Технология магнитно-фильтровальной очистки нефтезагрязненных сточных вод предприятий ТЭК

• Автор: Голубев, Иван Андреевич
• Шифр специальности: 25.00.36
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 ИСТОЧНИКИ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

1.2 ТРЕБОВАНИЕ К КАЧЕСТВУ СТОЧНЫХ ВОД

1.3 ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПЛАСТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД

1.4 ВЫБОР СПОСОБА ОЧИСТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД

1.4.1 ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ОТСТАИВАНИЕМ

1.4.2 ФИЛЬТРОВАНИЕ

1.4.3 ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ФЛОТАЦИОННЫМИ МЕТОДАМИ

1.4.4 АБСОРБЦИЯ ЖИДКОСТНЫМИ ФИЛЬТРАМИ

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
2 ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ СТОЧНЫХ ВОД
2.1 АНАЛИЗ ОПЫТА ПРИМЕНЕНИЯ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ
2.1.1 БОРЬБА С СОЛЕОТЛОЖЕНИЕМ
2.1.2 ЛИКВИДАЦИЯ ПАРАФИНООТЛОЖЕНИЙ
2.1.3 ДЕЭМУЛЬСАЦИЯ НЕФТИ
2.2 АППАРАТЫ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ
2.3 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ УСТАНОВКИ
2.3.1 РАЗРЯДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЯСС - ЦЕПИ
2.3.2 УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ УСТАНОВКИ
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА ВОДОНЕФТЯНЫЕ СРЕДЫ
3.1 ВОДОНЕФТЯНЫЕ ЭМУЛЬСИИ. УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ
3.1.1 УСТОЙЧИВОСТЬ ЭМУЛЬСИЙ
3.2 ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
3.2.1 РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ
3.3 МЕХАНИЗМ РАЗРУШЕНИЯ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ В РЕЗУЛЬТАТЕ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ
3.3.1 РАЗРУШЕНИЕ НЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ ЗА СЧЕТ ВОЗДЕЙСТВИЯ МАГНИТНОГО ПОДЯ НА ПАРАМАГНИТНЫЕ СТРУКТУРЫ НЕФТИ
3.3.2 УСИЛЕНИЕ КОАЛЕСЦЕНЦИИ НЕФТЕПРОДУКТОВ В ВОДЕ ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1 ИСТОЧНИКИ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
1.2 ТРЕБОВАНИЕ К КАЧЕСТВУ СТОЧНЫХ ВОД
1.3 ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПЛАСТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД
1.4 ВЫБОР СПОСОБА ОЧИСТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД
1.4.1 ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ОТСТАИВАНИЕМ
1.4.2 ФИЛЬТРОВАНИЕ
1.4.3 ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ФЛОТАЦИОННЫМИ МЕТОДАМИ
1.4.4 АБСОРБЦИЯ ЖИДКОСТНЫМИ ФИЛЬТРАМИ
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 1
2 ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ СТОЧНЫХ ВОД
2.1 АНАЛИЗ ОПЫТА ПРИМЕНЕНИЯ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ
2.1.1 БОРЬБА С СОЛЕОТЛОЖЕНИЕМ
2.1.2 ЛИКВИДАЦИЯ ПАРАФИНООТЛОЖЕНИЙ
2.1.3 ДЕЭМУЛЬСАЦИЯ НЕФТИ
2.2 АППАРАТЫ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ
2.3 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ УСТАНОВКИ
2.3.1 РАЗРЯДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 1Ш - ЦЕПИ
2.3.2 УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ УСТАНОВКИ
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА ВОДОНЕФТЯНЫЕ СРЕДЫ
3.1 ВОДОНЕФТЯНЫЕ ЭМУЛЬСИИ. УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ
3.1.1 УСТОЙЧИВОСТЬ ЭМУЛЬСИЙ
3.2 ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
3.2.1 РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ
3.3 МЕХАНИЗМ РАЗРУШЕНИЯ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ В РЕЗУЛЬТАТЕ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ
3.3.1 РАЗРУШЕНИЕ НЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ ЗА СЧЕТ ВОЗДЕЙСТВИЯ МАГНИТНОГО ПОДЯ НА ПАРАМАГНИТНЫЕ СТРУКТУРЫ НЕФТИ
3.3.2 УСИЛЕНИЕ КОАЛЕСЦЕНЦИИ НЕФТЕПРОДУКТОВ В ВОДЕ ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ

ВВЕДЕНИЕ
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Наиболее широко распространенными загрязнителями сточных вод предприятий топливно-энергетического комплекса (ТЭК) являются нефтепродукты - неидентифицированная группа углеводородов нефти, мазута, керосина, масел и их примесей, которые вследствие их высокой токсичности, принадлежат, согласно данным ЮНЕСКО, к числу десяти наиболее опасных загрязнителей окружающей среды. В сбрасываемых сточных водах предприятий ТЭК наблюдаются, в ряде случаев, тысячекратное превышения нормативов.
Основными источниками загрязнения нефтепродуктами являются предприятия по добыче полезных ископаемых (объекты сбора и промысловой подготовки нефти, карьерные, шахтные и хвостовые воды). Как правило, очистные сооружения предприятий ТЭК не справляются с очисткой значительных объемов нефтезагрязненных сточных вод, что приводит в нефтедобывающей промышленности, при закачке недоподготовленной воды в систему поддержания пластового давления, к загрязнению пор пласта и как следствие падению уровня нефтеотдачи; на горных предприятиях осуществляющих сброс воды в водоемы к их загрязнению.
Важнейшим вопросом в решении проблемы снижения загрязнения водных объектов сточными водами является разработка наиболее эффективных методов очистки сточных вод и рациональных технических и технологических решений, обеспечивающих повышение степени очистки воды. Традиционные методы механической очистки часто не обеспечивают современные высокие требования к качеству очищенных сточных вод при их сбросе в водные объекты и закачке в пласт. Использование методов физико-химической и химической очистки вод сопряжено с одной стороны с расходом дорогостоящих реагентов, с другой стороны, с формированием вторичного загрязнения сбрасываемых вод и образованием значительных количеств неутилизируемых осадков.

Отделенную от воды нефть через специальный штуцер под давлением отводят из отстойника и транспортируют на переработку. Осадок выводят через отростки дренажной трубы и подают в шламонакопитель [15].
После очистки вода содержит нефти 30-50 мг/л и механических примесей 25 - 35 мг/л.
Полый отстойник (рисунок 1.6) разработан институтом Гипровостокнефть. Напорные отстойники данного типа входят в состав установок УОВ-1600, УОВ-4000 и УОВ-ЮООО. Время пребывания очищаемой воды в отстойнике 1,5 - 2,0 ч. Расчетное остаточное содержание нефти (нефтепродуктов) 30-50 мг/л; механических примесей - до 40 мг/л. Уловленная нефть выводится автоматически. Шлам из отстойника отводится периодически 1 раз в 3-5 дней.
1 - ввод очищаемой воды; 2 - вывод уловленной нефти; 3 - нефтесборник; 4 - клапан; 5 - люк-лаз; 6 - вывод очищенной воды; 7 - ввод воды для размыва шлама; 8 -вывод осевшего шлама; 9 - сани
Очистка сточных вод методом отстаивания имеет ряд недостатков:
1. Низкая степень очистки, требующая либо установки дополнительной ступени очистки после отстойников, либо использования реагентов — повышающих качество сточной воды на выходе из установки.
2. Высокая металлоемкость оборудования.
ПОЛЫЕ ОТСТОИНИКИ
Рисунок 1.6- Напорный отстойник полый