Разработка мероприятий по переработке нефтешламов и очистки сточных вод предприятия

Такая установка обеспечивает разделение шлама следующего массового состава: нефтяная часть - 15...70%, водная часть - 25...70%, механические примеси - 20%.

Извлекают нефть следующего качества: нефтяная часть - 92. .95%, водная часть - менее 3%, мехпримеси - менее 3%. Отделившаяся водная фаза содержит 0,05...0,1% нефтепродуктов и менее 2% механических примесей. Отделившаяся твердая фаза содержит воды не более 40% и нефтепродуктов не более 10%.

2.1.6 Химическая переработка нефтешламов

Химические методы позволяют полностью обезвреживать отходы, а полученные продукты в ряде случаев использовать повторно.

Препарат "Эконафт" - гидрофобизированная диспергирующая смесь, приготавливаемая на базе оксида минерального сорбента (негашеной строительной извести ГОСТ 9179-77) с добавкой специального модификатора.

Препарат "Эконафт" предназначен для химического обезвреживания, герметизации и утилизации нефтемаслоотходов и санации нефтезагрязненных почв.

Препарат может быть использован для обезвреживания пастообразных и жидких нефтесодержащих отходов: отработанных масел, эмульсий, масло и нефтесодержащих шламов, кислых гудронов, отходов лаков, красок и др., а также для очистки и рекультивации площадей разлива нефтепродуктов, ликвидации нефтяных загрязнений при авариях нефтепродуктопроводов, нефтезагрязненных почв и др.

Препарат выпускается Институтом по ТУ 2123-002-11085815-94. или приготавливается на месте производства работ. При необходимости поставляется расфасованным, в крафтмешках или полиэтиленовых мешках любым видом транспорта, в готовом к применению виде. Может применяться на открытом воздухе и в закрытых, специально предназначенных для этого пунктах утилизации [34].

Препарат "Эконафт" - гидрофобизированная диспергирующая смесь, приготавливаемая на базе оксида минерального сорбента (негашеной строительной извести ГОСТ 9179-77) с добавкой специального модификатора.

Таблица - 2.2 Техническая характеристика препарата

Внешний вид, цвет	сыпучий порошок сероватого цвета
Удельный вес:
без уплотнения	0,5-0,9 г/см3
после уплотнения 1 кг/см2	0,6-1,0 г/см3
Плотность	3370 кг/м3
Насыпной вес	0,5-0,9 г/см3
Гидрофобность	1 - 2 сек.
Коэффициент фильтрации	не определяется
Содержание активных CaO+MgO,% по массе, не менее	90

Сущность действия препарата "Эконафт" заключается в том, что при смешении нефтемаслотходов или нефтезагрязненной земли с препаратом в соотношении 1: 1-2 оксид щелочноземельного металла образует с водой гидроксид. При добавлении модификатора, нефтепродукты равномерно им адсорбируются с получением гидрофобного, морозоустойчивого, стойкого при хранении вещества, состоящего из мельчайших известковых гранул, в которых заключены частицы обезвреженных нефтемаслоотходов [34].

Продуктом утилизации нефтемаслоотходов, нефтешламов и санации нефтезагрязненных земель является материал, представляющий собой капсулированный, гидрофобный, практически нерастворимый в воде, морозостойкий, непроницаемый, порошок, по ТУ 5716-004-11085815-2000 “Порошок минеральный “ПУН”. Продукт утилизации нефтемаслоотходов" и заключению ГосНИИ “РосДорНИИ” может использоваться в качестве минеральной добавки для приготовления асфальтобетонных смесей по ГОСТ 9128, а также в качестве инертного и гидрофобного материала в конструкциях дорожных одежд (гидро - и теплоизоляционных слоев) для дорог не выше II категории и для устройства земляного полотна в качестве нижних слоев оснований местных дорог, а также устройства площадок для стоянок техник, строительства внутриплощадных дорог, очистных сооружений и др [34].

Рисунок 2.11 - Установка ПУ-01 (1 - перемешивающее устройство, 2 - скиповый подъемник, 3 - ковш для загрузки нефтемаслоотходов, 4 - ковш для загрузки препарата “Эконафт".

Таблица 2.3 - Техническая характеристика ПУ-01

Производительность, м3/час	1,0-2,0
Установленная электрическая мощность, кВт	11
Рабочий объем, м3	0,5
Габаритные размеры, мм
длина	4087
ширина	1445
высота	1660
Масса, кг	1400

2.1.7 Обоснование выбора метода переработки нефтешламов

Согласно материалам по инвентаризации нефтешламовых амбаров в ООО "НГДУ "Чекмагушнефть" на территории Чекмагушевского месторождения имеется 5 нефтешламовых амбаров. Все имеющиеся амбары строились в 50-60-е годы с соблюдением правил тех лет, то есть с применением глиняных двухслойных - 12 шт. и железобетонных - 2 шт. противофильтрационных экранов. Общая площадь ША составляет - 154689 м².

Ежегодно на объектах нефтедобычи ООО "НГДУ "Чекмагушнефть" образуется до 4300 т нефтешламов. Шлам очистки емкостей и трубопроводов от нефти образующиеся отходы от мест образования откачивается и выводится бардовозами, на территории которого находится объект длительного хранения отходов - шламонакопитель.

На оснований вышеизложенного предлагается опытно - промышленная установка "Альфа-Лаваль" для переработки нефтешламов различного происхождения от старонакопленных нефтешламов в амбарах до вновь образуемых при зачистке резервуаров, от аварийных разливов при добыче и транспортировке нефти, при проведении подземных и капитальных ремонтов скважин, с последующим обезвреживанием биологическим методом до полного разложения нефтепродуктов на полигоне.

В состав сооружений установки входят:

шламонакопитель;

установка переработки нефтешлама;

резервуары сырьевые нефтешлама;

резервуар товарный для продукта переработки нефтешлама (ППНШ);

отстойник для воды;

насосная станция;

дренажная емкость;

полигон обезвреживания осадка;

шламоприемник;

площадка для отмыва шлама;

площадка реагентного хозяйства;

площадка сырьевых насосов

отстойник умягченной воды

наливная эстакада

емкость утечек с наливного шланга.

Установка переработки нефтешламов производства фирмы "Альфа-Лаваль", имеющая производительность до 5,0 м³/час, рассчитана на переработку усредненного нефтешлама со следующими характеристиками:

температура на входе - 40…60 С;

содержание нефтепродукта в нефтешламе - 10 - 45%;

плотность нефтешлама - до 950 кг/м³;

содержание механических примесей - до 20%.

2.2 Принципиальная схема технологического процесса переработки жидкого нефтешлама

Из шламонакопителя нефтешлам забирается специальным заборным устройством ЗУ и направляется в сырьевой резервуар (V=200 мі) РС - 1, где нефтешлам нагревается до 40єС посредством паровых змеевиков, встроенных в РС-1.

Затем сырьевыми насосами нефтешлам подается на вибросито ВС-1, где происходит увеличение температуры потока до 60єС, отделение грубых частиц и гомогенизация жидкости.

После вибросита нефтешлам питающими насосами подается на горизонтальную центрифугу, предварительно нагреваясь в теплообменниках до 80єС, где происходит извлечение твердых примесей из жидкости.

Затем по технологической цепочке питающими насосами нефтешлам подается через теплообменники, нагреваясь до 98єС, на трёхфазный тарельчатый сепаратор, где происходит отделение воды, мехпримесей и получение ППНШ (продукта переработки нефтешлама).

2.2.1 Расчет предлагаемых и внедряемых аппаратов для переработки нефтешлама

Динамический фильтр (вибросито) представляет собой бункер, верхняя часть которого обечайка диаметром 1 м и высотой 0,75м имеет 2 диаметрально расположенные отверстия в нижней части на жесткую коническую обрешетку натянута фильтровальная сетка.

Процесс фильтрования происходит следующим образом. На вибрационное сито в центр подают нефтешлам.

Жидкая фракция проходит сквозь сетку в нижний бункер и по лотку выходит в приемную воронку отводного трубопровода.

Твердая фракция под действием инерционных сползает к периферии верхнего бункера и через отверстия в обечайке по лоткам в приеный короб горизонтального транспортера.

Эффективность =30-40%.

Таблица 2.4 - материальный баланс приход в вибросито

Сырьё	%	кг/час	т/час	т/сутки	т/год
Нефтешлам, в том числе:	100	4750	4,75	114	18810
продукт переработки нефтешлама;	31,4	1491	1,49	35,8	5907
Механические примеси;	5,0	5700	0,237	5,7	940,5
Вода;	63,6	3020	3,022	72,5	11963,16

Таблица 2.5 - материальный баланс после прохождения вибросито

Продукт	%	кг/час	т/час	т/сутки	т/год
Нефтешлам, в том числе:	100	4226,700	4,227	101,441	16737,730
Механические примеси	3,93	165,900	0,166	3,982	656,964
Нефтепродукты	31,75	1341,900	1,342	32, 206	5313,924
Вода	64,33	2718,900	2,719	65,254	10766,840
Твердый остаток		522,300	0,523	42,560	2072,270
Итого		4750,000	4,750	114,000	18810,000

Расчет Центрифуги:

Методика расчета центрифуги основана на использовании СНиП 2.04.03-85 "Канализация. Наружные сети и сооружения" [25].

Рассчитываем объем ванны ротора центрифуги:

(1)

Определяется объемная производительность центрифуги Q_сf:

(2)

W_cf - объем ванны ротора центрифуги, м³

К_cf - коэффициент использования объема центрифуги, принимаемый равным 0,4-0,6.

Определяется количество рабочих центрифуг n:

(3)

где q_щ - максимальный часовой расход нефтешлама, м³/ч.

Данные для расчета:

q_щ=4,02 м³/час, требуется задержать примеси гидравлической крупностью свыше 0,1 мм/с.

Фактор разделения, при котором достигается необходимая степень разделения, составляет F_r=3140 (Приложение - 1, таблица - 1).

Требуемая продолжительность центрифугирования t_сf= 40с.

Так как расход 4,02м³/час, принимаем непрерывно действующую центрифугу с противоточным движением типа ОГШ, исходя из данного фактора разделения по таблице находим центрифугу ОГШ - 352К-6 (Приложение - 1, таблица - 1), (диаметр ротора D_cf=0,35м, длина ротора L_сf=3,76· D_cf=3,76·0,35=1,316м) и рассчитываем объем ванны ротора центрифуги:

Затем определяем ее объемную производительность по формуле (2)

По формуле (3) рассчитываем количество рабочих центрифуг:

Таблица - 2.6 Материальный баланс до прохождения центрифуги

Продукт	%	кг/час	т/час	т/сутки	т/год
Нефтешлам, в том числе:	100	4226,700	4,227	101,441	16737,730
Механические примеси	3,93	165,900	0,166	3,982	656,964
Нефтепродукты	31,75	1341,900	1,342	32, 206	5313,924
Вода	64,33	2718,900	2,719	65,254	10766,840
Твердый остаток		522,300	0,523	42,560	2072,270
Итого		4750,000	4,750	114,000	18810,000

Таблица - 2.6 Материальный баланс после прохождения центрифуги

Продукт	%	кг/час	т/час	т/сутки	т/год
Нефтешлам, в том числе:	100,00	3467,530	3,468	83,221	13731,420
Механические примеси	2,39	82,950	0,083	1,991	328,482
Нефтепродукты	30,96	1073,580	1,074	25,765	4251,377
Вода	66,65	2311,000	2,311	55,464	9151,560
Твердый остаток		759,170	0,759	18,221	3006,310
Итого		4226,700	4,227	101,441	16737,730

2

Рисунок - 2.12 Схема прохождения нефтешлама через центрифугу

Расчет сепаратора.

Расчет сепаратора произведен по книге "Процессы и аппараты химической технологии" Плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.З. [15].

Находим угловую скорость вращения:

(4)

Определяем фактор разделения:

(5)

Находим рабочий объем барабана сепаратора:

(6)

Индекс производительности:

(7)

Показатель эффективности работы сепаратора:

(8)

Определяем производительность сепаратора:

(9)

Исходные данные:

Наружный радиус барабана R=270мм

Длина барабана L=220мм

Внутренний радиус кольцевого слоя суспензии в барабане r_o=170 мм

Плотность твердой фазы с_тв. =1200кг/м³

Плотность жидкой фазы с_ж. =1000 кг/м³

Вязкость жидкой фазы суспензии 9,71·10^-4н·сек/м².

Угловая скорость вращения составляет:

Фактор разделения

Находим рабочий объем барабана сепаратора

Индекс производительности:

Показатель эффективности работы сепаратора:

Определяем производительность сепаратора:

После прохождения нефтешлама через установку получается 3 отсепарированных продукта: - продукт переработки нефтешлама;

вода с содержанием нефтепродуктов;

шлам (кек) с содержанием нефтепродуктов.

Таблица - 2.8 Материальный баланс до прохождения сепаратора

Продукт	%	кг/час	т/час	т/сутки	т/год
Нефтешлам, в том числе:	100,00	3467,530	3,468	83,221	13731,420
Механические примеси	2,39	82,950	0,083	1,991	328,482
Нефтепродукты	30,96	1073,580	1,074	25,765	4251,377
Вода	66,65	2311,000	2,311	55,464	9151,560
Твердый остаток		759,170	0,759	18,221	3006,310
Итого		4226,700	4,227	101,441	16737,730

Таблица - 2.9 Материальный баланс после прохождения сепаратора

Продукт	%	кг/час	т/час	т/сутки	т/год
Нефтешлам, в том числе:	100,00	3467,510	3,468	83,22024	13731,340
Механические примеси	10,43	361,790	0,362	8,682	1432,688
Нефтепродукты	27,32	947,330	0,947	22,736	3751,427
Вода	62,25	2158,390	2,158	51,801	8547,224
Твердый остаток		0,020	0,001	0,001	0,080
Итого		3467,530	3,468	83,221	13731,420

2

Рисунок 2.13 - Схема прохождения нефтешлама через сепаратор

Рисунок 2.14 - Схема обобщенных материальных потоков

2.2.2 Метод утилизации шлама

Шлам, полученный в процессе переработки поступает в передвижную тележку и далее, на установку ПУ-01, там происходит перемешивание шлама с негашеной известью.

Рисунок - 2.14 Схема получения минерального порошка [34]

Выбор химического метода утилизации нефтешлама путем диспергирования с гидрофобными реагентами на основе негашеной извести или других материалов обусловлен следующим:

1. Высокая эффективность процесса переработки нефтесодержащих отходов в порошкообразный гидрофобный материал, который может быть использован в дорожном строительстве.

2. достаточно дешевый способ обезвреживания;

3. большие объемы обрабатываемого нефтешлама;

Способ основан на свойствах окиси минеральных сорбентов (негашеная известь - СаО, магния - MgO и хрома - Cr₂O₃) при гашении увеличивать удельную поверхность в 15-30 раз и тем самым превращаться в объемное вяжущее вещество с высокой абсорбционной способностью для высокомолекулярных веществ и, в частности, для углеводородов нефти.

Процесс гашения сопровождается выделением большого количества тепла, в результате чего происходит резкое увеличение удельной поверхности. Однако гашеная известь смачивается водой, что приводит к резкому сокращению или устранению ее абсорбционной способности.

Для придания гидрофобизирующих свойств в процессе гашения вводят специальные вещества - модификаторы - полный эфир глицерина и высших жирных кислот - триглицерид. При смешении с известью глицерид образует с поверхностью минерального сорбента прочную химическую связь, что приводит к образованию нового соединения - триглицерида кальция и активации поверхности для последующего гидрофобного взаимодействия с углеводородами нефти.

При взаимодействии с поверхностью сорбента образуется триглицерид кальция. Процесс солеобразования протекает практически полностью. Получаемые соли и придают гидрофобность и прочность гранул.

Таким образом, сущность химического способа обезвреживания нефтемаслоотходов заключается в том, что нефтемаслоотходы обрабатываются негашеной известью с добавкой модификатора путем перемешивания. При этом оксид щелочно-земельного металла образует с водой гидроксид, в результате чего нефтепродукты равномерно им адсорбируются с получением сухого, стойкого при хранении порошкообразного вещества, состоящего из мельчайших гранул, представляющих по химическому составу мельчайшие частицы обезвреженных нефтемаслоотходов, заключенные в известковые оболочки - капсулы, которые равномерно распределены в массе продукта.

Полученный продукт утилизации соответствует ГОСТу 16557-78 "Минеральная добавка в асфальтобетон" и относится к IV классу опасности.

Произведем расчет:

Состав нефтешлама:

46,41% нефти

53,59% воды.

В цехе подготовки и переработки нефти и газа образуется 15,88 т/сут нефтешлама. Следовательно:

6,9 т нефти; 8,99 т воды

CaO + H₂ O = Ca (OH) ₂

56 т 18т 74т;

Из расчета на 1 т негашеной 65% -ной извести следует:

CaO - Ca (OH) ₂

0,65 кг 350 кг

;

Таблица 2.10 - Материальный баланс утилизации нефтешлама путем получения гидрофобного порошка

Взято	т/сут.	т/мес.	т/год	% масс.
1. Нефтешлам в т. ч. нефть вода	15,88	476,4	2620,69	100
	6,90	207	1138,15	46,41
	8,99	269,7	1482,54	53,59
2. Известь в т. ч. CaO Ca (OH) 2	43,03	1290,9	7099,95	100
	27,97	839,1	4615,05	65
	15,06	451,8	2484,9	35
Итого:	58,91	1767,3	9720,64	100
Получено: 1. Готовый продукт в т. ч. Ca (OH) 2 нефть	58,91	1767,3	9720,64	100
	52,01	1560,3	8581,65	88,28
	6,90	207	1138,15	11,72
Итого:	58,91	1767,3	9720,64	100

1. Допустим, что при восьмичасовом рабочем дне установка работает 6 часов. Следовательно, 15,88 т нефтешлама перерабатываем в течение шести часов.

Накопительная емкость для шлама:

Шлам потерял легкие фракции, поэтому его плотность можно принять 0,9 т/м^3. Получим:

Следовательно, объем емкости при степени заполнения 0,9 равен:

Если принять высоту емкости h, равную радиусу емкости r, то:

(10)

2. Рассчитаем емкость для извести.

Недельный запас извести в таре поставщика хранится на складе. Одна погрузочная тара (из нетканых материалов) содержит 1 т негашеной извести.

Следовательно, необходимо использовать 43,03 упаковки для утилизации 43,03 т нефтешлама.

Расчет часовой производительности:

3. Пусть время пребывания шлама и извести в загрузочном бункере и работающем шнеке должно быть 10 минут. За 10 минут будет подано:

Примем длину шнека 5 м, насыпную массу получаемого продукта 0,7 т/м^3.

Металлическая внутренняя часть элементов шнека с осью занимает 1/3 части объема и равна 0,78м^3. Рассчитаем объем, радиус и диаметр шнека.

3. Анализ методов очистки сточных вод, применяемых на нефтедобывающих предприятиях

В процессе эксплуатации на нефтебазах образуются производственные и дождевые нефтесодержащие сточные воды.

Производственные сточные воды включают в себя следующие разновидности нефтесодержащих вод:

1) отстойные (подтоварные) - из продуктовых резервуаров, где они образуются в результате отстаивания обводненных нефтепродуктов;

2) обмывочные - после мытья бочек из-под нефтепродуктов, закрытых производственных площадей;

3) вода от уплотнения сальников и охлождения подшипников нефтяных насосов. Некоторое количество загрязненной нефтепродуктами воды поступает из лаборатории.

4) дождевые и талые воды. Та часть дождевых вод, которая поступает с загрязненных с поверхностей, помимо обычных механических примесей содержит нефтепродукты и поэтому подлежит отведению и очистке совместно с производственными водами. Сюда относятся сточные воды с обвалованных участков резервуарных парков. [18].

Дождевые и талые воды с территории хоззоны собираются посредством лотка в колодец дождевых и талых вод, общее количество составляет до 9500 м³/год. Стоки скапливающиеся в колодце Кл-1, по мере накопления вывозятся на полигон сброса воды.

На НШУ при переработке нефтешлама образуется вода загрязненная нефтепродуктами. Затем эта вода перекачивается в емкости, откуда часть в цех ППД (поддержание пластового давления), часть используется для охлаждения подшипников нефтяных насосов, промывки оборудования и емкостей и т.д.

Для противопожарного водоснабжения хоззоны рекультивируемого нефтешламового амбара предусмотрен один резервуар объемом 50 м³. Расход воды на один пожар принят 5 л/с, продолжительность тушения пожара - 2 часа.

Для очистки сточных вод от нефтепродуктов в настоящее время применяют:

механические;

физико-химические;

химические и биологические методы.

Из механических методов практическое значение имеют отстаивание, центрифугирование и фильтрование; из физико-химических - флотация, коагуляция и сорбция; из химических - окисление хлором (хлорирование), окисление озоном (озонирование). Биологические методы основаны на способности аэробных микроорганизмов - минерализаторов перерабатывать (окислять) некоторые органические соединения, входящие в состав нефтепродуктов, как правило, в смеси с бытовыми сточными водами.

3.1 Аппараты и сооружения механической очистки.

Сточные воды содержат взвешенные нефтепродукты, механические примеси, для их удаления можно применить горизонтальную нефтеловушку.

Отстаивание является наиболее простым и дешевым технологическим способом выделения дисперсных примесей из воды, в основе которого лежит разделение в поле гравитационных сил в условиях покоя или медленно движущегося потока жидкости. При этом взвешенные вещества с плотностью, большей плотности воды, осаждаются, вещества с меньшей плотностью - всплывают.

Основная масса нефтепродуктов в грубодиспергированном (капельном) и некоторая часть в эмульгированном состоянии из сточных вод удаляются в отстойных сооружениях, называемых нефтеловушками. Они применяются при содержании нефтепродуктов в сточных водах более 100 мг/л. По конструктивному исполнению нефтеловушки являются горизонтальными, вертикальными и радиальными отстойниками, дополнительно оборудованными для сбора и удаления всплывающих нефтепродуктов. На нефтебазах наибольшее распространение получили горизонтальные нефтеловушки.

Горизонтальная нефтеловушка представляет собой прямоугольный резервуар (рис.3.1), в котором из медленно движущегося потока сточных вод выделяются всплывающие нефтепродукты и оседающие механические примеси. Для удаления всплывающего слоя предусматриваются нефтесборные щелевые поворотные трубы, а для сбора осадка - приямок в начале сооружения и уклон днища по всей длине [18].

Рисунок 3.1 - Схема устройства нефтеловушки.

1 - подводящий трубопровод; 2 - входная камера; 3 - распределительная (дырчатая) стенка; 4 - приямок для осадка; 5 - скребковый механизм; 6 - нефтесборная щелевая поворотная труба; 7 - нефтеудерживающая стенка; 8 - отводящий трубопровод; 9 - подогреватель.

Отстаивание в песколовках.

Для обеспечения нормальной работы основных отстойных сооружений (нефтеловушек и т.п.) целесообразно из сточной воды предварительно удалять тяжелые минеральные примеси. Они снижают подвижность осадка, увеличивают нагрузку на скребковые механизмы, отлагаются в трубопроводах, лотках, водораспределительных устройствах, входных камерах, вызывают преждевременный износ оборудования. На очистных станциях эту задачу выполняют вспомогательные отстойные сооружения, называемые песколовками.

Рисунок - 3.2 Горизонтальная песколовка.

1 - решетка; 2 - шибер; 3 - гидроэлеватор; 4 - пульпопровод; 5 - напорный трубопровод рабочей воды.

Решетки применяются для задержания из городских сточных вод крупных и волокнистых материалов и являются сооружениями предварительной очистки.

Решетки устанавливаются в расширенных каналах, называемых камерами. Движение воды происходит самотеком. Решетки подразделяются на вертикальные и наклонные, а также на подвижные и неподвижные [16].

Решетки очищаются граблями (рис.3.3). Для удобства съема загрязнений решетки часто устанавливают под углом к горизонту а=60-70°. При большом количестве улавливаемых отбросов (более 0.1 м³/сут) их удаление и подъем из воды механизируется. Задержанные загрязнения подвергаются дроблению на специальных дробилках, а затем или сбрасываются, или транспортируются в метантенки на сбраживание.



Рисунок - 3.3 Решетка с ручной очисткой.

Горизонтальные отстойники.

Применяются на очистных сооружениях канализации производительностью 15-100 тыс. м³/сут. Представляют собой прямоугольные в плане резервуары, разделенные продольными перегородками на несколько отделений. Поток воды в них движется горизонтально.

Рисунок - 3.4 Горизонтальный отстойник

1 - подводящий лоток; 2 - полупогружная доска: 3 - скребковая тележка: 4 - отводящий лоток: 5 - жиросборный лоток: 6 - удаление осадка.

Выпадающий по длине отстойника осадок перемещается скребком в расположенные на входе приямки, откуда под гидростатическим давлением выдавливается в самотечный трубопровод. Всплывающие нефтепродукты и жировые вещества собираются в конце сооружения в жиросборный лоток, из которого также самотеком отводятся на перекачку.

К достоинствам горизонтальных отстойников относятся: высокий эффект осветления по взвешенным веществам - 50-60% и возможность их блокирования с аэротенками.

Недостатки - повышенный расход железобетона по сравнению с круглыми отстойниками и неудовлетворительная работа механизмов для сгребания осадка, особенно в зимний период [8].

3.1.1 Физико-химические методы очистки нефтесодержащих сточных вод

Методы механической очистки позволяют выделять из воды частицы нефтепродуктов размерами, как правило, от 10 мкм и более. Оставшиеся в воде чрезвычайно малые по размерам дисперсные примеси образуют весьма устойчивую коллоидную (эмульсионную) систему. Одним из распространенных методов нарушения агрегативной устойчивости таких систем является коагуляция, под которой понимается процесс образования в системе из мелких частиц более крупных агрегатов, легко удаляемых из воды механическими методами.

Для доочистки производственных сточных вод НГДУ "Чекагушнефть" возможно применение флотационных установок.

Рисунок 3.5 - Механическая флотационная машина (двухкамерная).

а - поперечный разрез; б - продольный разрез;

1 - электродвигатель; 2 - отверстия в статоре для внутренней циркуляции; 3 - флотационная камера; 4 - слой всплывшей массы (пены); 5 - лопастной иеноеннматель; 6 - лоток для приема и отвода пены; 7 - воздушная труба; 8 - отбойники (лопасти для гашения вращательного движения); 9 - статор; 10 - турбинка насосного типа (импеллер); 11 - сальниковое уплотнение; 12 - впускной карман; 13 - выпускной карман.

Механическая флотационная машина состоит из флотационной камеры, у дна которой расположена турбинка насосного типа (импеллер) со статором. В центре статора имеется воз^: душная труба, соединенная с атмосферой. Сточная вода поступает в камеру через впускной карман [8]. При быстром вращении импеллера в центральной части камеры создается зона пониженного давления и через отверстия в верхней части статора на импеллер поступает сточная жидкость, которая затем выбрасывается лопастями турбинки через направляющие щели отбойника. Одновременно происходит засасывание воздуха из атмосферы через трубу. Диспергирование его на мелкие пузырьки происходит за пределами импеллера, в мелких вихревых потоках жидкости, так как статор гасит крупные вихри и вместе с отбойником успокаивает вращательное движение всей жидкости в камере. При продолжительности обработки 20-30 мин из них выделяется нефтепродуктов 60-70%.

Рисунок - 3.6 Технологическая схема вертикальной напорной флотационной установки.

1 - приемный резервуар; 2 - центробежный насос; 3 - реагентное хозяйство; 4 - насос-дозатор; 5 - водовоздушный эжектор; 6 - напорный резервуар со струйной аэрацией; 7 - дросселирующая диафрагма; 8 - флотационная камера (колонна); 9 - выделительная камера; 10 - скребковое устройство; 11 - перелив; 12-сборник уловленного* нефтепродукта; 13 - резервуар очищенной воды; 14 - циркуляционная линия.

Для глубокой очистки воды от нефтепродуктов, находящихся в тонкоэмульгированном и растворенном состояниях, наряду с другими применяется сорбционный метод. В широком понимании сорбция представляет собой процесс поглощения веществ. из той или иной среды с помощью других веществ, называемых поглотителями или сорбентами. Различают три разновидности сорбции: адсорбцию, абсорбцию и хемосорбцию. При адсорбции поглощение осуществляется поверхностью твердого или жидкого сорбента, при абсорбции - всей массой жидкого сорбента, Сорбция (адсорбция, абсорбция), сопровождаемая химическим взаимодействием сорбента с поглощаемым веществом, называется хемосорбцией. Для очистки воды от нефтепродуктов основное практическое значение имеет адсорбция [18].

3.1.2 Химические методы очистки нефтесодержащих сточных вод

В практике обезвреживание производственных сточных вод в качестве окислителей используют хлор, гипохлорит кальция и натрия, хлорную известь, диоксид хлора, озон, технический кислород и кислород воздуха.

В процессе озонирования наряду с окислением органических веществ происходит обесцвечивание, дезодорация и обеззараживание сточной воды, а также насыщение ее кислородом [18]

Рисунок 3.6 - Технологическая схема озонирования сточных вод.

1 - воздухозаборное устройство; 2 - воздушная магистраль; 3 - фильтр для очистки" от пыли; 4-воздуходувка; 5 - теплообменник; 6 - отделитель капельной влаги; 7 - адсорбционные установки для осушки воздуха (активный глинозем, силикагель, хлористый кальций); 8 - подача воздуха на регенерацию адсорберов; 9 - фильтры для тонкой очистки воздуха от пыли; 70 - водопровод; 11 - генератор озона (озонатор); 12 - канализация; 13 - трубопровод озоповоздушной смеси; 14 - аппарат для контактирования озона с водой; 15 - подача сточных вод; 16 - пористые аэраторы; 17 - выпуск воды после озонирования; 18 - подача охлажденного рассола; 19 - емкость охлажденного рассола; 20 - трехходовой смесительный клапан; 21 - насос охлажденного рассола; 22 - насос нагретого рассола; 23 - емкость нагретого рассола; 24 - подача нагретого рассола; 25 - холодильная машина.

Производительность озонаторных установок и расход электроэнергии на получение озона зависят от влагосодержания поступающего в озонатор воздуха, его температуры и концентрации кислорода. Существенное значение при этом имеют конструкция озонатора и способ обеспечения контакта озоновоздушной смеси со сточной водой.

Технологическая схема озонирования сточных вод показана на рис.3.6. Она состоит из двух главных частей: узла получения озона и узла обработки сточных вод. В узле получения озона имеются четыре основных блока:

1) забора и охлаждения воздуха;

2) осушки воздуха;

3) фильтрации воздуха и 4) генерации озона. Осушка воздуха должна производиться до точки росы, не превышающей - 40 ^СС. Узел обработки сточной воды озоном представляет собой контактно-смесительное устройство различного типа: с барботированием газовой смеси через пористые или перфорированные аэраторы, со смешением с помощью эжекторов, механических мешалок и др. Перечисленные устройства не совершенны, так как потерн озона на них составляют от 10 до 40%.

Процесс хлорирования проводят в хлораторах периодического и непрерывного действия, напорных и вакуумных. Хлорирование проводится в емкости, включенной в систему циркуляции. В инжекторе газообразный хлор захватывается сточной водой, циркулирующей в системе до тех пор, пока не будет достигнута заданная степень окисления, после чего вода выводится для использования [18].

3.2 Обоснование выбора метода очистки сточных вод

Согласно СНиП 2.04.03-85, метод и степень очистки сточных вод должны определяться в зависимости от метсных условий с учетом возможного использования очищенных сточных вод для различных нужд.

Состав очистных сооружений должен выбираться в зависимости от требуемой степени очистки сточных вод, пропускной способности очистной станции, состава сточных вод, поступающих на очистную станцию, метода использования осадка и от других местных условий в соответствии с нормами проектирования отдельных очистных сооружений и технико-экономическими расчетами.

В НГДУ "Чекмагушнефть" используется вода для хозяйственно-бытовых нужд, часть используется для охлаждения подшипников нефтяных насосов, теплообменников, промывки оборудования и емкостей и т.д. Для этих целей используется привозная вода, чтобы сократить транспортные затраты предлагается установить очистные сооружения.

Для разрабатываемой схемы очистки сточных вод рекомендуется применение решетки с механическим удалением отбросов.

Аппараты механической очистки. Для очистки сточных вод, содержащие всплывающие примеси используется нефтеловушка.

Для глубокой очистки сточных вод используем сорбционный фильтр, в качестве сорбентов активированный уголь. Активированный уголь имеет широкий диапазон пор, сильную развитую общую пористость. Эффективно использовать для очистки жидкостей от широкого спектра примесей (от мелких, соизмеримых с молекулами йода, до молекул жиров, масел, нефтепродуктов, хлорорганических соединений и др.).

3.2.1 Расчет образования ливневых сток с площадки производства

Расчет объемов образования ливневых и талых вод проведен согласно "Временных рекомендаций по проектированию сооружений для очистки поверхностного стока с территории промышленных предприятий и расчету условий его выпуска в водные объекты", М. 1988 г. 47с.

Годовое количество дождевых W_Д и талых W_Т вод в м³, стекающих с 1 га площади водосбора, определяется по формулам:

(11), (12)

Объем дождевых вод, стекающих с водонепроницаемых покрытий промплощадки:

(13)

Общий объем дождевых вод, с промплощадки:

(14)

Общий объем талых вод, с промплощадки производства:

(15)

где h_Д слой осадков за теплый период года, мм;

h_Т слой осадков за холодный период года (определяет общее годовой количество талых вод) или запас воды в снежном покрове к началу снеготаяния (определяет количество талых вод в весеннее половодье), мм;

Ш_Д, Ш_Т общий коэффициент стока дождевых и талых вод соответственно.

Значение Ш_Т принимается в пределах 0,50,7, а Ш_Д определяется как средневзвешенная величина для всей площади водосбора с учетом средних значений коэффициентов стока для различного рода поверхности (последние могут приниматься для водонепроницаемых покрытий в пределах 0,60,8, для грунтовых поверхностей 0,2, для газонов 0,1).

В табл.3 приведены данные по площадям, используемые для расчета талых и ливневых стоков.

Таблица - 3.1 данные по площадям

Наименование	Размер, га	Коэффициент дождевого стока,
Общая площадь	3,4
Площадь под зданиями	0,81	0,8
Площадь асфальтированных дорог и площадок	0,63	0,8
Площадь грунтовых покрытий	1,23	0,2
Площадь под газонами	0,73	0,1

Общий коэффициент стока талых вод - 0,7.

Объем дождевых вод, стекающих с водонепроницаемых покрытий промплощадки:

=;

Объем дождевых вод, стекающих с газонов промплощадки производства:

=;

Объем дождевых вод, стекающих с грунтовых покрытий промплощадки:

=;

Объем дождевых вод, поступающих в ливневую канализацию:

Wk= 4423,68+ 280,32 +944,64=5648,64 м³/год;

Общий объем дождевых вод, с промплощадки:

=;

Общий объем дождевых вод, с промплощадки производства, поступающий в грунтовые воды:

W_гр=13056-5648,64= 7407,36 м³/год;

Общий объем талых вод, с промплощадки производства:

где _т - коэффициент стока талых вод-0,7;

Объем талых вод поступающих в ливневую канализацию:

k - коэффициент, учитывающий снегоуборку-0,65.

Объем талых вод, поступающих в грунтовые воды:

=5926,2-3852,03=2074,17 м³/год

Общий объем талых и дождевых вод, поступающих в ливневую канализацию составляет:

W_кан. =5648,64+3852,03=9500,67 м³/год;

Общий объем талых и дождевых вод, поступающий в грунтовые воды:

W_гр. =7407,36 + 2074,17=9481,53 м³/год.

Баланс водопотребления и водоотведения приведен в таблице 3.2

Таблица - 3.2 Баланс водопотребления и водоотведения

Водопотребление	м3/час	м3/сут	м3/год
Вода с НШУ	1,18	28,34	10345,5
Атмосферные осадки	1,08	26,03	9500,67
Всего	2,26	54,37	19846,17
Водоотведение	м3/час	м3/сут	м3/год
Хозяйственно - бытовые стоки	0,2	4,8	1752
Поглощающая скважина	2,05	49,28	17985,9
Вспомогательное производство	0,013	0,3	109,5
Всего	2,38	54,61	19846,17

3.3 Проектирование системы защиты гидросферы

При использовании в технологических процессах вода загрязняется различными органическими и неорганическими веществами, т.е. образуются сточные воды. Сточная вода - это вода, бывшая в бытовом, производственном или сельскохозяйственном употреблении, а также прошедшая через какую-либо загрязненную территорию.

Одной из эффективных мер защиты водных источников является очистка сточных вод на очистных сооружениях. Состав очистных сооружений должен выбираться в зависимости от характеристики и количества поступающих на очистку сточных вод, требуемой их степени очистки.

3.3.1 Принципиальная схема очистки сточных вод НГДУ "Чекмагушнефть"

Сточные воды пройдя решетки (1), где удаляются крупные нерастворимые примеси. Из решетки загрязненная вода подается на очистные сооружения, где поток под напором поступает в нефтеловушку (2). После нефтеловушки часть сточной воды поступает в сорбционный фильтры (3) для доочистки, а часть идет в цех ППД (поддержания пластового давления). После фильтра вода собирается в приемный резервуар.

Технологическая схема очистки сточных вод НГДУ "Чекмагушнефть" представлена в приложении Б.

3.3.2 Расчет предлагаемых и внедряемых аппаратов для очистки сточных вод

1. Решетки с ручной очисткой Гудков А.Г. "Механическая очистка сточных вод". При расчете решеток определяют их размеры и потери напора, возникающие при прохождении через них сточных вод. Размеры решеток определяются по расходу сточных вод, по принятой ширине прозоров между стержнями решетки и ширине стержней, а также по средней скорости прохождения воды через решетку. Расчет решеток с ручной очисткой заключается в следующем [10,36]:

1) Подбираются размеры подводящего канала, определяется количество прозоров в решетка n (при этом коэффициент К_ст=1, а ширина прозоров b принимается в пределах 0,016-0,019) по формуле:

, шт (16)

где К_ст - коэффициент, учитывающий стеснение потока механическими граблями, равный 1,05-1,1;

b - ширина прозоров решетки, м;

v_p - скорость движения воды в прозорах решетки, равная 0,8-1,0 м/с;

h_k - глубина воды в подводящем канале, м.

2) По формуле (10) определяется общая ширина решеток B_p, причем толщина стержней S принимается равной 0,006 - 0,008 м:

м (17)

где S - толщина стержней решеток, м.

3) Принимается число решеток N, рассчитывается ширина В₁ и количество прозоров n₁ в каждой из них:

B₁=B_Р/N, м (18)

n₁=n/N, шт (19)

4) По формуле (13) рассчитывается и проверяется действительная скорость воды в прозорах решетки v_p:

, м/с (20)

5) Назначается количество резервных решеток: при количестве рабочих до трех - 1, более трех - 2.

6) Определяются геометрические размеры одной решетки. Рассчитываются размеры входной и выходной частей канала l₁ и l₂:

, м (21)

, м (22)

где l₁ - длина уширения перед решеткой, м;

l₂ - длина сужения после решетки, м;

ц - угол расширения канала, равный 20⁰;

B_k - ширина подводящего канала, м;

7) Определяется длина расширенной части канала l:

для вертикальных решеток , м (23)

для наклонных решеток , м

где б - угол наклона решетки к горизонту, ^о.

8) Находится общая длина камеры решетки L:

, м (24)

9) Рассчитывается величина уступа в месте установки решетки h_p:

, м (25)

где Р - коэффициент увеличения потерь напора вследствие засорения решетки, равный 3;

ж_р - коэффициент местного сопротивления решетки, определяется по формуле:

(26)

где б - угол наклона решетки к горизонту, о;

в - коэффициент, зависящий от формы стержней и принимаемый равным:

для прямоугольной формы	для прямоугольной формы с закругленной лобовой частью	для круглой формы
2,42	1,83	1,79

10) Рассчитывается количество W_отб, масса снимаемых отбросов за сутки Р_отб. и в час Р'_отб по формулам:

м³\сут (27)

т/сут (28)

кг/ч (29)

где q_отб - удельное количество отбросов, зависящее от ширины прозоров решетки, л/ (год•чел).

К - коэффициент поступления отбросов, равный 2.

N_пр - приведенное население, чел. Приведенное население составляет:

чел (30)

где Q - суточный расход воды, м³/сут;

а - норма водоотведения, л/ (сут•чел).

Расчет:

Исходные данные: суточный расход воды Q = 54,61 м³/сут; максимальный секундный расход q_max=0,0024 м³/с; норма водоотведения составляет а=150 л/ (сут•чел).

1) По таблицам гидравлического расчета каналов прямоугольного сечения принимаем размеры подводящего канала перед решетками шириной B_k=0,2 м, уклоном i_k= 0,001, наполнением h_k=0,02м. Скорость в канале составляет v_k=0,15 м/с.

2) Принимаем ширину прозоров в решетке b = 0,016 м, толщину стержней решеток S = 0,008 м и скорость движения воды в прозорах v_p=0,9 м/с и по формуле (16) определяем необходимое число прозоров в решетках n:

;

3) По формуле (22) рассчитываем общую ширину решеток:

4) Принимаем 1 рабочую и 1 резервную решетку, с шириной B₁= 0,22м с количеством прозоров n₁=9шт

5) По формуле (20) проверяем действительную скорость в прозорах решетки:

6) По формулам (21) и (22) рассчитаем размеры входной и выходной частей канала:

7) По формуле (23) рассчитаем длину расширенной части канала для двух вариантов: для вертикальной решетки и наклонной решетки. Примем б=65^о

м

8) Общая длина камеры решетки составит:

9) Рассчитаем величину уступа в месте установки решетки по формулам (24) и (25), учитывая, что стержни прямоугольной формы, тогда

, тогда

10) Рассчитаем количество W_отб, массу снимаемых отбросов за сутки Р_отб. по формулам (26-28):

2. Расчет многоярусной нефтеловушки.

По пропускной способности нефтеловушки q, м³/ч принимается типовая нефтеловушка или проектируется индивидуально. В таблице Приложений приведены параметры типовых горизонтальных нефтеловушек. Во втором слу- чае принимается количество секций нефтеловушки n, не менее двух, и расчет проводится в следующем порядке:

Назначается ширина секции B, м и глубина отстаиваемого слоя воды H_set, м в зависимости от пропускной способности нефтеловушки q:

q, м3/ч	< 162	> 162
В, м	2-3	6
Hset, м	1,2-1,5	2

Рассчитывается гидравлическая крупность частиц нефти u_o:

(31)

где г_в и г_н - объемные массы воды и нефти (0,76-0,85), т/м³;

d - крупность всплывающих нефтяных частиц, м;

u_o - динамический коэффициент вязкости сточной воды, Па*с.

При отсутствии данных по кинетике допускается принимать u_o = 0,4-0,6 мм/с.

Принимается скорость движения воды v = 3-10 мм/с. Определяется продолжительность всплывания нефтяных частиц t_p:

(32)

В зависимости от соотношения н/u_o принимается коэффициент, учитывающий турбулентность потока воды а:

н/uo	0,1	10	15	20
a	1,2	1,5	1,65	1,75

Рассчитывается длина отстойной части нефтеловушки L:

(33)

Определяется продолжительность отстаивания t'_p:

(34)

Рассчитанная продолжительность t'_p должна быть не менее t_p. В противном случае изменяют глубину слоя воды H_set или скорость движения воды v.

Определяется количество осадка Q_mud, выделяемого при отстаивании за сутки:

(35)

где Q - суточный расход сточных вод, м /сут;

С - концентрация механических примесей в сточной воде, примерно равная 500 мг/л; Э - эффект задержания осаждающихся примесей, равный для горизонтальных ловушек 60-70%, для многоярусных и радиальных - до 75%; р_mud - влажность осадка, равная для свежевыпавшего осадка - 95% и слежавшегося - 70%;

г_mud - объемная масса частиц осадка, равная 2,65 т/м³.

Определяется количество нефтепродуктов Q_oil, задержанных за сутки:

(36)

где А_еn и А_ех - концентрация нефтепродуктов соответственно в исходной и осветленной воде, мг/л;

г_oil - объемная масса обводненных нефтепродуктов, равная 0,95 т/м³.

Исходные данные.

Суточный расход производственных сточных вод равен Q = 54.61 м³/сут;

Расчетный часовой расход q_max = 2,38 м³/ч; содержание нефтепродуктов в

поступающей воде А_еn = 120 мг/л, содержание нефтепродуктов в осветленной воде должно быть А_ex = 50 мг/л. Динамический коэффициент вязкости сточной воды м= 0,0055 Па*c. Объемная масса нефтепродуктов составляет г_н = 0,81 т/м³.

Так как расчетный расход (пропускная способность) меньше 162 м³/ч, принимаем ширину секции В = 2 м и глубину отстаиваемого слоя воды H_set = 1,5 м. Назначаем количество секций нефтеловушки n = 2.

Принимаем крупность всплывающих частиц d = 0,002 м и по формуле (31) рассчитываем гидравлическую крупность частиц нефти:

Принимаем скорость движения воды в нефтеловушке н=3мм/с и по формуле (40) находим продолжительность всплывания нефтяных частиц:

По таблице в зависимости от соотношения н/u_o = 3/0,59 = 5,08 принимаем

коэффициент, учитывающий турбулентность потока воды а = 1,5 и по формуле (38) определяем длину отстойной части нефтеловушки:

Принимаем длину отстойной части нефтеловушки L=12м. По формуле (31) находим продолжительность отстаивания:

Проверяем соотношение и t_р: 1,11>0,14.

По формуле (32) определяем количество осадка, выделяемого при отстаивании:

По формуле (33) определяем количество загрязненных нефтепродуктов:

Таблица - 3.3 Материальный баланс загрязняющих веществ до прохождения нефтеловушки.

Поступило	кг/час	т/сут	т/год	% масс
Сточная вода в том числе:	1,529000	0,036700	13,402000	100,00
Взвешенные вещества	0,518000	0,012400	4,538000	33,86
Нефтепродукты	0,285000	0,006800	2,497000	18,63
Сульфаты	0,369000	0,008900	3,232000	24,12
Железо	0,003000	0,000100	0,029000	0,22
Ион аммония	0,027000	0,000600	0,237000	1,76
Хлориды	0,324000	0,007800	2,838000	21,18
Цинк	0,000020	0,000010	0,004000	0,03
Медь	0,000007	0,000010	0,004000	0,03
Фосфаты	0,003000	0,000100	0,025000	0,18

Таблица - 3.4 Материальный баланс загрязняющих веществ после прохождения нефтеловушки.

Вышло	кг/час	т/сут	т/год	% масс
Сточная вода в том числе:	1,047000	0,025200	9,180000	100,00
Взвешенные вещества	0, 207000	0,005000	1,813000	19,75
Нефтепродукты	0,114000	0,002700	0,999000	10,88
Сульфаты	0,369000	0,008900	3,232000	35,21
Железо	0,003000	0,000100	0,029000	0,31
Ион аммония	0,027000	0,000600	0,237000	2,58
Хлориды	0,324000	0,007800	2,838000	30,92
Цинк	0,000020	0,000010	0,004000	0,04
Медь	0,000007	0,000010	0,004000	0,04
Фосфаты	0,003000	0,000100	0,025000	0,27
Осадок	0,482000	0,011500	4,222000
Итого	1,529000	0,036700	13,402000

2

Рисунок 3.7 - Схема эффективности очистки нефтеловушки

3. Сорбционный фильтр рассчитываем по Гудкову А.Г. "Механическая очистка сточных вод".

Находим объем сточных вод, проходящих через сорбционный фильтр:

(37)

где УQ_i=?Q₁, ?Q₂ - потери сточных вод соответственно в решетке, нефтеловушке с удалением остатков; потери складываются из потерь при удалении осадка и при сливе уловленных нефтепродуктов (УQ_i=0,021м³/ч).

Живое сечение фильтра

(38)

н_л - линейная скорость движения воды в фильтре, линейная скорость не должна превышать 12 м/ч.

Определяем диаметр фильтра:

(39)

Высота загрузки выбрана на основе опытных данных Н_ф=1,0м

Объем рабочей части фильтра (объем загрузки):

(40)

Насыпная плотность угля АГ-3 с_н=500 кг/м³, находим массу угля:

(41)

Относительная сорбционная емкость угля АГ-3 по нефтепродуктам:

С_ар=50г/кг

Полная сорбционная емкость угля:

(42)

Объем очищаемой воды за один цикл очистки, если принять время одного цикла очистки равным одной смене:

(43)

Разность концентраций нефтепродуктов на входе и на выходе из фильтра:

(44)

Масса нефтепродуктов, удаляемых на входе и на выходе из фильтра:

(45)

Число циклов очистки:

(46)

Теоретический ресурс работы фильтра:

(47)

Исходные данные:

Расход сточной воды Q= 0,212м³/час. Начальное содержание взвешанных веществ 200 мг/л, эмульгированных веществ ЭВ_н=48мг/л; требуемое конечное содержание ВВ_к - 7 мг/л, ЭВ_к-0,1мг/л.

Объем сточных вод, проходящих через сорбционный фильтр равен по формуле (37):

В качестве сорбционной загрузки используется активированный уголь АГ-3.

Живое сечение фильтра определяем по формуле (38)

При н_л=8 м/ч

Диаметр фильтра определяем по формуле (39)

Высота загрузки Н_ф=1,0м

Объем рабочей части фильтра (объем загрузки) составляет по формуле (40):

Так как насыпная плотность угля АГ-3 с_н=500 кг/м³, масса угля определяем по формуле (41):

Относительная сорбционная емкость угля АГ-3 по нефтепродуктам определяем по формуле (42):

С_ар=50г/кг

Полная сорбционная емкость угля определяем по формуле (43):

Объем очищаемой воды за один цикл очистки, если принять время одного цикла очистки равным одной смене, т.е. t_сут=12ч определяем по формуле (44):

Разность концентраций нефтепродуктов на входе и на выходе из фильтра определяем по формуле (45):

Масса нефтепродуктов, удаляемых на входе и на выходе из фильтра определяем по формуле (46):

Число циклов очистки определяем по формуле (47):

Теоретический ресурс работы фильтра определяем по формуле (48):

Обычно сорбционная установка представляет собой несколько параллельно работающих секций, состоящих из 3-5 последовательно расположенных фильтров. При достижении предельного насыщения головной фильтр отключается на регенерацию, а обрабатываемая вода подается на следующий фильтр. После регенерации головной фильтр включается в схему очистки уже в качестве последней ступени.

Таблица - 3.5 Материальный баланс загрязняющих веществ до прохождения сорбционного фильтра.

Зашло	кг/час	т/сут	т/год	% масс
Сточная вода в том числе:	1,047000	0,025200	9,180000	100,00
Взвешенные вещества	0, 207000	0,005000	1,813000	19,75
Нефтепродукты	0,114000	0,002700	0,999000	10,88
Сульфаты	0,369000	0,008900	3,232000	35,21
Железо	0,003000	0,000100	0,029000	0,31
Ион аммония	0,027000	0,000600	0,237000	2,58
Хлориды	0,324000	0,007800	2,838000	30,92
Цинк	0,000020	0,000010	0,004000	0,04
Медь	0,000007	0,000010	0,004000	0,04
Фосфаты	0,003000	0,000100	0,025000	0,27
Осадок	0,482000	0,011500	4,222000
Итого	1,529000	0,036700	13,402000

Таблица - 3.6 Материальный баланс загрязняющих веществ после прохождения сорбционного фильтра.