Блог системах очистки сточных вод, водоподготовке и применяемых для очистки воды химических реагентах

Очистка нефтесодержащих и пластовых сточных вод для их использования в технологических целях заключается, прежде всего, в удалении частиц нефти и взвешенной фазы, влияющих, в том числе на уровень показателя БПК. Удаление грубодисперсной фазы входит в систему технологической первичной переработки, с возвращением уловленной нефти, поэтому актуальной стадией очистки является очистка сточной воды от коллоидной и тонкодисперсной фазы взвешенных и эмульгированных загрязняющих веществ.

Сточные воды, образующиеся на буровых платформах при бурении морских скважин, используемые в оборотном водоснабжении, классифицируются согласно РД153-39-031-98, или Руководящему Документу «Правила охраны вод от загрязнения при бурении скважин на морских нефтегазовых месторождениях», утвержденному Минтопэнерго РФ 20 марта 1998 года.

Процессы биохимического окисления, проходящие при непосредственном участии ферментов, теоретически базируется на двух основных постулатах. Согласно первому, фермент при взаимодействии с органическим веществом образуют комплексное соединение, благодаря чему биохимическое окисление является результатом прохождения нескольких промежуточных реакций, имеющих невысокий энергетический барьер.

В основе методов биологической очистки лежат процессы жизнедеятельности бактерий и микроорганизмов, существующие в природной, естественной среде, благодаря которым происходит очищение воды от загрязнений различного характера.

Фактором, уменьшающим эффективность работы системы аэробной биологической очистки, является и избыточный вынос активного ила, так как при этом снижается необходимый для работы аэротенка прирост биомассы, что приводит к снижению окислительной способности активного ила, уровню его обменных процессов, и устойчивости к воздействию токсических веществ.

При проектировании вторичных отстойников следует учитывать также и время нахождения в них осадка активного ила, так как он при уплотнении особенно подвержен развитию процессов гниения, так как жизнедеятельность населяющих его бактерий не прекращается и во вторичном отстойнике, а отсутствие перемешивания не позволяет удалять продукты их жизнедеятельности.

В качестве примера установки с системой аэрации, в которой учтены все эти аспекты, можно привести реактор непрерывной биологической очистки Биоктор С, производимый компанией Nijhuis Water Technology. В аэротенке этой конструкции при обработке сильно загрязненной легко окисляемыми органическими загрязнениями устанавливается комбинированная система аэрации, включающая придонную мелкодисперсную диффузорную и погружную, установленную вдоль стен.

Нарушения процессов жизнедеятельности бактерий активного в результате недостаточной степени аэрации могут быть вызваны несколькими факторами.
К первому относится нарушение работы систем аэрации по причине забивания элементов, через которые производится подача воздуха, таких как форсунки, диффузоры, деспергаторы и им подобные.

Конструкции аэротенков подразделяются на три основных подвида, с вытеснением потока, с периодической подачей сточной воды и промежуточного между ними типа. К первому из них относятся аэротенки коридорного типа, разделенные перегородками, в которых располагаются каналы для подвода и отвода сочной воды.

Вопросы подбора и проектирования сооружений аэробной биологической очистки, или аэротенков, тесно связаны с протекающих в них процессами жизнедеятельности бактерий и микроорганизмов. Технологические аспекты биологической очистки, протекающей в аротенках, заключаются в обеспечении необходимого контакта сточной воды с микроорганизмами активного ила, а так же количества кислорода, требуемого для эффективного биохимического окисления.

Процесс поглощения загрязнений может производиться с использованием нескольких технологических решений, при фильтровании через слой неподвижного сорбента, при его взаимодействии со сточной водой путем ее активного перемешивания с сорбентом, а так же в псевдоожиженном слое.

Одним из методов очистки сточной воды от загрязнений является сорбирование, заключающееся в их поглощении другим веществом. Такие вещества называются сорбентами и могут быть представлены жидкой, твердой, или газообразной средой, хотя при очищении воды используются в основном только твердые сорбенты.

Для создания оптимальных условий прохождения процессов коагуляции на каждом этапе этого процесса используется оборудование специальной конструкции, соответствующей его назначению.

На практике применяются пять основных схем, обеспечивающих оптимальные условия для коагуляции частиц коллоидного раствора, подразделяющиеся на непрерывную коагуляцию, непрерывную с возвратом части осадка, раздельную, дробную и прерывистую.

Именно поэтому процесс коагуляции может быть разделен на три основных стадии его протекания, молекулярно-кинетическую, градиентную и гравитационную, которая дополняется, в том числе, процессами адсорбции и абсорбции, а так же образованием флоккул.

Рассмотрение процессов коагуляции является одним из важных моментов теоретических основ очищения сточной воды, так как большая часть загрязнений находится в состоянии коллоидных растворов. Частицы, входящие в их состав, невозможно отделить с помощью механических способов очищения воды, так как они не задерживаются фильтровальными системами и не поддаются действию осаждающих гравитационных сил.

Существуют четыре основные схемы флотации. По первой схеме образование пузырьков происходит непосредственно в камере флотации, и она характерна для барботажного, пневмомехалического и электрохимического способов получения газовой фазы. Во второй схеме весь поток очищаемой воды проходит через сатураторное устройство, где происходит его насыщение газом и затем уже поступает в нижнее пространство флотационной камеры.

Выбор флотационной установки основывается на оптимальных условиях образования формирования устойчивых флотокомплексов, и оказывает существенное влияние на то, насколько эффективно будет произведено очищение стоков с использованием физико-химических методов.

Мы уже рассматривали установки, применяемые для флотационного разделения разных сред, работающих на разных принципах и различных стадия очищения сточной воды. На этот раз мы хотим подробнее остановиться на теоретических основах этого процесса, а так же привести примеры и принципы конструкций, в основе которых они использованы.

В связи с тем, что в последнее время появилась тенденция к ужесточению требований по качеству сточной воды, отводимой в коллекторную канализацию, усовершенствование очистных сооружений становится все более актуальным.

Общие особенности качественного состава стоков масложировых производств Масложировые производства включают в себя первичную обработку растительного масла, а также стадии его дальнейшей переработки, в которые входят гидрогенизация растительных жиров и получение маргарина.

Сушилки вакуумного типа применяются для сушки осадка, предварительно обезвоженного с применением декантерных центрифуг. После высушивания осадка таким способом он представляет собой гранулы, имеющие влажность около 30-40%. В качестве сушильного агрегата используются специальные обогревающие рубашки, роль теплоносителя в которых отводится водяному пару, имеющему температуру 150оС.

Ко второму типу установок термической сушки относятся сушилки, где сушка осадка производится во встречном потоке газового сушильного агента. в этом случае частицы осадка, находящиеся во взвешенном состоянии в газовой среде, движутся двумя встречными потоками, соударяясь и приходя в колебательное движение при взаимопроникновении.

Барабанные сушилки, в основе которых лежит принцип неподвижного слоя осадка, работают по схеме, где осадок и сушильный агент находятся в движении прямого потока. На входе барабанного сушильного аппарата расположена загрузочная, а на выходе – загрузочная камера. В роли сушильного агента применяются топочные газы, при этом топка находится у входа в сушилку.

После обезвоживания осадок, перед его дальнейшим использованием, подвергается термической сушке. На этой стадии происходит уменьшение массы осадка и его обеззараживание. В последнее время получили распространение в основном мезофильные процессы анаэробного сбраживания, как наиболее производительные и экономичные по энергозатратам, и не требующие столь тщательного соблюдения температурного режима, как при термофильмом сбраживании, происходящие при температуре 38оС, как во многих установках анаэробной обработки стоков и осадка производства Nijhuis Water Technology.

При безреагентном кондиционировании осадок подвергается тепловой обработке, или же замораживанию. Подобная схема прогрева флотошлама в реакторе перед обезвоживанием реализована компанией Nijhuis Water Technology в технологической схеме переработки осадка. Суть такой предварительной обработки заключается в выдерживании осадка при определенной температуре прогрева.

Сброженные осадки подвергаются промыванию, в результате чего из них вымываются частицы мелкой взвеси и коллоидной фазы, что способствует увеличению в осадке доли свободной воды. Количество воды для промывания и продолжительность этогй процедуры, зависят от режима предварительной стабилизации осадка, но в любой схеме обработки число промывных резервуаров проектируется с расчетом не менее двух.

Мы уже останавливались на свойствах осадков и их способности к влагоотдаче. В этом разделе мы подробнее рассмотрим некоторые способы улучшения качеств осадка, связанные с его предварительной подготовкой перед механическим обезвоживанием.

К установкам, где удаление влаги из осадка производится за счет воздействия центробежных сил, относятся центрифуги различной конструкции. Этот метод удаления осадка является достаточно простым, экономичным и легко управляемым, позволяющим получать осадки с минимально возможной влажностью.

К более эффективным установкам обезвоживания относятся фильтр-прессы различных конструкций, выпускаемых, в том числе, компанией Nijhuis Water Technology. По своим конструкционным особенностям фильтр-прессы делятся на рамные, с использованием камер, мембранно-камерные, ленточные, барабанные и шнековые.