14.2. Установки напорной флотации для очистки нефтесодержащих сточных вод (с флотаторами и флотаторами-отстойниками)

Установки напорной флотации рекомендуется применять для снижения содержания в сточных водах нефти и нефтепродуктов с 70—150 до 10—30 мг/л и механических примесей со 100—150 до 10—15 мг/л. Установка включает насосную станцию с реагентным хозяйством и приемные резервуары для воды до и после флотации, напорные баки, камеру распределения или камеру смешения и распределения воды, колодцы с диафрагмами и делительными: шайбами, а также флотаторы или флотаторы-отстойники. Флотаторы используют при исходных концентрациях нефтепродуктов в сточной воде 70—100 мг/л и механических примесей 100 мг/л, флотаторы-отстойники — при концентрациях нефтепродуктов 100—150 мг/л и механических примесей до 150 мг/л.

Флотацию проводят с рециркуляцией сточных вод или без рециркуляции, с применением реагента или без него. Эффективность очистки сточных вод значительно повышается за счет применения реагента и рециркуляции сточных вод. Содержание нефтепродуктов в этом случае снижается до 10—15 вместо 25—30 мг/л без применения реагента и без рециркуляции, а механических примесей до 10—25 вместо 30— 50 мг/л.

При варианте без рециркуляции все сточные воды, прошедшие основное нефтеулавливание, поступают в приемный резервуар, откуда насосами подаются в. напорные баки, где происходит насыщение воды воздухом в течение 1—2 мин под давлением 0,4—0,5 МПа. Воздух подают эжектором во всасывающую трубу насоса в количестве 3—5% объема обрабатываемой воды. Из напорных баков вода направляется в камеру, где распределяется между флотаторами-отстойниками.

При рециркуляции сточные воды, прошедшие основное нефтеулавливание, поступают во флотаторы-отстойники, минуя напорные баки, и только рециркуляционный расход прошедших флотацию сточных вод в количестве 50% насыщается воздухом в напорных баках под давлением 0,4—0,5 МПа и смешивается со сточными водами, поступающими на очистку (рис. 14.2). Камера распределения в этом случае служит также и камерой смешения.

Рис. 14.2. Установка напорной флотации с рециркуляцией для очистки сточных вод нефтеперерабатывающего завода
а — план; б — схема; 1 — на флотационную очистку; 2 — приемный резервуар сточных вод до флотации; 3 — насосная станция; 4 — напорный бак; 5 — камера смешения и распределения перед флотационными отстойниками; 6 — флотатор; 7 — колодец с делительной шайбой; 8 — колодец с задвижкой; 9 — приемный резервуар пены и сточных вод после флотации; 10 — на сооружения, биологической очистки; 11 — в систему оборотного водоснабжения заводе; 12 — насос для подачи воды в систему — оборотного водоснабжения или на биологическую очистку; 13 — эжектор; 14 — насос для подачи рециркуляционного расхода сточных вод на флотацию; 15 — ввод реагента; 16 — насос для подачи суточных вод на флотацию; К1 — сеть сточных вод I системы; К2 — сеть сточных вод II системы; КЗ — сеть- нефтешлама; К4 — сеть пены от флотаторов

Сточные воды поступают во флотаторы-отстойники через колодцы с диафрагмой и делительной шайбой. Диафрагма предусматривается для измерения, расхода воды, делительная шайба — для равномерного распределения воды и снижения давления до 0,05—0,07 МПа. Шайбу устанавливают в непосредственной близости от флотационного отстойника, за ней идет образование и укрупнение пузырьков воздуха. Диаметр шайбы подбирают в зависимости от показаний манометра, установленного за ней, и размеров диафрагмы. Во флотаторе-отстойнике сточные воды через водораспределитель поступают во флотационную камеру, где выделяющиеся из воды мельчайшие пузырьки воздуха увлекают на поверхность взвешенные частицы эмульгированной нефти и образуют легко удаляемый пенообразный слой, насы-щенный нефтью. Здесь же происходит и осаждение тяжелых взвешенных веществ. Из флотационной камеры сточные воды направляются в отстойную зону и далее через донные отверстия поднимаются вверх между пеноудерживающей стенкой и стенкой отстойника, переливаются по кромке водослива в отводящий кольцевой лоток.

Пена, образующаяся на поверхности флотатор-отстойника, сгребается специальным механизмом в пеносборный лоток, откуда трубой отводится в шламонакопитель — при работе с коагулянтом или на разделку — при работе без коагулянта. Для придания текучести уловленной пене предусматривают ее дождевание, а также подогрев змеевиком по периметру пеносборного лотка. Чтобы опорожнить флотатор и удалить из него осадок в шламонакопитель, устраивают специальный трубопровод.

Рис. 14.3. Камера смешения и распределения воды перед флотаторами производительностью 300, 600 и 900 м3/ч из сборного железобетона 1 — очищаемая вода; 2 — рециркуляционная вода; 3 — на флотацию

Насосное оборудование подбирают с учетом производительности установки и давления, которое необходимо создать в напорном баке. Насосы размещают ниже минимального уровня воды в приемном резервуаре, что обеспечивает их устойчивую работу при подсосе воздуха во всасывающую линию. Эжектор работает за счет разности давлений в напорном и всасывающем трубопроводах. В качестве реагента можно применять глинозем дозой 100 мг/л (по безводному продукту), флокулянт ВПК-101 дозой 5 мг/л или смесь глинозема из расчета 50 мг/л с флокулянтом ВПК-101 — 1 мг/л.

Реагенты вводят во всасывающую трубу насоса. Последними исследованиями ВНИИ ВОДГЕО и ЦНИИ МПС установлено, что реагент лучше подавать через смеситель.

Реагентное хозяйство для приготовления и дозирования раствора каждого вида реагента должно включать два затворных и один промежуточный бачок. Емкость затворных баков должна обеспечить приготовление раствора не чаще 1 раза в смену. Баки рассчитывают исходя из производительности сооружений, дозы коагулянта и концентрации приготовляемого раствора [7—10% для A12(S04)3 И 0,1% для ВПК-101]. Рекомендуется предусматривать автоматическое регулирование подачи раствора реагента в зависимости от расхода воды с коррекцией на ее мутность. Склад рассчитывают на месячный запас реагента. Напорные баки выполняют из металла. Внутри баков имеется вертикальный цилиндр, направляющий и удлиняющий путь воды. Типовые проекты напорных баков разработаны Союзводоканалпроектом.

Смеситель (в случае его применения), чтобы улучшить процесс хлопьеобразования, должен включать камеры смешения и хлопьеобразования с временем пребывания сточных вод в них соответственно 2 и 3— 5 мин. Смеситель оборудуют механическими мешалками с вертикальной осью при частоте вращения 300 об/мин для камеры смешения и 50—100 об/мин для камеры Флотаторы-отстойники представляют собой радиальные отстойники с встроенной внутри подвесной флотационной камерой, с комбинированным механизмом для распределения сточной жидкости, сгребания пены и сбора осадка.