Озонирование
Электрохимическая очистка
Адсорбция
Для глубокой очистки воды от нефтепродуктов, в том числе находящихся в эмульгированном состоянии, применяют адсорбцию. Процесс очистки адсорбцией основан на поглощении дисперсных частиц поверхностью адсорбционного материала. Сила, с которой удерживается извлеченное из воды вещество на поверхности адсорбента, определяется разностью двух сил межмолекулярного взаимодействия молекул извлекаемого вещества с молекулами адсорбента, а также молекул извлекаемого вещества с молекулами воды.Чем сильнее связь молекул извлекаемого вещества с молекулами воды, тем слабее адсорбируется вещество из раствора.
Распространение получили адсорбционные фильтры. В качестве адсорбентов (наполнителей) применяют различные пористые материалы: зола, кокс, активированный уголь, синтетические материалы и др.
По мере загрязнения адсорбента он подлежит замене, в противном случае качество очистки снижается. Основным условием для достижения наилучших результатов при использовании адсорбционных фильтров является предварительная очистка нефтесодержащих вод от крупных частиц нефти. Адсорбционные фильтры применяются в качестве последней ступени очистки.
8.2.2. Химический
Основными способами электрохимической очистки нефтесодержащих вод являются электрохимическая коагуляция и электрохимическая флотация. В электрокоагуляторе, в результате пропускания постоянного тока через очищаемую воду, происходит растворение анода и гидролиз перешедших в раствор ионов металла. Образовавшиеся при этом частицы гидроокиси металла обладают повышенной активностью и адсорбционной способностью, обеспечивая тем самым коагуляцию (укрупнение) частиц нефтепродуктов. Затем, в блоке электрофлотатора, за счёт пузырьков газа, образующихся на поверхности нерастворимых катодов, укрупненные частицы нефтепродуктов поднимаются на поверхность.
Озонирование представляет собой химический способ глубокой очистки нефтесодержащих вод, его используют для удаления из воды эмульгированных и растворенных нефтепродуктов. При озонировании происходит одновременно обеззараживание и обесцвечивание воды, а также её насыщение кислородом.
8.2.3. Биологический
Сущность биологической очистки нефтесодержащих вод заключается в том, что в ёмкостях определенной формы и размеров создаётся искусственная среда в которой поддерживается такая концентрация микроорганизмов, при которой они способны за минимально возможное время обработать определенные объёмы нефтепродуктов. Биологический метод основан на способности микроорганизмов в процессе жизнедеятельности, использовать нефтепродукты. Биологическая очистка нефтесодержащих вод осуществляется при насыщении воды кислородом воздуха, а концентрация нефтепродуктов в исходной воде недолжна, превышать 100 мг/л. Нефтепродукты окисляют определённый набор микроорганизмов, адаптированных к нефтесодержащим водам. При помощи ферментов, вырабатываемых микроорганизмами, нефтепродукты разлагаются и проникают в клетки бактерий, обеспечивая их жизнедеятельность. Отличительной особенностью установок, использующих биологический метод очистки, является способность перерабатывать нефтепродукты, находящиеся в виде эмульсии.
К недостаткам этих установок следует отнести жесткие ограничения, связанные с условиями поддержания жизнедеятельности микроорганнизмов и довольно длительный период ввода их в действие.
8.3 Судовые установки очистки нефтесодержащих вод.
Суда мирового флота укомплектованы разнообразными конструкциями оборудования для очистки нефтесодержащих вод.
Сепаратор на 15млн-1 любая комбинация из сепаратора, фильтра или коалисцера, а так же установка, спроектированная для сброса стока с содержанием нефти не более 15млн-1. Любое судно воловой вместимостью 400 и более должно быть оснащено сепаратором льяльных вод на 15мм-1.
Оборудование для фильтрации нефти должно иметь одобренную конструкцию в соответствии с положением применимых резолюций ИМО (А.393(Х), МЕРС.60(33), МЕРС.107(49)) и обеспечивать такую фильтрующую способность, чтобы после прохождения через это оборудование любой нефтесодержащей смеси, сбрасываемой в море, содержание нефти в ней не превышало 15млн-1.
Сепаратор нефтесодержащих вод «Фрам».
Принципиальная схема установки «ФРАМ» (Голландия) показана на рис. 8.3.1
Рисунок 8.3.1 – Схема установки «ФРАМ»
В схему включен отстойный сепаратор 4, два коалисцирующих фильтра патронного типа 1 и 6 и насос 9. Устанвока работает в напорном режиме (насос установлен перед первой ступенью очистки).
При включении установки в работу нефтесодержащие воды из судовой сборной цистерны подается в первый коалесцирующий фильтр 1. В этом фильтре льяльные частицы нефтепродуктов укрупняются, что способствует их лучшему отделению при последующем отстое. Степень загрязненности вставок определяется по перепаду давления, которое измеряется дифманометрами 7. Из первого коалесцирующего фильтра очищаемая вода поступает в отстойный сепаратор 4. В отстойнике расположен блок наклонных пластин 8, образующих тонкослойный отстойник, между которыми направляется поток воды. Отделенные от воды нефтепродукты поднимаются вдоль пластин вверх и собираются в коллекторе 5. Из него они направляются в верхнюю часть сепаратора.
Уровень наливаемых нефтепродуктов контролируются поплавковым устройствам 3 с пневмоприводом. При накоплении определенного количества нефтепродуктов, соленоидный клапан 2 автоматически открывается и, через трубопровод сброса, нефтепродукты сбрасываются в шламовую цистерну. В отстойном сепараторе отделяются грубодисперсные и плиточные нефтепродукты. Рис. 8.3.1
Последней ступенью очистки в установке «ФРАМ» является коалисцирующий фильтр 6, в котором предусмотрен ручной сброс накопившихся в нем нефтепродуктов. Система управления установки обеспечивает автоматический сброс накопленных в сепараторе нефтепродуктов в очищенной воде превысит допустимое значение 15мм-1.
Преимуществом установки «Фрам» перед другими установками, в которых сочетается два способа «очистка-отстаивание» и коалисценция, является применением коалисцирующего устройства перед отстойным сепаратором. Это позволяет более эффективно осуществлять процесс оттаивания за счет предварительного укрупнения мелких частиц нефтепродуктов в коалисцирующем устройстве. Однако, в эксплуатации это приводит к ускоренному загрязнению коалисцирующего патрона и необходимости его замены. Наличие механических примесей в судовых нефтесодержащих водах также приводит к снижению его ресурса.