
взвешенных веществ | до 10 |
Скорость фильтрации, м/ч, в режиме: | |
рабочем | до 25 |
форсированном | до 35 |
Потери напора к концу фильтроцикла, м | 0,5-0,7 |
Грязеемкость, кг/м3 | 130-170 |
Продолжительность фильтроцикла, ч | по номограммам |
Окончание табл. 2.13
Продолжительность регенерации загрузки при однократном отжиме, ч: | |
Полимер-25 | до 1 |
Полимер-500 | до 2 |
Длительность фильтрации определяют по формуле
, (2.59)
количество регенератора, м3/ч:
, (2.60)
где k = 0,85 – коэффициент, учитывающий нестабильность процесса; Е – удельная маслоемкость пенополиуретановой загрузки, кг/м3; w з – объем фильтрующей загрузки, м3; т н , т к – количество примесей до и после фильтрации, кг/ч; ρт – плотность извлекаемых примесей, кг/м3.