Резервуары и напорные отстойники

Отстойники, работающие под атмосферным давлением, как правило пред­ставляют собой резервуары объёмом от 200 до 5000 м³. Расчетное время пребывания в них сточной воды от 8 до 16 ч. Режим работы циклический или непрерывный. Часто их соединяют последовательно. Для лучшего отделения нефти сточную воду часто пропускают через метровый слой нефтяной подушки. Остаточное содержание механических примесей в сточной воде после прохождения подобного аппарата ко­леблется от 15 до 40 мг/л, а нефти от 10 до 30 мг/л. Типичная схема подобного резервуара-отстойника приведена на рис. 2.33.

Вода

Нефть

Рис.2.33. Схема типичного резервуара-отстойника

Исходная вода по гибкому трубопроводу 1 подаётся в поплавок 5 ис помо­щью распределительного устройства 2 через водяную подушку 3 попадает в резер­вуар. Поплавок 5 перемешается между направляющими тросами 6. Отстоявшаяся нефть через сборную воронку 4 по гибкому шлангу 7 покидает установку. Очищен­ная вода выводится по трубопроводу 8, а отстоявшиеся механические примеси по трубопроводу 9. Аварийный трубопровод 10 служит для предотвращения перелива резервуара. За работой резервуара можно наблюдать через люк 11.

Напорные отстойники изготавливаются на базе ёмкостей объёмом до 200 м, способных выдержать давление до 6 атм. Они бывают либо полыми, либо с начин­кой (в основном стеклопластиковой) и способны уловить нефтяные глобулы со средним диаметром, превышающим 25 мкм. В результате остаточное содержание механических примесей в сточной воде после подобного аппарата составляет 20-40 мг/л, а нефти 30-50 мг/л. При использовании аппарата с начинкой остаточная концентрация обоих загрязняющих агентов понижается до 20 мг/л.

Пруды-отстойники представляют собой земляные сооружения длиной до 200 м, шириной до 40 м и глубиной до 2,5 м. Они как правило состоят из 2 последова­тельно соединенных секций с обязательной гидроизоляцией (от глины и щебня с би­тумной пропиткой до железобетонных плит и пластиковых плёнок). Среднее время пребывания сточной воды в подобном сооружении порядка 2 сут с улавливанием глобул нефти со средним диаметром, превышающем 30 мкм. В результате остаточ­ное содержание нефти в сточной воде после подобного сооружения колеблется в пределах 30-40 мг/л, а механических примесей – 20-30 мг/л. Подобные конструк­ции громоздки, загрязняют атмосферу и характеризуются немалыми сложностями сбора тонкой пленки стареющей нефти, что при часто встречающейся негерметичности гидроизоляции вынуждает владельцев к их модернизации. Модернизация прудов отстойников, как правило, сводится к их переоборудованию в так называе­мые «быстрые» пруды-отстойники, в которых исходную сточную воду пропуска­ют через слой гидрофобного пористого материала, задерживающею нефть. Чаще всего это перлит марок ПГ-3, ПГА-1 или ПГА-2. Но вопрос об утилизации перлита насыщенного нефтью или его регенерации так и остался нерешенным до конца, по­этому появилась ещё одна модификация «быстрого» пруда-отстойника, в который подают сточную воду, смешанную с добавкой коагулянта (см. ниже). Но вопрос об утилизации осевшего коагулянта, захватившего с собой загрязнения, так и остался нерешенным до конца. Таким образом, хотя «быстрые» пруды-отстойники позволяют сократить время пребывания в них сточной воды в 2-3 раза с одновременным понижением остаточного содержания нефти до 20-40 мг/л, а механических приме­сей до 20- 0 мг/л, они широкого распространения не получили. Типичная схема пруда-отстойника приведена на рис. 2.34.

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

В

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

В

Н

х

х

Вода

Вода

Нефть

Нефть

В

Н

В

Рис. 2.34. Схема типичного пруда-отстойника:

1 – колодец для приёма сточных вод; 2 – распределительный коллектор;

3 – шарнирная нефтеотстойная труба; 4 – лебедка; 5 – трубы; 6 – сборный коллектор;

7 – колодец для вывода сточ­ных вод

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
ОТСТОЙНОЙ АППАРАТУРЫ [7, 9]

Технологический расчет отстойной аппаратуры заключается в определении пропускной способности отстойника или его размеров.

3.1. РАСЧЕТ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ

3.1.1. Прикидочный (приближенный расчет)

Первое допущение: температура во всех точках гравитационного аппарата одинакова, т.е. конвекционные токи отсутствуют.

Второе допущение: скорость движения частиц дисперсной фазы постоянна в любой момент времени и в любой точке траектории.

Третье допущение: частицы дисперсной фазы сферичны.

Четвёртое допущение: скорость течения эмульсии в аппарате не влияет на скорость осаждения частиц дисперсной фазы.

Рассмотрим только горизонтальный или вертикальный двухфазный отстой­ник (схемы которых приведены на рис.3.1 и 3.2), в котором происходит гравитацион­ное разделение эмульсии типа В/Н.

L

Э

Водяная подушка

h₃

Нефть

h₂

h₁

В

Рис. 3.1.Схема горизонтального отстойника

Нефть

В

Э

Водяная подушка

Н

h₁

h₂

h₃

D_в

Рис. 3.2. Схема вертикального отстойника

1. Зная φ_н и φ_к, с помощью табл. 1.3 определяют минимальный размер капель дисперсной фазы (d_min), которые удаляются в данном отстойнике.

Для этого вычисляют ∆φ как разницу φ_н и φ_к и, двигаясь справа налево по нижней строке таблицы, суммируют указанные в ячейках величины φ до тех пор, по­ка найденное слагаемое не станет равным (или минимально не превысит) ∆φ. Соответствующее значение d и будет искомым (d_min).

2. По формуле (1.27) рассчитывают критерий Архимеда, заменяя d_ч на (d_min).

3. В зависимости от численного значения критерия Архимеда рассчиты­вают скорость свободного осаждения одиночной частицы дисперсной фазы либо по формуле (1.33), либо (1.36), либо, наконец, по формуле (1.37).

4. При необходимости скорость свободного оседания пересчитывают на стесненные условия, для чего пользуются либо формулой (1.48), заменяя d_ч на (d_min), либо формулами (1.49)-(1.51).

5. Рассчитывают объёмную пропускную способность отстойника по ис­ходной эмульсии (О_э):

, (3.1)

где w_сp – средняя скорость движения эмульсии в аппарате;

S_H – часть площади сечения аппарата, занятая нефтью.

Дата добавления: 2014-12-27