Реферат: Очистка сточных вод

/>/>/>

Введение

Основные вопросы защиты окружающей средынеобходимо решать на основе следующих принципов:

форма и масштабы человеческой деятельности должны быть соизмеримыс запасами невозобновляемых природных ресурсов;

неизбежные отходы производства должны попасть в окружающую среду вформе и концентрации, безвредных для жизни. Особенно это относится к воднымресурсам.

Природная вода — не только источник водоснабжения и транспортноесредство, но и среда обитания животных и растений. Круговорот воды в природесоздает необходимые условия для жизни человечества на Земле.

Происхождение воды на земле связано с происхождением самой Земли.Существует две гипотезы образования воды на Земле. В первом случае этосуществование готовых молекул воды в газопылевом облаке, из которого произошлаЗемля и которое наблюдается в кометах и метеоритах сегодня. Во втором случаевода образовалась из водорода и кислорода после конденсации газопылевого облакав планету Земля. Впоследствии при повышении температуры недр Земли и ихдегазации, а также в процессе миграции водорода и кислорода из центральнойчасти планеты к периферии и химических реакций образовались молекулы воды.

Происхождение воды, ее первичное образование как растворителя и еемиграция представляют единое целое в изучении природной воды.

Одним из невосполнимых природных ресурсов является нефть, котораяв процессе добычи, транспорта, переработки и потребления постоянносоприкасается с окружающей средой и загрязняет ее, особенно воду.

В настоящее время защита окружающей среды от нефтесодержащихсточных вод — одна из главных задач. Мероприятия, направленные на очистку водыот нефти, помогут сберечь определенные количества нефти и сохранить чистымвоздушный и водный бассейны. На земном шаре много воды, но чистой пресной водыочень мало. Круговорот воды в природе создает необходимые условия длясуществования человечества на земле.

Для правильного подхода к решению актуальных задач в областиокружающей среды необходимы определенные знания в этой области. Учебныепрограммы, разработанные во многих университетах и институтах можно разбить надве крупные группы:

решение экологических вопросов в политическом, юридическом,экономическом и других гуманитарных направлениях;

решение экологических вопросов в техническом аспекте, где решаютсяобщетехнические задачи или частные задачи отдельной или близких отраслей промышленности.

/>/>/>Характеристиказагрязненности воды нефтью

Методы очистки сточных вод выбирают в зависимости от их вида:бытовые, промышленные и дождевые.

Сточные воды нефтяной и нефтехимической промышленности содержатнефть, нефтепродукты и различные химические вещества (тетраэтилсвинец, фенолы идр.). Эти сточные воды можно классифицировать следующим образом:

Таблица 1. Классификация сточныхвод

Сточные воды

Технологические процессы, связанные с получением сточных вод Методы вторичного использования вод и извлечение из них полезных веществ Дисперсный состав загрязнителя свободные и связанные, воды содержащиеся в сырье и исходных продуктах

нерастворимые примеси с частицами 10-5 — 10-4 м и более

промывные воды коллоидные растворы водные экстракты и адсорбционные жидкости растворенные газы и молекулярно — растворимые органические вещества охлаждающие жидкости электролиты технические воды дождевые и талые воды с территории потенциальных загрязнителей

Два первых направления классификации не позволяютсистематизировать примеси сточных вод для последующей разработки принциповвыбора эффективных систем очистки. Третье направление классификации,предложенное Л.А. Кульским с этой точки зрения является более подходящим. Егосущность заключается в том, что все сточные воды делятся по дисперсионномусоставу загрязняющего вещества на четыре группы.

Классификация третьей группы позволяет для каждой из вышеперечисленных групп предложить определенные методы очистки воды.

На нефтетранспортных предприятиях применяют все виды очисткисточных вод: механическую, физико-химическую и биологическую. Для выбора тогоили иного типа сооружений из выше перечисленных классификаций сточных вод болеевсего подходит классификация Л.А. Кульского.

До недавнего времени количество растворенной нефти в водепрактически не рассматривали. Поставленные в Новополоцком политехническоминституте исследования дают возможность судить о растворимости разныхнефтепродуктов в воде в зависимости от различных факторов.

При непродолжительности контакта нефтепродуктов с водой безперемешивания последних количество нефтепродуктов, перешедших в воду, сувеличением времени возрастает. С увеличением контакта от 2 до 120 ч количествонефти в воде возрастает от 0,2 до 1,4 мг/л, дизельного топлива — от 0,2 до 0,8мг/л, а растворимость бензинов зависит не только от времени, но и от метильныхи метиленовых групп углеводородов, входящих в состав бензина. Для метильных иметиленовых групп концентрация бензина А-76 в воде при контакте от 2 до 120 чувеличивается от 1,4 до 11,9 мг/л, а для ароматических углеводородов при тех жепараметрах в бензине А-76 — от 2,6 до 34 мг/л.

Как следует из предыдущих примеров количество растворенныхнефтепродуктов в воде довольно значительно.

На нефтетранспортных предприятиях сбор сточных вод и их очисткуведут в зависимости от нефтехимических примесей и способов их очистки. Всточных водах нефтетранспортных предприятий находятся нефти и нефтепродукты,которые после отделения от воды можно использовать в народном хозяйстве.Химические примеси, как, например, тетраэтилсвинец, отделяют специальнымихимическими методами. В этом случае целесообразно применять раздельный сборсточных вод и комбинированную систему очистки.

При выборе системы сбора и очистки сточных вод руководствуютсяследующими основными положениями:

необходимостью максимального уменьшения количества сточных вод иснижения содержания в них примесей;

возможностью извлечения из сточных вод ценных примесей и ихпоследующей утилизации;

повторным использованием сточных вод (исходных и очищенных) втехнологических процессах и системах оборотного водоснабжения.

Предложенную В.А. Проскуряковым и Л.И. Шмидтом классификациюосновных методов очистки сточных вод на химических предприятиях можноиспользовать и на нефтетранспортных.

Эта классификация разработана на основе классификации сточных водпо фазово-дисперсным и химическим характеристикам примесей. Имея данные порасходам сточных вод, их подробную характеристику, в том числе и по содержаниюпримесей, а также требования к очищенной воде, по схеме можно отобрать дляпроверки несколько методов. На основании экспериментальных исследований сучетом технико-экономических показателей выбирают оптимальный метод очисткисточных вод.

Выбор метода очистки сточных вод нефтетранспортных предприятийзависит от многих факторов: количество сточных вод различных видов, их расходы,возможность и экономическая целесообразность извлечения примесей из сточныхвод, требования к качеству очищенной воды при ее использовании для повторного иоборотного водоснабжения и сброса в водоем, мощность водоема, наличие районныхили городских очистных сооружений. Очистка нефтесодержащих сточных вод должнаобеспечивать:

максимальное извлечение ценных примесей для использования их поназначению;

применение очищенных сточных вод в технических процессах;

минимальный сброс сточных вод в водоем.

Для очистки сточных вод используют очистные сооружения трехосновных типов: локальные, общие и районные или городские.

На нефтебазах и насосных станциях трубопроводов применяют очистныесооружения общего типа, а в случае попадания в сточные воды особо вредныххимических веществ — очистные сооружения локального типа. В зависимости отстепени очистки сточных вод на очистных сооружениях локального или общего типаи характеристики водоема сточные воды либо направляют на районные или городскиеочистные сооружения, либо сбрасывают в водоем.

Очистные сооружения локального типа предназначены дляобезвреживания сточных вод непосредственно после технологических цехов, имеющихвредные химические вещества, например после резервуарного парка технологическихкоммуникаций, насосных станций, хранящих и перекачивающих этилированныебензины. Применение таких установок дает возможность избежать необходимостипропускать сточные воды предприятия через установки для извлечения из водыопределенных химических веществ.

Очистные сооружения общего типа предназначены для очистки всехнефтесодержащих вод нефтетранспортного предприятия. Обычно эти очистныесооружения включают механическую, физико-химическую и биологическую очистки. Ксооружениям механической очистки относятся песколовки, нефтеловушки,отстойники, флотационные и фильтрационные установки и др. На этих сооруженияхудаляют грубодисперсные примеси. К сооружениям физико-химической очисткиотносятся флотационные установки с применением химических реагентов, установкис применением коагулянтов для коллоидных примесей. К сооружениям биологическойочистки относятся аэротенки, биофильтры, биологические пруды и др.

Для очистки сточных вод применяют реагентные методы: коагуляцию,флокуляцию, осаждение примесей, фильтрование, флотацию, адсорбцию, ионныйобмен, обратный осмос и др.

Очистные сооружения районного или городского типа предназначены восновном для механической, физико-химической и биологической очистки сточныхвод. Если на эти очистные сооружения направляют производственные сточные воды,то в них не должно быть примесей, которые могут нарушить нормальный ритм работыканализации и очистных сооружений.

Эти производственные воды не должны содержать:

взвешенных и всплывающих веществ в количестве более 500 мг/л;

веществ, способных засорять трубы канализационной сети илиотлагаться на стенках труб;

веществ, оказывающих разрушающее действие на материал труб иэлементы сооружений канализации;

горючих примесей и растворенных газообразных веществ, способныхобразовывать взрывоопасные смеси в канализационных сетях и сооружениях;

вредных веществ в концентрациях, препятствующих биологическойочистке сточных вод или сбросу их в водоем (с учетом эффекта очистки).

Температура этих вод не должна превышать 40° С. Не допускаютсязалповые сбросы сильноконцентрированных сточных вод./>/>/>

Методыочистки промышленных сточных вод

Методы, применяемые для очистки сточныхвод, могут быть могут быть разделены на три группы:

механические,

физико-химические,

биологические.

/>/>/>Механическаяочистка

Механическую очистку сточных вод применяют преимущественно какпредварительную. Механическая очистка обеспечивает удаление взвешенных веществиз бытовых сточных вод на 60-65%, а из некоторых производственных сточных водна 90-95%. Задачи механической очистки заключаются в подготовке воды кфизико-химической и биологической очисткам. Механическая очистка сточных водявляется в известной степени самым дешевым методом их очистки, а поэтому всегдацелесообразна наиболее глубокая очистка сточных вод механическими методами.

В настоящее время к очистке предъявляют большие требования. Этоприводит к созданию высокоэффективных методов физико-химической очистки,интенсификации процессов биологической очистки, разработке технологических схемс сочетанием механических, физико-химических и биологических способов очистки иповторным использованием очищенных вод в технологических процессах.

Механическую очистку проводят для выделения из сточной водынаходящихся в ней нерастворенных грубодисперсных примесей путем процеживания,отстаивания и фильтрования.

Для задержания крупных загрязнений и частично взвешенных веществприменяют процеживание воды через различные решетки и сита. Для выделения изсточной воды взвешенных веществ, имеющих большую или меньшую плотность поотношению к плотности воды, используют отстаивание. При этом тяжелые частицыоседают, а легкие всплывают.

Сооружения, в которых при отстаивании сточных вод выпадают тяжелыечастицы, называются песколовками.

Сооружения, в которых при отстаивании загрязненных промышленныхвод всплывают более легкие частицы, называются в зависимости от всплывающихвеществ жироловками, маслоуловителями, нефтеловушками и др.

Фильтрование применяют для задержания более мелких частиц. Вфильтрах для этих целей используют фильтровальные материалы в виде тканей(сеток), слоя зернистого материала или химических материалов, имеющих определеннуюпористость. При прохождении сточных вод через фильтрующий материал на егоповерхности или в поровом пространстве  задерживается выделенная из сточнойводы  взвесь.

Механическую очистку как самостоятельный метод применяют тогда,когда осветленная вода после этого способа очистки может быть использована втехнологических процессах производства или спущена в водоемы без нарушения ихэкологического состояния. Во всех других случаях механическая очистка служитпервой ступенью очистки сточных вод.

/>/>/>Физико-химическаяочистка

Физико-химическая очистка заключается в том, что в очищаемую вводувводят какое-либо вещество-реагент (коагулянт или флокулянт). Вступая вхимическую реакцию с находящимися в воде примесями, это вещество способствуетболее полному выделению нерастворимых примесей, коллоидов и части растворимыхсоединений.

При этом уменьшается концентрация вредных веществ в сточных водах,растворимые соединения переходят в нерастворимые или растворимые, нобезвредные, изменяется реакция сточных вод (происходит их нейтрализация),обеспечивается окрашенная вода. Физико-химическая очистка дает возможностьрезко интенсифицировать механическую очистку сточных вод. В зависимости отнеобходимой степени очистки сточных вод физико-химическая очистка может бытьокончательной или второй ступенью очистки перед биологической.

/>/>/>Биологическаяочистка

Биологическая очистка основана нажизнедеятельности микроорганизмов, которые способствуют окислению иливосстановлению органических веществ, находящихся в сточных водах в виде тонкихсуспензий, коллоидов, в растворе и являются для микроорганизмов источникомпитания, в результате чего и происходит очистка сточных вод от загрязнения.

Очистные сооружения биологической очистки можно разделить на дваосновных типа:

сооружения, в которых очистка происходит в условиях, близких к естественным;

сооружения, в которых очистка происходит в искусственно созданныхусловиях.

К первому типу относятся сооружения, в которых происходитфильтрование очищаемых сточных вод через почву (поля орошения и поляфильтрации) и сооружения, представляющие собой водоемы (биологические пруды) спроточной водой. В таких сооружениях дыхание микроорганизмов кислородомпроисходит за счет непосредственного поглощения его из воздуха. В сооруженияхвторого типа микроорганизмы дышат кислородом главным образом за счетдиффундирования его через поверхность воды (реаэрация) или за счет механическойаэрации.

В искусственных условиях биологическую очистку применяют ваэротенках, биофильтрах и аэрофильтрах. В этих условиях процесс очисткипроисходит более интенсивно, так как создаются лучшие условия для развитияактивной жизнедеятельности микроорганизмов.

При повышенных требованиях к очистке биологически очищенную водуочищают дополнительно. Наиболее широкое распространение в качестве сооруженийдля дополнительной очистки получили песчаные фильтры, главным образом двух- имногослойные, а также контактные осветлители (микрофильтры применяют реже).

Снижение концентрации трудноокисляемых веществ возможно методомсорбции, например активированным углем и химическим окислением или путемозонирования. Концентрацию солей можно снижать методами обессоливания.

/>/>/>Очисткаот биогенных элементов

 Биологически очищенная вода содержит аммонийные азот и фосфор взначительной концентрации. Эти вещества способствуют усиленному развитию воднойрастительности, последующее непременное отмирание которой приводит к вторичномузагрязнению водоема. Азот удаляют физико-химическими и биологическими методами,а фосфор только химическим — осаждением солями железа, алюминия и известью.

Дезинфекция очищенныхсточных вод

В практике очистки сточных вод дезинфекцию осуществляют теми жеприемами и средствами, что и при очистке природных вод. Наиболее частоприменяют хлорирование газообразным хлором, а на станциях производительностьюдо 1000 м3/сут используют и хлорную известь.

/>/>/>Методыобработки осадка

При всех методах очистки сточных вод образуется осадок изнерастворимых веществ в первичных отстойниках, а при биологической очистке вовторичных отстойниках образуется еще больше осадка. В сыром состоянии (твердыевещества с водой) при очистке бытовых и некоторых производственных вод этиосадки являются опасными в санитарном отношении.

Для уменьшения количества органических веществ в осадке и приданияему лучших санитарных показателей осадок подвергают воздействию анаэробныхмикроорганизмов и аэробной стабилизации ила в соответствующих сооружениях. Канаэробным сооружениям относятся септики, двухъярусные отстойники и метантенки.

Для уменьшения влажности осадка сточных вод и его объема служатиловые пруды и площадки. Для обезвоживания осадка применяют различныемеханические приемы: вакуум-фильтрацию, фильтрпрессование, центрифугирование, атакже термические сушку и сжигание. Биологические осадки часто используют вкачестве удобрений и как белково-витаминные добавки к рационам питания животных.

При выборе метода очистки и обработки осадка сточных воднаселенных пунктов и промышленных предприятий, а также места расположения итипа очистных сооружений необходимо в первую очередь выявлять возможность ицелесообразность промышленного использования очищенных сточных вод и осадка.

На предприятиях транспорта и хранения нефти и нефтепродуктов, атакже на газосборных пунктах и газобензиновых заводах сточные водыподразделяются на бытовые и производственные. Производственные воды нефтяных игазовых предприятий выпускают в производственно-дождевую канализацию. Эти водыв основном загрязнены нефтепродуктами (400-15000 мг/л) и механическимипримесями (100-600 мг/л). Для их очистки применяют механическую,физико-химическую и биологическую очистки.

Степень очистки сточных вод от нефтепродуктов, достигаемая наразличных сооружениях приведена в таблице.

Таблица 2. Степень очисткисточных вод от нефтепродуктов на различных сооружениях

Сооружение Содержание нефтепродуктов в воде, мг/л поступающей в сооружения очищенной Нефтеловушка 400-15000 50-100 Флотационная установка (с коагуляцией) 50-100 15-20 Пруд-отстойник 50-100 15-30 Станция биологической очистки 20-50 5-10 Установка озонирования (две ступени) 10-15 1-3

/>/>/>Механическаяочистка сточных вод

При механической очистке сточных вод применяют песколовки,резервуары-отстойники, нефтеловушки, пруды-отстойники, напорные полые и полочныеотстойники.

/>/>/>Песколовки

Песколовки предназначены для выделения механических примесей сразмером частиц более 250 мкм. Необходимость предварительного выделениямеханических примесей (песка, окалины и др.) обуславливается тем, что приотсутствии песколовок эти примеси выделяются в других очистных сооружениях итем самым усложняют эксплуатацию последних.

Принцип действия песколовки основан на изменении скорости движениятвердых тяжелых частиц в потоке жидкости.

Песколовки делятся на горизонтальные, в которых жидкость движетсяв горизонтальном направлении, с прямолинейным или круговым движением воды,вертикальные, в которых жидкость движется вертикально вверх, и песколовки свинтовым (поступательно-вращательным) движением воды. Последние в зависимостиот способа создания винтового движения разделяются на тангенциальные иаэрируемые.

Самая простейшая горизонтальная песколовка — щелевая. Принцип ееработы основан на том, что песок канализационной сети продвигается в основном внижней части коллектора и при небольшом уменьшении скорости потока болеетяжелые частицы проваливаются вниз.

Горизонтальные песколовки большой производительности болеесложные. Принцип работы этих песколовок идентичен. Горизонтальная песколовкаимеет прямоугольную форму и состоит из двух и более секций.

На входе в песколовку установлены решетки для задержания крупныхмеханических примесей. Кроме решеток в начале и  конце песколовки расположеныдеревянные шиберы для равномерного поступления воды и отключения песколовки.Дно песколовки выполнено под углом к центру сооружения для сбора и откачкивыпавшего осадка.

При работе песколовок на дне их собираются механические примеси,которые необходимо периодически удалять. Из опыта работы нефтебаз следует, чтогоризонтальные песколовки необходимо очищать не реже одного раза в 2-3 сут, ащелевые — по мере накопления осадка в иловой части. Нельзя допускать, чтобыилом была заполнена камера до днища лотка. При очистке песколовок обычноприменяют переносный или стационарный гидроэлеватор.

/>/>/>Статическиеотстойники

Нефтетранспортные предприятия (нефтебазы, нефтеперекачивающиестанции) оборудуют различными отстойниками для сбора и очистки воды от нефти инефтепродуктов. Для этой цели обычно используют стандартные стальные илижелезобетонные резервуары, которые могут работать в режиме резервуара-накопителя,резервуара-отстойника или буферного резервуара в зависимости от технологическойсхемы очистки сточных вод.

Исходя из технологического процесса загрязненные воды нефтебаз инефтеперекачивающих станций неравномерно поступают на очистные сооружения. Дляболее равномерной подачи загрязненных вод на очистные сооружения служатбуферные резервуары, которые оборудуют водораспределительными и нефтесборнымиустройствами, трубами для подачи и выпуска сточной воды и нефти, уровнемером,дыхательной аппаратурой и т.д. Так как нефть в воде находится в трех состояниях(легко-, трудноотделимая и растворенная), то попав в буферный резервуар, легко-и частично трудноотделимая нефть всплывает на поверхность воды, во второмслучае это происходит значительно медленнее. Для отделения мелкодисперснойнефти при большой высоте резервуара необходимо затратить значительное время(более 48 ч), поэтому такое отделение в буферных резервуарах непредусматривается. В этих резервуарах отделяют до 90-95% легко отделимыхнефтей. Для этого в схему очистных сооружений устанавливают два и болеебуферных резервуара, которые работают периодически: заполнение, отстой,выкачка.

Объем резервуара выбирают из расчета времени заполнения, выкачки иотстоя, причем время отстоя принимают от 6 до 24 ч. Таким образом, буферныерезервуары (резервуары-отстойники) не только сглаживают неравномерность подачисточных вод на очистные сооружения, но и значительно снижают концентрацию нефтив воде. Большие преимущества этого вида резервуаров — герметичность и возможностьстроительства индустриальным методом, что приводит к резкому сокращению временистроительства.

Отстаивание воды в вертикальных резервуарах может протекать вдинамическом и непроточном режимах.

При динамическом режиме наполнение и опорожнение резервуарапроисходят одновременно.

При статическом (непроточном) режиме резервуары работают по тремциклам: наполнение, отстаивание, опорожнение. Поэтому для отстаивания водычисло резервуаров должно быть более двух, а объем их несколько больше, чемобъем резервуаров при динамическом режиме.

Резервуары должны быть оборудованы средствами автоматики,осуществляющими автоматическое переключение резервуаров, следящими за уровнемводы в резервуаре и не допускающими попадания нефти в отводящий трубопровод.

Перед откачкой отстоявшейся воды из резервуара сначала отводятвсплывшую нефть и выпавший осадок, после чего откачивают осветленную воду. Дляудаления осадка на дне резервуара устраивают дренаж из перфорированных труб.

Отстаивание — наиболее простой и часто применяемый способвыделения из сточных вод грубо дисперсных примесей, которые под действиемгравитационной силы оседают на дне отстойника или всплывают на его поверхности.

Для дополнительной очистки сточных вод часто используют прудыдополнительного отстоя, представляющие собой водоемы глубиной до 4 м и площадьюзеркала воды в зависимости от пропускной способности сточных вод. Обычно такиепруды имеют несколько секций, каждая из которых оборудована устройством длярассредоточенного ввода и выпуска воды.

Пруды дополнительного отстаивания имеют следующие существенныенедостатки: необходимость больших территорий, высокая стоимость, загрязнениеатмосферы испаряющимися нефтепродуктами, влияние ветровой нагрузки наэффективность очистки, трудности при сборе нефти и осадка и др.

/>/>/>Динамическиеотстойники

Отличительная особенность динамических отстойников заключается вотделении примеси, находящейся в воде, при движении жидкости.

В динамических отстойниках илиотстойниках непрерывного действия жидкость движется в горизонтальном иливертикальном направлении, отсюда и отстойники подразделяются на вертикальные игоризонтальные.

Вертикальный отстойник представляет собой цилиндрический иликвадратный (в плане) резервуар с коническим днищем для удобства сбора и откачкиосаждающегося осадка. Движение воды в вертикальном отстойнике происходит снизувверх (для осаждающихся частиц).

Горизонтальный отстойник представляет собой прямоугольныйрезервуар (в плане) высотой 1,5-4 м, шириной 3-6 м и длиной до 48 м. Выпавшийна дне осадок специальными скребками передвигают к приямку, а из негогидроэлеватором, насосами или другими приспособлениями удаляют из отстойника.Всплывшие примеси выводят с помощью скребков и поперечных лотков, установленныхна определенном уровне.

В зависимости от улавливаемого продукта горизонтальные отстойникиделятся на песколовки, нефтеловушки, мазутоловки, бензоловки, жироловки и т.п.

В радиальных отстойниках круглой формы вода движется от центра кпериферии или наоборот. Радиальные отстойники большой производительности,применяемые для очистки сточных вод, имеют диаметр до 100 м и глубину до 5 м.

Радиальные отстойники с центральным впуском сточной воды имеютповышенные скорости впуска, что обуславливает менее эффективное использованиезначительной части объема отстойника по отношению к радиальным отстойникам спериферийным впуском сточных вод и отбором очищенной воды в центре.

/>/>/>Тонкослойныеотстойники

Чем больше высота отстойника, тем больше необходимо времени длявсплытия частицы на поверхности воды. А это, в свою очередь, связано сувеличением длины отстойника. Следовательно, интенсифицировать процессотстаивания в нефтеловушках обычных конструкций сложно. С увеличением размеровотстойников гидродинамические характеристики отстаивания ухудшаются. Чем тоньшеслой жидкости, тем процесс всплытия (оседания) происходит быстрее при прочихравных условиях. Это положение привело к созданию тонкослойных отстойников,которые по конструкции можно разделить на трубчатые и пластинчатые.

Трубчатые отстойники

Рабочий элемент трубчатого отстойника — труба диаметром 2,5-5 см идлиной около 1 м. Длина зависит от характеристики загрязнения игидродинамических параметров потока. Применяют трубчатые отстойники с малым (10°) и  большим (до 60°) наклоном труб.

Отстойники с малым наклоном трубы работают по периодическомуциклу: осветление воды и промывка трубок. Эти отстойники целесообразноприменять для осветления сточных вод с небольшим количеством механическихпримесей. Эффективность осветления составляет 80-85%.

В круто наклонных трубчатых отстойниках расположение трубокприводит к сползанию осадка вниз по трубкам, и в связи с этим отпадаетнеобходимость их промывки.

Продолжительность работы отстойников практически не зависит отдиаметра трубок, но возрастает с увеличением их длины.

Стандартные трубчатые блоки изготовляют из поливинилового илиполистирольного пластика. Обычно применяют блоки длиной около 3 м, шириной 0,75м и высотой 0,5 м. Размер трубчатого элемента в поперечном сечении составляет5х5 см. Конструкции этих блоков позволяют монтировать из них секции на любуюпроизводительность; секции или отдельные блоки легко можно устанавливать ввертикальных или горизонтальных отстойниках.

Пластинчатыеотстойники

Пластинчатые отстойники состоят из ряда параллельно установленныхпластин, между которыми движется жидкость. В зависимости от направлениядвижения воды и выпавшего (всплывшего) осадка отстойники делятся напрямоточные, в которых направления движения воды и осадка совпадают;противоточные, в которых вода и осадок движутся навстречу друг другу;перекрестные, в которых вода движется перпендикулярно к направлению движенияосадка. Наиболее широкое распространение получили пластинчатые противоточныеотстойники.

Эффективность осветления воды в пластинчатых отстойникахповышается с уменьшением их высоты.

Достоинства трубчатых и пластинчатых отстойников — ихэкономичность вследствие небольшого строительного объема, возможностьприменения пластмасс, которые легче металла и не корродируют в агрессивныхсредах.

Общий недостаток тонкослойных отстойников — необходимость созданияемкости для предварительного отделения легко отделимых нефтяных частиц ибольших сгустков нефти, окалины, песка и др. Сгустки имеют нулевую плавучесть,их диаметр может достигать 10-15 см при глубине в несколько сантиметров. Такиесгустки очень быстро выводят из строя тонкослойные отстойники. Если частьпластин или труб будет забита подобными сгустками, то в остальных повыситсярасход жидкости. Такое положение приведет к ухудшению работы отстойника.

В ГАНГ им. И.М. Губкина на кафедре транспорта и хранения нефти игаза была разработана установка по очистке сточных вод, в которой были учтенынедостатки старых нефтеловушек. К новой установке были предъявлены следующиетребования: высокое качество очистки сточных вод от нефтепродуктов;индустриализация строительства; минимальная занимаемая площадь под очистныесооружения; минимальные эксплуатационные затраты.

Этим требованиям отвечает многоступенчатая установка с очистнымиустройствами различных конструкций. Установка предназначена для отделениялегко- и трудноотделимых нефтяных частиц. Для доведения содержания нефти в водеменьше 1 мг/л сточные воды необходимо пропускать через другие установки,предназначенные для более глубокой очистки.

Для отделения выделившейся нефти из воды используют буфернуюемкость, скорость движения воды в которой в несколько раз меньше, чем скоростьводы в подводящем трубопроводе. Эта буферная емкость отличается от всехпредыдущих не только габаритами, но и наличием герметичной крыши, внутри которой расположен короткий трубопровод с резьбой для навинчивания «стакана».Крыша расположена намного ниже уровня жидкости в установке. С помощьюнавинчивающегося стакана уровень жидкости в вертикальном трубопроводеустанавливается несколько ниже верхней образующей стакана. Таким образом,уровень воды в вертикальном трубопроводе расположен ниже верхней точкитрубопровода.

Буферная емкость соединена со вторым очистным сооружением — толстослойным отстойником. В отличие от тонкослойного отстойника у этогоотстойника высота определяется несколькими десятками сантиметров. Толстослойныйотстойник предназначен для отделения крупнодисперсных нефтяных частиц, а такжекрупных сгустков нефти и механических примесей. Он представляет собой круглыйили прямоугольный трубопровод, начинающийся у буферной емкости и кончающийсяниже уровня жидкости в установке.

Прямоточный отстойник может работать в горизонтальной и наклоннойплоскостях. В первом случае для монтажа требуется очень мало места, нопрактически получится нефтеловушка со вставными элементами. Во втором случае онпревращается в напорный отстойник, который наиболее дешев, прост вэксплуатации, легко поддается автоматизации.

Одновременно с изучением влияния скорости потока на степеньочистки также рассматривали влияние угла наклона отстойника на процессразделения. При проведении экспериментов угол наклона отстойника изменяли от 0° до 25°. Результатыэкспериментов показали, что наиболее эффективно процесс разделения происходитпри угле наклона отстойника 10°.

/>/>/>Гидроциклоны

Сточные воды очищают в открытых и закрытых (напорных)гидроциклонах. Открытые гидроциклоны обычно проектируют для очистки сточных водот тяжелых примесей. Обычно гидроциклоны применяют в комплексе с другимиочистными сооружениями.

Решающее влияние на рабочий эффект открытого гидроциклонаоказывают физические свойства частиц (размер, форма, плотность и др.), длязадержания которых он предназначен, а также геометрические размеры гидроциклонаи гидравлический режим его работы.

Напорные гидроциклоны

В напорные гидроциклоны вода подается через тангенциальнонаправленный патрубок в цилиндрическую часть. В гидроциклоне вода, двигаясь повинтовой спирали наружной стенки аппарата, направляется в коническую его часть.Здесь основной поток изменяет направление движения и перемещается к центральнойчасти аппарата. Поток осветленной воды в центральной части аппарата по трубевыводится из гидроциклона, а тяжелые примеси вдоль конической частиперемещаются вниз и выводятся через патрубок шлама.

Промышленность выпускает напорные гидроциклоны несколькихтипоразмеров. Для грубой очистки применяют гидроциклоны больших диаметров. Прицелесообразности глубокой очистки сточной воды используют схемупоследовательного соединения различных типоразмеров гидроциклонов. При такойсложной схеме соединения гидроциклонов подача воды может осуществляться отодного насоса или от ряда насосов, установленных перед последующимигидроциклонами.

Применение гидроциклонов обычной конструкции не всегда приводит кнеобходимой степени очистки сточных вод. Поэтому был предложен ряд новыхконструкций усовершенствования напорного гидроциклона. Он отличается отобычного напорного гидроциклона тем, что в нем установлены коаксиально трисливных патрубка, различных по диаметру и глубине погружения. Такоерасположение патрубков позволяет работать данному гидроциклону как тремсовмещенным гидроциклонам, имеющим различный диаметр, производительность истепень очистки.

Твердая частица, попадая в цилиндрическую часть гидроциклона, поддействием центробежных сил перемещается вдоль стенки и опускается вниз. Вцентре гидроциклона образуются восходящие потоки легких фракций, которыеудаляются через коаксиально расположенные патрубки. Чем меньше глубинапогружения патрубка, тем больше и крупнее взвесь идет по нему в слив.

Частицы, не вынесенные потоком через патрубки, оседают на днеконической части гидроциклона и удаляются через песковой штуцер.

Безнапорныйгидроциклон

Одним из технических приспособлений для сбора нефтяной пленки споверхности воды является безнапорный гидроциклон.

Если в предыдущих конструкциях для вращения жидкости вгидроциклоне применяли подачу воды в гидроциклон по патрубку, расположенному покасательной в цилиндрической части, то в данном случае проводят отсос воды изгидроциклона по патрубку, расположенному по касательной внизу конической частигидроциклона. Такое расположение патрубка дает возможность образовывать внутригидроциклона вращение жидкости, причем поступление воды из водоема происходит вверхней части гидроциклона.

Собранная с поверхности воды пленка нефтепродуктов, попадая вгидроциклон как более легкая, собирается в центре гидроциклона. По мереувеличения количества нефтепродуктов в гидроциклоне внутри него образуетсяконус из нефтепродуктов, который, увеличиваясь в размере, достигает нефтяногоотборного патрубка, расположенного в центре гидроциклона. Нефтепродукты поэтому патрубку сбрасываются в специальные емкости на берегу водоема.Концентрация воды и нефти в этом потоке может быть различной. Поэтому вотстойных емкостях происходит гравитационное разделение воды и нефтепродуктов,после чего условно чистую воду сбрасывают в водоемы. Если концентрациянефтепродуктов в сбрасываемой воде велика, то необходимо эту воду пропускатьчерез очистные сооружения.

/>/>/>Фильтры

Метод фильтрования приобретает все большее значение в связи сповышением требований к качеству очищенной воды. Фильтрование применяют послеочистки сточных вод в отстойниках или после биологической очистки. Процессоснован на прилипании грубодисперсных частиц нефти и нефтепродуктов кповерхности фильтрующего материала. Фильтры по виду фильтрующей среды делятсяна тканевые или сетчатые, каркасные или намывные, зернистые или мембранные.

Фильтрование через различные сетки и ткани обычно применяют дляудаления грубо дисперсных частиц. Более глубокую очистку нефтесодержащей водыможно осуществлять на каркасных фильтрах. Пленочные фильтры очищают воду намолекулярном уровне.

Микрофильтры

Микрофильтры представляют собой фильтровальные аппараты, вкачестве фильтрующего элемента использующие металлические сетки, ткани иполимерные материалы. Микрофильтры обычно выпускают в виде вращающихсябарабанов, на которых неподвижно закреплены или прижаты к барабану фильтрующиематериалы. Барабаны выпускают диаметром 1,5-3 м и устанавливают горизонтально.Очищаемая вода поступает внутрь барабана и фильтруется через фильтр наружу. Микрофильтрышироко используют для осветления природных вод.

В промышленности применяют микрофильтры различных конструкций.Процесс фильтрации происходит только за счет разности уровней воды внутри иснаружи барабана. Полотно сетки не закреплено, а лишь охватывает барабан в видебесконечной ленты, натягиваемой с помощью натяжных роликов.

Микросетки изготовляют из различных материалов: капрона, латуни,никеля, нержавеющей стали, фосфористой бронзы, нейлона и др.

Характеристика задерживаемых частиц зависит от различныхпараметров (характеристики сточных вод и фильтра, гидродинамических параметрови др.)

Таблица 3. Сравнительная характеристика тканей и микросеток

Ткань и микросетка Размер ячеек, мкм

Число ячеек на 1 см2

Ткань:

капроновая

из волокнистого стекла

58х70

20х60

350-400

100-500

Микросетка:

латунная № 006

из фосфористой бронзы № 004

никелевая № 004

никелевая плющеная № 002

57-58

35-45

35-40

18-22

10000-13000

18000-21000

18000-22000

20000

Таблица 4. Крупность задерживаемых частиц различными фильтровальнымитканями

Ткань Крупность частиц, мм Ткань Крупность частиц, мм Капрон 5-30 Лавсан 10 Фильтродиагональ 20 Фильтромиткаль 3 Поливинилхлорид 20 Хлорин 3 Хлопчатобумажный бельтинг 10 Поливинилхлорид 3 Фторлон 10 Нитрон 3

Таблица 5. Техническая характеристика микрофильтров барабанныхсеток[1]

Размер микрофильтра и барабанной сетки, м

Расчетная производительность, м3/сут

Микрофильтр Барабанная сетка 1,5х1 4000 10000 1,5х2 8000 20000 1,5х3 12000 30000 3х1,5 15000 35000 3х3х 30000 70000 3х4,5 45000 105000

Таблица 6. Техническая характеристика микросеток

№ сетки Номинальный размер стороны ячейки, мм Диаметр проволоки, мм

Число ячеек на 1 см2

Живое сечение, %

Масса 1 см2, кг

латунная фосфористая бронза 01 0,1 0,07 3460 35 0,4 0,4 009 0,09 0,07 3900 32 0,43 0,43 0085 0,085 0,065 4450 32 0,4 0,39 008 0,08 0,055 5476 30 0,3 0,3 0071 0,071 0,065 6400 32 - 0,33 0063 0,063 0,045 8270 35 - 0,25 0056 0,056 0,04 10000 36 - 0,22 005 0,05 0,035 13900 31 - 0,21 0045 0,045 0,035 15000 30 - 0,22 004 0,04 0,03 20450 28 - 0,21

Каркасные фильтры

Фильтровальные процессы на каркасных фильтрах можно разделить натри большие группы: фильтрование через пористые зернистые материалы, обладающиеадгезионными свойствами (кварцевый песок, керамзит, антрацит, пенополистирол,котельные и металлургические шлаки и др.);

фильтрование через волокнистые и эластичные материалы, обладающиесорбционными свойствами и высокой нефтеемкостью (нетканые синтетическиематериалы, пенополиуретан и др.);

фильтрование через пористые зернистые и волокнистые материалы дляукрупнения эмульгированных частиц нефтепродуктов (коалесцирующие фильтры).

Два первых метода близки по основным технологическим принципам,лежащим в основе процесса изъятия нефтепродуктов из воды, и отличаютсянефтеемкостью, регенерацией фильтрующей загрузки и конструктивным оформлением.По мере насыщения загрузки нефтепродуктами их фронт перемещается в глубь слоя кего нижней границе, и концентрация нефтепродуктов в фильтрате возрастает. Приэтом фильтр отключается и производится регенерация загрузочного материала.Имеются конструкции фильтров с непрерывной регенерацией загрузки.

Третий метод принципиально отличается от рассмотренных. Периодфильтроцикла, характерный для первых двух методов, завершает этап «зарядки»коалесцирующего фильтра. После этого пленка нефтепродуктов отрывается отповерхности фильтрующего слоя в виде капель с диаметром несколько миллиметров.Капли быстро всплывают и легко отделяются от воды.

До недавнего времени в основном применяли каркасные фильтры сзасыпкой из пористых материалов.

В качестве фильтрующего материала используют гравий, песок,дробленый антрацит, кварц, мрамор, керамическую крошку, хворост, древесныйуголь, синтетические и полимерные материалы.

Фильтры разделяются по скорости движения воды в них на фильтры спостоянной и переменной скоростью.

При переменной скорости фильтрования (постоянной разности давлениядо и после фильтра) по мере увеличения объема фильтрата, т.е. продолжительностифильтрования, скорость фильтрования уменьшается.

При постоянной скорости фильтрования разность давления до и послефильтра увеличивается.

При фильтровании сточных вод через зернистые материалы протекаютследующие процессы:

отложение взвешенных веществ в виде тонкого слоя на поверхностифильтрующего слоя (пленочное фильтрование);

отложение взвешенных веществ в порах фильтрующего слоя;

отложение взвешенных веществ на поверхности фильтрующего слоя и вего порах.

Под действием сил прилипания взвешенные вещества закрепляются назернистом материале. Явление прилипания и отрыва частиц определяет ход процессаосветления воды.

В нефтяной и нефтехимической промышленности обычно применяютфильтры с зернистой загрузкой, которые по скорости фильтрования делятся намедленные, скорые и сверхскоростные. Зернистую загрузку размещают вопределенном порядке и во избежание выноса ее из фильтра применяют специальныедренажные системы и поддерживающие слои.

Таблица 7. Характеристика некоторых фильтрующих материалов

Показатель Речной песок Дробленый шлак Гранитный щебень Горелая порода Шунгизит

Плотность, кг/м3

2460 2500 2500 - - Пористость, % 36,5-44,5 39,5-54 46,4-54,3 44-48 56-58 Измельчаемость, % масс. 3,93 7,7 8,35 3 5,67 Истираемость, % масс. 0,7 2,22 6,88 0,5 0,017 Хим. стойкость в кислой среде, мг: Сухой остаток 188 252 198 - - Плотный остаток - - - 49,6-35,3 - Кремниевая кислота 2,5 10 5 0,21-0,17 - окисляемость 4,2 7,5 8,4 5,7-3,7 - То же в щелочной среде, мг: сухой остаток 32 166 - - плотный остаток - - - 3,1-3,2 - кремниевая кислота 5 2,5 2,5 2,1-2,2 - окисляемость 9,7 2,9 14,7 0,05-0,15 - То же в нейтр. среде, мг: сухой остаток - - плотный остаток - - - 7,8-4,6 - кремниевая кислота 2,5 10 25 0,4 - окисляемость 2,9 7,1 2,1 0,04-0,05 -

Скорость фильтрации и качество очистки зависят от характеразагрузки. Использование крупного фильтрующего материала приводит к увеличениюпропускной способности фильтра и снижению качества фильтрата. Мелкийфильтрующий материал улучшает качество фильтрата, но снижает скорость движенияводы в фильтре и продолжительность работы фильтра, а также вызывает перерасходпромывочной воды.

При конструировании фильтров нельзя использовать механическиехарактеристики фильтров, работающих по очистке от одних примесей, для фильтров,работающих с водами, содержащими другие примеси.

Таблица 8. Основные параметры однослойных фильтров, применяемыхдля дополнительной очистки

Фильтр Крупность загрузки, мм Высота загрузки, мм Скорость фильтрации, м/ч После механической очистки Грубозернистый 2-3 2000 10 Крупнозернистый 1-2 1500-2000 7-10 Среднезернистый 0,8-1,6 1000-1200 5-7 Мелкозернистый 0,4-1,2 1000 5 После биологической очистки Крупнозернистый 1-2 1000-1500 5-7

К конструкциям зернистых фильтров предъявляются следующие основныетребования:

фильтрация должна идти в направлении убывающей крупности загрузкис целью предотвращения образования малопроницаемых и трудноразрушаемых припромывке пленок осадка на поверхности загрузки;

необходима интенсивная промывка загрузки, обеспечивающаямаксимальное удаление загрязняющих веществ из загрузки;

фильтры должны обладать малой чувствительностью к колебаниям качестваводы и расхода;

фильтрующих материал должен обладать высокой прочностью ихимической стойкостью, а также минимальной стоимостью при прочих равныхфизико-химических свойствах. Открытые фильтры применяют одно-, двух- имногослойные.

Открытые фильтры

Открытый фильтр представляет собой обычно прямоугольный (в плане)резервуар, загруженный фильтрующим слоем зернистого материала и поддерживающимислоями, под которыми размещена дренажная система, предназначенная для отводафильтрованной воды и равномерного распределения промывочной воды. В верхнейчасти фильтра укреплены желоба для подачи чистой и отвода грязной воды. Фильтрснабжен регуляторами расхода воды, расходомерами и другим оборудованием. Высотаслоя воды над загрузкой фильтра обычно составляет 2 м. В нижней части фильтра(при направлении фильтрации сверху вниз) расположены трубы для отвода очищеннойводы.

Регенерацию загрузки осуществляют горячей водой с интенсивностью6-8 л/(м2.с). Промывочную воду выпускают на очистные сооружения.Сроки промывки определяются качеством фильтрата. Если невозможно промытьзагрузку фильтра, ее необходимо заменить новой. Старую загрузку регенерируют(прокаливают), промывают и просеивают, после чего ее снова можно применять.

Вода, прошедшая через фильтр, должна быть прозрачной, аконцентрация нефтепродуктов в ней не должна превышать 10-15 мг/л.

Фильтры с плавающейзагрузкой

С появлением новых фильтрующих материалов изменяется и технологияфильтрационной очистки воды от нефтепродуктов. Перспективным являетсяиспользование плавающих загрузок из различных полимерных материалов, обладающихдостаточной механической прочностью, химической стойкостью, высокой пористостьюи необходимыми поверхностными свойствами. К числу таких материалов относитсяполистирол различных марок, в том числе и пенополистирол.

Принципиально механизм процесса задержания нефтепродуктовфильтрами с плавающей гранулированной загрузкой не отличается от механизмафильтрования эмульсий через песчаные фильтры.

Разработаны различные аппараты для вспенивания полистирола спомощью горячей воды, пара, горячего воздуха.

В основном фильтры с плавающей полистирольной загрузкойрекомендуются для очистки природных и доочистки сточных вод. Однако в связи свысокой адгезионной способностью по отношению к нефтепродуктам их применяют идля разделения водонефтяных эмульсий. Плавающая загрузка позволяет значительноувеличить скорость фильтрования, снизить начальное содержание примесей иупростить регенерацию фильтра.

Фильтры с эластичнойзагрузкой

Для очистки нефтесодержащих сточных вод разработана новаятехнология с использованием эластичных полимерных материалов, в частности,эластичного пенополиуретана. Этот материал имеет открытоячеистую структуру сосредним размером пор 0,8-1,2 мм и кажущуюся плотность 25-60 кг/м3.Эластичный пенополиуретан характеризуется высокой пористостью, механическойпрочностью, химической стойкостью, гидрофобными свойствами, что обеспечиваетзначительную поглощающую способность по нефтепродуктам.

Технология работы фильтров следующая. Сточная вода по трубопроводупоступает в емкость фильтра, заполненную измельченным пенополиуретаном размером15-20 мм. Пройдя через слой загрузки, сточные воды освобождаются от нефтепродуктови механических примесей и через сетчатое днище отводятся по трубопроводу изустановки. В процессе фильтрования загрузка насыщается нефтепродуктами ипериодически цепным ковшовым элеватором подается на отжимные барабаны длярегенерации. Отрегенерированная загрузка вновь поступает в емкость фильтра, аотжатые загрязнения по сборному желобу отводятся в разделочную емкость.

Такие фильтры целесообразно применять после предварительнойочистки стоков в песколовках и нефтеловушках. Очищенную воду можно использоватьв техническом водоснабжении промышленных предприятий.

Общим недостатком всех рассмотренных фильтров (кромепенополиуретановых) является то, что в результате их регенерации образуютсявысокоэмульгированные и весьма стойкие эмульсии, существенно затрудняющиеутилизацию выделенных нефтепродуктов.

Коалесцирующиефильтры

Под коалесценцией понимают слияние частиц дисперсной фазыэмульсии, например нефтепродуктов, с полной ликвидацией первоначальноразделяющей частицы междуфазной поверхности. Это приводит к изменениюфазово-дисперсного состояния и укрупнению капель исходной эмульсии. Системастановится кинетически неустойчива и быстро расслаивается.

Наиболее широкое распространение получил метод коалесценции прифильтровании эмульсии через различные пористые материалы. В принципе, любой израссмотренных ранее фильтров при соответствующих технологических параметрах иконструктивных изменениях может работать в режиме коалесценции. В этом случаеназначение фильтрующего слоя принципиально изменяется. В обычных фильтрах онвыполняет функцию удерживающей среды, назначение нефильтрующей загрузки вкоалесцирующих фильтрах — укрупнение мелких эмульгированных капельнефтепродуктов в более крупные.

Конструктивно коалесцирующие фильтры практически всегдаобъединяются с отстойниками или в отстойники встраиваются коалесцирующиеэлементы (насадки).

Отличительные и весьма существенные особенности коалесцирующихфильтров:

высокие эффективность разделения эмульсий и удельнаяпроизводительность;

устойчивость технологического процесса при значительных колебанияхконцентрации нефтепродуктов и расхода сточных вод;

простота изготовления, эксплуатации и автоматизации;

длительный межрегенерационный период.

Метод коалесценции можно отнести к регенеративным методам, так какв результате протекающих процессов эмульсия разделяется на две фазы, одна изкоторых представляет собой нефтепродукты. Утилизация этих нефтепродуктов можетсоздать существенную дополнительную экономическую предпосылку в реализацииэтого метода.

Наибольшее применение в практике разделения эмульсий методкоалесценции нашел в нефтяной промышленности и на судах морского флота дляочистки нефтесодержащих сточных вод, а также на заключительной стадииэкстракционных процессов в химической промышленности и при обезвоживаниитопливных материалов на транспорте.

/>/>/>Мембранныйметод

Исследование процессов разделения с использованием молекулярныхсит позволило выделить мембранный метод, как наиболее перспективный для тонкойочистки. Этот метод, характеризуется высокой четкостью разделения смесейвеществ. Полупроницаемая мембрана — перегородка, обладающая свойствомпропускать преимущественно определенные компоненты жидких или газообразныхсмесей. Широко мембранный метод используют для обработки воды и водныхрастворов, очистки сточных вод, очистки и концентрации растворов.

Мембраны

Процессы мембранного разделения зависят от свойств мембран,потоков в них и движущих сил. Для этих процессов также важен характер потоков кмембране со стороны разделяемых сред и отвода продуктов разделения спротивоположной стороны.

Принципиальное отличие мембранного метода от традиционных приемовфильтрования — разделение продуктов в потоке, т.е. разделение без осаждения нафильтроматериале осадка, постепенно закупоривающего рабочую пористуюповерхность фильтра.

Основные требования, предъявляемые к полупроницаемым мембранам,используемым в процессах мембранного разделения, следующие:

высокая разделяющая способность (селективность);

высокая удельная производительность (проницаемость);

химическая стойкость к действию среды разделяемой системы;

неизменность характеристик при эксплуатации;

достаточная механическая прочность, отвечающая условиям монтажа,транспортировки и хранения мембран;

низкая стоимость.

Для разделения или очистки некоторых нетермостойких продуктовприменение мембранного метода является решающим, так как этот метод работаетпри температуре окружающей среды.

В то же время мембранный метод имеет недостаток — накоплениеразделяемых продуктов вблизи рабочей поверхности разделения. Это явлениеназывают концентрационной поляризацией, которая уменьшает проникновениеразделяемых компонентов в пограничный слой, проницаемость и селективность, атакже сокращает сроки службы мембран.

Для борьбы с этим явление проводят турбулизацию слоя жидкости,прилегающего к поверхности мембраны, чтобы ускорить перенос растворенноговещества.

Для мембран используют разные материалы, а различие в технологииизготовления мембран позволяет получить отличные по структуре и конструкциимембраны, применяемые в процессах разделения различных видов.

Процессы, возникающие при разделении смесей, определяютсясвойствами мембран. Необходимо учитывать молекулярные взаимодействия междумембранами и разделяемыми потоками, физико-химическую природу которыхопределяет скорость переноса. Эти взаимодействия с материалом мембран отличаютмембранный метод от микроскопических процессов обычного фильтрования.

Мембранные методы отличаются типами используемых мембран,движущими силами, поддерживающими процессы разделения, а также областями ихприменения.

Существуют мембранные методы шести типов:

микрофильтрация — процесс мембранного разделения коллоидныхрастворов и взвесей под действием давления;

ультрафильтрация — процесс мембранного разделения жидких смесейпод действием давления, основанный на различии молекулярных масс илимолекулярных размеров компонентов разделяемой смеси;

обратный осмос — процесс мембранного  разделения жидких растворовпутем проникновения через полупроницаемую мембрану растворителя под действиемприложенного раствору давления, превышающего его осмотическое давление;

диализ — процесс мембранного разделения за счет различия скоростейдиффузии веществ через мембрану, проходящий при наличии градиента концентрации;

электродиализ — процесс прохождения ионов растворенного веществачерез мембрану под действием электрического поля в виде градиентаэлектрического потенциала;

разделение газов — процесс мембранного разделения газовых смесейза счет гидростатического давления и градиента концентрации.

В ряду технологических приемов, используемых для разделения смесейпо размерам частиц, мембранным методам уделяют большое значение. Выбор процессадля применения в заданной области разделения смесей зависит от различныхфакторов: характера разделяемых веществ, требуемой степени разделения,производительности процесса и его экономической оценки.

Промышленное использование процессов мембранного разделениятребует надежного, стандартного и технологического оборудования. Для этой целив настоящее время применяют мембранные модули, которые компактны, надежны иэкономичны. Выбор конструкции модуля зависит от вида процесса разделения иусловий эксплуатации в промышленных установках.

 Таблица 9. Характеристикасинтетических мембран

Тип Материал Структура Метод Применение Керамические и металлические Глина, силикагель, алюмосиликат, графит, серебро, вольфрам Микропоры с диаметром от 0,05 до 20 мкм Плавление и спекание керамических или металлических порошков Фильтрование при повышенных температурах, разделение газов Стеклянные Стекло Микропоры с диаметром от 10 до 100 мкм Вывод растворимой в кислоте фазы из двухкомпонентной стеклянной смеси Фильтрование суспензий и воздуха Спеченные полимерные Политетрафторэтилен, полиэтилен, полипропилен Микропоры с диаметром от 0,1 до 20 мкм Плавление и спекание полимерного порошка Фильтрование суспензий и воздуха Протравленные Поликарбонат, полиэфир Микропоры с диаметром от 0,02 до 20 мкм Облучение полимерной пленки и травление кислотой Фильтрование суспензий и биологических растворов Симметричные микропористые с обратной фазой Целлюлозные эфиры Микропоры с диаметром от 0,1 до 10 мкм Литье полимерного раствора и осаждение полимера осадителем Стерильное фильтрование, очистка воды, диализ Асимметричные Целлюлозный эфир, полиамид, полисульфон Гомогенная или микропористая, «покрытие» микропористой подложки Литье полимерного раствора и осаждение полимера осадителем Ультрафильтрация и разделение обратным осмосом молекулярных растворов Составные Целлюлозный эфир, полиамид, полисульфон Гомогенная полимерная пленка на микропористой подложке Осаждение тонкой пленки на микропористой подложке Обратный осмос, разделение молекулярных растворов Гомогенные Силиконовый каучук Гомогенная полимерная пленка Экструзия гомогенной полимерной пленки Разделение газов Ионообменные Поливинилхлорид, полисульфон, полиэтилен Гомогенная или микропористая полимерная пленка с положительно или отрицательно заряженными фиксированными ионами Погружение ионообменного порошка в полимер или сульфонирование и аминирование гомогенной полимерной пленки Электродиализ, обессоливание

Таблица 10. Промышленные процессы разделения с использованиеммембран

Процесс Мембрана Движущая сила Метод разделения Применение Микрофильтрация Симметричная микропористая мембрана с радиусом пор от 0,1 до 10 мкм Гидростатическое давление от 0,01 до 0,1 Мпа Сетчатый механизм, обусловленный радиусом пор и адсорбцией Стерильное фильтрационное осветление Ультрафильтрация Асимметричная микропористая мембрана с радиусом пор от 1 до 10 мкм Гидростатическое давление от 0,05 до 0,5 Мпа Сетчатый механизм Разделение макромолекулярных растворов Обратный осмос Асимметричная мембрана типа «оболочки» Гидростатическое давление от 20 до 10 Мпа Механизм диффузии раствора Отделение солей и микрорастворенных веществ от растворов Диализ Симметричная микропористая мембрана с радиусом пор от 0,1 до 10 мкм Градиент концентрации Диффузия в конвективном свободном слое Отделение солей и микрорастворенных веществ от макромолекулярных растворов Электродиализ Катионо-анионообменные мембраны Градиент электрического потенциала Электрический заряд и размер Обессоливание ионных растворов Разделение газов Гомогенный или пористый полимер Гидростатическое давление, градиент концентрации Растворимость, диффузия Разделение газовых смесей

Микрофильтрация

Микрофильтрация — процесс мембранного разделения коллоидных растворови взвесей под действием давления. Размер разделяемых частиц от 0,1 до 10 мкм.Микрофильтрация — переходный процесс от обычного фильтрования к мембраннымметодам.

Для микрофильтрации используют мембраны с симметричноймикропористой структурой. Размеры пор от 0,1 до 10 мкм. Мелкие частицырастворенного вещества и растворитель проходят через мембрану, а концентрациязадерживаемых частиц возрастает. Поток раствора вдоль разделительной мембраныпозволяет удалять концентрированный слой, примеси твердых частиц и другихобразований, от которых была необходимость освободить раствор и растворитель.Прошедший через мембрану растворитель выносит микровключения, которыенаправляют на технологические линии для разделения в следующих циклах.

Широко мембранный метод микрофильтрации используют при разделениисуспензий, эмульсий и очистке загрязненных механическими примесями промышленныхсточных вод, а также при получении стерильных растворов.

Применяемые для микрофильтрации мембраны имеют пористую структуруи действуют как глубокие фильтры. Удерживаемые частицы осаждаются внутримембранной структуры. Концентрационная поляризация при микрофильтрацииотносится к учитываемому явлению. Для удаления осаждающихся частиц споверхности микрофильтрационной мембраны используют приемы специальноговоздействия: поперечный поток, обратная промывка, ультразвуковая вибрация.

Долговечность мембран зависит от химической стойкости материала,из которого они сделаны.

Микрофильтрацию осуществляют в аппаратах плоскорамного типа. Припромышленном использовании микрофильтрации обычно применяют горизонтальныепластинчатые системы или патронные фильтры; наиболее распространены рамныефильтр-прессы. В качестве патронных фильтров применяют гофрированный мембранныйпатрон, расположенный в корпусе, рассчитанном на работу под давлением. Исходныйраствор поступает в фильтр со стороны корпуса, продукт собирается в центральнойтрубе, которая уплотнена с корпусом прокладкой. При постоянном гидростатическомдавлении производительность фильтра постепенно уменьшается до значения, прикотором дальнейшая эксплуатация становится неэкономичной и фильтр заменяют.

Таблица 11. Сравнительная характеристика аппаратов различных типов

Тип Преимущества Недостатки Фильтр-пресс Небольшой объем воды в аппарате на единицу поверхности мембраны, надежность и простота конструкции, небольшая занимаемая площадь пола

Возможность образования застойных зон, труднодоступен для чистки, небольшая плотность укладки мембран в аппарате до 150 м2/м3, ручная сборка

Фильтр-пресс с узкими переточными каналами То же, удобство работы с вязкими растворами за счет повышения линейной скорости потока, смазывающего мембрану

То же, возможность образования пробок, плотность укладки мембран до 200-250 м2/м3

Трубчатые с прямыми трубами Простота очистки, небольшое гидравлическое сопротивление, возможность эффективного снижения концентрационной поляризации, возможность замены отдельных трубчатых элементов

Большой объем воды в аппарате, сравнительно высокая стоимость, большие габариты и занимаемая площадь пола, плотность укладки мембран 160-200 м2/м3

С трубами, свернутыми по спирали Тоже, кроме простоты очистки Тоже, кроме больших габаритов Рулонные

Низкие капитальные затраты, плотность укладки мембран до 650 м2/м3, небольшая занимаемая площадь пола, небольшой объем воды в аппарате

Возможность образования пробок, трудность очистки, повышенное гидравлическое сопротивление С полыми волокнами

Минимальная стоимость, максимальная плотность укладки мембран (до 16500 м2/м3), небольшой объем воды в аппарате

Трудность работы на загрязненных жидкостях, трудность очистки, возможность образования пробок, высокие требования к предварительной водоподготовке, повышенное гидравлическое сопротивление, значительно более низкая удельная производительность мембран

Ультрафильтрация

При ультрафильтрации происходят разделение, фракционирование иконцентрирование растворов. Один из растворов обогащается раствореннымвеществом, а другой обедняется. Мембраны пропускают растворитель и определенныефракции молекулярных соединений. Движущая сила ультрафильтрации — разностьдавления по обе стороны мембраны. Эта сила затрачивается на преодоление силтрения и взаимодействия между молекулами жидкой фазы и полимерными молекуламимембраны. Обычно процесс ультрафильтрации проводят при сравнительно низкихрабочих давлениях 0,3 — 1 МПа. Увеличение давления выше указанного приводит куплотнению мембраны, уменьшению диаметра пор, изменению селективностиразделения и, как правило, к снижению производительности.

Ультрафильтрации обычно подвергаются вещества, в которыхмолекулярная масса растворенных компонентов намного больше молекулярной массырастворителя. Эффективность разделения зависит от структуры мембран, скороститечения и концентрации разделяемого раствора, формы, размера и диффузионнойспособности растворенных молекул.

Недостаток процесса — сильная концентрационная поляризация, т.е.на поверхности мембраны может образовываться плотный осадок — слой геля.Гидравлическое сопротивление этого слоя в ряде случаев может быть выше, чемсопротивление самой мембраны. Способы снижения концентрационной поляризацииразличны: увеличение скорости омывания поверхности мембраны потоком разделяемойжидкости, работа в пульсирующем режиме подачи раствора, турбулизация потока.Точка гелеобразования зависит от его химических и физических свойств.

Ультрафильтрация — новая технология. Результат разделения — двараствора, один из которых является обогащенным, а другой — обедненнымрастворенным веществом, содержащимся в исходном, подлежащем разделениювеществе. Большое значение имеет использование этого процесса при разделениивеществ, чувствительных к температурному режиму, так как при ультрафильтрациирастворы не нагреваются и не подвергаются химическому воздействию. Отсюда оченьнизкие энергетические затраты, примерно в 20 — 60 раз ниже, чем придистилляции.

Из всех видов мембранного разделения ультрафильтрация нашланаиболее разнообразное применение. Важное промышленное применениеультрафильтрации — разделение эмульсии масла и воды.

Ультрафильтрационные системы за счет поверхностей фильтрации ипрочной структуры материала мембран обеспечивают разделение растворов безпотерь и отделение чистого фильтрата от взвесей. Поэтому ультрафильтрацию частоиспользуют для улавливания волокон и частиц из фильтрата после использованияволокнистых и зернистых фильтров ионообменных и сорбционных систем. Областьиспользования ультрафильтрации постоянно расширяется. Причина — возможностьвосстановления из сточных вод ценных компонентов, которые другим способомвосстановить очень трудно или вообще невозможно.

Стойкость материала, из которого изготовлены мембраны, определяетих долговечность и работоспособность.

Мембраны на основе производных целлюлозы неустойчивы к действиюкислот и щелочей. Ацетатные мембраны наиболее устойчивы в области pH=4,5-5; при pH=6 срок службы этихмембран сокращается почти вдвое, а при pH=10 составляет всегонесколько дней. Ацетатные мембраны неустойчивы к действию органическихрастворителей и активных веществ, так как они образуют сольваты с ацетатамицеллюлозы, вызывая их набухание.

Таблица 12. Условия и характеристики материалов, используемых дляизготовления мембран

Материал pH Макс. температура при pH=7,(° С) Устойчивость к воздействию хлора растворителей Ацетат целлюлозы 4,5-9 55 Хорошая Плохая Полиамид 3-12 80 Плохая Хорошая Полисульфен 0-14 80 Хорошая Хорошая Полиакрилонитрил 2-12 60 Хорошая Плохая Полифуран 2-12 90 Плохая Хорошая

На селективность мембран, кроме соотношения размеров молекул,частиц и размеров пор, влияет обменное взаимодействие между раствореннымвеществом и веществом мембраны. Ультрафильтрация позволяет производить очисткусточных вод от примесей нефтепродуктов, когда гидрофобные молекулыуглеводородов задерживаются гидрофильными полярными ацетатцеллюлознымимембранами (АЦМ) с размерами пор, превышающими размеры молекул задерживаемыхвеществ.

Эксплуатационные характеристики мембран во многом зависят отгидродинамических условий у поверхности мембраны. Характеристики мембран могутизменяться и при длительном хранении.

В мембранном аппарате размещают мембранные модули, включающие всебя один или несколько соединенных мембранных элементов.

По способу укладки мембран модули для разделения методамиультрафильтрации и обратного осмоса подразделяют на четыре основных типа:плоскорамные типа фильтр-пресс, трубчатые, рулонные, капиллярные (в виде полыхволокон).

Конструкции мембранных модулей различаются между собойраспределением исходного потока, рабочим давлением, капитальными и эксплуатационнымирасходами.

К недостаткам трубчатых систем можно отнести сравнительно высокиекапитальные и эксплуатационные расходы. Аппараты с трубчатыми фильтрующимиэлементами применяют для процесса ультрафильтрации.

Таблица 13. Ультрафильтрационные мембранные модули, используемыепри ультрафильтрации

Тип модуля

Уд. поверхность, м2/м3

Капзатраты Экспл. расходы Регулирование потока Легкость очистки Трубчатый 25-50 Высокие Высокие Хорошее Хорошая Плоскорамный 400-600 Высокие Низкие Среднее Плохая Рулонный 800-1000 Очень низкие Низкие Плохое Плохая Полые волокна 600-1200 Низкие Низкие Хорошее Средняя

Рулонный модуль представляет собой систему плоских рам и плит,свернутых в виде спирали. Аппараты рулонного типа широко применяют в техникеразделения и концентрации растворов.

Высокоэффективно использование ультрафильтрационных аппаратов дляочистки и обесцвечивания высокоцветных маломутных природных вод от растворенныхорганических веществ и микроорганизмов.

Таблица 14. Показатели качества исходной высокоцветной маломутнойводы, обработанной ультрафильтрационным методом

Показатель До установки После установки Мутность, мг/л 0,1-4

Перманганатная окисляемость, мг О2/л

15-20 3,4-5,5

Жесткость общая, мг.экв/л

0,44 0,18

Щелочность, мг.экв/л

0,29 0,22 Сульфаты, мг/л Следы Следы Температура, °С 0,2-0,5 0,3-0,6 Коли-индекс 2380 < 3

Процессы ультрафильтрации хорошо сочетаются с различными методамиразделения и концентрирования жидких сред: обратный осмос, диализ, электродиализи др. При этом создаются высокоэффективные технологические цепи с замкнутымводоснабжением и возвратом в производство ценных продуктов в концентрированномвиде.

Технико-экономические показатели мембранных методов разделенияхарактеризуют процесс ультрафильтрации как малоэнергоемкий с рядом преимуществпо сравнению с другими методами.

Таблица 15. Сравнительные технико-экономические показатели методовна стадии предварительной очистки природных вод

Показатель Очистка электрокоагуляция ультрафильтрация Степень очистки от орг. веществ, % 50-60 40-70 Степень очистки от коллоидов железа, % 30-40 70-90 Обескремнивание, % 20-30 20-30 Степень задержания микрочастиц размером > 0,5 мкм, % - 99,9

Расход электроэнергии, кВт/м3

0,6 1,1

Расход железа, г/м3

30

Удельная производительность, м2/(м3.ч)

2 0,7

Металлоемкость, кг/м3

0,8 0,2

Обратный осмос

Осмотическое давление, возникающее при диффузионном процессесамопроизвольного перехода растворителя через разделительную полупроницаемуюмембрану в область более концентрированного раствора, называют осмосом.Обратный осмос — процесс мембранного разделения жидких растворов путемпреимущественного проникновения через полупроницаемую мембрану растворителя поддействием приложенного к раствору давления, превышающего его осмотическоедавление. Осмос — самопроизвольный переход растворителя через полупроницаемуюперегородку в раствор.

Обратный осмос используют для разделения растворов без фазовыхпревращений. Растворитель диффундирует через мембрану, а растворенное веществозадерживается. Как и при ультрафильтрации, при обратном осмосе не требуетсяповышения температуры и химического воздействия.

Процесс обратного осмоса отличается от ультрафильтрации областьюприменения и аппаратами. Недостатки метода обратного осмоса — процессыконцентрационной поляризации и повышенное требование к уплотняющим устройствамаппаратов. Для удаления концентрационного слоя используют различные устройства,турбулизирующие поток ближней зоны раствора у мембраны. При обратном осмосеразмер молекул отделяемого растворителя соизмерим с размером молекул вещества врастворе (при ультрафильтрации различие было значительным).

Существенным преимуществом обратного осмоса перед всеми другимиметодами очистки сточных вод является одновременная очистка от неорганических иорганических примесей, что особенно важно в системах оборотного водоснабжения.Обеспечивается возможность получения наиболее чистой воды, так как мембранымогут задерживать практически все растворенные вещества и взвеси минерального и органического характера, в том числе вирусов, бактерий, микробов и т.д. Такуюочистку воды в настоящее время широко применяют при водоподготовке дляпромышленных целей.

Характерные требования, предъявляемые к обратимосмотическим мембранам- высокие проницаемости и селективность, а также способность противостоятьзначительной разности давления по обеим сторонам мембраны. Характеристикиразличных мембран приведены в таблице.

Таблица 16. Характеристика ацетатцеллюлозных мембран различных типов

Показатель МГА-80 МГА-90 МГА-95 МГА-100 Дефектность в структуре - - Отсутствие поперечных и долевых полос Общая пористость,% 75±3 75±3 75±3 75±3

Водопроницаемость при давлении 5 МПа, л/(м2.сут), не менее

600 350 250 150 Солезадержание, %, не менее 80 90 95 97,5

Помимо уплотняющихся мембран из различных полимеров используютмембраны с жесткой структурой, полученные плазменной полимеризацией. Ихспособность — стабильное увеличение селективности и проницаемости в течениедлительного времени (первые 6-8 сут), отличные характеристики при сравнительновысокой концентрации исходного раствора. К мембранам с жесткой структурой относятсяметаллические, из пористого стекла, динамические и др. Большое развитиеполучают динамические мембраны.

На установках обратного осмоса применяют предварительнуюфильтрацию исходной воды от твердых частиц и загрязнений. Количестваконцентрата составляет обычно 25-50% от количества поступающего раствора.

/>/>/>Физико-химическаяочистка

/>/>/>Флотационная очисткасточных вод

Флотация является сложным физико-химическим процессом,заключающимся в создании комплекса частица-пузырек воздуха или газа, всплыванииэтого комплекса и удалении образовавшегося пенного слоя. Процесс флотациишироко применяют при обогащении полезных ископаемых, а также при очисткесточных вод.

В зависимости от способа получения пузырьков в воде существуютследующие способы флотационной очистки:

флотация пузырьками, образующимися путем механического дроблениявоздуха (механическими турбинами-импеллерами, форсунками, с помощью пористыхпластин и каскадными методами);

флотация пузырьками, образующимися из пересыщенных раствороввоздуха в воде (вакуумная, напорная);

электрофлотация.

Процесс образования комплекса пузырек-частица происходит в тристадии: сближение пузырька воздуха и частицы в жидкой фазе, контакт пузырька счастицей и прилипание пузырька к частице.

Прочность соединения пузырек-частица зависит от размеров пузырькаи частицы, физико-химических свойств пузырька, частицы и жидкости,гидродинамических условий и других факторов.

Процесс очистки стоков при флотации заключается в следующем: потокжидкости и поток воздуха (мелких пузырьков) в большинстве случаев движутся водном направлении. Взвешенные частицы загрязнений находятся во всем объеместочной воды и при совместном движении с пузырьками воздуха происходитагрегатирование частицы с воздухом. Если пузырьки воздуха значительныхразмеров, то скорости воздушного пузырька и загрязненной частицы различаются так сильно, что частицы не могут закрепиться на поверхности воздушногопузырька. Кроме того, большие воздушные пузырьки при быстром движении сильноперемешивают воду, вызывая разъединение уже соединенных воздушных пузырьков изагрязненных частиц. Поэтому для нормальной работы флотатора во флотационнуюкамеру не допускаются пузырьки более определенного размера.

/>/>/>Вакуумная флотация

Вакуумная флотация основана на понижении давления нижеатмосферного в камере флотатора. При этом происходит выделение воздуха,растворенного в воде. При таком процессе флотации образование пузырьков воздухапроисходит в спокойной среде, в результате чего улучшается агрегированиекомплексов частица-пузырек и не нарушается их целостность вплоть до достиженияими поверхности жидкости.

Создание вакуума в большом закрытом резервуаре представляетбольшие технические трудности из-за необходимости большой герметизации системыи усиления конструкции установки.

/>/>/>Напорная флотация

Этот вид очистки сточных вод выполняется в две стадии: насыщениеводы воздухом под давлением; выделение пузырьков воздуха соответствующегодиаметра и всплытие взвешенных и эмульгированных частиц примесей вместе спузырьками воздуха. Если флотация проводится без добавления реагентов, то такаяфлотация относится к физическим способам очистки сточных вод. Если флотационныйпроцесс идет с добавлением химических реагентов, то такая очистка сточных водсчитается физико-химической. Применение химических реагентов улучшает качествоочистки воды, но вызывает образование большого количества шлама, нуждающегося вдальнейшей переработке.

Современные схемы флотационных установок можно разделить на триосновные группы.

с насыщением всего потока сточной воды воздухом;

с насыщением части потока сточной воды воздухом;

с насыщением части очищенной воды воздухом и смешением ее состочной водой, поступающей на очистку.

Первая схема является наиболее простой. Сточная вода насыщаетсявоздухом под давлением и поступает в напорный резервуар, в котором воздухрастворяется, а не растворившиеся пузырьки отделяются от воды. Воздух подаетсяво всасывающую линию насоса при помощи эжектора. Подача воздуха во всасывающийколлектор насоса способствует более интенсивному растворению воздуха в воде поотношению к предполагаемому растворению, рассчитанному по имеющимсяэмпирическим формулам. Основной процесс растворения воздуха в воде происходит внапорных резервуарах. В функции напорных резервуаров входит также отделениенерастворившихся пузырьков воздуха от воды. При использовании во флотационномпроцессе химических реагентов напорные резервуары служат также для процессовобразования хлопьев. Наибольшее распространение получили напорные резервуары свертикальной перегородкой. Время пребывания воды в напорном резервуаре обычносоставляет 1-2 мин.

Образование пузырьков происходит в редукционном клапане, которыйподдерживает давление «до себя», т.е. в системе насос — напорный резервуар — трубопровод. Редукционный клапан поддерживает практически постоянное давление.

 Дальнейшее движение пузырьков воздуха происходит во флотационнойкамере. Здесь пузырьки агрегируются с частицами. В промышленности используютфлотаторы двух типов в зависимости от формы в плане: прямоугольный и круглый.

В прямоугольном флотаторе сточная вода подается в приемную камеруфлотатора с помощью распределительной перфорированной трубы. Смесь сточной водыи воздуха из приемной камеры переливается через струегасящую перегородку вотстойную камеру. Здесь происходит разделение сточной жидкости на очищеннуюводу и шлам. Очищенная вода отводится из отстойной камеры с помощью перфорированнойтрубы. Шлам сбрасывается в камеру пены скребками ленточного транспортера.

В прямоугольном флотаторе сточная вода подается в приемную камеру.

Современные горизонтальные флотаторы имеют длину 2-36 м и ширинудо 6 м. На этой длине флотаторы могут иметь не одну, а несколько флотационныхкамер. В многокамерной флотационной установке сток, содержащий нефть, с помощьюгидроэлеватора, потребляющего около 50% рециркуляционного расхода, поднимаетсяв камеру грубой очистки, в центре которой установлен гидроциклон, а затемпоследовательно проходит три флотационных отделения и отстойную камеру.Флотационная очистка по этой схеме является наиболее простой.

Недостатки ее: повышенное эмульгирование нефтепродуктов и смол приперекачке центробежными насосами, а также необходимость перекачки под давлениемвсего объема сточной жидкости.

Вторая схема флотационной очистки отличается от первой тем, чтовоздухом насыщается только часть сточной воды. Эта схема не избавляет отэмульгирования нефтепродуктов, но снижает энергетические затраты.

По третьей схеме сточная вода подается непосредственно вофлотатор, а часть очищенной воды насыщается воздухом и перемешивается состоками перед флотатором.

Цилиндрические флотаторы более компактны и широко используются впромышленности. Они работают также по трем выше перечисленным схемам.Цилиндрические флотаторы рассчитаны на производительность 100-4000 м3/ч,т.е. на гораздо большую производительность по сравнению с прямоугольнымфлотатором.

/>/>/>Импеллерная флотация

Флотаторы импеллерного типа применяют для очистки сточных воднефтяных предприятий от нефти, нефтепродуктов и жиров. Их также можноиспользовать для очистки сточных вод других предприятий. Данный способ очисткив промышленности применяют редко из-за его небольшой эффективности, высокойтурбулентности потоков во флотационной камере, приводящей к разрушениюхлопьевидных частиц, и необходимости применять поверхностно-активные вещества.

Сущность этого процесса заключается в диспергировании воздуха вводе с помощью механической мешалки (импеллера). Импеллер, установленный на днефлотационной камеры, приводится в движение от электродвигателя, которыйрасположен выше уровня воды во флотаторе. При вращении импеллера образуетсязона пониженного давления и через центральную трубу на его лопатки попадаетвоздух. Одновременно через отверстия на лопасти импеллера поступает небольшоеколичество воды, которая перемешивается с воздухом и выбрасывается черезбоковые отверстия во флотационную камеру, где пузырьки воздуха прилипают кчастицам и флотируют их на поверхность воды.

 Степень измельчения пузырьков воздуха зависит от окружнойскорости импеллера. Для экономичного расходования электроэнергии и полногоиспользования объема камеры флотатора диаметр импеллеров крупных флотационныхмашин редко превышает 750 мм, что обусловливает установку большого числафлотационных камер. Это в свою очередь усложняет технологическую обвязку иудорожает эксплуатационные расходы. Импеллерные флотаторы целесообразноприменять при очистке с высокой концентрацией (выше 2000-3000 мг/л)нерастворенных загрязнений, т.е. когда для флотации требуется высокая степеньнасыщения воздухом сточной воды (0,1-0,5 объема воздуха на один объем воды).

Преимущество таких машин заключается в полной имитации процесса ивозможности быстрого получения предварительных данных для расчета флотатора.

/>/>/>Флотация с подачейвоздуха через пористые материалы

Для получения пузырьков воздуха небольших размеров можноиспользовать пористые материалы, которые должны иметь достаточное расстояниемежду отверстиями, чтобы не допустить срастания пузырьков воздуха надповерхностью материала. На размер пузырька большое влияние оказывает скоростьистечения воздуха из отверстия. Для получения микропузырьков необходимаотносительно небольшая скорость истечения.

Преимущество такой флотации заключается в простоте конструкцииустановки и уменьшении затрат электроэнергии. Недостатки этого метода — засорение пор, разрушение пористого материала (керамики), а также трудности,связанные с подбором мелкопористых материалов, обеспечивающих постоянство вовремени определенного размера пузырьков воздуха.

В зависимости от количества сточной жидкости применяютвертикальные и горизонтальные флотаторы. Вертикальные флотаторы небольшойпроизводительности могут быть поточными и противоточными.

В противоточном флотаторе сточная жидкость по трубопроводуподается в верхнюю часть флотатора, представляющего собой цилиндр высотой 2-4м. В нижнюю часть флотатора закачивается воздух. Последний поступает в поддон,а оттуда через отверстия керамических колпачков, которые закреплены на поддоне,во флотационную камеру. Здесь пузырьки воздуха движутся снизу вверх, а сточнаявода — сверху вниз и из нижней части флотатора отводится по трубопроводу ирегулятор уровня из флотатора. Образовавшаяся во флотаторе пена отводится спомощью желоба и шламоотводящей трубы за пределы флотатора.

Для очистки больших количеств сточных вод применяют горизонтальныефлотаторы. Воздух во флотационную камеру поступает через мелкопористыефильтросы, уложенные на дне. Сточная вода подается в верхнюю часть флотационнойкамеры, а отводится из нижней через регулятор уровня. В этом случае пузырькивоздуха движутся вверх вместе с потоком воды. Время пребывания воды вофлотаторе определяется из условия максимального отделения загрязнений изсточной воды и возможности всплытия пены на ее поверхности.

Габариты флотаторов зависят от их производительности, размеравоздушных отверстий, давления воздуха под фильтросами, уровня воды и др.

/>/>/>Электрофлотация

Сточная жидкость при пропускании через нее постоянногоэлектрического тока насыщается пузырьками водорода, образующегося на катоде.Электрический ток, проходящий через сточную воду, изменяет химический составжидкости, свойства и состояние нерастворимых примесей. В одних случаях этиизменения положительно влияют на процесс очистки стоков, в других — ими надоуправлять, чтобы получить максимальный эффект очистки.

При прохождении воды через межэлектродное пространство протекаюттакие процессы, как электролиз, поляризация частиц, электрофорез,окислительно-восстановительные реакции, а также реакции между отдельнымипродуктами электролиза. Интенсивность происходящих процессов зависит отхимического состава сточной воды, материала электродов, которые могут бытьрастворимыми и нерастворимыми, и от параметров электрического тока (напряжениеи плотность).

Применение растворимых электродов (железных или алюминиевых)вызывает анодное растворение металла. В результате этого процесса в водупереходят катионы железа или алюминия, которые, встречаясь с гидроксильнымигруппами, образуют Al2O3, Al(OH)3 или Fe2O3,Fe(OH)3, являющиеся распространенными в практике обработки водойкоагулянтами. Одновременное образование хлопьев коагулянта и пузырьков газа встесненных условиях межэлектродного пространства создает предпосылки длянадежного закрепления газовых пузырьков на хлопьях, интенсивной коагуляциизагрязнений, энергичного протекания процессов сорбции, адгезии и, какследствие, более эффективной флотации.

Коагуляция загрязнений в межэлектродном пространстве можетпроисходить не только за счет растворения анода, но и в результатеэлектрофизических явлений, разряда заряженных частиц на электродах, образованияв растворе веществ (хлора и кислорода), разрушающих сольватные оболочки наповерхности частиц. Эти процессы особенно выявляются в случае применениянерастворимых электродов.

Выбор материала электродов может быть увязан с агрегативнойустойчивостью частиц загрязнений в сточной жидкости. Материал и геометрическиепараметры электродов влияют на размер пузырьков газа. Замена пластинчатыхэлектродов на проволочную сетку приводит к уменьшению крупности пузырьков и,следовательно, к повышению эффективности очистки воды.

/>/>/>Озонирование

Озон обладает высокой окислительной способностью и при нормальнойтемпературе разрушает многие органические вещества, находящиеся в воде. Приэтом процессе возможно одновременное окисление примесей, обесцвечивание,дезодорация, обеззараживание сточной воды и насыщение ее кислородом.Преимуществом этого метода является отсутствие химических реагентов при очисткесточных вод.

Растворимость озона в воде зависит от pH и количествапримесей в воде. При наличии в воде кислот и солей растворимость озонаувеличивается, а при наличии щелочей — уменьшается.

Озон самопроизвольно диссоциирует на воздухе и в водном растворе,превращаясь в кислород. В водном растворе озон диссоциирует быстрее. С ростомтемпературы и pH скорость распада озона резко возрастает.

Озон можно получить разными методами, но наиболее экономичнымявляется пропускание воздуха или кислорода через электрический разряд высокогонапряжения (5000-25000 В) в генераторе озона (озонаторе), который состоит издвух электродов, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга.

Промышленное получение озона основано на расщеплении молекулкислорода с последующим присоединением атома кислорода к нерасщепленноймолекуле под действием тихого полукоронного или коронного электрическогоразряда.

Для получения озона необходимо применять очищенный и осушенныйвоздух или кислород.

Одна из конструкций промышленного озонатора представляет собойгоризонтальный металлический трубчатый сосуд типа теплообменника, внутри каждойтрубы на центрирующих прокладках из фторопласта вставлены стеклянные цилиндры,закрытые с одного конца и имеющие на внутренней поверхности графито-медноетокопроводящее покрытие (7000-10000 В). Корпус озонатора заземлен. Высоковольтныйгазовый разряд возникает в тонком кольцевом промежутке между металлическойтрубкой и стеклянным цилиндром.

В установке озонирования сточных вод с барботажным адсорбентомсточная вода поступает в смеситель, в котором она смешивается с реагентом дляполучения требуемого значения pH, и далее насосом подается в барботажный адсорбер, а оттуда — всборник очищенной воды. Озоно-воздушная смесь поступает в барботажный адсорберс озонаторной установки. Отработанные газы из адсорбера направляются в аппаратдля очистки и затем выпускаются в атмосферу. Возможна также подача этих газовна рекуперацию озона.

Смешение очищаемой воды с озонированным воздухом можетосуществляться различными способами: барботированием воды через фильтры,дырчатые (пористые) трубы, смешением с помощью эжекторов, мешалок и т.д.

Чтобы увеличить время контактирования озона с очищаемой сточнойводой и облегчить условия его растворения, озонирование следует проводить в двеступени.

Озонаторные установки на нефтебазах применяют в основном для обеззараживаниясточных вод от тетраэтилсвинца. Эффективность очистки достигает 80-90%. Дляболее полной очистки необходимо применять озонирование в присутствиикатализатора — силикагеля, который располагается в контактной колонне слоями.

Озон при транспортировке к месту ввода имеет тенденцию кразложению, в связи с чем коммуникации озоно-воздушной смеси должны бытьмаксимально короткими. Наиболее подходящим материалом трубопроводов дляозоно-воздушной смеси является стекло. Оптимальное время транспортировки постеклянному трубопроводу 6-8 мин, по трубопроводу из нержавеющей стали 4-6 мин.

Перед подачей сточной воды на озонаторную установку ее очищают отэмульгированных масел и нефтепродуктов.

/>/>/>Биологическая очистка

/>/>/>Физиологиябиологической очистки

Сточные воды, прошедшие механическую и физико-химическую очистку,содержат еще достаточно большое количество растворенных и тонкодиспергированныхнефтепродуктов, а также других органических загрязнений и не могут бытьвыпущены в водоем без дальнейшей очистки.

Наиболее универсален для очистки сточных вод от органическихзагрязнений биологический метод. Он основан на способности микроорганизмовиспользовать разнообразные вещества, содержащиеся в  сточных водах, в качествеисточника питания в процессе их жизнедеятельности. Задачей биологическойочистки является превращение органических загрязнений в безвредные продуктыокисления — H2O, CO2, NO3-, SO42- и др. Процесс биохимического разрушения органических загрязненийв очистных сооружениях происходит под воздействием комплекса бактерий ипростейших микроорганизмов, развивающихся в данном сооружении.

Для правильного использования микроорганизмов при биологическойочистке необходимо знать физиологию микроорганизмов, т.е. физиологию процессапитания, дыхания, роста и их развития.

Всякий живой организм отличается от неживого наличием обменавеществ, в процессе которого происходит усвоение питательных веществ ивыделение продуктов жизнедеятельности.

Основными процессами обмена веществ являются питание и дыхание.

При питании  в клетку из окружающей среды поступают и усваиваютсяпитательные вещества и заключенная в них потенциальная химическая энергия.Питание является процессом ассимиляции, так как здесь наблюдается образованиеновых веществ.

При дыхании происходит окисление или разложение сложныхорганических веществ, сопровождающееся выделением энергии, необходимой дляпроцессов жизнедеятельности. Сложные биохимические процессы разделяются на двавида: процессы, связанные с усвоением клеткой питательных веществ из внешнейсреды (ассимиляция), и процессы распада соединений в организме (диссимиляция).

В теле микроорганизмов содержится более 70 элементов, из которыхосновными являются углерод, водород, азот, сера, фосфор, калий, кальций, магнийи железо. Из них первые четыре элемента называются органогенами, так как ониобразуют органические вещества и при сгорании выделяются в виде газообразныхвеществ, а остальные элементы называются минеральными или зольными, потому чтопри сжигании они образуют золу.

К органическим веществам относятся белки, нуклеиновые кислоты,углеводы и липиды.

Углеводы играют роль питательного, дыхательного материала иоткладываются в клетке в виде запасных питательных веществ.

Питательные вещества попадают в клетку благодаря поверхностномупоглощению (адсорбции). Клетка способна притягивать частицы и ионы благодаряналичию заряда, который зависит от pH раствора.

В зависимости от способа усвоения углерода микроорганизмы делятсяна автотрофные и гетеротрофные.

Первая группа микроорганизмов может синтезировать органическиевещества, используя углекислый газ, воду и минеральные соли. Эти микроорганизмыделятся на фото- и хемоавтотрофы в зависимости от метода использования энергиидля синтеза.

Фотоавтотрофы используют энергию Солнца. К этой группе относятсямикроорганизмы, имеющие пигменты, действующие подобно хлорофиллу у растений.

Хемоавтотрофы питаются так же, как фотоавтотрофы, только длясинтеза они используют химическую энергию, освобождающуюся при реакцииокисления различных неорганических веществ.

Гетеротрофные микроорганизмы питаются готовыми органическими веществами.К ним относятся бактерии, плесени и дрожжи (питающиеся мертвой пищей) ипаразиты (питающиеся живой пищей), такие как патогенные бактерии, вирусы ибактериофаги.

Кроме углеродного питания микроорганизмы, усваивают азотистыесоединения, зольные элементы и витамины.

Так же как все живое, микроорганизмы дышат. При дыхании происходитпроцесс окисления сложных органических соединений, сопровождающийся выделениемэнергии, которая идет на поддержание жизнедеятельности клетки.

Микроорганизмы, которые для дыхания используют кислород,называются аэробными. Микроорганизмы, которые не потребляют кислород длядыхания, называются анаэробными. Количество выделяемой энергии зависит отдыхательного материала и степени его окисления. Если процесс окисления идет до конечнойстадии, то энергии выделяется больше, чем при неполном окислении. В качестведыхательного материала могут быть использованы углеводороды, спирты,органические кислоты и др.

Энергия, освобождающаяся при дыхании микроорганизмов, используетсяими только на 10-25%. Остальная часть энергии выделяется в окружающую среду ввиде тепла, света или электричества. Этим объясняется самонагревание бродящихсред и гниющих материалов (использование навоза в парниках в качествебиологического источника тепла).

Ферменты — это сложные органические вещества, вырабатываемыеживыми организмами. Они играют роль катализаторов биохимических процессов, иприсутствие их в живых организмах обусловливает сложные химические процессысинтеза и распада. Ферменты, как катализаторы, ускоряют реакцию, но не входят всостав конечного продукта.

Действие ферментов заключается в том, что, вступая вовзаимодействие с субстратом, они образуют неустойчивый комплекссубстрат-фермент, в результате чего молекула субстрата деформируется. Это приводитк ослаблению внутримолекулярных связей и облегчает расщепление молекулы.

В отличие от катализатора ферменты катализируют ферментативнуюреакцию и очень неустойчивы к резким изменениям внешней среды (температуре, pH и химическимреагентам). Оптимальная температура для большинства ферментативных реакций30-40 °С, максимальная — 55-60 °С. При температуре 80°С ферментыинактивируются.

При очень малой концентрации фермента и большой концентрациисубстрата или при большой концентрации фермента и малой концентрации субстратаскорость ферментативной реакции замедляется. При оптимальной концентрациисубстрата скорость реакции прямо пропорциональна концентрации фермента.

Таблица 17. Допустимые максимальные концентрации вредных веществ всточных водах, для которых возможно биологическое их окисление

Вещество Допустимая концентрация вредных веществ в сточных водах, мг/л Степень удаления в процессе полной биологической очистки, %

Нефть и нефтепродукты[2]

25 85 — 90

Синтетические ПАВ[3]:

биологически мягкие (окисляющиеся на сооружениях биологической очистки) анионные 20 80 то же, неионогенные 50 90 промежуточные анионные 20 60 то же, неионогенные 20 75 Формальдегид 25 80 Сульфиды 1 99,5 Медь 0,5 80 Никель 0,5 50 Кадмий 0,1 60 Хром (трехвалентный) 2,5 80 Цинк 1 70 Сернистые красители 25 90 Мышьяк 0,1 50

Цианиды[4]

1,5 - Ртуть 0,005 - Свинец 0,1 50 Кобальт 1 50

Содержание микроорганизмов в воде зависит от ее загрязненностиорганическими веществами. Глубинные воды (артезианские, ключевые) содержат маломикроорганизмов, а поверхностные много. В основу очистки поверхностных водзаложен процесс самоочищения. Он основан на использовании микроорганизмами вкачестве пищи веществ, находящихся в воде. Микроорганизмы разлагают этивещества и, лишая себя пищи, погибают.

Но количество загрязнений, при котором еще живут и работаютмикроорганизмы, не должно быть и очень высоким. Существуют допустимыемаксимальные концентрации вредных веществ, при которых микроорганизмы еще могутсуществовать. Таким образом, существует зависимость между количествоммикроорганизмов и концентрацией загрязнений. Интенсивность и эффективностьбиологической очистки сточных вод зависят от скорости размножения бактерий.

В процессе очистки сточных вод обычно встречаетсямногокомпонентный субстрат, т.е. воды, загрязненные многими органическими инеорганическими веществами. Микроорганизмы питаются различными загрязнениями.Поэтому в зависимости от питательной среды одни микроорганизмы развиваются, адругие гибнут. Изменяя приток и концентрацию сточных веществ, можнорегулировать процесс физиологической активности микроорганизмов и тем самымизменять степень очистки сточных вод.

С одной стороны в сооружения подаются активный ил и питательнаясреда, которые идеально перемешиваются и движутся в поршневом режиме вдольсооружения. При такой схеме работы аэротенка в начале сооружения количествомикроорганизмов незначительно, а в конце сооружения достигает максимума.Распределение питательных веществ происходит в обратном порядке.

Активный ил представляет собой мелкие хлопья от светлого дотемно-коричневого цвета, которые состоят из большого числа многослойнорасположенных или флокулированных клеток. Активный ил — это аморфный коллоид.

Биопленка представляет собой слизистые образования толщиной 1-2 мми более того же цвета, что и активный ил.

Активный ил — это сложный комплекс микроорганизмов различныхгрупп, таких как бактерии, простейшие и грибы. Между этими видами микроорганизмов существует определенная связь. Они могут складываться каксимбиотические или как антагонистические. Часто продукты жизнедеятельностиодних микроорганизмов служат питанием других (метабиоз).

Для каждого вида микроорганизмов существуют свои минимальные,оптимальные и максимальные температуры. В зависимости от отношения ктемпературе микроорганизмы можно подразделить на термофильные, мезофильные ипсихрофильные.

Температуры сточных вод на нефтебазах в течение года колеблется от0 до 35 °С. Такой большойдиапазон температур вызывает резкое изменение в поведении микроорганизмов.Резкие перепады температур неблагоприятно влияют на жизнедеятельностьмикроорганизмов.

При низких температурах процесс жизнедеятельности микроорганизмови процесс биологической очистки замедляются, а также ухудшается глубина очисткии процесс флокуляции. Ухудшение процесса флокуляции приводит к выносу отдельныхмикроорганизмов из вторичных отстойников.

Чем выше температура, тем меньше кислорода растворено в воде. Взимний период растворенного в воде кислорода больше, однако активностьмикроорганизмов ниже и, следовательно, количество потребляемого ими кислородаменьше. Поэтому для поддержания высокой активности микроорганизмов в летнийпериод необходимо усилить аэрацию. Для увеличения эффективности очистки сточныхвод в зимний период следует увеличить количество микроорганизмов в очистныхустановках. Качество очистки сточных вод зависит от наличия кислорода в воде.

/>/>/>Сооружениядля биологической очистки

Преимущества биологического метода очистки — возможность удалятьиз сточных вод разнообразные органические соединения, в том числе токсичные,простота конструкции аппаратуры, относительно невысокая эксплуатационнаястоимость. К недостаткам следует отнести высокие капитальные затраты,необходимость строгого соблюдения технологического режима очистки, токсичноедействие на микроорганизмы некоторых органических соединений и необходимостьразбавления сточных вод в случае высокой концентрации примесей.

Очистные сооружения делятся на аэробные и анаэробные. Аэробныеметоды очистки получили большее распространение по сравнению с анаэробными. Приаэробном методе жизнедеятельность микроорганизмов поддерживается с помощьюсвободного кислорода в воде. Эти методы широко применяют при очистке бытовыхсточных вод.

Основой процесса биологической очистки является постоянноевоспроизводство микроорганизмов. Процесс хорошо прослеживается на схеме.

Сточная вода подается в аэротенк аэробной биологической очистки.Сюда также подаются активный ил и воздух. Все эти три компонентаперемешиваются. Микроорганизмы уничтожают загрязнения и воздух, находящийся вводе. Этот процесс сопровождается увеличением биомассы. Смесь очищенной воды иактивного ила поступает во вторичный отстойни, где происходит разделение смесина воду (очищенную) и активный ил. Очищенная вода выпускается в водоем. Частьактивного ила из отстойника подается в аэротенк, а другая часть выходит внакопитель ила. В биофильтрах очистка сточных вод производится микроорганизмамибиопленки, находящейся на поверхности наполнителя.

Биологическую очистку сточных вод можно проводить в естественных иискусственных сооружениях.

В качестве естественных сооружений биологической очистки применяютполя фильтрации, орошения и биологические пруды. Для очистки некоторых видовсточных вод, например бытовых, эти сооружения используют и в настоящее время;однако для очистки промышленных сточных вод такие сооружения (особенно двапервых) не нашли универсального применения. Это обусловлено большим количествомсточных вод промышленных предприятий и малой производительностью единицыплощади полей, а также возможностью попадания на поля в воде токсичных длямикроорганизмов примесей.

Промышленные сточные воды, особенно содержащие нефть, медленноочищаются в естественных сооружениях, поэтому их биологическую очистку проводятв искусственных сооружениях. К таким сооружениям чаще всего относят биофильтры,аэротенки и биологические пруды.

Биофильтры представляют собой железобетонные или кирпичныерезервуары, заполненные фильтрующим материалом, который укладывается надырчатое днище и орошается сточными водами. Для загрузки биофильтров применяютшлак, щебень, пластмассу и др. Очистка сточных вод в биофильтрах происходит подвоздействием микроорганизмов, заселяющих поверхность загрузки и образующихбиологическую пленку. При контакте сточной жидкости с этой пленкоймикроорганизмы извлекают из воды органические вещества, в результате чегосточная вода очищается.

Аэротенки представляют собой железобетонные резервуары длиной30-100 м и более, шириной 3-10 м и глубиной 3-5 м. Очистка сточных вод ваэротенках происходит под воздействием скоплений микроорганизмов (активногоила). Для нормальной их жизнедеятельности в аэротенки подают воздух ипитательные вещества.

Эффективность процесса очистки в аэротенках, качественноесостояние и окислительная способность активного ила определяются условиями, ккоторым относятся: состав и свойства сточных вод, гидродинамические условияперемешивания, соотношение количества поданных загрязнений и жизнеспособногоила, кислородный режим сооружения, температура, активная реакция среды, наличиеэлементов питания, присутствие активаторов или ингибиторов процесса и др.

Диспергирование воздуха в воде проводят с помощью механических ипневматических аэраторов. Пневматические аэраторы подразделяются в зависимостиот размера аэрируемых пузырьков: мелкопузырчатые, среднепузырчатые икрупнопузырчатые.

При механической и пневматической системах аэрации происходитперемешивание иловой смеси и воздуха с помощью механических устройств.Механические аэраторы подразделяются на аэраторы малого и глубокого погружения.Аэраторы малого погружения насыщают воздухом поверхностный слой воды и затемнасыщенную кислородом воду перемешивают за счет своей энергетической мощности.Аэраторы глубокого погружения перемешивают придонные слои воды с воздухом.Дальнейшее перемешивание всего объема воды происходит без энергии аэратора.

Преимущества механических аэраторов — высокая эффективность иэкономичность, а также отсутствие необходимости в строительстве воздуходувныхстанций и коммуникаций.

Для биологической очистки небольших количеств смеси сточных вод, вкоторой преобладают бытовые сточные воды, могут применятьсяаэротенки-отстойники, конструктивно обеспечивающие объединение двухтехнологических процессов очистки.

/>Заключение

Существование человечества без пресной воды невозможно. Поэтому впоследние годы вопрос о чистоте воды и воздуха ставится на многих всемирныхфорумах. Эта проблема возникла в связи с огромными масштабами промышленного,сельскохозяйственного и коммунального использования вод. В настоящее время вомногих районах земного шара ощущается острый водный голод. Использованиепресной воды в таких огромных масштабах приводит к изменению физико-химическогосостава воды. Для уменьшения вредного влияния промышленного исельскохозяйственного использования воды на экологию земного шара необходимаболее глубокая очистка сточных вод.

/>Списоклитературы

Карелин Я.А., Попова И.А., Евсеева Л.А. и др. Очистка сточных воднефтеперерабатывающих заводов, М., Стройиздат, 1982

Роев Г.А., Юфин В.А. Очистка сточных вод и вторичное использованиенефтепродуктов, М., Недра, 1987

Стахов Е.А. Очистка нефтесодержащих сточных вод предприятийхранения и транспорта нефтепродуктов, Л., Недра, 1983

Роев Г.А. Очистные сооружения. Охрана окружающей среды, М., Недра,1993