Очистка сточных вод от нефтепродуктов

Капля нефти загрязняет 25 литров воды так, что делает ее непригодной для питья. Даже в малых количествах она вредит сердцу, сосудам, нервной системе людей, а также представляет угрозу для рыб и водных растений, способствуя их исчезновению. Возникает вопрос, можно очистить воду от нефтепродуктов так, чтобы она была пригодна как для питья, так и для жизни водных обитателей?

Как нефть попадает в водоемы

Повсеместно распространены ситуации, когда загрязнения в виде нефти, топлива, смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и других углеводородов попадают в воду из-за деятельности человека:

Аварийные нефтяные разливы при добыче, хранении и особенно при транспортировке. Более 20 % разливов нефти, ставших причинами экологических катастроф, произошли при перевозке «черного золота» на танкерах и при прокачке по трубопроводам.
Некачественная вода может поступать из нефтеперерабатывающих предприятий, включая подтоварные воды, образующиеся:
- при отстаивании добытой нефти;
- переработке и очистке продукции;
- мытье резервуаров для нефтепродуктов и оборудования.
Большое количество загрязнений образуются после сбрасывания сточных вод, содержащих нефтепродукты, от промышленных, машиностроительных, металлургических предприятий, использующих СОЖ и топливо для защиты металлов во время обработки от окисления, уменьшения температуры и трения.
Ливневые стоки также способствуют загрязнению воды различными ПАВ и нефтепродуктами. Атмосферные осадки при стекании в дождевую канализацию смывают с проезжей части бензиновые пятна, моторное масло и другие горюче-смазочные материалы.

Процесс очистки

Часть 6 статьи 60 Водного кодекса РФ запрещает сброс неочищенных сточных вод в водоемы. Поэтому стоки проходят через муниципальные очистные сооружения или пропускаются через канализационные фильтры предприятия.

После очистки содержание в воде нефтепродуктов не должно превышать ПДК в 0,34 мг/л. Только эта норма гарантирует безопасность для людей и обитателей водоемов. Если предприятие превышает показатель ПДК в очищенной воде или сбрасывает неочищенные стоки в водоем, ему грозит повышение экологического налога или штраф.

Методы очистки сточных вод от нефтепродуктов

Загрязнение водоемов компонентами нефтепродуктов находится под пристальным вниманием экологов. Ученые разработали методики очищения сточных вод, содержащих нефтяные загрязнения. Рассмотрим главные из них.

Отстаивание

Этот механический метод основан на расслаивании нефтепродуктов в воде. Очищаемая жидкость подается в отстойник-резервуар (нефтяную ловушку), где в течение времени (от 0,5 до 24 часов) вся нефть всплывает и собирается на поверхности. Под радужной пленкой находится относительно чистая вода. Часть нефтеуловителей оснащается коалесцентным фильтром, состоящим из проволочной кассеты, внутри которой расположены полимерные пластины. При прохождении сточных вод сквозь элементы очистки специальный материал полимера притягивает частицы загрязнений из нефтепродуктов, где они собираются в капли. Под воздействием потока воды пластины начинают вибрировать, капли отрываются, поднимаются на поверхность, образуя пленку. Это происходит тогда, когда плотность нефтезагрязнений меньше плотности воды. Если удельный вес капель больше, отфильтрованные нефтепродукты оседают на дне. Пленка и осадок собираются и утилизируются.

Коагуляция и флокуляция

Это физико-химическая методика очистки. С помощью специальных реагентов-коагулянтов мелкодисперсные частицы нефтесодержащих загрязнений (прошедших сквозь фильтр) склеиваются в хлопья и выпадают в осадок. Коагуляцию дополняют флокуляцией — добавлением специальных химических реагентов, помогающих отделить примеси от воды. Флокулянты склеивают загрязнения в более крупные, плотные хлопья. В результате вода становится прозрачнее, а осадок отделяется отстойниками, осветлителями, фильтрами, другим специальным оборудованием.

Флотация

Отстой убирается с помощью флотационной установки. Существует три разновидности флотационного физико-химического метода: механический, вакуумный, электрический. При флотации вода насыщается микропузырьками воздуха, которые быстро отделяют загрязнения, образуя плотные крупные хлопья, всплывающие на поверхность. Оттуда сгустки удаляются скребковым транспортером, который сбрасывает загрязнители в отстойник. Очищенная вода из флотационной жидкости сливается на следующую ступень очистки.

Сорбция

Этот метод основан на способности пористых материалов поглощать загрязняющие примеси из воды. От вида сорбентов зависит область применения. Поглощающие порошки и гранулы используются для очистки воды. Волокнистые сорбенты применяют при изготовлении фильтров, нефтепоглощающих матов, боновых заграждений.

К этому методу прибегают тогда, когда необходимо соблюдать особо строгие требования при сбросе стоков в водоемы, а остальными способами очистки не удается достичь нужного результата. Сточную воду с нефтяными загрязнениями обязательно подвергают сорбционной доочистке. В качестве фильтрующего элемента применяют измельченный активированный уголь. С его помощью удаляются низкие концентрации нефтепродуктов, делая сточную воду пригодной для использования на объектах по разведению рыбы.

Выбор метода очистки сточных вод от нефти

Чтобы принять решение по применению самого эффективного способа очистки, необходимо сделать анализы стока, выяснить состав и степень загрязнения.

Дальнейшие действия:

определение объема стоков;
выяснение таких норм ПДК для стоков, которые позволят на законных основаниях сбрасывать сточные воды в водоем или на очистные сооружения;
рассмотрение финансовых возможностей предприятия.

Потом составляется схема и выбирается способ очистки сточных вод, намечается оборудование, виды реагентов. Предприятие может построить процесс очистки так, чтобы вода возвращалась в технологический цикл и использовалась повторно.

По сведениям «Коммерсантъ», Новолипецкий металлургический комбинат перевел больше 96 % потребления воды на оборотный цикл. В курской области Михайловский горно-обогатительный комбинат также планирует перевести техническое водоснабжение на аналогичный способ.

Проблемы очистки сточных вод от нефтепродуктов

Случается, что схема очистки создана правильно, стоки проходят через все этапы, но уровень загрязнений все равно превышает ПДК. Главные причины:

изношенное или устаревшее оборудование;
неправильно подобраны реагенты и их дозирование.

Например, нередко выясняется, что флотатор, фильтры доочистки воды настолько забиты нефтепродуктами, что не очищают, а повторно загрязняют стоки.

Пока предприятиям выгоднее платить НВОС и штрафы Росприроднадзора, чем менять или ремонтировать оборудование, ситуация будет меняться медленно. Например, цена флотатора — 730 000 руб., а штраф за нарушение — 150–300 тысяч рублей для юридических лиц, 50–80 тысяч — для должностных лиц.

Выводы

Очистка воды от нефтезагрязнений важна, потому что недоочищенные стоки, сброшенные в водоем, приводят к гибели обитателей, обмелению, заболачиванию озера или реки. Воду от нефтепродуктов можно очистить с помощью проверенных, распространенных способов: отстаивания, коагуляции и флокуляции, флотации, сорбции.

Отстаивание бывает подготовительным этапом другого способа очистки, а может проходить после него.

Если коагуляцию усилить флокуляцией, склеивание загрязняющих частиц пойдет быстрее, причем будут образовываться более крупные хлопья, отфильтровать которые легче.

Сорбция используется для доочистки воды до жестких требований ПДК нефтепродуктов к сбросу стоков.

Для очистки от нефти применяют биологический метод с использованием микроорганизмов.

Выбор способа зависит от объема и состава стока, ПДК нефтепродуктов, финансов. Нередко применяется их комбинация.