УДК 66.074

А.Д. БайсаловА, М.И. Сатаев, Ф.Е. Алтынбеков, А.А. Саипов.

Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауезова

Очистка сточных вод нефтехимической промышленности

Казахстан - один из старейших нефтедобывающих районов бывшего СССР [1]. Освоение месторождений Узеня и Жетыбая на п-ве Мангышлак (ныне Мангистау) вывело в 70-х годах Казахстан в ряд таких крупных центров нефтедобывающей промышленности, как Урало-Волжский район, Азербайджан, Сибирь [2-4].

Одним из невосполнимых природных ресурсов является нефть, которая в процессе добычи, транспорта, переработки и потребления постоянно соприкасается с окружающей средой и загрязняет ее, особенно воду [5]. Наиболее широко распространенными загрязнителями сточных вод являются нефтепродукты – неидентифицированная группа углеводородов нефти, мазута, керосина, масел и их примесей, которые вследствие их высокой токсичности, принадлежат к числу десяти наиболее опасных загрязнителей окружающей среды. Нефтепродукты могут находиться в растворах в эмульгированном, растворенном виде и образовывать на поверхности плавающий слой.

Сточные воды нефтяной и нефтехимической промышленности содержат нефть, нефтепродукты и различные химические вещества (тетраэтилсвинец, фенолы и др.). Эти сточные воды можно классифицировать следующим образом: технологические процессы, связанные с получением сточных вод; свободные и связанные, воды содержащиеся в сырье и исходных продуктах; промывные воды; водные экстракты и адсорбционные жидкости; охлаждающие жидкости; технические воды; дождевые и талые воды с территории потенциальных загрязнителей.

Два первых направления классификации не позволяют систематизировать примеси сточных вод для последующей разработки принципов выбора эффективных систем очистки. Третье направление классификации с этой точки зрения является более подходящим. Его сущность заключается в том, что все сточные воды делятся по дисперсионному составу загрязняющего вещества на четыре группы. Классификация третьей группы позволяет для каждой из выше перечисленных групп предложить определенные методы очистки воды.

На нефтетранспортных предприятиях сбор сточных вод и их очистку ведут в зависимости от нефтехимических примесей и способов их очистки. В сточных водах нефтетранспортных предприятий находятся нефть и нефтепродукты, которые после отделения от воды можно использовать в народном хозяйстве. Химические примеси, как, например, тетраэтилсвинец, отделяют специальными химическими методами. В этом случае целесообразно применять раздельный сбор сточных вод и комбинированную систему очистки.

Имея данные по расходам сточных вод, их подробную характеристику, в том числе и по содержанию примесей, а также требования к очищенной воде, по схеме можно отобрать для проверки несколько методов. На основании экспериментальных исследований с учетом технико-экономических показателей выбирают оптимальный метод очистки сточных вод.

Нами в опытно-промышленных испытаниях адсорбционного аппарата в процессе извлечения нефтепродуктов из водного раствора в АО «Интеркомшина» были проведены испытания адсорбера с подвижным слоем активированного угля в процессе извлечения нефтепродуктов из водного потока.

В адсорбционном аппарате, содержащем две камеры контакта зернового адсорбента с жидкой фазой, расположенные одна над другой, два шнека, установленные на расстоянии от внутренней стенки камеры, не превышающем диаметра зерна адсорбента, штуцеры для ввода и вывода жидкой фазы и адсорбента, камеры контакта зернового адсорбента с жидкой фазой расположены друг к другу под углом 25-30⁰, при этом выводная часть нижней камеры соединена с вводной частью верхней камеры. Шнеки снабжены нижними и верхними спиралями, причем верхняя кромка нижней спирали шнека отогнута в одну сторону по всей ее длине, при этом на отогнутой части нижней спирали укреплена нижняя кромка верхней спирали, а нижняя спираль выполнена с отверстиями.

Активированный уголь непрерывно подается через штуцер в нижнюю камеру контакта, где шнек при своем вращении продвигает активированный уголь к выводной части нижней камеры. Затем активированный уголь переходит в камеру контакта и под воздействием шнеков и продвигается с определенной скоростью и выгружается через штуцер. Жидкая фаза подается через штуцер, который расположен в верхней камере контакта, проходит через отверстия нижней спирали шнеков, контактирует с активированный углем, очищается от примесей и выводится через штуцер в днище корпуса. При вращении вала шнека крутящий момент передается через нижнюю спираль на верхнюю спираль. Предложенная конструкция винтовой поверхности шнека позволяет создать непрерывный и равномерный поток адсорбента, движение жидкой фазы противоточное адсорбенту, максимальное уплотнение слоя адсорбента, избежать разрушения зерен адсорбента.

Испытанный адсорбер имеет следующие габаритные размеры
Диаметр камеры контакта адсорбента с жидкой фазой , м	0,1
Длина камеры, м	1,6
Частота вращения шнека, об/с	0,008
В результате проведенных промышленных испытаний установлены следующие значения
Подача исходного нефтесодержащего водного потока, м³/с	0,016
Начальная концентрация нефтепродуктов, кг/м³	0,01
Конечная концентрация нефтепродуктов, кг/м³	1·10^-4
Прозрачность, см	13
Жесткость, кг.экв/м³	0,009
Взвешенные вещества, кг/м³	0,1
Эффективность извлечения, %	98-99
Окисляемость бихроматная, кг О₂/м³	0,03
БПК - 5, кг/м³	0,0011
рН воды	7,1

Разработанный адсорбер с подвижным слоем позволяет с наибольшей эффективностью производить процесс адсорбции, полностью использовать емкость адсорбента, равномерно распределить жидкую фазу в слое адсорбента, повысить степень очистки вещества, снизить трудозатраты.

Предлагаемый массообменный аппарат по сравнению с известными обеспечивает эффективное многоразовое использование адсорбента, повышение степени очистки жидкой фазы, позволяет проводить процесс регенерации в замкнутом цикле, не прерывая поток движения адсорбента, сокращение капитальных и эксплутационных затрат в несколько раз.

1. Нурсултан М.У. О развитии нефтяной и нефтехимической промышленности Казахстана в 1970-1990 гг. // Известия HAH PK., Химич. – 2003. – № 4. – С .114.

2. Экономика Казахстана за 60 лет. - Алма-Ата, 1977. - С. 164.

3. Темиргалиев К.Е. Борьба за нефть Казахстана. - Алма-Ата, 1967. - С. 41.

4. Народное хозяйство Казахстана за 70 лет. Юбилейный статежегодник. - Алма-Ата, 1990. - С. 167.

5. Карелин Я.А., Попова И.А., Евсеева Л.А. и др. Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов - М.: Стройиздат, 1982. – С.32.