Фізико-хімічні методи найбільш ефективні для очищення стічних вод НПЗ з високим вмістом домішок в розчиненої або колоїдної формі. Фізико-хімічні методи для очищення стоків з емульгованими нафтопродуктами включають в себе методи коагуляції, флокуляції, електрокоагуляції і електрофлотаціі, жидкофазного окислення, коалесценции, електромагнітної сепарації та інші.
Найбільш часто в практиці нафтохімічних виробництв використовуються фізико-хімічні методи:
- коагуляція,
- флотация,
- флокуляция.
коагуляція
Процес коагуляції використовують для збільшення швидкості осадження зважених домішок і емульгованих речовин. В процесі коагуляції під впливом реагенту - коагулянту дрібнодисперсні частинки укрупнюються і агрегуються. Ефективність видалення домішок коагуляцией максимальна для частинок розмірами 1-100 мкм.
При додаванні коагулянту в стічній воді відбувається інтенсивне пластівців. Осадження пластівців відбувається механічно, під дією сили тяжіння.
Освіта пластівців запускає супутні процеси агрегування і уловлювання колоїдних речовин. Взаємне тяжіння між пластівцями коагулянту і домішковими частками пояснюється силами електростатичного взаємодії. Процес коагуляції нейтралізує негативний заряд колоїдних частинок, внаслідок чого вони втрачають стабільність.
Найпоширеніший коагулянт - сульфат алюмінію з хімічною формулою Al₂ (SO₄) ₃. Широко зарекомендував себе на практиці ще один коагулянт - оксихлорід алюмінію (Оха) із загальною формулою Aln (OH) mCl3n-m.
Недоліки реагентної очистки мінеральними коагулянтами стічних вод НПЗ:
- Необхідність додавати відносно великі дози коагулянту.
- В очищеній воді зростає концентрація сульфат-і хлорид-іонів, що призводить до небажаних ефектів корозії мереж водовідведення.
- В результаті хімічних реакцій утворюється осад, який важко зневоднюється і вимагає подальшої утилізації.
Недоліки мінеральних коагулянтів значною мірою усувають високомолекулярними флокулянтами органічної або неорганічної природи.
флокуляція
Процес флокуляції є агрегацію зважених домішок, як в результаті «злипання», так і під впливом частинок реагенту - флокулянта . Флокулянт викликає інтенсивне утворення і подальше осадження пластівців гідроксидів алюмінію. Додавання флокулянта дозволяє знизити дозу основного коагулянту, збільшити швидкість і зменшити тривалість процесу осадження пластівців.
У практиці очищення стічних вод нафтопереробних заводів використовують флокулянти як природні, так і синтетичні:
- Природні органічні флокулянти- крохмаль, целюлоза, декстрин, ефіри.
- З неорганічних флокулянтів найбільш поширений діоксид кремнію з хімічною формулою xSiO₂ yH₂O.
- Синтетичні флокулянти - це полімерні речовини, такі як поліакриламід з хімічною формулою [-CH₂-CH-CONH₂] n, технічний полиакриламид і гідролізований (ГППА).
При виборі конкретної марки флокулянта необхідно врахувати його макромолекулярні властивості і природу розчинених у воді домішок.
Очистка стічних вод методом флокуляції ведеться при рекомендованій дозі ПАА в 0,75-1,5 мг / л.
Стічні води НПЗ після коагуляція, можна піддавати подальшому очищенню в відстійниках.
Найбільш ефективним методом очищення нафтовмісних стічних вод, позбавленим недоліків перерахованих методів, є флотація.
флотація
Установки напірної флотації можуть служити ефективним способом очищення стічних вод заводів з нафтопереробки від розчинених і емульгованих нафтопродуктів.
В лінію неповної рециркуляції потоку направляють повітря, який розчиняється в воді під надлишковим тиском. При падінні тиску в воді утворюються дрібні бульбашки повітря, які піднімаються до поверхні, тягнучи з собою частинки розчинених домішок. На поверхні камери піна разом із забруднюючими речовинами утворюють шар флотошлама. Видалення флотошлама з поверхні здійснюється спеціальним скребком.
В процесі флотації важкі частинки забруднюючих речовин осідають на дно бункера і легко звідти видаляються. Освітлені стічні води після флотації надходять на наступні етапи очищення.
Для інтенсифікації процесу флотації можливо поєднувати його з іншими методами очищення, додаючи розрахункові дози коагулянту і флокулянта. Неорганічні коагулянти (солі алюмінію і заліза), підкисляють стічні води, внаслідок чого відбувається руйнування емульгованої нафти. Той же ефект можуть дати деякі полімерні органічні речовини.
Ефективність методу флотації максимальна при очищенні стічних вод нафтопереробних заводів від гідрофобних забруднювачів:
- нафти,
- масел,
- жирів,
- синтетичних миючих засобів.
Лабораторні дослідження довели ефективність флотації для очистки нафтовмісних стоків НПЗ. При аналізі методу флотації з коагулянтом сірчанокислим алюмінієм виявлено, що кінцевий вміст нафтопродуктів в очищеній воді становить 15-25 мг / л. Якщо в якості реагенту застосовувалися поліелектроліти , То концентрація нафтопродуктів знижувалася до 10-15 мг / л. На жаль, в практичних умовах більшість флотаційних установок не здатні досягти глибокого очищення стоків нафтопереробних заводів від нафти.
Сучасні флотаційні установки під маркою Flotomax, вироблені компанією Argel , Відповідають всім вимогам до очисних обладнання. Устаткування представлено в широкому діапазоні продуктивності, що дозволяє підібрати найбільш оптимальне рішення для очищення нафтовмісних стічних вод.
електрохімічні методи
Електрохімічні методи здатні скласти серйозну конкуренцію хімічним і фізико-хімічних методів очищення стоків НПЗ при дотриманні необхідних умов.
Переваги даного методу:
- В процесі очищення утворюється менше опадів, що вимагають подальшої утилізації.
- Мінеральний склад стічних вод не змінюється.
- Проста технологічна схема процесу.
- Немає необхідності в реагентном господарстві.
- Виробничі установки можуть працювати в повністю автоматичному режимі.
- Чи не потрібно значних площ для розміщення очисного обладнання.
Недоліки електрохімічних методів очищення:
- Капітальні і експлуатаційні витрати на обладнання.
- Відкладення солей на поверхні електродів.
- В електрохімічних процесах виділяються гази, здатні утворювати вибухонебезпечні суміші з повітрям, що вимагає пристрою протипожежної вентиляції.
