В.Ф. Панин
Теоретические основы защиты окружающей среды
Конспект лекций по учебной дисциплине. Томск: ТПУ, 2009. – 115с.

2. Защита гидросферы от загрязнений

2.7. Очистка сточных вод

2.7.3. Очистка сточных вод от нефтепродуктов

Методы очистки сточных вод от нефтепродуктов можно отнести к группе методов механической очистки от суспензий и эмульсий. В настоящее время такая очистка производится, в основном, отстаиванием, обработкой в гидроциклонах, флотацией, фильтрованием.

Примеси нефтепродуктов относятся к всплывающим (см. п. 2.4). Отстаивание основано на закономерностях всплывания примесных частиц нефтепродуктов по тем же законам, по которым происходит осаждение твёрдых частиц. Отстаивание осуществляется в отстойниках и ловушках, при этом, как правило, предусматривается использование отстойников, как для осаждения твёрдых частиц, так и для всплывания нефтепродуктов.  Расчёт длины отстойника производится по скорости осаждения твёрдых частиц и по скорости всплывания маслопродуктов, принимается наибольшее из двух значений.

Маслоловушки (ловушки примесей нефтепродуктов) по конструкции аналогичны горизонтальным отстойникам; при скорости движения стоков в ловушке 0,003 … 0,008 м/с сточные воды находятся в ловушке около двух часов, всплывшие на поверхность нефтепродукты удаляются маслосборным устройством.

При концентрированных маслосодержащих стоках применяют обработку сточных вод реагентами, способствующими быстрой коагуляции примесей: Na₂CO₃, H₂SO₄, NaCl, Al₂(SO₄)₃ и др.

          Отделение нефтепродуктов в поле действия инерционных сил осуществляется в напорных гидроциклонах. На рисунке 2.5 представлена схема напорного гидроциклона, предназначенного для очистки стоков от металлической окалины и масла [12].

Рисунок 2.5 – Схема комбинированного напорного гидроциклона

Стоки через установленный тангенциально по отношению к корпусу гидроциклона трубопровод 1 поступают в гидроциклон. Твёрдые частицы отбрасываются к стенкам гидроциклона и стекают в шламосборник 7. Сточная вода с примесью нефтепродуктов движется вверх, при этом из-за меньшей плотности нефтепродуктов они концентрируются в ядре закрученного потока, который поступает в приёмную камеру 3 и через трубопровод 5 выводится из гидроциклона для последующей утилизации. Очищенная сточная вода скапливается в камере 2, откуда через трубопровод 6 отводится для дальнейшей очистки. Выход 4 с регулируемым гидравлическим сопротивлением предназначен для выпуска воздуха, концентрирующегося в ядре закрученного потока очищаемой сточной воды.

          Очистка сточных вод от маслопримесей флотацией заключается в интенсификации процесса всплывания нефтепродуктов при обволакивании их частиц пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду. Образование агрегатов «частица — пузырьки воздуха» зависит от интенсивности их столкновения друг с другом, химического взаимодействия находящихся в стоках веществ, давления воздуха и т.д.

          По способу образования пузырьков различают несколько видов флотации: напорную, пневматическую, пенную, химическую, биологическую, электрофлотацию и др.

          При пневматической флотации сточные воды очищаются от нефтепродуктов, поверхностно-активных и органических веществ и от взвешенных частиц малых размеров. Сжатый воздух в виде мельчайших пузырьков поступает в сточную воду через насадки из пористого материала. При всплывании пузырьки воздуха обволакивают частицы нефтепродуктов, поверхностно-активных веществ и мелких твёрдых частиц, увеличивая скорость их всплывания. Образующаяся на поверхности очищаемой воды пена отсасывается центробежным насосом в пеносборник для последующего извлечения из неё нефтепродуктов. Одновременно кислородом, содержащимся в пузырьках воздуха, окисляются органические примеси. Происходит также насыщение очищаемой воды кислородом.

          При электрофлотации происходящие в сточной воде электро-химические процессы обеспечивают дополнительное обеззараживание сточных вод. При использовании электродов из алюминия или железа происходит коагулирование и осаждение мельчайших коллоидных частиц (электро-коагуляция).

          Очистка стоков от примесей нефтепродуктов фильтрованием — необходимый заключительный этап очистки: концентрация нефтепродуктов на выходе отстойников или гидроциклонов достигает         0,01…0,2 кг/м³, что значительно превышает ПДК нефтепродуктов в водоёмах (0,0005 кг/м³ – для водоёмов первой категории и 0,00005 кг/м – для водоёмов второй категории). Очень низкого содержания нефтепродуктов в воде требуют и условия многократного использования сточных вод при оборотном водоснабжении предприятий.

          Структура аппаратов очистки сточных вод от нефтепродуктов аналогична структуре аппаратов очистки от твёрдых частиц: зернистые насыпные фильтры. Наиболее распространённые фильтроматериалы: кварцевый песок, доломит, керамзит, глауконит; эффективность очистки повышается при добавлении волокнистых материалов (асбест и отходы его производства). В настоящее время в качестве фильтроматериала всё шире применяются частицы пенополиуретана. Главное достоинство фильтров из пенополиуретана – простая регенерация путём механического отжимания нефтепродуктов [12].