Утайници

Механично пречистване на отпадъчни води

За механично пречистване на отпадъчни води се използват уловители за пясък, утаители, уловители на масло, утаителни басейни, кухи резервоари за утаяване под налягане.

Капани за пясък

Пясъкоуловителите са предназначени за отделяне на механични примеси с размер на частиците над 250 микрона. Необходимостта от предварително отделяне на механични примеси (пясък, котлен камък и др.) Се дължи на факта, че при липса на уловители на пясък тези примеси се отделят в други пречиствателни съоръжения и по този начин усложняват работата на последните.

Принципът на действие на пясъкоуловителя се основава на промяна на скоростта на движение на твърдите тежки частици в потока на течността.

Капаните за пясък се разделят на хоризонтални, при които течността се движи в хоризонтална посока, с праволинейно или кръгово движение на водата, вертикални, при които течността се движи вертикално нагоре, и пясъчни капани с винтово (транслационно-въртеливо) движение на водата. Последните, в зависимост от метода за създаване на винтово движение, се разделят на тангенциални и аерирани.

Най-простият хоризонтален капан за пясък е с прорези. Принципът на неговото действие се основава на факта, че пясъкът на канализационната мрежа се движи главно в долната част на колектора и при леко намаляване на дебита по-тежките частици падат.

Хоризонталните песъчинки с голям капацитет са по-сложни. Принципът на действие на тези песъчинки е идентичен. Хоризонталният капан за пясък има правоъгълна форма и се състои от две или повече секции.

На входа на пясъкоуловителя са монтирани решетки за задържане на големи механични примеси. В допълнение към решетките в началото и края на пясъкоуловителя има дървени врати за равномерно протичане на водата и спиране на пясъкоуловителя. Дъното на пясъкоуловителя е направено под ъгъл към центъра на конструкцията за събиране и изпомпване на утаената утайка.

Когато песъчинките работят, на дъното се събират механични примеси, които трябва периодично да се отстраняват. От опита на резервоарните ферми следва, че хоризонталните пясъкоуловители трябва да се почистват поне веднъж на 2-3 дни, а прорезните - при натрупване на утайки в утайката. Не позволявайте камерата да се пълни с утайки на дъното на тавата. При почистване на пясъкоуловители обикновено се използва преносим или стационарен хидравличен асансьор.

Статични резервоари за утаяване

Предприятията за транспортиране на петрол (петролни депа, нефтени помпени станции) са оборудвани с различни седиментационни резервоари за събиране и пречистване на вода от нефт и петролни продукти. За тази цел обикновено се използват стандартни стоманени или стоманобетонни резервоари, които могат да работят в режим на резервоар за съхранение, утаител или буферен резервоар, в зависимост от технологичната схема за пречистване на отпадъчни води.

Изхождайки от технологичния процес, замърсената вода от нефтени депа и нефтени помпени станции се подава неравномерно към пречиствателните съоръжения. За по-равномерно подаване на замърсена вода към пречиствателните съоръжения се използват буферни резервоари, които са оборудвани с устройства за разпределение на вода и събиране на масло, тръби за подаване и отвеждане на отпадъчни води и масло, нивомер, дихателен апарат и др. Тъй като маслото във вода е в три състояния (лесно, трудно се отделя и разтваря), след като попадне в буферния резервоар, лесно и частично трудно отделянето на маслото изплува на повърхността на водата, във втория случай това се случва много по-бавно . За отделянето на фино диспергирано масло на голяма височина на резервоара е необходимо да се отдели значително време (повече от 48 часа), поради което такова разделяне в буферни резервоари не е предвидено. В тези резервоари се отделят до 90-95% лесно отделими масла. За тази цел в схемата на пречиствателната станция са инсталирани два или повече буферни резервоара, които работят периодично: пълнене, утайки, изпомпване.

Обемът на резервоара се избира въз основа на времето за пълнене, изпомпване и утаяване, а времето за утаяване се взема от 6 до 24 часа вода. Големите предимства на този тип резервоари са херметичността и възможността за изграждане по индустриален метод, което води до рязко намаляване на времето за строителство.

Утаяването на водата във вертикални резервоари може да продължи в динамичен и нетечащ режим.

В динамичен режим пълненето и изпразването на резервоара се извършва едновременно.

В статичен (нетечащ) режим резервоарите работят в три цикъла: пълнене, утаяване, изпразване. Следователно, за да се утаи вода, броят на резервоарите трябва да бъде повече от два и техният обем е малко по-голям от обема на резервоарите при динамични условия.

Резервоарите трябва да бъдат оборудвани с автоматични средства, които автоматично превключват резервоарите, следят нивото на водата в резервоара и предотвратяват навлизането на масло в изходния тръбопровод.

Преди изпомпване на утаената вода от резервоара, повърхностното масло и утайката първо се отстраняват, след което избистрящата вода се изпомпва. За да се отстрани утайката на дъното на резервоара, е уреден дренаж от перфорирани тръби.

Утаяването е най-простият и най-често използван метод за отделяне на грубо диспергирани примеси от отпадъчните води, които под действието на гравитационната сила се утаяват на дъното на картера или изплуват на повърхността му.

За допълнително пречистване на отпадъчни води често се използват допълнителни утайки, които представляват резервоари с дълбочина до 4 м и водна повърхност, в зависимост от производителността на отпадъчните води. Обикновено такива езера имат няколко секции, всяка от които е снабдена с устройство за разпределен вход и изход на вода.

Допълнителните седиментационни езера имат следните съществени недостатъци: необходимостта от големи площи, висока цена, замърсяване на атмосферата чрез изпаряване на петролни продукти, ефект на натоварването от вятъра върху ефективността на почистване, трудности при събирането на масло и утайки и др.

Динамични седиментационни резервоари

Отличителна черта на динамичните седиментационни резервоари е отделянето на примеси във водата, когато течността се движи.

В динамичните седиментационни резервоари или непрекъснатите седиментационни резервоари течността се движи в хоризонтална или вертикална посока, поради което седиментационните резервоари са разделени на вертикални и хоризонтални.

Вертикалният утаител е цилиндричен или квадратен (в план) резервоар с конично дъно за удобство при събиране и изпомпване на утайката. Движението на водата във вертикален картер се извършва отдолу нагоре (за утаяване на частици).

Хоризонталният картер представлява правоъгълен резервоар (в план) с височина 1,5-4 м, ширина 3-6 м и дължина 48 м. Падналата на дъното утайка се премества в ямата със специални стъргала, и от него, той се отстранява от картера. Плаващите примеси се отстраняват с помощта на скрепери и напречни тави, инсталирани на определено ниво.

В зависимост от уловения продукт, хоризонталните седиментационни резервоари се разделят на уловители за пясък, уловители на масло, уловители на мазут, уловители на бензен, мазнини и др.

В радиални седиментационни резервоари с кръгла форма водата се движи от центъра към периферията или обратно. Радиалните утаителни резервоари с голям капацитет, използвани за пречистване на отпадъчни води, имат диаметър до 100 m и дълбочина 5 m.

Радиалните утаители с централен вход за отпадъчни води имат по-високи скорости на входа, което води до по-малко ефективно използване на значителна част от обема на отстойника по отношение на радиалните утаители с периферен вход за отпадъчни води и отвеждането на пречистена вода в центъра.

Тънкослойни резервоари за утаяване

Колкото по-висока е височината на картера, толкова по-дълго е необходимо частиците да се издигнат до повърхността на водата. И това от своя страна е свързано с увеличаване на дължината на картера. Следователно е трудно да се засили процесът на утаяване в конвенционалните структури в нефтени капани. С увеличаване на размера на утаителните резервоари, хидродинамичните характеристики на утаяването се влошават. Колкото по-тънък е слоят течност, толкова по-бърз е процесът на изкачване (слягане), при равни други условия. Тази ситуация доведе до създаването на тънкослойни резервоари за утаяване, които по дизайн могат да бъдат разделени на тръбни и плочасти.

Тръбни резервоари за утаяване

Работният елемент на тръбния картер е тръба с диаметър 2,5-5 см и дължина около 1 м. Дължината зависи от характеристиките на замърсяването и хидродинамичните параметри на потока. Използват се тръбни резервоари за утаяване с малки (10º) и големи (до 60 º) наклони на тръбите.

Резервоарите за утайки с малък наклон на тръбата работят в периодичен цикъл: избистряне на вода и промиване на тръбите. Препоръчително е тези седиментационни резервоари да се използват за пречистване на отпадъчни води с малко количество механични примеси. Ефективността на избистряне е 80-85%.

В стръмно наклонените тръбни резервоари за утаяване местоположението на тръбите води до уплътняване, което се плъзга надолу по тръбите, и в тази връзка няма нужда да се промиват.

Продължителността на седиментационните резервоари практически не зависи от диаметъра на тръбите, но се увеличава с увеличаването на дължината им.

Стандартните тръбни блокове са изработени от поливинил или полистиролова пластмаса. Обикновено се използват блокове с дължина около 3 м, ширина 0,75 м и височина 0,5 м. Размерът на тръбния елемент в напречното сечение е 5х5 см. Дизайнът на тези блокове ви позволява да монтирате секции от тях за всякакъв капацитет; секции или отделни блокове могат лесно да се монтират във вертикални или хоризонтални седиментационни резервоари.

Ламеларни резервоари за утаяване

Ламеларните резервоари за утаяване се състоят от поредица от успоредни плочи, между които тече течност. В зависимост от посоката на движение на водата и утаената (плаваща) утайка седиментационните резервоари се разделят на директно протичащи, при които посоките на движение на водата и утайката съвпадат; противоток, при който водата и утайката се движат един към друг; кръст, при който водата се движи перпендикулярно на посоката на движение на утайката. Най-широко разпространени са резервоарните утаечни резервоари.

Ефективността на избистрянето на водата в ламелни седиментационни резервоари се увеличава с намаляване на тяхната височина.

Предимствата на тръбните и ламелни седиментационни резервоари са тяхната икономичност поради малкия им конструктивен обем, възможността за използване на пластмаси, които са по-леки от метала и не корозират в корозивна среда.

Често срещан недостатък на тънкослойните седиментационни резервоари е необходимостта да се създаде резервоар за предварително отделяне на лесно отделими петролни частици и големи съсиреци масло, котлен камък, пясък и др. Съсиреците имат нулева плаваемост, диаметърът им може да достигне 10-15 cm на дълбочина от няколко сантиметра. Такива съсиреци много бързо унищожават тънкослойните резервоари за утаяване. Ако някои от плочите или тръбите са запушени с такива съсиреци, останалите ще увеличат потока на течността. Тази ситуация ще доведе до влошаване на работата на картера.

В GANG тях. ТЯХ. Губкин в отдел „Транспорт и съхранение на нефт и газ“ е разработена пречиствателна станция за отпадни води, в която са взети предвид недостатъците на старите нефтени капани. Към новия блок бяха наложени следните изисквания: високо качество на пречистването на отпадъчни води от петролни продукти; индустриализация на строителството; минималната заета площ за пречиствателни съоръжения; минимални оперативни разходи.

На тези изисквания отговаря многоетапна инсталация с почистващи устройства с различен дизайн. Уредът е проектиран да отделя лесно и трудно отделими частици масло. За да се намали съдържанието на масло във вода под 1 mg/l, отпадъчните води трябва да се преминават през други инсталации, предназначени за по-дълбоко пречистване.

За отделяне на отделеното масло от водата се използва буферен резервоар, скоростта на движение на водата в който е няколко пъти по-малка от скоростта на водата в захранващия тръбопровод. Този буферен резервоар се различава от всички предишни не само с размерите си, но и с наличието на запечатан покрив, вътре в който има къс тръбопровод с резба за завинтване на "стъкло". Покривът е разположен доста под нивото на течността в инсталацията. С помощта на завинтваща се чаша нивото на течността във вертикалния тръбопровод се настройва малко под горната генераторна чаша на чашата. По този начин нивото на водата във вертикалния тръбопровод се намира под горната точка на тръбопровода.

Буферният резервоар е свързан с втората пречиствателна станция - дебелослоен избистрящ агент. За разлика от тънкослойния седиментационен резервоар, височината на този седиментационен резервоар се определя от няколко десетки сантиметра. Дебелослойният утаител е проектиран да отделя груби маслени частици, както и големи мастни съсиреци и механични примеси. Това е кръгъл или правоъгълен тръбопровод, започващ от буферния резервоар и завършващ под нивото на течността в инсталацията.

Пречиствателят с директен поток може да работи в хоризонтални и наклонени равнини. В първия случай се изисква много малко място за монтаж, но на практика ще получите маслена капана с вмъкнати елементи. Във втория случай се превръща в резервоар за уреждане на налягане, който е най-евтиният, лесен за работа и лесно се поддава на автоматизация.

Едновременно с изследването на влиянието на скоростта на потока върху степента на пречистване се разглежда и влиянието на ъгъла на наклон на утаителя върху процеса на отделяне. По време на експериментите ъгълът на наклона на утаителя беше променен от 0 ° на 25 °. Резултатите от експериментите показват, че процесът на разделяне протича най-ефективно, когато наклонът на утаителя е 10 º. .