Розробка проекту очищення стічних вод від нафтопродуктів з використанням електрохімічних методів очищення

нафтопродукт електрохімічний стічний вода

2. Спеціальна частина

2.1 Загальна характеристика тонкошарового відстійника

Принцип тонкошарового відстоювання знайшов застосування при конструюванні багатоярусних поличних відстійників - маслонафтоуловлювачів, робочий об'єм яких розділений по висоті похилими пластинами на ряд відстійних зон. Відстоювання забруднень в тонких шарах потоку рідини протікає швидко, т. к. шлях руху спливаючих або осаджуючих частинок в десятки разів менше, ніж у звичайних відстійниках. Внаслідок цього тонкошарові відстійники є набагато більш компактними спорудами, вимагають меншої площі для їх розміщення. Перевагою цього типу споруд є також те, що введення паралельних пластин в живий перетин дозволяє рівномірно розподілити робочий потік на початку відстойної частини і зберегти цей розподіл по довжині. Тому в багатоярусних відстійниках коефіцієнт використання об'єму значно вище, ніж у звичайних.

Основні особливості багатополичних споруд наступні: відстійник ділиться похилими пластинами на яруси глибиною 40-100 мм; нахил пластин в 45-60 ° до горизонту забезпечує сповзання осаду з ярусів в осадоущільнювача, а спливаючих маслопродуктів - на поверхню води. Пристрій ярусів в маслоуловлювачах одночасно із зменшенням її об'єму дозволяє забезпечити стабільність течії рідини і зменшити можливість виникнення температурних течій.

Порівняльні випробування [1] звичайної та тонкошарової маслоуловлювачів рівного об'єму з концентрацією маслопродуктів на вході 90-98 мг / л показали, що концентрація на виході з багатоярусного споруди склала 13-20 мг / л, а з маслоуловлювачів звичайної конструкції - 40-45 мг / л. Таким чином, використання тонкошарових відстійників замість ємнісних дозволяє підвищити ефективність першого ступеня очищення від маслопродуктів з 50-60 % до 78-87 %.

У тонкошарових відстійниках і нафтоуловлювачах залежно від їх конструкції можуть бути здійснені кілька схем руху рідини і дисперсних частинок :

- Прямоточна, коли напрям руху рідини і виділяються з неї частинок збігаються;

- Противоточна, коли відокремлювані частки рухаються проти руху робочого потоку;

- Перекрестноточна, коли відокремлювані частинки рухаються поперек руху робочого потоку рідини.

Конструкція тонкошарового відстійника - нафтоуловлювача з протитечійним рухом виділеної нафти і робочого потоку рідини показана на малюнку 2.1.

Малюнок 2.1. Схема багатоярусного відстійника-нафтоуловлювача з протитечійним рухом води та виділеної нафти: 1 - гідроелеватор для видалення осаду; 2 - заглиблений трубопровід для подачі забрудненої рідини; 3 - паралельні пластини; 4 - скребковий транспортер; 5 - насадки; 6 - лоток для прийому очищеної рідини; 7 - шарнірне з'єднання; 8 - нафтозбиральних труба; 9 - перегородка

Це прямокутний резервуар, розділений перегородкою 9 на дві секці. Над перегородкою розташовані блоки з паралельних пластин 3. Шарнірне з'єднання 7 блоку з перегородкою дозволяє змінювати кут нахилу блоку і тим самим у процесі налагодження визначати оптимальне його значення, при якому не відбувається зашламлення ярусів. Вихідна забруднена рідина подається в першу секцію відстійника - нафтоуловлювачі через заглиблений трубопровід 2 з насадками 5. При цьому з потоку виділяється крупнодисперсна нафта. Мілкодисперсна нафта, на затримання якої розрахован нафтоуловлювач, виділяється при проходженні робочого потоку через блок з паралельними пластинами 3. Затримана в ярусах нафта рухається проти основного потоку, виходить з блоку і спливає в першій секції. Робочий потік, вийшовши з блоку, піднімається вгору і, переливаючись через водозлив в лоток 6 для прийому очищеної рідини, відводиться з споруди.

Розглянута конструкція працює як протитечійна для затримання нафтопродуктів і як прямоточна для затримання важких забруднень. Осад, виділений у першій та другій секціях нефтеловушки, скребковим транспортером 4 згрібається у відповідні приямки звідки гідроелеваторами 1 відкачується на споруди для подальшої його обробки. Нафтопродукти, що накопичилися на поверхні, видаляються з пастки через нафтозбиральних трубу 8.

При русі робочого потоку в ярусах виділяються дрібнодисперсна нафту і мінеральні забруднення. Крапельки нафти спливають до верхніх пластин ярусу, укрупнюються і рухаються вгору по твірної ярусу до периферії, а потім піднімаються на поверхню води в нафтоуловлювачі.

При вмісті у воді важких нафтопродуктів яруси тонкошарового відстійника будь-якої конструкції можуть поступово « зашламлятись ».

Чим більший висота відстійника, то більше вписувалося необхідно часу для спливання частки лежить на поверхні води. І це, своєю чергою, пов'язані з збільшенням довжини відстійника. Отже, інтенсифікувати процес відстоювання в нафтоуловлювачах звичайних конструкцій складно. Зі збільшенням розмірів відстійників гідродинамічні характеристики відстоювання погіршуються. Чим тонше шар рідини, тим процес спливання (осідання) відбувається швидше за інших рівних умов. Такі відстійники мають ще низку переваг перед традиційними - малі габарити, що дає змогу розташовувати їх у закритих приміщеннях (це, своєю чергою, підвищує ефективність їхньої роботи через високу і стабільну температуру), простота будови, недефіцитність матеріалів, транспортабельність та ін. Порівняно із центрифугами, гідроциклонами, сепараторами вони дешевші, не потребують великих затрат енергії.

2.2 Методика розрахунку тонкошарового о відстійника за протитечійною схемою

В даний час застосовується велика кількість конструктивних різновидів тонкошарових відстійників, які працюють за протитечійною схемою У конструкції відстійника, показаного на рис. 2.1., розрахункової є довжина пластини в блоці ( модулі ) L_ы і продуктивність секції q_set за формулою 2.4.

Довжину пластини Lи можна визначити за формулою:

L_bl = _Wh_ti/U₀, (2.1)

де u_w - швидкість потоку в ярусі ; h_ti - висота ярусу. Дані параметри задаються за табл. 2.1.

Продуктивність однієї секції розраховується за формулою СНиП 2.04.03-85, для якої H_bl визначається за формулою

Н_ы = п_tib_n, (2.2)

де п_ti - кількість ярусів у блоці, яке призначається з конструктивних міркувань ; b_п - визначається за формулою:

b_п = h_tiсоs. (2.3)

Основні розрахункові параметри відстійників треба визначати за табл. 2.1.

Таблиця 2.1.

Продуктивність одного відстійника q_set, м3 / ч, слід визначати виходячи із заданих геометричних розмірів споруди та необхідного ефекту освітлення стічних вод за формулами, для тонкошарового відстійника з протитечійною схемою вона виглядає так:

(2.4.)

де К_set - коефіцієнт використання об'єму, прий мати по табл. 2.1 ;

B_ы - ширина тонкошарового блоку, м;

Н_ы - висота тонкошарового блоку, м;

Для відстійників з тонкошаровими блоками треба приймати кут нахилу пластин від 45 до 60 °.

2.3 Розрахунок тонкошарового відстійника за протитечійною схемою

Розрахувати тонкошаровий відстійник, який працює за протитечійною схемою видалення осаду.

Розрахунок ведеться для випадку очищення нафтовмісних стічних вод НПЗ, коли для забезпечення зниження вмісту нафтопродуктів до 50-70 мг/л з води повинні бути видалені глобули нафти гідравлічною крупністю = 0,25 мм /с, яка визначена при відстоюванні в шарі води h = 100 мм. Витрата стічних вод q_W постійний і складає 500 м3/г, температура води 20°С.

Прийнявши за табл. 2.1 висоту ярусу h = 0,l м, і швидкість робочого потоку = 5 мм/с, визначаємо за формулою 2.1 довжину пластини в ярусі:

L_bl = 5 * 0,1/0,25 = 2м

Поставивши собі кутом нахилу пластин, певним експериментально б = 45 °, визначаємо відстань між пластинами за формулою 2.3.

.

Задаємося кількістю ярусів в блоці (модулі) з умови простоти монтажу nи = 15 шт. Визначаємо висоту блоку за формулою 2.2.:

H_ы = 0,07^.15 = 1,05 м.

Ширина блоку ми визначаємо з умови ширини матеріалу листа і умов монтажу. Призначаємо ширину однієї секції відстійника:

B_set = B_ы = 6 м. (табл.2.1)

Визначаємо продуктивність однієї секції за формулою 2.4, якщо коефіцієнт використання об'єму Кset = 0,55 (табл. 2.1):

q_set = 3,6^.0,55^.1,05^.6^.5 = 62,4 м³/г.

Товщиною пластин у блоці при технологічному розрахунку можна нехтувати.

Виходячи з витрати стічних вод визначаємо кількість секцій відстійника:

N = 500/62, 4 = 8 шт.

Малюнок 2.2. Схема тонкошарового відстійника, що працює за противоточной схемою видалення домішок

Висновки

1. У результаті виконання курсового проекту розглянута схема очищення стічних вод від нафтопродуктів.

2. Запропонована методика та розрахунок тонкошарового відстійника за протитечійною схемою.

3. Отримані результати за розрахунками:

1) Довжина пластини - 2 м;

2) Відстань між пластинами - 0,07 м;

3) Висота блока - 1,05 м.

4) продуктивність однієї секції - 62,4 м³/г

4. За допомогою тонкошарового відстійника буде здійснюватися ефективне очищення стічних вод від нафтопродуктів.

Размещено на Allbest.ru