Предприятия нефтехимического комплекса являются крупнейшими загрязнителями водных объектов. Вода – непосредственный участник во многих технологических циклах нефтепереработки: охладитель технологического оборудования, растворитель в приготовлении смесей. На состав сточных вод непосредственное влияние оказывает качество исходной нефти и глубина её переработки. Сточные воды нефтеперерабатывающих предприятий содержат следующие загрязнители: нефтепродукты, масла, фенол, карбамид, ароматические углеводороды, аммонийный азот, парафин, сульфаты, жирные кислоты ПАВ и др. Наибольшую опасность для водных экосистем представляют нефтепродукты.
Различные сточные воды, образующиеся на нефтеперерабатывающем заводе, содержат ряд экологически вредных соединений, которые могут растворяться или не растворяться. Нерастворенные компоненты, например масла и твердые вещества, можно обрабатывать с помощью механических и химико-физических процессов обработки.
Физико-химические методы для очистки стоков с эмульгированными нефтепродуктами включают в себя методы:
– коагуляции
– флокуляции
– электрокоагуляции
– электрофлотации
– жидкофазного окисления
– коалесценции
– электромагнитной сепарации
Основными и наиболее эффективными физико-химическими методами, используемыми для отчистки сточных вод от загрязнения нефтепродуктами и продуктов технологического процесса, являются:
Флотация все чаще используется на нефтеперерабатывающих заводах для удаления масел и углеводородов из сточных вод в течение нескольких лет. Флотация часто сочетается с химической флокуляцией для отделения эмульгированных нефтяных фракций. На нефтеперерабатывающих заводах в основном используется флотация с положительным давлением или релаксационная флотация, при которой воздух вводится под давлением в часть входа или выхода. После этого происходит расширение до нормального давления при смешивании на входе во флотационный резервуар. В этих системах можно ожидать остаточного содержания масла 10-50 мг/л.
Мгновенная флотация – это улучшенная гравитационная сепарация мелких твердых частиц и диспергированных или мелких капель масла. Часть стекающей воды перерабатывается путем насыщения сжатым воздухом и возвращается в систему – также через центральный распределитель. Даже в этом круглом бассейне равномерное распределение воды является ключевым фактором для очень хорошей производительности этой стадии очистки. Добавление подходящих химикатов перед флотацией способствует коагуляции и флокуляции твердых частиц и масел. Затем они всплывают в виде конгломерата с концентрацией TSS от 4 до 6 %. Кроме того, хлопья могут адсорбировать значительную часть растворенного ХПК, а именно до 40 %, и частично разряжать биологическую систему. Сливная вода становится прозрачной, с углеводородным индексом ниже 5 мг / л и TSS ниже 30 мг / л. Теперь сточные воды можно безопасно направлять в биологическую систему.
Химическое осаждение и флокуляция Во время очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов меры по осаждению и флокуляции приводят к:
– абсорбирующему связыванию диспергированной нефти и углеводородов с хлопьями гидроксида металлов,
– стабилизации эмульгированных компонентов нефти,
– флокуляции мелкодисперсных и коллоидных сточных вод,
– детоксикация и осаждение сероводорода за счет образования нерастворимого сульфида железа (II).
Сульфат алюминия, хлорид алюминия, сульфат железа (II) и хлорид железа (III) в основном используются в качестве добавок для осаждения и флокуляции. Образующийся отстой обычно сжигается после механического сгущения и механического обезвоживания.
Процесс коагуляции используют для увeличeния скорости осаждения взвешенных примесей и эмульгированных веществ. В процессе коагуляции под действием реагeнта–коагулянта мелкодисперсные частички укрупняются и агрегируются. Эффективность удаления примесей коагуляцией максимальна для частиц размерами1–100мкм. При добавлении коагулянта в сточной воде происходит интенсивноe хлопьеобразование. Осаждение хлопьев происходит автоматически, под воздействием силы тяжести. Образованиe хлопьeв запускаeт сопутствующиe процессы агрегирования и улавливания коллоидных веществ. Взаимное притяжение между хлопьями коагулянта и примeсными частицами объясняется силами электростатического взаимодействия. Процесс коагуляции нейтрализуeт отрицательный заряд коллоидных частиц, вследствие чего они теряют стабильность.
Типичные отходы нефтепереработки включают шлам, отработанные катализаторы, фильтровальную глину и золу от сжигания. Другие фракции отходов включают продукты реакции десульфуризации дымовых газов, летучую золу, крупнозернистую золу, отработанный активированный уголь, фильтрующую пыль, неорганические соли, такие как сульфат аммония и известь от предварительной обработки воды, загрязненную нефтью почву, битум, мусор, использованные кислоты и щелочи, химикаты и многое другое.
Количество и качество сточных вод при переработке нефти зависят от размера нефтеперерабатывающего завода, типа переработки сырой нефти и качества используемой сырой нефти, а также от возраста нефтеперерабатывающего завода.