Технология очистки сточных вод с использованием проточной установки

Т. Стелига, П. Якубович

Пластовые воды, добываемые попутно с нефтью и природным газом, содержат большое количество загрязняющих веществ: нефтяного происхождения, фенолов, метанола, ПАВ, суспензий, хлоридов. На большинстве месторождений такие воды закачиваются в поглощающие горизонты, но не на всех месторождениях это возможно. Принимая во внимание необходимость охраны окружающей среды, Институт Нефти и Газа (ИНиГ) в г. Кракове проводит исследования по очистке сточных вод в условиях месторождения [3]. В частности, в институте разработана проточная установка очистки сточных вод от содержащихся в них соединений путем подбора модифицированных индивидуальных процессов очистки [5]:

аэрирование мелкими пузырками;

коагуляция совместно с флокуляцией, при которой испольуется новый способ дозирования реагентов - применение коагулянта и флокулянта в виде блоков;

фильтрация послекоагуляционных осадков с использованием фильтра с хлопковыми вкладышами фирмы ВВТ.

Проточная установка очистки сточных вод (рис. 1) оснащена аэрирующим резервуаром 4, на дне которого имеется система диффузоров в виде дисков, выполненных из кварцевого песка и оксированной смолы в соотношении 1:10. Размер пор составляет 150 мкм, что позволяет получить эффект аэрирования мелкими пузырьками. Всплывшие загрязнения нефтяного происхождения, а также остатки ПАВ удаляются через окно водосброса.

Сточные воды после аэрирования поступают в проточный желоб, в котором осуществляется второй этап их очистки с использованием процессов коагуляции и флокуляции. По всей длине проточного желоба монтируются седиментационные перегородки 9, перед которыми размещены системы дозирования коагулянта (сульфат алюминия) 6 и две системы дозирования флокулянтов 10. Блоки химических веществ 7, 11 в контакте с протекающими сточными водами растворяются и обусловливают оседание загрязнений. Глубина погружения блоков коагулянта и флокулянтов регулируется и зависит от количества загрязнений в сточных водах. Остаточные седиментационные перегородки влияют на турбулентное движение сточных вод и способствуют длительному контакту с химическими веществами (блоками коагулянта-флокулянта).

Очищенные сточные воды с коаагуляционными осадками поступают в седиментационный резервуар 12, где происходит частичное отделение осадков после коагуляции. Для удаления оставшихся осадков сточные воды с помощью насоса подаются на мешочный фильтр 13. Очищенные сточные воды направляются к поверхностному водотоку

Для определения параметров работы проточной установки очистки сточных вод требуется проведение следующих оптимизационных работ во время первого пуска [4]: установления параметров и определения влияния процесса мелкопузырькового аэрирования на степень удаления загрязнений из сточных вод; оптимизации параметров процесса коагуляции совместно с флокуляцией; высоты и размещения седиментационных перегородок в проточпом желобе; глубины погружения блоков коагулянта и флокулянтов; скорости влияния сточных вод из аэрирующего резервуара; определения параметров процесса седиментации и фильтрации послекоагуляционных осадков.

Сточные воды из месторождения Ящев характеризуются следующими параметрами: содержание веществ нефтегенных -249 мг/дм3, суспензии - 489 мг/дм3, органических веществ по показателям ChZTCr (химическое требование содержания оксида, определенное хроматографическим методом) -1992 мг О2/дм3, по BZT5 (пятисуточное требование содержание жсида) - 659 мг 0,/дм3. фенола - 2,5 мг/дм3, анионовых ПАВ -4.05 мг/дм3, неионных ПАВ - 5,25 мг/дм3, хлоридов - 8253 мг/дм3. На основе анализов можно сделать вывод, что в удаленных сточных водах содержание загрязнений в несколько раз превышает нормы.

Задачей процесса мелкопузырькового аэрирования является выфлотирование нефтегенных веществ, находящихся в виде капель или адсорбированных на поверхности осадков и суспензий, а также частично окисленных органических веществ, находя-щихся в очищенных сточных водах [1]. Чтобы снизить концентрацию загрязнений до требуемой, надо определить оптимальное время аэрирования, т.е. количество воздуха, подведенного к сточным водам в виде мелких пузырьков. Проведено исследование нескольких проб в разные временные интервалы и при различном содержании загрязнений очищенных сточных вод месторождения Ящев. На основе полученных данных определено, что оптимальное время аэрирования составляет 6 ч (рис. 2) при К0ЛИчестве воздуха 8 м3/м3 сточных вод. После этого концентрация нефтегенных веществ уменьшается до 68,2 %, органических веществ по показателю ChZT - до 49,6 %, фенолов - до 34,5 %, общих ПАВ -до 49,5 %, по показателю BZT5 - до 52,8 %.

На втором этапе очистки сточных вод при сочетании процессов коагуляции и флокуляции предполагается применение коагулянта (сульфата алюминия) [2] в виде блока (рис. 3) и анионовых флокулянтов в виде двойной схемы блоков Magnasol AN-1 и Magnasol AN-2, погруженных в протекающие через желоб сточные воды [6,7]. Применение желоба с подобранными параметрами обеспечивает оптимальные время контакта сточных вод с химическими реагентами и время смешивания, что приводит к отделению послекоагуляционных осадков от сточных вод и их оседанию. На основе выполненных работ определена глубина погружения блока коагулянта на 5 см (1/4 высоты блока), а также блока флокулянтов на 10 см (1/2 высоты). За 1 мин из аэрирующего резервуара вытекает 20 дм3 сточных вод.

Сточные воды из проточного желоба собираются в четырехкамер