Научный журнал

Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Бусарев А.В. 1 Селюгин А.С. 1 Хисамеева Л.Р. 1 Шинкарев Н.О. 1

---

1 ФГБОУ ВПО «Казанский государственный архитектурно-строительный университет»

Очистка мазутосодержащих сточных вод из резервуаров-хранилищ топливного мазута котельных машиностроительных предприятий является актуальной задачей. При строительстве локальных очистных сооружений перспективным является применение напорных гидроциклонов и гидроциклонных установок. В статье приведены результаты исследований очистки мазутосодержащих сточных вод в напорных гидроциклонах, проведенных на экспериментальной гидроциклонной установке, включающей испытываемый напорный гидроциклон, успокоительную емкость, емкости для приема воды из верхнего и нижнего сливов гидроциклона. В ходе исследований испытано семь модификаций напорных гидроциклонов диаметром от 40 до 100 мм с различными диаметрами патрубков верхнего и нижнего сливов. В результате проведенных экспериментальных исследований установлено, что эффективность очистки сточных вод в напорных гидроциклонах по нефтепродуктам составила 54–77 %, а по взвешенным веществам 49–67 %. Установлено, что гидроциклоны диаметром 40 мм имеют высокую эффективность очистки НСВ, но небольшую производительность, а гидроциклоны диаметром 100 мм имеют более высокую производительность, но для их эффективной работы требуется большее давление на входе в гидроциклон. Для очистки мазутосодержащих сточных вод, образующихся в резервуарах-хранилищах топливного мазута, рекомендован гидроциклон диаметром 75 мм. Результаты исследований были использованы при проектировании промышленной установки для очистки мазутосодержащих сточных вод.

Статья в формате PDF

1942 KB

мазутосодержащие сточные воды

очистка

гидроциклон

экспериментальная установка

исследования

промышленная установка

1. Селюгин А.С. Разработка и моделирование гидроциклонных установок очистки нефтесодержащих сточных вод: дис… канд. техн. наук. – Казань, 1995. – 180 с.

2. Адельшин А.Б. Использование гидродинамических насадок с крупнозернистой загрузкой для интенсификации очистки нефтесодержащих сточных вод. Монография [Текст] / А.Б. Адельшин, Н.С. Урмитова. – Казань: КГАСА, 1997. – 249 с.

3. Стахов Е.А. Очистка нефтесодержащих сточных вод предприятий хранения и транспорта нефтепродуктов / Е.А. Стахов [Текст]. – Л.: Недра, 1983. – 263 с.

4. Адельшин А.А. Гидродинамическая очистка нефтепромысловых сточных вод на основе применения закрученных потоков [Текст] / А.А. Адельшин, А.Б. Адельшин, Н.С. Урмитова. – Казань: КГАСУ, 2011. – 245 с.

5. Адельшин А.Б. Новые технологические и технические решения установок очистки нефтепромысловых сточных вод на основе применения закрученных потоков [Текст] / А.Б. Адельшин, А.А. Адельшин, Н.С. Урмитова // Известия КГАСУ. – 2010. – № 2. – С. 197–205.

6. Блочная установка очистки нефтесодержащих сточных вод на основе применения закрученных потоков для целей поддержания пластового давления [Текст] / А.А. Адельшин, А.Б. Адельшин, Л.Р. Хисамеева, И.Г. Шешегова // Известия КГАСУ. – 2007. – № 1. – С. 87–92.

7. Основные положения конструирования, проектирования и расчета блочных установок очистки нефтепромысловых сточных вод с использованием закрученных потоков. Часть 1. Основные исходные данные об аппарате очистки, о качественных и количественных параметрах нефтепромысловых сточных вод и требования к качеству их очистки [Текст] / А.А. Адельшин, А.Б. Алельшин, Н.С. Урмитова, В.А. Береговая // Известия КГАСУ. – 2013. – № 1. – С. 159–168.

8. Полноблочная установка гидродинамической очистки нефтепромысловых сточных вод с использованием закрученных потоков [Текст] / А.А. Адельшин, А.Б. Алельшин, Н.С. Урмитова и др. // Известия КГАСУ. – 2013. – № 4. – С. 192–202.

9. Бусарев А.В. Исследование процессов очистки нефтесодержащих стоков машиностроительных предприятий с применением напорных гидроциклонов [Текст] / А.В. Бусарев, А.С. Селюгин, Я.В. Ягин // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2017. – № 8–2. – С. 190–194.

На многих промышленных предприятиях Российской Федерации имеются котельные, обеспечивающие производство тепловой энергией, горячей водой или острым паром. Основным топливом для них обычно служит природный газ, а в качестве резервного топлива применяется мазут. Кроме того, имеются котельные, которые используют мазут в качестве основного топлива. Прежде всего, это характерно для районов крайнего Севера и Дальнего Востока. В процессе транспортировки мазута, его перекачки и хранения образуются мазутосодержащие сточные воды, загрязненные частицами мазута и механическими примесями. Перед их утилизацией необходима очистка на локальных очистных сооружениях.

Казанским государственным архитектурно-строительном университетом (КГАСУ) проведены исследования очистки мазутосодержащих сточных вод котельной Донецкого экскаваторного завода (г. Донецк). На территории котельного цеха расположены четыре резервуара-хранилища топливного мазута объемом по 1000 м3 каждый. При перекачке мазута из железнодорожных цистерн в резервуары для подогрева мазута подают водяной пар, который, попадая вместе с мазутом в резервуары, конденсируется и образует мазутосодержащую сточную воду, собирающуюся в приямке объемом 10 м3. Сточная вода насосом перекачивается на очистку, а после очистки отводится в городскую канализацию. Количество сточных вод составляет 300 м3/сут. Существующая мазутоловушка не удовлетворяла требованиям как по пропускной способности, так и по степени очистки [1, 2].

Для очистки отстойных (подтоварных) сточных вод из продуктовых резервуаров, где они образуются в результате отстаивания обводненных нефтепродуктов, до остаточного количества загрязнений 10–50 мг/л в работе [3] рекомендуется технологическая схема, включающая песколовки, нефтеловушки и механические фильтры с возможностью доочистки в прудах дополнительного отстаивания. Для снижения концентрации загрязнений до 10–20 мг/л схема очистки подтоварных сточных вод включает песколовки, нефтеловушки и установку напорной флотации также с возможностью доочистки в прудах дополнительного отстаивания.

В Казанском государственном архитектурно-строительном университете (КГАСУ) в течение ряда лет ведутся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по очистке нефтесодержащих сточных вод (НСВ) от нефтепродуктов и механических примесей в блочных гидроциклонных установках [4, 5]. Предварительная обработка НСВ в поле центробежных сил напорных гидроциклонов значительно интенсифицирует процесс последующего отстаивания, что привело к разработке различных конструкций аппаратов типа «блок гидроциклон – отстойник» (БГО), состоящих из напорных гидроциклонов и отстойников различных конструкций [6–8].

Для очистки мазутосодержащих сточных вод котельной Донецкого экскаваторного завода был разработан блок гидроциклон – отстойник БГО-300 производительностью 300 м3/сут [1, 2, 4]. Блочная гидроциклонная установка БГО-300 (рисунок) состоит из батареи 1, включающей два напорных гидроциклона диаметром 75 мм и емкость 2 для приема сливов гидроциклонов; двух отстойников нижнего 3 и верхнего 4 сливов гидроциклонов объемом по 14 м3, оборудованных коалесцирующими насадками 5, распределительными 6 и водосборными 7 устройствами, нефтесборниками 8 и 9, регуляторами межфазного уровня 10 типа РУМ-18, трубопроводами и запорно-регулирующей арматурой [1, 2].

Коалесцирующая насадка 5 выполнена из гидрофобизированного керамзита с крупностью фракций 15–20 мм, зафиксированного сверху и снизу поддерживающими сетками. Распределительная система 6 представляет собой разветвленную систему перфорированных труб. Водосборная система 7 выполнена в виде перфорированной трубы.

Блок гидроциклон – отстойник БГО–300

Блок гидроциклон – отстойник БГО–300 работает следующим образом. Мазутосодержащая сточная вода из приямка резервуаров-хранилищ топливного мазута насосом под избыточным давлением 0,3 МПа подается на предварительную обработку в напорные гидроциклоны 1, в которых под действием центробежного поля происходит разделение потока: вода с небольшой примесью мазута выносится через нижние сливные отверстия гидроциклонов и через емкость 2, распределитель 6 поступает в отстойник нижнего слива 3. Мазут с некоторым количеством воды выносится через верхние сливные отверстия гидроциклонов и через емкость 2, распределитель 6 поступает в отстойник верхнего слива 4. Отстойники 3 и 4 разделены на три отсека: предварительного отстаивания, коалесцирующую насадку и отсек дополнительного отстаивания.

В отсеке предварительного отстаивания удаляется капельный мазут и часть эмульгированного. Всплывший мазут удаляется через нефтесборник 8. Уровень раздела фаз «мазут – вода» поддерживается регулятором межфазного уровня 10. Из отсека предварительного отстаивания сточная вода с оставшимся мелкодисперсным мазутом через коалесцирующую насадку 5 поступает в отсек дополнительного отстаивания, в котором укрупнившиеся в коалесцирующей насадке частицы мазута всплывают и удаляются через нефтесборник 9. Очищенная вода собирается водосборной перфорированной трубой 7 и отводится по трубопроводу 12 в канализацию. Нефтепродукты из нефтесборников 8 и 9 по трубопроводу 13 отводятся в резервуары-хранилища мазута [1, 2]. Технические характеристики блока гидроциклон – отстойник БГО-300 приведены в табл. 1 [2].

Для определения геометрических характеристик напорного гидроциклона, входящего в состав установки БГО-300, были проведены исследования процессов очистки сточных вод, загрязненных топливным мазутом, на экспериментальной установке, состоящей из испытываемого гидроциклона, успокоительной емкости и напорных емкостей нижнего и верхнего слива, предназначенных для создания противодавления на сливах гидроциклона [9]. В табл. 2 приведены геометрические характеристики гидроциклонов, испытанных в ходе экспериментальных исследований. Методика проведения исследований приведена в работе [9].

В табл. 3 приведены результаты исследований по очистке дренажных стоков из резервуаров-хранилищ топливного мазута котельной Донецкого экскаваторного завода от нефтепродуктов и механических примесей. Установлено, что гидроциклоны диаметром 40 мм имеют высокую эффективность очистки НСВ, но небольшую производительность, а гидроциклоны диаметром 100 мм имеют большую производительность, но для их эффективной работы требуется большее давление на входе в гидроциклон. Гидроциклон ГЦ-80-I показал высокую эффективность очистки сточных вод от механических примесей, но имеет невысокую эффективность очистки сточных вод от нефтепродуктов По результатам исследований для очистки мазутосодержащих сточных вод рекомендован гидроциклон ГЦ-75-II.

Результаты данных исследований были использованы при расчете и проектировании установки БГО-300, предназначенной для очистки мазутосодержащих сточных вод, образующихся в резервуарах-хранилищах топливного мазута на территории котельной Донецкого экскаваторного завода. При проведении испытаний установки БГО-300 содержание нефтепродуктов снижалось с 6,5–912 мг/л до 0,8–9,1 мг/л. Содержание механических примесей снижалось с 100–316 мг/л до 20–30 мг/л [1].

Таблица 1

Технические характеристики установки БГО-300

Таблица 2

Геометрические характеристики гидроциклонов

Библиографическая ссылка