Короткий опис для Відстійники та нафтовик

Розділ доступний гостю

Відстійники та нафтовик

Відстійники та нафтовик ємнісного типу, що використовуються на попередніх стадіях поділу суспензій, емульсій та обробки стічних вод, громіздкі та малоефективні. Необхідний час перебування рідин при очищенні від тонкодисперсних суспензій і емульгованих нафтопродуктів досягає декількох годин, що призводить до невиправданого збільшення. габаритів очисних споруд.

Ступінь очищення від суспензій та нафтопродуктів у ємнісних відстійниках становить, як правило, не більше 50%. Низька ефективність очищення стічних вод пояснюється недосконалістю конструкцій, в яких не вдається уникнути турбулентного перемішування внаслідок конвекційних та щільних потоків, що виникають через температурні перепади або нерівномірний розподіл концентрації домішок в обсязі очисних споруд.

Недоліки впускних пристроїв, що розподіляють потік перерізу, не дозволяє повністю реалізувати обсяг відстійників і нафтовик. Горизонтальна швидкість потоків виявляється вищою за розрахункову, отже реальний час перебування води на очисних спорудах може виявитися в 2-3 рази меншим за проектний.

Недосконалість горизонтальних ємнісних відстійників, що мають значну глибину, в яких частинки проходять вертикальний шлях, рівний глибині відстійника, можуть бути істотно знижені на очисних спорудах з тонкошаровим потоком води, що освітлюється. Зменшення висоти шару відстоювання дозволяє скоротити час виділення завислих речовин із стічних вод, зменшити перемішування потоку рідини, викликане конвекційними струмами.

Принцип тонкошарового відстоювання використовується при проектуванні багатоярусних поличкових відстійників нафтовик. Їхній робочий об'єм розділений по висоті похилимипластинами на низку зон відстоювання. Відстоювання забруднень у тонких шарах потоку рідини протікає швидко, оскільки шлях руху частинок, що осаджуються, в 10-50 разів коротший, ніж у ємнісних відстійниках. Тонкошарові відстійники є значно компактнішими очисними спорудами, що вимагають меншої площі розміщення. Перевагою даних очисних споруд також є те, що введення паралельних пластин у переріз відстійника дозволяє рівномірно розподілити потік води на початку відстійної частини і зберегти цей розподіл по довжині. Тому в багатоярусних відстійниках коефіцієнт використання обсягу набагато вищий, ніж у звичайних.

Схема тонкошарового відстійника показано на рис.1. Основні характеристики тонкошарових відстійників: відстійник ділиться похилими пластинами на яруси завглибшки 45-110 мм; нахил пластин 45-60° до горизонту забезпечує сповзання осаду з ярусів в осадоущільнювач, а нафтопродуктів на поверхню води. Влаштування ярусів у нафтовик одночасно зі зменшенням її обсягу забезпечує стабільність потоку рідини і нівілює виникнення щільних і температурних течій.

Порівняльні випробування ємнісної та тонкошарової нафтовишок одного об'єму з концентрацією нафтопродуктів на вході 100 мг/л показали, що концентрація на виході з багатоярусної очисної споруди досягає 10-15 мг/л, а з нафтовик звичайної конструкції - 43-50 мг/л. Отже, застосування тонкошарових відстійників замість ємнісних дозволяє підвищити ефективність попереднього очищення стічних вод від нафтопродуктів з 55% до 85%.

Мал.1. Схема багатоярусного відстійника нефтеловушки

У тонкошарових відстійниках і нафтовик в залежності від конструкції можна здійснити кілька різних схем.руху потоку рідини та завислих речовин:

- прямоточна, коли потік рідини і частинки, що виділяються з нього, мають один напрямок;

- протиточна, коли частинки, що відокремлюються, рухаються проти потоку рідини;

- перехресноточна, коли частинки, що відокремлюються, рухаються поперек руху потоку рідини.

Тонкошаровий відстійник, представлений на рис.1., є прямоточним по нафтопродуктах, що витягуються, і протиточним по осідає зваженим речовинам.

Конструкція тонкошарового відстійника нафтовик з протиточним рухом виділеної нафти і потоку рідини представлена на рис.2. Це прямокутна ємність розділена перегородкою 9 на дві секції. Над перегородкою розташовані блоки з паралельних пластин 3. Шарнірне з'єднання блоку 7 з перегородкою дозволяє змінювати кут нахилу блоку для підбору оптимального значення, при якому не відбувається зашламлення ярусів. Стічна вод надходить у першу секцію відстійника нафтовик через заглиблений трубопровід 2 з насадками 5. При цьому з потоку виділяється великодисперсна нафта. Дрібнодисперсна нафта, на затримання якої розрахована нафтовик, 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 прийому очищеної води, відводиться з очисної споруди.

Мал.2. Схема багатоярусного відстійника нефтеловушкиз протиточним 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 дляприйому очищеної рідини; 7 - шарнірне з'єднання; 8 – нафтозбірна труба; 9 - перегородка

Мал.3. Схема багатоярусного відстійника нафтовик конструкції інституту «Гіпровостокнафта»: 1 - патрубок введення стічної води; 2, 8, 10 – перегородки; 3 – пластина; 4 – штуцер для випуску повітря; 5 – запобіжний клапан; 6 - нафтозбірник; 7 – штуцер для випуску уловлених нафтопродуктів; 9 – штуцер вакуум-клапану; 11 - штуцер для виведення освітленої води; 12 - труба для змиву осаду; 13 - штуцер для виведення шламу

Представлена вище конструкція відстійника працює як протиточна для затримання нафтопродуктів і прямоточна для затримання завислих речовин. Осад, виділений у першій і другій секціях нефтеловушки, скребковим транспортером 4 згрібається у відповідні приямки, звідки гідроелеватор 1 відкачується на очисні споруди для подальшої обробки. Нафтопродукти, що накопичилися на поверхні, витягуються з нафтовик через трубу 8.

В інституті «Гіпровостокнафта» було спроектовано багатоярусні тонкошарові відстійники для очищення стічних вод ємністю 100 м3, рис.3. У поперечному перерізі відстійники розділені перегородкою на дві камери, що послідовно працюють. У першій камері під час руху води зверху вниз виділяється основна кількість нафтопродуктів та твердих частинок. У другій камері відбувається доочищення води. Як полиці застосовуються листи пластику, встановлені під кутом 45 ° до горизонту. Видалення уловлених нафтопродуктів автоматизовано. Осад з відстійника періодично видаляється шляхом відкриття ручної засувки.

Після вилучення великодисперсних забруднень, потік води надходить у вертикальний канал пропорційного водорозподільного пристрою, що служить для розподілу води поперерізу другої зони. Водорозподільний пристрій 4 розташовано між першим та другим приямками. Розподілений по перерізу другої зони потік рідини надходить у простір, розділений паралельними пластинами на яруси 6. Пластини об'єднані в блоки 7. Відстань між блоками та розподільним пристроєм має забезпечувати прохід скребка.

При русі робочого потоку в ярусах виділяються дрібнодисперсна нафта та завислі речовини. Краплі нафти спливають до верхніх пластин ярусу, укрупнюються і рухаються вгору утворюючої ярусу кпериферії, а потім піднімаються на поверхню води.

Мал.4. Багатоярусний відстійник нефтеловушказ перехресним рухом робочого потоку рідини і виділеного осаду та нафти: 1 - приямок для осаду; 2 - впускний пристрій; 3 - зона грубої очистки; 4 - розподільний пристрій; 5 - зона тонкого очищення; 6 – яруси; 7 – блок пластин; 8 - напівзанурена перегородка; 9 – водозлив; 10 - водоприймальний лоток; 11 - зазори, що перегороджуються щитками; 12 - корпус; 13 – скребок; 14 - лоток

Осад, що виділяється в ярусі, по похилих пластинах сповзає до осьової частини нафтовик. У просторі між блоками осад, що звалився з пластин, осідає в лотку 14, з якого скребковим транспортером 13 переміщається в приямок. Оскільки виділений осад концентрується практично по осі нефтеловушки, для збору осаду передбачають лоток трапецеїдальної форми, що значно спрощує конструкцію скребка та полегшує роботу приводного механізму. Осад, що накопичився в приямках, видаляється гідроелеватором.

Затриману в нафтовик нафту, як у першій, так і в другій зонах, видаляють через поворотні нафтоприймальні труби. Потік очищеної води після поличкових блоків проходить під напівзануреною перегородкою 8 іпереливається через водозлив 9 водовідвідний лоток 10, з якого відводиться за межі очисних споруд.

При монтажі блоків в обсязі нафтовик, що працює за перехресною схемою, пластини відповідних ярусів у сусідніх по довжині блоках повинні строго стикуватися між собою. Рекомендується навіть передбачати випуск пластин із каркасу блоку. В цьому випадку пластини в сусідніх по довжині блоках укладаються внахлест. У всіх конструкціях тонкошарових відстійників нафтовишок простору між блоками, що стоять поруч, в центральній частині, а також між блоками і бічними стінками перегороджують легкими знімними щитками, щоб запобігти попаданню туди робочого потоку і гарантувати його рух тільки в ярусах.

Перехресна схема відрізняється від протиточної простішої конструкцією розподільних пристроїв і кращим гідравлічним режимом у міжполочному просторі. Однак при використанні перехресної схеми для створення жорсткості паралельних пластин, об'єднаних у блоки, потрібно збільшувати товщину пластин, що призводить до зростання капітальних витрат, а пристрій на пластинах гофр або ребер жорсткості означає втрати корисної висоти відстоювання. При протиточній схемі простір між паралельними пластинами можна секціонувати перегородками, які збільшують жорсткість блоку, що дозволяє виготовляти пластини з тонких листів (товщиною 0,2-0,45 мм). У таких блоках вихідний потік поділяється на окремі потоки, що рухаються у самостійних каналах. Такі відстійники за кордоном отримали назву трубчастих. Їх перевага полягає в тому, що при однакових гідравлічних навантаженнях рух потоку в них є ламінарнішим, ніж при перехресноточній схемі, тому забезпечується більша ефективність поділу.

При вмісті у воді важких нафтопродуктів яруси тонкошарового відстійника будь-якої конструкції можуть поступово забиватися шламом. Проектуванню багатоярусних нафтовишок повинні передувати експериментальний вибір матеріалу пластин та визначення кута їх нахилу.