способ очистки воды от пленочных, диспергированных и растворенных нефтепродуктов

Формула изобретения

1. Способ очистки воды от пленочных, диспергированных и растворенных нефтепродуктов, включающий отстой исходной нефтесодержащей воды в гравитационном отстойнике с последующим раздельным выводом отстоя воды и нефтепродуктов, отличающийся тем, что отсепарированные при отстое нефтепродукты подвергают нагреву до температуры фракционной отгонки из них легких фракций, а оставшийся нерастворимый в воде нефтепродукт используют в качестве экстрагента, диспергируя его в доочищаемую воду после предварительного отстоя и экстрагируя им растворенные в воде нефтепродукты, после чего доочищаемую нефтесодержащую воду отстаивают с последующим раздельным выводом доочищенной воды и отсепарированных при отстое нефтепродуктов, часть которых используется по замкнутому циклу для доочистки исходной воды.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при отсутствии в исходной доочищаемой воде нерастворимых или малорастворимых нефтепродуктов в исходную воду после ее предварительного отстоя диспергируют нерастворимый или малорастворимый нефтепродукт.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что легкие фракции, отогнанные из нефтепродуктов, отсепарированных при предварительном отстое исходной воды и отстое доочищаемой воды, подвергают конденсации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для очистки водных стоков промышленных предприятий, очистных станций, льяльных вод судов и кораблей, а также балластных вод танкеров от пленочных, диспергированных и растворенных нефтепродуктов.

Известны способы глубокой очистки воды от растворенных нефтепродуктов (Проскуряков В. А. , Шмидт Л. И. Очистка сточных вод химической промышленности. -Л. : Химия, 1977.- 464 с.), осуществляемые методом биологического доокисления штаммами аэробных или анаэробных бактерий.

Данный способ возможен при обеспечении оптимальных условий Необходимых для жизнедеятельности примененного штамма бактерий, в том числе и поддержания концентрации нефтепродуктов не выше определенного значения, что требует высоких начальных затрат и культуры эксплуатации очистных установок. Способ практически не применим в случае переменной солености и ряда других параметров очищаемой воды.

Известны также способы экстрагирования из воды пленочных, диспергированных и растворенных нефтепродуктов, находящие широкое применение в технике измерения концентрации нефтепродуктов в промышленных стоках (Юдилевич М. С. Оптические методы определения концентрации нефтепродуктов в воде. - В кн.: Водоподготовка, водный режим и химконтроль на паросиловых установках.- М., Л., 1976, с. 173 - 178).

Применение экстрагирования для очистки производственных стоков сдерживается высокой стоимостью экстрагентов, их взрывоопасностью, высокой токсичностью (четыреххлористый углерод, сернокислый эфир, гексан и т. д.) и жесткими санитарными нормами на их присутствие в очищенной воде.

Широкое применение находит способ, основанный на селективной (избирательной) сорбции растворенных в воде нефтепродуктов (Смирнов А. Д. Сорбционная очистка воды.-Л. : Химия, 1982.- 168 с.), заключающийся в фильтрации очищаемой воды через слой сорбента.

К недостаткам способа следует отнести необходимость глубокой предочистки воды от пленочных и диспергированных нефтепродуктов; необходимость текущего контроля за эффективностью очистки, что обусловлено снижением сорбционной способности сорбента по мере насыщения его растворенными нефтепродуктами; необходимость периодической замены сорбента при исчерпании его аккумулирующей способности; невозможность регенерации отработанного сорбента до восстановления его начальных свойств; техническая сложность утилизации отработанных сорбентов в условиях транспортных средств (суда, корабли и т.д.); невозможность организации стабильной во времени очистки по причине присутствия в реальных промстоках механических примесей заранее непредсказуемого состава, а также химических ингредиентов, отравляющих материал сорбента.

Наиболее близким к заявляемому является способ очистки воды от жидких нефтепродуктов (патент Великобритании N 2035118, кл. B 01 O 17/02, 1980), включающий подогрев и отстой нефтесодержащей воды в поле естественной силы тяжести с последующим раздельным выводом из отстойника очищенной воды и отсепарированных нефтепродуктов.

Данный способ, позволяя очищать воду от пленочных и диспергированных нефтепродуктов, не обеспечивает очистку воды от растворенных нефтепродуктов.

Изобретение решает задачу стабильной и глубокой очистки промстоков промышленных предприятий, льяльных и балластных вод судов, кораблей и танкеров от пленочных, диспергированных и растворенных нефтепродуктов.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе очистки воды от пленочных, диспергированных и растворенных нефтепродуктов, включающем подогрев и отстой исходной нефтесодержащей воды в поле естественной силы тяжести с последующим раздельным выводом отстоя очищенной воды и отсепарированных нефтепродуктов, отсепарированные при отстое нефтепродукты подвергают нагреву до температуры, обеспечивающей отгонку из них легких фракций, а оставшийся нерастворимый или малорастворимый в воде нефтепродукт используют в качестве экстрагента, диспергируя его в объем доочищаемой после предварительного отстоя воды, и экстрагируют им мелкодиспергированные и растворенные нефтепродукты, после чего доочищаемую воду отстаивают с последующим раздельным выводом очищенной воды и отсепарированных нефтепродуктов, часть которых используют по замкнутому циклу для доочистки исходной нефтесодержащей воды.

При отсутствии в исходной нефтесодержащей воде нерастворимых или малорастворимых нефтепродуктов в исходную нефтесодержащую воду до ее предварительного отстоя диспергируют в ней нерастворимый или малорастворимый в воде нефтепродукт, например, мазут, подвергнутый предварительно фракционной отгонке от легких фракций.

Легкие фракции, отогнанные из отсепарированных нефтепродуктов, подвергают конденсации.

Экстрагирование пленочных диспергированных и растворенных нефтепродуктов нерастворимыми или малорастворимыми в воде тяжелыми фракциями нефтепродуктов, осуществляемое в процессе доочистки предварительно отстоенной нефтесодержащей воды, обеспечивает стабильную и глубокую очистку промстоков, льяльных вод судов и кораблей, а также балластных вод танкеров.

Способ осуществляют следующим образом. Исходную нефтесодержащую воду подогревают и отстаивают в гравитационном отстойнике с последующим раздельным сливом отстоя воды и нефтепродуктов. Отсепарированные при отстое нефтепродукты подвергают нагреву до температуры, достаточной для фракционного отгона из них легких фракций (бензин, керосин, уайт-спирит и другие составляющие, способные создавать истинные водные растворы), а оставшийся неотогнанный нефтепродукт диспергируют в доочищаемую после отстоя воду для экстрагирования из ее объема растворенных и мелкодиспергированных нефтепродуктов с последующим отстоем и раздельным выводом доочищенной воды и отсепарированных нефтепродуктов. При этом часть отсепарированных при отстое нефтепродуктов с экстрагированными в их объеме растворимыми и мелкодиспергированными нефтепродуктами, извлеченными из доочищаемой воды, используется по замкнутому циклу для доочистки исходной воды экстрагированием, а другая часть - по прямому назначению, например как энергоноситель. Легкие фракции, отогнанные из нефтепродуктов, конденсируют и используют также по прямому назначению.

В случае отсутствия в нефтесодержащей воде нерастворимых или малорастворимых нефтепродуктов в исходную воду диспергируют тяжелый нефтепродукт, например, предварительно подвергнутый фракционной отгонке мазут, нерастворимый или малорастворимый в воде.

На чертеже показана схема одного из возможных вариантов установки для реализации способа.

Установка состоит из емкости 1 первичного отстоя исходной нефтесодержащей воды, емкости 2 отстоя экстрагированных нефтепродуков, подогревателя 3 отгонки легких фракций нефтепродуктов, конденсатора 4 отогнанных легких фракций нефтепродуктов, насоса-эмульгатора 5, перекачивающего насоса 6 подачи части экстрагированных нефтепродуктов в подогреватель 3, трубопровода А подачи исходной нефтесодержащей воды в емкость 1, трубопровода Б подачи первичного отстоя нефтепродуктов в подогреватель 3, трубопровода Г вывода отгона легких фракций в конденсатор 4, трубопровода Д вывода остаточного нефтепродукта из подогревателя 3 и подачи его на всос насоса-эмульгатора 5, трубопровода Ж вывода части отстоя вторичного нефтепродукта в подогреватель 3 и сброса его избытка из цикла очистки и трубопровода З вывода доочищенной воды.

Установка работает следующим образом.

Исходная нефтесодержащая вода по трубопроводу А поступает в емкость 1, в которой подвергается естественному отстою в течение времени, необходимого для выделения из ее объема пленочных и крупнодиспергированных нефтепродуктов. Первичный отстой нефтепродуктов по трубопроводу Б подается в подогреватель 3, в котором легкие фракции нефтепродуктов отгоняются из первичного нефтепродукта и по трубопроводу Г поступают в конденсатор 4 для их конденсации и вывода из цикла очистки. Освобожденный от легких фракций нефтепродукт из подогревателя 3 по трубопроводу Д подается на всос насоса-диспергатора 5.

Отстой исходной воды из емкости 1 по трубопроводу В перекачивается в емкость 2 насосом-диспергатором 5. В емкости 2 предочищенная вода в составе с диспергированным нефтепродуктом отстаивается в течение времени, необходимого для экстрагирования из ее объема мелкодиспергированных и растворенных нефтепродуктов. После отстоя доочищенная вода и отстой нефтепродуктов с экстрагированными в их объеме легкими фракциями раздельно выводятся из цикла очистки.

При этом часть отстоя нефтепродуктов из емкости 2 перекачивается в подогреватель 3 по трубопроводу Е для отгона из них легких фракций и повторного использования в цикле доочистки воды.